ОТКРОЙ В СЕБЕ ТАЛАНТ

ГЛАВА 5. СТРЕЛЫ МЕЧТЫ

Между первым интересом к конкретной области науки или техники и возникновением стремления самостоятельно внести в нее что-либо новое пролегает огромная дистанция. Множество людей до и после А.Л.Чижевского смотрело в телескоп, и... осталось астрономами-любителями, так и не сделав подобно ему решающего шага. Еще большее число людей совершало и совершает экскурсии в подводный мир, и... не бросилось при этом "очертя голову навстречу неизведанному", подобно Кусто, осталось бесчисленной армией любителей подводного плавания. Почему? Что им помешало? Что способно превратить одиночную искру первого интереса в могучий костер творческой Цели?

Попытаемся найти ответ на эти вопросы, рассмотрев четвертый и пятый этапы становления творческой личности.

Шаг 4: Формирование главного вектора творческого поиска

Для формирования своего главного вектора творческого поиска, т.е. стремления самостоятельно внести в выбранную область науки или техники нечто новое, необходим переход от простого интереса к устойчивому интересу. Есть только один путь к нему - стремление как можно больше узнать об этой области науки или техники, углубить свои знания в ней, понять суть изучаемых явлений, попытаться разобраться в их тончайших взаимосвязях, причинах и следствиях.

Здесь-то пролегает первый и основной барьер между подлинно творческим, устойчивым интересом и обычным любопытством - увлечением или хобби, - потому что первый подразумевает упорный труд по освоению новых знаний.

Анализ творческих биографий показывает, что есть три пути освоения новых знаний - самообразование, работа в коллективе единомышленников и под руководством Учителя, - которые одновременно являются основными путями формирования главного вектора творческого поиска.

Самообразование

В юности К.Э.Циолковскому пришлось выдержать жестокий жизненный экзамен: возникшая после болезни глухота поставила почти неодолимые барьеры на пути к знаниям. Он не мог нормально общаться со сверстниками, учиться как все в школе. За всю жизнь у него не было ни одного учителя! Всем, чего достиг этот выдающийся человек, он был обязан самообразованию, то есть самостоятельному освоению новых знаний по книгам. В чем же магическая сила этого метода?

Самостоятельно изучая физику, химию, математику, геометрию и другие науки, Циолковский сталкивался со множеством непонятного, а помочь было некому. Приходилось самостоятельно докапываться до истины, отвечать на многочисленные "почему?", "как?", доказывать теоремы и законы, проводить физические и химические опыты, истолковывать их результаты, перепроверяя свои выводы по другим фактам и книгам, сопоставляя с ранее накопленными знаниями.

Вспоминая об этих годах, он писал: "Меня страшно занимали "разные вопросы", и я старался сейчас же применить приобретенные знания к решению этих вопросов." Так, изучая механику он задавал себе вопросы типа: "Какую форму принимает поверхность жидкости в сосуде, вращающемся вокруг отвесной оси?" На основании известных ему физических законов сделал вывод: поверхность параболоида. Где можно это применить практически? Возникла идея телескопа с жидким (ртутным) параболическим зеркалом, изменяя частоту вращения которого, можно регулировать кривизну поверхности. Кстати, позже к этой же идее пришел и осуществил ее американский физик Р.Вуд.

Постепенно такой режим работы вошел в привычку, и он часто брался сам выводить какую-либо теорему или формулу физического закона. Не всегда удавалось, но бывали и успехи. Позже он вспоминал: "17-ти лет, по книгам, я уже прошел курс дифференциального и интегрального исчисления и решал задачи по аналитической механике, не имея о ней никакого понятия. И решал, как потом оказалось, верно." "Открывая" новые знания, он все ближе подходил к переднему краю науки и техники. Так, в 24 года он сумел "открыть" основы кинетической теории газов, незадолго до этого предложенной немецким физиком Л.Больцманом!

Можно спросить: зачем еще раз "открывать Америку?" Не проще ли и быстрее усваивать "готовые" знания, и, тем самым, сократить подготовку к будущей творческой работе? Безусловно, проще и быстрее, но... "Открывательское" самообразование, более медленное и трудное, дает неоспоримые преимущества в будущем, так как оно сродни работе исследователя и изобретателя. В обоих случаях приходится преодолевать неизвестность, только в первом случае барьер существует для одного человека. Зато он подходит к переднему краю науки и техники психологически подготовленным, имеющим навыки творческой работы, с почти гарантированным главным вектором творческого поиска. Так, стремление найти ответ на возникший в юности вопрос - можно ли преодолеть притяжение Земли? - определило все последующее творчество великого ученого.

При "открывательском" самообразовании развиваются самостоятельность и независимость мышления, стойкость в преодолении возникающих трудностей. Возникает значительно больше вопросов, чем при обычном обучении, для ответа на которые приходится серьезно углубляться в самую суть изучаемого - формируется ценнейшая творческая черта! Приходится сопоставлять ранее полученные знания с новыми, максимально использовать их для ответа на новые вопросы, т.к. другой "точки опоры" нет: формируется еще одна ценнейшая творческая черта - умение использовать свои знания на практике. Наконец, ничто не усваивается так хорошо, как добытое собственным трудом.

