НАЧАЛО
оглавление

ОТКРОЙ В СЕБЕ ТАЛАНТ

© Альберт Фаритович Сайфутдинов, рукопись 1987-1992
albert_sayf@mail.ru


История открытия атома
Ставка на... победу!
Достижение недостижимого
Этапы творчества (этапы жизни идей)
Масса покоя равна нулю
Волны творчества
Несвободная свобода
Время, чтобы делать
Алмазные этюды: укрощение проволоки

ГЛАВА 7. НА ВОЛНАХ ТВОРЧЕСТВА

Творческая Цель неизбежно становится одним из ведущих смыслов жизни творческой личности. А что если она на поверку окажется пустышкой, целью-фантомом?! Сколько людей спалило свой талант в бесплодных поисках философского камня, попытках изобрести вечный двигатель и прочее? Время и силы, растраченные в погоне за недостижимым призраком, не вернешь...

Иногда цели-фантомы скрываются под внешне благополучной маской. Вспомним попытку синтеза алмазов Дж.Хэннеем. История науки и техники хранит множество подобных примеров.

Почему иной раз творческая Цель может завести в тупик, оставаясь по-прежнему недостижимой? Можно ли избежать подобных ошибок? Как отличить верную цель от миража?

Чтобы найти хотя бы приблизительные ответы на эти трудные вопросы, попытаемся сперва на конкретных примерах разобраться, случайно или нет возникают различные открытия и изобретения - главные "поставщики" новых творческих Целей.

Рассмотрим историю одной такой проблемы.

 

История открытия атома

5 сентября 1906 года покончил с жизнью выдающийся немецкий физик Людвиг Больцман, создатель знаменитой молекулярно-кинетической теории газов, внесший существенный вклад в открытие атомов. Причиной тому была глубокая личная трагедия, вызванная полным отрицанием его атомистических взглядов большинством ученых того времени, среди которых были такие известные личности, как Э.Мах и В.Оствальд.

Незадолго до этого он писал: "Я вполне отдаю себе отчет в бессилии одного человека перед лицом мнения, разделяемого большинством." Он не дожил до полной победы учения об атомах всего три года!

 
* * *
 

Еще в древнегреческий философ Демокрит считал, что мир построен из неделимых частиц - атомов, состоящих из одного вещества (говоря современным языком - из протонов, нейтронов и электронов) и различающихся по форме и величине! В противовес ему Платон и Аристотель считали, что все состоит из четырех стихий - огня, воздуха, воды и земли.

Путь к открытию атомов пролегал через химию, радиоактивность, термодинамику, оптику и электромагнитные явления.

В конце XVIII века великий французский химик А.Лавуазье смело отверг распространенное тогда учение о четырех стихиях и ввел понятие химического элемента. В 1803 году атомистическую теорию строения вещества выдвинул английский ученый Дж.Дальтон. В 1814-1818 гг. шведский химик И.Берцелиус определил атомные веса 46 элементов. В середине прошлого века русский химик А.М.Бутлеров сформулировал атомную теорию, объяснявшую связи атомов в молекулах, и подтвердил ее, синтезировав ряд новых органических веществ. В 1869 году великий русский химик Д.И.Менделеев открыл знаменитый периодический закон, показывающий зависимость свойств элементов от их атомных весов. В 1873 году голландский физик Я.Д.Ван-дер-Ваальс доказал реальность существования молекул.

В 1859 году физик Г.Кирхгоф и химик Р.Бунзен разработали принципы спектрального анализа и выдвинули гипотезу о наличии связи между свойствами атомов и их спектров. В 1879 году Й.Стефан установил закон излучения абсолютно черного тела, а в 1884 году этот же закон, исходя из теории Максвелла, теоретически вывел Л.Больцман. В 1896 году немецкий физик Р.Вин вывел закон теплового излучения для коротковолновой области спектра. А в 1900 году известные английский физик Рэлей открыл закон теплового излучения для длинноволновой области, который противоречил выводам Вина. В том же году немецкий физик М.Планк, опираясь на работы Больцмана, преодолел это противоречие, сформулировав закон распределения энергии в спектре абсолютно черного тела, согласно которому атомы излучают энергию не непрерывно, а квантами.

В 1859 году немецкий физик Ю.Плюккер изобрел катодную трубку и открыл катодные лучи. Это изобретение сделало возможным открытие В.Рентгеном Х-лучей в конце 1895 года. Несколько месяцев спустя, в 1896 году, под прямым влиянием этого открытия французский физик А.Беккерель открыл явление радиоактивности. В 1897 году английский физик Дж.Дж.Томпсон разгадал природу катодных лучей и открыл электрон. В 1898 году французские физики П.Кюри и М.Склодовская-Кюри открыли явление радиоактивного распада.

В 1903 году Дж.Дж.Томпсон предложил первую модель атома, согласно которой в положительно заряженную сферу вкраплены электроны, подобно пудингу с изюмом. В том же году французский физик Ж.Перрен предложил планетарную модель атома, а в 1908 году экспериментально доказал существование атомов, используя барометрическую формулу Больцмана.

Решающий шаг в открытии атомов в 1911 году сделал Э.Резерфорд, когда в результате исследования взаимодействия альфа-частиц с веществом предложил и экспериментально обосновал планетарную модель атома. Ее справедливость в том же году подтвердил Дж.Чедвик, определив диаметр атомного ядра.

Однако модель Резерфорда не могла объяснить, почему вращающийся вокруг ядра электрон не излучает непрерывно энергию и не падает на него, как то следовало из теории. Это противоречие в 1913 году преодолел датский физик Н.Бор, исходя из идей Планка и Эйнштейна предложивший квантовую модель атома. А в 1919 году американский физик и химик И.Лангмюр предложил новую модель, объяснявшую, как распределяются на орбитах электроны, и, следовательно, химическую активность атомов.

Завершился 2500-летний марафон идей, но цепная реакция идей на этом не прекратилась. Вот лишь капля этой эстафеты.

Открытие электрона привело к изобретению Дж.Флемингом в 1904 году вакуумного диода - возникла электроника. Открытие рентгеновских лучей привело к созданию новых методов исследования и диагностики. Благодаря им Дж.Уотсон и Ф.Крик в 1953 году сделали величайшее открытие XX века в биологии - открыли структуру молекулы ДНК. Открытие радиоактивности привело к возникновению ядерной физики и энергетики, оказало огромное влияние на развитие химии, генетики, астрофизики, материаловедения и т.д.

Подведем некоторые итоги нашего маленького расследования.

 

Ставка на... победу!

Состояние науки и техники на каждый момент времени характеризуется общим уровнем развития науки и техники, то есть всей совокупностью знаний и технических возможностей, накопленных предыдущим развитием. Эту совокупность великий Вернадский назвал ноосферой, или сферой разума. Он пришел к выводу, что развитие ноосферы есть закономерный, природный процесс, не зависящий от воли и желания отдельных людей1.

Из рассмотренного выше примера хорошо видно такое важное условие как преемственность развития науки и техники. Суть его в том, что любое новое достижение науки и техники обязательно опирается на предыдущие. Действительно, Резерфорд не мог бы провести свои знаменитые эксперименты, если бы не было открыто явление радиоактивности. Томпсон не открыл бы электрон, а Рентген - Х-лучи, если бы в свое время не была изобретена катодная трубка. А последняя не могла быть создана без работ М.Фарадея, Э.Ленца, А.Ампера, Г.Эрстеда и многих других предшественников.

Второе важное условие развития науки и техники - взаимовлияние между различными областями науки и техники. Суть его в том, что толчком к развитию какой-либо области науки или техники очень часто становится достижение иной, подчас весьма далекой, области. Представление о том, что физику развивают только физические идеи, биологию - только биологические, авиацию - только достижения в самолетостроении и т.д., ошибочно. В реальности все они очень тесно переплетены друг с другом. На рис.40 условно показаны возможные взаимовлияния между различными областями науки и техники.

Рис. 40. Взаимодействие между различными областями науки и техники
Рис. 40. Взаимодействие между различными областями науки и техники

На приведенном выше примере открытия атома нетрудно выявить такие взаимовлияния. Рассмотрим еще несколько примеров.

На рубеже XVI-XVII вв. была создана новая техническая система - микроскоп. В конце XVII века голландский мастер А.Левенгук довел увеличение микроскопа до 300 раз, и это техническое изобретение произвело подлинный переворот в биологии, дало жизнь микробиологии.

Но и современная биология накопила огромный потенциал знаний, которым может щедро поделиться с техникой будущего. Уже сейчас разрабатываются методы извлечения металлов из руды и морской воды с помощью микроорганизмов. В нашей стране созданы первые действующие модели биоэлектростанций на ферментах с к.п.д. 80-90%! Во многих странах разрабатываются высокочувствительные биодатчики на базе растительных и животных тканей для обнаружения различных веществ и излучений.