Для самообразования полезно придерживаться нескольких простых правил, обобщающих опыт великих самоучек:

1. Пытаться самостоятельно осваивать новые знания, преодолевать возникающие при этом трудности и противоречия. Главное - самостоятельность, а не результаты. Последние придут со временем.

2. Стремиться при поиске ответов на возникающие вопросы максимально использовать ранее полученные знания и, как можно меньше, искать готовые ответы.

3. Никакой зубрежки! Только вдумчивое, углубленное постижение сути изучаемого. Полезно задаваться вопросами типа: "в чем смысл этой формулы?", "какова причина изучаемого явления?", "с какими еще явлениями оно тесно связано?" и т.п.

4. Ничего не воспринимать на веру, стремиться проверять собственными опытами. Не воспринимать знания как конечную истину: будущее развитие науки и техники обязательно углубит их или даже изменит существующую точку зрения (последнее не распространяется на научно установленные факты).

5. Пытаться отвечать на вопрос: "как эти знания можно практически использовать в науке и технике, конкретно в моей области интереса?"

Все выше сказанное в полной мере относится к конструированию моделей и игрушек, которыми многие увлекаются в детстве и юности. И здесь следует стремиться к самостоятельному поиску технических решений. Не беда, если потом выяснится, что они давно известны: сознательное копирование "взрослой" техники сродни зубрежке в учебе. Следует также помнить, что такие великие игрушки прошлого, как волчок, паровая турбинка Герона Александрийского, "колесо жизни", Лейденская банка и многие другие несли в себе черты техники будущего.

Изучая физику, Циолковский самостоятельно "изобрел" повозку, движимую реактивной струей пара, аэростат, заполненный водородом. А на одной из самодельных колясок установил ветровое колесо, и она могла двигаться даже против ветра. Только в наше время инженеры стали подумывать о применении такого двигателя для морских судов.

Известный писатель С.Лем в детстве "изобрел" дифференциальную передачу. Придумал самолет с огромной линзой, фокусирующей солнечные лучи на паровом котле, и с паровыми турбинами, вращающими винты. Мы уже познакомились с некоторыми "изобретениями" и самыми настоящими изобретениями Ж.-И.Кусто, И.И.Сикорского, Н.В.Гулиа, сделанными в детстве и юности. Подобных примеров в творческих биографиях великое множество.

У современных школьников есть огромное преимущество: используя ТРИЗ, можно ставить и решать самые сложные изобретательские задачи современной техники. Циолковский использовал самообразование по суровой жизненной необходимости, но история науки и техники знает множество других великих самоучек, добившихся выдающихся результатов: М.В.Ломоносов, И.П.Кулибин, М.Фарадей, Т.Эдисон, О.Хэвисайд, П.Н.Яблочков, И.И.Сикорский...

Этот метод обретения новых знаний в той или иной степени использует каждая творческая личность, так как учеба для нее не прекращается всю жизнь.

Коллектив единомышленников

В выбранной области науки или техники, недавно возникшей или находящейся в стадии зарождения, знания могут быть еще очень малочисленны, сильно рассеяны по литературе и т.п. Тогда на пути самообразования в процессе формирования главного вектора творческого поиска возникают дополнительные трудности. Как в этом случае можно продолжать углубление знаний, не утратить свой интерес под натиском этих трудностей, поддержать его до выхода на настоящую творческую Цель?

Когда Кусто в середине 30-х годов впервые заинтересовался подводным миром, тот был столь же мало изучен, как Антарктида, хотя его отделяло от поверхности всего несколько сантиметров воды. Большую поддержку в тот период ему оказала встреча с такими же энтузиастами ныряния - Ф.Тайе и Ф.Дюма. Друзья делились друг с другом крохами знаний и слухов о подводном мире, собственным небольшим опытом, вместе мастерили примитивное подводное снаряжение. Каждый вносил что-то свое. Дюма придумал новый способ скоростного погружения под воду, Тайе учил друзей плавать под водой подобно дельфинам, Кусто изготовил гидрокостюм и предложил использовать кинокамеру для подводных съемок... Так постепенно, от одного маленького успеха к другому формировался главный вектор творческого поиска Ж.-И.Кусто - стремление к серьезному изучению подводного мира.

И.И.Сикорский всерьез заинтересовался авиацией в первые годы ее становления. Вся авиационная наука того времени преподавалась за несколько дней на летном поле у крыла какой-нибудь этажерки. Несколько лет безуспешных попыток построить летательный аппарат у кого угодно могут отбить охоту к дальнейшим экспериментам. Тем более, что перед Сикорским стоял выбор - или продолжение занятий авиацией, или учеба в Киевском политехническом институте. Его дальнейшую судьбу предопределила встреча с другим энтузиастом авиации Ф.И.Былинкиным, также имевшим солидный "опыт" неудачника. Они задумали строить аэроплан сообща.