Захватывающие перспективы открываются в области создания биокомпьютеров. Возникла даже новая область техники - биоэлектроника или молекулярная электроника. Но и это не предел.

Одна хромосома человека при объеме чуть более 10 кубических микронов хранит информацию, для размещения которой потребовалось бы четыре тысячи томов по пятьсот страниц в каждом! Фантастическая плотность информации, перед которой самые перспективные запоминающие устройства - НИЧТО!

Итак, появление нового становится возможным, как только в общем уровне развития науки и техники возникают соответствующие предпосылки. Кстати, именно этим и объясняется эффект параллельных открытий и изобретений, когда люди, работая независимо друг от друга, почти одновременно приходят к одному и тому же результату. Вот несколько таких примеров.

1846 год. Астрономы Ж.Леверье и Дж.Адамс независимо друг от друга предсказали существование планеты Нептун.

1859 год. Биологи Ч.Дарвин и А.Уоллес независимо друг от друга сформулировали основные положения теории эволюции.

1876 год. А.Белл заявил на изобретение телефона. Два часа спустя (!) с той же идеей в Патентном бюро появился Э.Грей.

1897 год. В январе немецкий физик Э.Вихерт открыл электрон, а три месяца спустя о свое открытии сообщил Томпсон.

1954 год. Физики А.М.Прохоров, Н.Г.Басов и Ч.Таунс почти одновременно создали квантовый генератор.

1962 год. Советский физик Ю.Н.Денисюк и сотрудники Мичиганского университета Э.Лейт и Ю.Упатниекс получили первые голографические изображения.

С точки зрения проблемы правильного выбора творческой Цели необходимо упомянуть и о противоположных примерах, когда попытки открытий и изобретений оставались незамеченными или вообще не достигали своей цели.

Первая половина XIII века. Иордан Неморарий сформулировал основные законы движения, которые четыре века спустя заново переоткрыл Галилей.

Первая половина XIX века. Английский математик Ч.Бэббидж сформулировал принципы работы вычислительной машины и разработал проект механического "компьютера". Реализовать идею на механическом уровне было невозможно. Только достижения электроники позволили к 1946 году построить первый компьютер.

1868 год. Французский ученый Н. де Сен-Виктор обнаружил потемнение фотопластинки в присутствии солей урана. Но сообщение было забыто, поскольку наука еще не приблизилась к необходимости понимания глубинных основ строения вещества, возникшей после открытия В.Рентгена. А спустя 28 лет А.Беккерель в аналогичных опытах открыл радиоактивность.

1869 год. Г.Мендель опубликовал открытые им законы генетики. Но потребовались многие открытия, в частности, открытие хромосом, чтобы роль наследственности была оценена по достоинству. В 1900 году законы генетики переоткрыли сразу три биолога - Э.Чемрак, Г. де Физ и К.Корренс.

1920 год. Польский физик М.Вольфке предложил новую идею получения изображений, ничем не отличающуюся от идеи голографии, предложенной через 27 лет Д.Габором. Идея была неосуществима из-за отсутствия когерентных источников света.

Главная ошибка, которая совершалась в этих случаях и многих других, состояла в опережении возможностей и потребностей общего уровня развития науки и техники, т.е. в нарушении условий преемственности и взаимовлияния.

Развитие науки и техники можно сравнить с водохранилищем. Пока уровень низок, вода надежно заперта. Но вот уровень приближается к верхнему краю, в отдельных, наиболее низких местах, вода тоненькими потоками устремляется вперед. По мере подъема воды таких мест становится все больше и больше. И, наконец, наступает момент, когда вода захлестывает плотину и бурным потоком устремляется дальше... к новой плотине.

Итак, развитие науки и техники - это сложный самоорганизующийся, саморегулирующийся процесс, пронизанный множеством прямых и обратных связей, процесс накопления и преодоления множества больших и малых противоречий. Здесь нет мелочей: каждый, даже небольшой шаг вперед повышает общий уровень, создает предпосылки для последующих, более крупных шагов.

Знание таких важных условий развития науки и техники, как преемственность и взаимовлияние, позволяют сформулировать два простых правила, следование которым поможет избежать грубых ошибок в постановке творческих Целей.