Вскоре вокруг них организовался небольшой коллектив единомышленников. Работа в таком коллективе позволила Сикорскому быстро обретать опыт и практические знания и в короткий срок выйти на передовые рубежи авиации. Позднее, когда его пригласили на должность главного конструктора авиационного отдела знаменитого Русско-Балтийского вагоностроительного завода, этот коллектив стал ядром отдела.

Главный конструктор первых космических кораблей С.П.Королев также начинал свою деятельность в коллективе единомышленников, создавших группу изучения реактивного движения (ГИРД), которую шутники именовали группой инженеров, работающих даром.

Таким образом, поиск единомышленников-энтузиастов и работа в таком коллективе - эффективный прием формирования устойчивого интереса и углубления знаний в новой, только зарождающейся области науки или техники.

Кстати, любопытно, что студенты высших учебных заведений при подготовке к особо сложным экзаменам стихийно образуют подобные "группы". В основе этого явления лежит известное правило: "хочешь научиться сам - учи других".

Учитель

Обратная ситуация возникает, когда интерес проявляется к давно развивающейся области науки и техники. Тогда накопленные знания могут оказаться чересчур многочисленны, сложны для восприятия неподготовленным новичком, потребовать специфических навыков, например, знания латыни. В таких областях могут быть накоплены свои специфические методы исследований, о которых также мало упоминают в доступной литературе. Да и не всегда это возможно, как невозможно в книге объяснить, например, искусство управления самолетом. Как в такой ситуации избежать преждевременного угасания интереса?

Вспомним, с какими трудностями столкнулся И.А.Ефремов при попытках самостоятельно освоить основы палеонтологии. Ему помогло знакомство с известным ученым П.П.Сушкиным, который стал его Учителем, ввел в удивительный мир этой науки, обучил азам препараторского искусства и многим другим навыкам, необходимым ученому в этой области.

Огромное влияние на творческую судьбу В.И.Вернадского оказали его Учителя - выдающиеся ученые Д.И.Менделеев и В.В.Докучаев. Учителем А.Л.Чижевского был великий Циолковский; они познакомились в Калуге, когда Чижевский учился в реальном училище, а Циолковский преподавал там физику.

Первые навыки в проведении хирургических операций знаменитый биолог Г.Селье приобрел в клинике отца, а формированием своих научных интересов во многом был обязан крупнейшему американскому физиологу У.Кеннону.

Таким образом, поиск своего Учителя - эффективный прием формирования устойчивого интереса и углубления знаний в обширной, давно развивающейся области науки или техники. Таким Учителем может быть только творческая личность, активно работающая в интересующей новичка области.

На это можно возразить: встреча с настоящим Учителем - редкая удача, дело случая; какой же это прием?! Что ж, сошлемся еще раз на биографию И.А.Ефремова и напомним, в каких неблагоприятных условиях возник его интерес к палеонтологии, и с каким упорством и настойчивостью он искал своего Учителя. Настоящий воспитатель просто не мог отмахнуться от такого ученика.

Кстати, И.И.Сикорский сперва также вел очень активные поиски своего Учителя. В Париже, тогдашней авиационной столице, он даже познакомился с одним из пионеров авиации Ф.Фербером. Но, к сожалению, авиация была слишком молода, и познания Фербера не на много превышали познания ученика.

Как справедливо заметил Г.Селье: "Ни один ученый не появляется спонтанно, без предшественников, но в отличие от сына по крови, сын по разуму может по крайней мере выбрать себе родителя."

Поиск энтузиастов-единомышленников и Учителя ни в коем случае не отменяет необходимость самообразования, а лишь дополняет, усиливает в определенных ситуациях позиции будущей творческой личности (особенно на этапе формирования главного вектора творческого поиска). В любом случае в первую очередь следует рассчитывать на собственные силы и помнить о примере К.Э.Циолковского.

Авария в стратосфере
Задача N32:

Во время полета на стратостате ФНРС О.Пикар и его спутник, уже поднявшись на высоту 16 километров, обнаружили на полу кабины большую лужу ртути, которая вытекла из случайно разбитого барометра. Ртуть требовалось срочно удалить, так как она могла очень быстро разъесть насквозь тонкую алюминиевую стенку герметичной кабины. За бортом - вакуум. Смертельная опасность! Насоса у них не было. Как удалить ртуть с пола?!

Шаг 5: Формирование творческой Цели

Летом 1939 года Ж.-И.Кусто довелось нырять у берегов Туниса. Там, на глубине нескольких метров, он обнаружил удивительное место: под плоским каменным дном скрывалась обширная полость, где в легких сумерках плавали стаи рыб. Он нырнул и поплыл в своеобразном подводном храме до ближайшего отверстия. В запасе оставалось около 30 секунд; пора подниматься наверх. Он просунул голову в отверстие, и с ужасом почувствовал, что туловище не проходит. Что делать?!