  1. При выборе творческой Цели следует оценивать ее принципиальную достижимость, исходя из реальных возможностей и потребностей существующего уровня науки и техники.

  2. При выборе творческой Цели в какой-либо области науки или техники всегда следует учитывать достижения других, смежных областей.

Таким образом, главная задача творческой личности (социально полезная функция) - повышение существующего общего уровня развития науки и техники. Каждый новый шаг вперед должен надежно подкрепляться существующими знаниями и техническими возможностями.

 
* * *
 

Здесь въедливый читатель может возмутиться. - Позвольте! Автор пишет о барьере НЕВОЗМОЖНОГО, о смелых, необычных идеях, а сам призывает к выбору в качестве творческой Цели насущных проблем развития науки и техники?!

Противоречия в этом нет. Выбор насущной проблемы вовсе не признак приземленности или бездарности. Уже упоминавшиеся примеры творческих Целей говорят сами за себя: творческая Цель может быть сколь угодно дерзкой, необычной даже при опоре на существующий уровень развития науки и техники.

Дальность же "замаха" (типа "а вот я займусь машиной времени!") отнюдь не характеризует степень гениальности. Скорее даже наоборот... Пренебрегая объективным развитием науки и техники, мы рискуем уподобиться небезызвестной Моське из бессмертной басни Крылова. Степень талантливости, гениальности характеризуется не самой Целью, а ее результатами.

 

Достижение недостижимого

Причины неудачи Дж.Хэннея теперь ясны. Наука конца XIX века еще не приблизилась к пониманию термодинамических условий превращения графита в алмаз, а эксперименты его не давали новое знание. Уровень техники не позволял создать эффективное оборудование для синтеза: никому не удалось повторить его эксперименты. Техника того времени еще не вступила в противоречие с потребностью в обработке сверхтвердых материалов и многими другими, возникшими уже в наше время.

Работа была бесполезна для развития науки и техники. Последователям пришлось начинать все с нуля. Такова личная трагедия этого, бесспорно, талантливого человека.

В подобных ситуациях творческая личность должна найти в себе силы отказаться от бесплодных попыток достижения недостижимого в пользу менее эффектных, но более насущных задач современной науки и техники. Тогда выигрывают обе стороны.

А как быть, если человек, несмотря на все доводы разума, не в силах отказаться от своей Мечты?!

Острое противоречие между опережающей время Целью и возможностями ее достижения можно преодолеть двумя путями.

 

Метод последовательного приближения к Цели

Недостижимую проблему можно расчленить на ряд частных и переключиться на те из них, достижение которых принципиально возможно на данный момент. Или же следует определить, что конкретно препятствует достижению Цели (отсутствие научных фактов, методов исследований, расчетов, технических и других средств достижения), и заняться разработкой этих вопросов, исходя из существующих знаний и технических возможностей. Основа метода - соблюдение условия преемственности.

Иными словами, свои усилия следует направить на "дотягивание" уровня науки и техники до такого состояния, когда возможность достижения исходной Цели станет реальностью. Например, К.Э.Циолковскому для обоснования ракеты в качестве средства полета в космосе пришлось создать новый раздел классической механики - механику тел переменной массы.

Вполне вероятно, что на прохождение всего пути не хватит жизни, и его будут заканчивать последователи. Но это будет РЕАЛЬНОЕ продвижение к своей Мечте, реальный вклад в развитие науки и техники, а не бесплодное топтание на месте. Тот же Хэнней мог заняться химической термодинамикой, в которой тогда успешно работали его коллеги - будущий лауреат Нобелевской премии Я.Х.Вант-Гофф, А.Л.Ле Шателье, К.М.Гульдберг, П.Вааге и многие другие. Благодаря их достижениям, советский ученый О.И.Лейпунский в 1939 году рассчитал термодинамические условия превращения графита в алмаз. Или же мог заняться созданием техники получения высоких давлений, как это позднее сделал основатель физики высоких давлений, будущий лауреат Нобелевской премии П.У.Бриджмен. Он, как и Хэнней, потерпел неудачу в синтезе алмазов, но именно благодаря его работам были получены первые искусственные алмазы.