Поверхность в нескольких метрах над головой, а на обратный путь не хватит времени. Накапливающийся в легких углекислый газ уже начал жечь горло и туманить голову. Стараясь не терять самообладания Кусто огляделся и заметил неподалеку еще одно отверстие. Если и оно окажется узким... Он метнулся к нему и, обдираясь, протиснулся на свободу.

Позже он вспоминал об этом случае: "...главный вывод, который я сделал, - подводному пловцу нужен дыхательный аппарат, чтобы не зависеть от времени. Дюма, Тайе и я видели на дне моря столько заманчивого, но задержаться, чтобы рассмотреть все поближе, не могли. Дыхательные аппараты... Это было больным местом..."

Достаточно распространено мнение о том, что творческая Цель - мысль заняться какой-либо конкретной проблемой - внезапно и случайно приходит творческой личности. Казалось бы, приведенный выше эпизод должен подтвердить ее. Анализ творческих биографий показывает обратное: постановке творческой Цели предшествует целый ряд событий, закономерно формирующих ее и делающих эту встречу неизбежной.

Мы уже рассматривали, как формировался главный вектор творческого поиска Кусто - изучение подводного мира. Поэтому само стремление найти способ как можно дольше оставаться под водой вполне закономерно. Кроме того, Кусто с друзьями затеял съемки подводных фильмов, чтобы поделиться своими открытиями с окружающими. Это еще больше обострило потребность в продолжительном пребывании под водой.

Они начали испытывать различные типы существующего водолазного снаряжения, но ни один не удовлетворил их, как не удовлетворили и попытки самостоятельно усовершенствовать их. Тогда Кусто сделал первую попытку сконструировать самодельный кислородный аппарат, напоминающий спасательные аппараты подводников. Обе попытки испытательных погружений едва не завершились гибелью конструктора: чистый кислород уже на малых глубинах становится ядовитым.

Что бы ни пытались предпринять друзья в направлении главного вектора творческого поиска, всюду они наталкивались на одно и то же препятствие. Случай в подводной пещере лишь подхлестнул события и заставил Кусто сформулировать четкую Цель: необходим простой и надежный аппарат на сжатом воздухе, позволяющий долго и свободно плавать под водой. Весь предшествующий опыт убеждал Кусто, что исследовать подводный мир можно, лишь став равным среди равных, плавая свободно, как рыбы. Работа над этой Целью окончилась в конце 1942 года созданием акваланга.

И.И.Сикорский, работая в направлении своего главного вектора творческого поиска, пытался усовершенствовать - весьма успешно! - конструкцию самолета. Но все, что он делал, чуть лучше или хуже делали другие, а ведь он стремился внести в развитие авиации нечто принципиально новое. По мере накопления опыта и знаний он пришел к выводу, что людям в первую очередь нужны надежные самолеты, способные перевозить грузы и пассажиров на большие расстояния, независимо от погоды, а не легкокрылые "стрекозы".

Так, в общем направлении поисков выявилась проблема - создать тяжелую многомоторную машину с закрытой кабиной - задача, по тем временам считавшаяся абсолютно неразрешимой. Собственные расчеты и опыт убеждали 25-летнего конструктора в достижимости поставленной Цели. На все доводы скептиков он скупо возражал: "Не нужно бояться тяжелых машин! Дайте им скорость и вы пустите в воздух вагон."

Первый же успешный полет "Русского витязя" блестяще опроверг самых ярых скептиков. Этот замечательный самолет положил начало развитию всей современной пассажирской и транспортной авиации.

А.Л.Чижевский еще во время учебы в реальном училище сменил простое любование планетами и звездами на серьезный интерес к Солнцу. Но интерес интересом, а с чего начинать поиски своей Цели? Он начал ежедневно наблюдать за поверхностью светила, аккуратно зарисовывать солнечные пятна, отмечать в дневнике изменения их формы и расположения. Эта регулярная практическая работа, в сочетании с его разносторонними интересами, вывела на никем ранее не исследованную проблему влияния Солнца на земную жизнь и тем самым помогла уточнить главный вектор творческого поиска. Дальнейший выбор конкретной проблемы в этом направлении не вызвал особых затруднений: исследовать влияние на организм аэроионов, образующихся под воздействием Солнца. Многолетняя работа в этом направлении привела к созданию основ гелиобиологии.

Отнюдь не с головокружительных "замахов" начинали свою творческую деятельность и другие, упоминавшиеся в этой книге творцы науки и техники. Например, Г.Селье свои первые шаги в экспериментальной медицине начинал с простых экспериментов по определению влияния витамина D на свертываемость крови. И.А.Ефремов начинал с освоения основ препараторского искусства и других приемов работы палеонтолога, с участия в качестве коллектора в зоологических экспедициях. П.Н.Яблочков практическую деятельность в электротехнике начинал со скромных попыток усовершенствовать телеграф. Н.В.Гулиа начинал свой путь к творческой Цели с экспериментов над известными накопителями энергии и попыток их усовершенствования.

Итак, сделаем вывод. Для окончательного формирования главного вектора творческого поиска необходимо заняться конкретной практической деятельностью в интересующей области науки или техники, т.е. от усвоения знаний перейти к простейшим попыткам применения их на практике, к решению простых проблем и задач. Такая практическая деятельность является главным условием для выхода на свою будущую творческую Цель.

Как мы уже убедились, такие первые попытки не обязаны отличаться какой-либо особой оригинальностью и новизной. Главная их задача в другом: самостоятельное решение простых (даже известных) практических задач, затем все более сложных выводит на передний край знаний в выбранной области, прямо к барьеру НЕВОЗМОЖНОГО. При дальнейшем продвижении в направлении главного вектора творческого поиска неизбежна встреча с той или иной конкретной проблемой, решение которой уже находится по ту сторону барьера (см. рис.30).

В таблице 2 сведены некоторые примеры выбора творческих Целей, выявленных в направлении главного вектора творческого поиска.

Главный вектор творческого поиска можно уподобить своеобразной стреле мечты. Как верно пущенная стрела достигает своей цели, так и правильно направленная стрела мечты обязательно встретит на своем пути возможные творческие Цели.

Таблица 2. Некоторые примеры творческих Целей

Итак, мы познакомились с пятью этапами становления творческой личности. Определили, что все они связаны с подготовкой к выбору и самим выбором творческой Цели.

С выбором творческой Цели в целом завершается начальная стадия формирования творческой личности, и начинается собственно работа по достижению поставленной Цели, заключающаяся в постановке и решении необходимых для этого творческих задач.

Кому-то такой путь может показаться слишком долгим, но другого нет. Зато он доступен каждому, кто тянется к новому, неведомому. В сочетании с развитием определенных качеств творческой личности, которые нам еще предстоит рассмотреть, на этом пути можно добиться самых удивительных результатов.

Приключение под водой
Задача N33:

Однажды Кусто и его товарищи снимали фильм на большой глубине. Внезапно раздался хлопок, и аквалангист, державший герметичный бокс с осветительной лампой, в мгновение ока очутился на дне. Выяснилось, что из-за большого давления лопнул толстый стеклянный иллюминатор, воздух вырвался наружу, и невесомый до этого бокс (стальной "колокол" с иллюминатором) превратился в пудовую болванку. Попытки оторвать его ото дна оказались тщетными. Как быстро поднять дорогой прибор на поверхность?

Наука побеждать: искусство использовать ресурсы

В задаче N 5 о распиловке толстого бруса содержится противоречие: надо выдерживать заданное направление движения ручной пилы, чтобы обрезанный торец был перпендикулярен поверхности бруса, и не надо это делать, чтобы с работой мог справиться любой новичок. ИКР задачи: пила САМА себя направляет. Возникает идея: по периметру бруса в месте будущего реза прибить направляющие рейки с зазором для полотна пилы (см. рис.31а). Но из-за упрощения работы пришлось отступить от ИКР, ввести в систему дополнительные элементы.

А ведь еще средневековый английский философ Уильям Оккам сформулировал знаменитый принцип методологии науки, получивший название "бритва Оккама": entia non sunt multiplicanda praeter necessitatem¹.

Решение тем ближе к ИКР, чем меньше в исходную систему введено дополнительных веществ и полей. В предельном случае необходимо использовать уже имеющиеся в ней ресурсы веществ и полей. Если это не удается, можно привлечь легкодоступные ресурсы ближайшего окружения системы, внешней среды, либо бесплатные "отходы" веществ и полей других систем. Таков один из важнейших принципов ТРИЗ.

Итак, попытаемся в нашей задаче обойтись уже имеющимися в исходной системе ресурсами - ножовкой и брусом. Как, используя только их, получить направляющий паз по всему периметру будущего реза? Напрашивается простое решение: предварительно пропилить этот паз в самом брусе (см. рис.31б).

ИКР задачи N33: тяжелый бокс САМ всплывает на поверхность. Это возможно лишь в том случае, когда он будет легче воды. Рассмотрим имеющиеся в задаче ресурсы: бокс (стальной "колокол"), вода, акваланги, воздух, выдыхаемый аквалангистами. Можно использовать воздух! Надо перевернуть бокс разбитым иллюминатором вниз и заполнить его выдыхаемым воздухом. Именно так и поступили Кусто и его товарищи.

В задаче N32 не оказалось насоса для срочной откачки разлившейся ртути. ИКР задачи: ртуть САМА удаляется из кабины стратостата. Какие ресурсы исходной системы способны заменить насос? В распоряжении Пикара были кран для забора проб воздуха из атмосферы и вакуум за бортом. Перепад давления между кабиной и стратосферой - лучший насос в такой ситуации. Пикар подсоединил кусок шланга к крану и опустил его в лужу ртути. Поворот крана - и ртуть почти мгновенно вылетела за борт.

В фантастической задаче N22 потребовалось срочно повысить устойчивость вездехода на больших пневматических колесах. Простейшее решение - "опустить" центр тяжести как можно ниже, прикрепив снизу груз (камни, песок и др. Ресурсы окружающей среды). Возникает новое противоречие: чем ниже расположен груз, тем выше устойчивость, но тем хуже проходимость, так как груз будет цепляться за выступы поверхности (см. рис.33а).

Разрешить его можно, используя принцип системного перехода, т.е. объединением свойств колес и груза. Например, спрятать груз внутри колес, используя их ресурс пространства (новый вид ресурсов!). Можно засыпать в колеса песок или мелкие камни. При вращении колес груз, следовательно, и центр тяжести будет всегда находиться у самой поверхности (см.рис.33б). Груз есть, и его как бы нет!

В задаче N18 содержится противоречие: сигнальная лампа на борту катера должна ярко светить, чтобы возвращающаяся с берега шлюпка могла найти его ночью в море, и лампа вообще не должна светить, чтобы катер был незаметен с берега. Его можно разрешить в пространстве, т.е. используя ресурсы пространства. Пусть лампа светит ярко, но... только в сторону моря. Тогда шлюпка может в темноте наугад пройти дальше в море, о оттуда, ориентируясь по "маяку", вернуться на катер. Подобное решение описано в повести Л.Соболева "Зеленый луч".

В другой фантастической задаче о вездеходе N24 требовалось устранить истирание колес об алмазные пески. Ничто не может противостоять алмазу, кроме... самого алмаза. В распоряжении космонавтов неисчерпаемый ресурс - алмазный песок. Остается подумать, как из того же песка изготовить защитное покрытие для колес. Например, можно намазать колеса клеем и проехать немного по песку. Как только клей схватится, самое износостойкое покрытие в мире готово.

Кроме уже упоминавшихся вещественных, полевых, пространственных, полезными могут оказаться ресурсы времени (см. задачи на разрешение противоречий во времени) и информации.

В задаче N 31 для подачи сигнала SOS в будущее надо использовать какой-то вещественный ресурс, способный сохранить и сквозь века донести в будущее нужную информацию (ресурс времени). Таковыми могут быть произведения искусства, памятники архитектуры, книги, архивные документы и т.д. Однако существует противоречие: информация, содержащаяся в них, должна быть хорошо понятна людям будущего, и при этом совершенно не привлекать внимание людей начала XX века.

Следовательно, необходимо использовать какой-то информационный ресурс, способный замаскировать содержание сигнала. Так, в фантастическом романе А.Азимова "Конец вечности" хрононавт напечатал рекламу на фоне грозного атомного гриба, в то время еще никому неизвестном, а в архиве будущего сразу бросилось в глаза явное нарушение хронологии. В рассказе В.Журавлевой "Даешь хрононавтику" потерпевший в средневековье аварию написал картину, где на фоне часовой мастерской изобразил поломанный узел машины времени и часы с маятником, изобретенным много позже.

В задаче N30 содержится противоречие: в подвал надо спускаться два раза, чтобы за два включения надежно определить искомый выключатель, но по условиям задачи разрешен только один спуск. Задача легко решилась бы, если в подвале что-то запоминало результат первого включения и сообщило бы его при спуске в подвал после второго включения.

В нашем распоряжении только лампа. Следовательно, ИКР задачи таков: лампа САМА сохраняет информацию о первой попытке включения. Надо определить, какой ресурс лампы способен сохранить информацию до нашего прихода. Свет? Нет, после выключения он исчезает. Остается тепло!

Тогда наше расследование должно происходить следующим образом: включаем и выключаем первый выключатель, затем включаем второй и спускаемся в подвал. Если лампа не горит и теплая, сработал первый. Если горит - второй. А если не горит и холодная - остается третий.

Алмазные этюды: затяжное приключение

Представьте себе ощущения витязя из известной сказки, который в отчаянной схватке рубил трехглавому дракону одну голову за другой, а на месте каждой отрубленной вырастала новая. В подобной ситуации оказались "эвриканцы", когда принялись решать задачи А-1, А-2 и А-3. Решение каждой из них ставило новые проблемы, о которых сначала не подозревали.

Приключения мысли затянулись сверх ожидаемого. И не сразу ребята осознали, что такая ситуация нормальна, даже обыденна для творчества. Вот небольшой фрагмент этой "битвы"...

Известно, что взрывную волну можно эффективно погасить толстым слоем песка или обычной пены. Но это влечет за собой увеличение размеров установки. ИКР задачи А-1: ударная волна САМА исчезает за пределами камеры. Это возможно, когда сам воздух препятствует ее распространению. В каком случае?

Обычная ударная волна своим возникновением и распространением обязана огромной сжимаемости газообразных продуктов взрыва. А для каких ударных волн воздух не является проводником? Ответ на такой вопрос нетрудно найти в учебнике физики: для ударных волн, возникающих в малосжимаемых средах - жидкостях и твердых телах. Последние являются отличными проводниками ударных волн, но из-за малой сжимаемости не способны передать их менее плотной среде. В этом нетрудно убедиться, крепко взявшись рукой за металлическую трубу, по которой бьют молотком. Удары будут весьма ощутимы, но стоит чуть ослабить хватку, и вы перестанете их чувствовать. Следовательно, заполним камеру жидкостью. Новый вопрос: а как возбуждать в ней ударные волны?

"Фоторобот" искомого явления готов - требуется найти способ возбуждения мощных ударных волн в жидкости без взрывчатого вещества. Теперь его нетрудно найти в учебниках физики или в специальном Указателе физических эффектов и явлений, созданном специалистами по ТРИЗ². Известно несколько подобных явлений. Например, гидравлический удар, возникающий в больших трубопроводах при быстром закрывании заслонок. Не подходит, так как установка должна быть малогабаритной.

Советские физики А.М.Прохоров, Г.А.Аскарьян и Г.П.Шипуло открыли светогидравлический эффект. Суть его в том, что при пропускании через жидкость мощного лазерного луча в ней возбуждается ударная волна с давлением до миллиона атмосфер! Но где нам взять такой лазер?! Будем искать дальше.

Наиболее подходящим оказался электрогидравлический эффект, открытый Л.А.Юткиным. Суть его в том, что при пропускании через жидкость кратковременного высоковольтного разряда в ней также возбуждаются мощные ударные волны. Чем короче импульс, тем сильнее удар. Важной особенностью эффекта является то, что он наблюдается даже в твердых телах!

Итак, поместим в камеру, заполненную жидкостью два графитовых электрода и пропустим между ними мощный импульс.

На рис.35 показана схема простейшего электрогидравлического генератора ударных волн. Конденсатор С заряжается от источника высокого напряжения, пока не произойдет пробой воздушного зазора А между электродами, формирующими величину и длительность импульса. После его пробоя сформированный импульс пробивает основной зазор В между графитовыми электродами: в камере на миг возникает сверхвысокое давление, происходит кратковременный сильный разогрев электродов.

При обсуждении всплыли новые проблемы. Например, в будущих экспериментах потребуется проверить широкий диапазон рабочих давлений. Для этого надо регулировать величину и длительность импульса напряжения.

Задача А-7:

При задании параметров ударной волны может возникнуть ситуация, когда ширина воздушного формирующего зазора А, требуемая для его пробоя заданным напряжением, окажется меньше, чем ширина, необходимая для задания определенное длительности импульса. В таких случаях вместо формирующего зазора используют специальные высоковольтные выключатели. Их нет. Необходимо обеспечить пробой большого зазора пониженным напряжением. Как быть?

Представим желательный для нас ИКР задачи А-2: маленькая камера САМА создает внутри себя огромное давление. Как можно создать давление в замкнутом объеме? Очевидно, что в камере должно находиться некое вещество, создающее это давление. Из физики известно, что увеличение давления в замкнутом объеме происходит при стремлении заполняющего вещества увеличить свой объем. В каких случаях увеличивается объем вещества? И тут выяснилось, что обычные школьные знания, которые есть у ребят, могут успешно соперничать с могучим прессом, которого у них нет. Все знают, что вода, превращаясь в лед увеличивает свой объем на 9%. Вспомним стальные трубы с водой, лопающиеся на морозе. Дальше - больше: объем веществ увеличивается при тепловом расширении, при разбухании, при плавлении и затвердевании (и других фазовых переходах).

"Эвриканцы" вспомнили об "оловянной чуме", разразившейся на одном из военных складов Петербурга зимой в конце прошлого века: огромные запасы оловянных пуговиц сами собой превратились в горы невзрачного серого порошка. Уже позже ученые выяснили, что при температуре 13,2°С чистое белое олово превращается в серое олово (объем увеличивается на 26%!).

В справочниках по физике и химии нашлись новые конкуренты прессу - серый чугун, кремний, висмут, сурьма, галлий... Чем больше увеличение объема и чем меньше сжимаемость вещества, тем большее давление создается им в замкнутом объеме. Результаты несложных расчетов впечатляли: при замерзании воды в камере должно развиваться давление в 6800 атмосфер (впоследствии выяснилось, что эта расчетная величина оказалась сильно завышенной), при фазовом переходе белое олово - серое олово - до 120000 атмосфер, а при кристаллизации кремния давление может достигать фантастической величины в 620000 атмосфер! Таким образом, при охлаждении герметичной камеры, заполненной одним из этих веществ мы сможем получить высокое статическое давление без всякого пресса!

Неожиданно были получены интереснейшие "побочные" результаты. Кристаллизуясь при температуре 1415°С, кремний является "бесплатным" источником тепла и давления, автоматически создает идеальные условия для синтеза алмазов известным каталитическим способом. Используя его, можно создать простейшую установку. Но самое важное - сходство его структуры со структурой алмаза. Отпадает необходимость в катализаторах и затравочных кристаллах: кремний сам выполнит роль "программы", заставляющей атомы углерода складываться в алмазную структуру! До сих пор из-за необычайно сложной технологии, искусственные ювелирные алмазы во много раз превышают стоимость природных. Кремний открывает широчайшие перспективы для создания простых термобаростатов для их синтеза!

Но вернемся к нашей "Искусственной алмазной трубе". Посетовав на отсутствие у нас особо чистого олова, решили начать с воды. Установка приобретала все более фантастические черты. Вода при замерзании создаст высокое статическое давление, затем между графитовыми электродами проскочит ослепительная молния, на мгновение возникнет мощная ударная волна и произойдет нагрев электродов. Лед и пламень на миг соединятся в единое целое! Все это завершится быстрым охлаждением графита и падением давления в камере, вызванным частичным или полным таянием воды - что нам и требовалось!

Самое время заняться высокопрочной камерой, способной выдержать огромное давление. В задаче А-3 содержится противоречие: стенки камеры должны быть толстыми, и они же должны быть тонкими. Очевидно, что ни в пространстве, ни во времени эти противоречивые требования разделить нельзя. Остается проверить системные переходы. В соответствии с одним из них, толстую стенку нужно составить из множества тонких. Конкретно это можно сделать, намотав поверх небольшой камеры множество слоев тонкой стальной проволоки или ленты. Так наша исходная цилиндрическая камера превратилась в некое подобие катушки с нитками, точнее с проволокой. Кстати, подобным образом в свое время Н.В.Гулиа решил проблему увеличения прочности маховика (задача N3). Дальнейшие расчеты подтвердили, что проволочная камера способна выдержать в три с лишним раза большее давление, чем изготовленная из монолитной стали.

При обсуждении подробностей конструкции камеры всплыл новый ворох проблем. Например, мы совершенно упустили из вида проблему герметизации внутреннего объема камеры.

Задача А-8:

При высоких давлениях лед способен "протекать" сквозь небольшой зазор между крышкой и стенками камеры. Потеря даже небольшого количества льда (рабочего вещества) недопустима, так как ведет к снижению давления в камере. Приклеивать или запаивать крышку наглухо нельзя: камера должна быть разбираемой. Необходимо устранить зазор. Как быть?

Вернемся к "электрической" задаче А-7. В ней содержится противоречие: воздушный зазор А (см. рис.35) должен быть большим, чтобы сформировать короткий импульс, и он должен быть небольшим, чтобы пробиваться при пониженном напряжении. ИКР задачи: большой воздушный зазор САМ становится проводящим, не изменяя при этом своей величины.

В нашем распоряжении имеются ресурсы - воздух, сильное электрическое поле в зазоре, создаваемое приложенным к нему напряжением, металлические электроды, высоковольтный источник. Как, используя их, сделать непроводящий воздух в зазоре проводником? Ответ очевиден: насытить зарядами - ионами и электронами, т.е. ионизировать воздух. Простейший способ ионизации - электрический разряд. Если рядом с большим зазором проскочит хотя бы маленькая искра, то сильное поле втянет образовавшиеся при этом ионы и электроны в зазор. Ускоренные этим полем заряды вызовут лавинную ионизацию воздуха в основном зазоре, произойдет основной разряд. Практически это можно реализовать, устроив около одного из электродов дополнительный маленький зазор, пробиваемый даже небольшим напряжением (см. рис.37).

Противоречие задачи А-8: зазор между крышкой и стенками камеры должен быть, и его не должно быть. ИКР: крышка САМА устраняет зазор, после установки на место. То есть крышка должна как-то увеличить свой диаметр. В нашем распоряжении есть мощный ресурс - давление льда. Как, используя его, увеличить диаметр крышки? В простейшем случае по периметру дна крышки можно выполнить тонкостенный легкодеформируемый поясок (см. рис.38). Возрастающим давлением льда такой поясок плотно прижмется к стенкам и надежно загерметизирует камеру. Противоречие разрешено во времени.

И тут (как обычно!) выявилась новая проблема. Проверьте свои силы на ней и некоторых других.

Задача А-9:

В первые мгновения, когда лед только начинает образовываться, давление недостаточно для деформации пояска крышки. Еще не замерзшая вода будет выдавливаться в зазор, что также недопустимо. Необходимо предотвратить возможные потери воды до полной деформации пояска. Как быть?

Задача А-6:

Электрический контакт в месте соединений "графитовый электрод - токоввод" и "токоввод - шина" обеспечивается путем механической стыковки этих деталей (см. рис.39). Это обусловлено необходимостью сборки-разборки установки. Однако при этом неизбежны электрические потери в этих местах. В конечном итоге это приводит к ухудшению ударной силы электрического разряда. Пайка соединений недопустима. Как обеспечить надежных электрический контакт?

Задача А-11:

При закрывании заполненной водой камеры под крышкой неизбежно остается большой воздушный пузырь. Лед, стремясь расшириться, заполнит эту пустоту вместо того, чтобы создавать давление в камере. Необходимо из закрытой камеры удалять скопившийся воздух. Как быть?

Задача А-15:

Во время каждого эксперимента необходимо точно знать величину давления в камере. Однако введение в камеру дополнительных датчиков уменьшит полезный объем воды, приведет к усложнению камеры. Как быть?

Так, от задачи к задаче, все глубже прорабатывался проект установки и постепенно формировался ее будущий облик. На рис.39 показан эскиз окончательного варианта "Искусственной алмазной трубы".