 

Переход в смежную область науки и техники

Если уровень развития науки и техники не позволяет добиться поставленной Цели, то приблизить возможность ее достижения можно переходом в смежную область, занимающуюся близкими к исходной проблемами, и в которой на данный момент возможно реальное продвижение вперед. Достижения в смежной области в будущем создадут прочную базу для работы над исходной Целью. Основа - соблюдение условия взаимовлияния. Так, уже упоминавшийся авиаконструктор И.И.Сикорский своей первой Целью поставил создание вертолета. За три с лишним года проведено огромное количество экспериментов, построено две модели, причем вторая уже могла поднимать собственный вес в 180 кг, но большего достигнуть не удавалось. И тогда он сделал правильный вывод: на данном этапе развития техники создание работоспособного вертолета невозможно.

Признать свое поражение, отказаться от давней Мечты? Нет! В 1910 году он решил перейти в смежную область - самолетостроение, начавшее бурно развиваться. В главе 5 упоминалось, каких выдающихся успехов он добился в этой области. Несмотря на это, он никогда не упускал из вида свою Мечту. В 1929 году, уже маститый авиаконструктор, он пришел к выводу, что успехи авиации, моторостроения, автомобилестроения, создание новых материалов и его личный опыт позволяют приступить к постройке вертолета. Не прекращая интенсивной работы в самолетостроении, он занялся исследованиями и экспериментами в этой области.

В 1939 году был создан первый по-настоящему работоспособный и надежный одновинтовой вертолет. Как и в самолетостроении, Сикорский сразу стал мировым лидером вертолетостроения и оставался им до последних дней жизни. В этой области ему принадлежат многие пионерские идеи, запас которых не исчерпался и по сей день!

 

Этапы творчества (этапы жизни идей)

Любое знание человек рано или поздно воплощает в конкретные технические системы, реализующие ту или иную его потребность, ранее возникшую идею. Процесс материализации идей не случаен. Еще К.Э.Циолковский отметил его главную закономерность: "Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчет. И уже в конце концов исполнение венчает мысль".

Каждый из этих основных этапов творчества имеет свои особенности и предъявляет к творческой Цели свои специфические требования. Знание их, наряду с особенностями повышения общего уровня развития науки и техники, поможет сориентироваться в беспредельном мире творчества, правильно поставить свою творческую Цель.

 

I этап: выдвижение новой идеи

На первом этапе высказывается новая, необычная идея какого-либо факта, способа, устройства, которые пока недоступны, но в будущем могут расширить познание человека, реализовать принципиально новые, ранее недоступные ему возможности.

Главная задача творческой личности на этом этапе: обосновать новую идею: какие новые возможности могут быть реализованы, какими путями, какие положительные и отрицательные последствия могут возникнуть.

Как правило, подобные идеи сильно опережают уровень развития науки и техники и могут быть высказаны в форме научного прогноза, гипотезы или научно-фантастической идеи. Ярким примером научного прогноза является, например, "План работ, начиная с ближайшего времени" К.Э.Циолковского, содержащий 16 пунктов, в которых перечисляются основные этапы освоения человечеством космического пространства. В наше время полностью реализовано 8 пунктов, и еще 3 - частично, причем точно в последовательности, указанной великим ученым!

Особенно велика в этом отношении роль научной фантастики: выдвинуть новую, необычную идею, привлечь к ней внимание и сохранить до тех времен, когда развитие науки и техники сделает возможным ее реализацию. И время от времени кто-нибудь примеривается к подобным идеям: а не пришла ли пора?!.. В главе 4 мы уже упоминали примеры влияния научно-фантастических идей на творчество ряда ученых и изобретателей.

Идея полета в мировое пространство. Одна из самых ранних идей космических путешествий высказана в древнеиндийском эпосе "Махабхарата", возникшем за тысячи лет до нашей эры. Вот как, например, описывается полет одного из героев эпоса на "небесной колеснице": "Двигаясь по пути, сокрытому от очей на земле обитающих смертных, он видел там тысячи диковинного образа небесных колесниц. Там не светили ни огонь, ни солнце, ни луна... Те сияющие (тела), которые отсюда наблюдаем мы в виде звезд и которые, хоть и огромны, из-за удаленности своей (кажутся) крошечными, как огоньки светильников, увидел Пандава во всей красе их, в ярком свечении, каждое в своем небесном доме, сияющее собственным (внутренним) светом." (Комментарии излишни!) Идею ступенчатой ракеты для полета на Луну в 1650 году высказал французский поэт Сирано де Бержерак. Наиболее подробно идею космического полета обосновал Ж.Верн ("Из пушки на Луну", "Вокруг Луны").

Идея автотрофного человека. В 1925 году В.И.Вернадский в статье "Автотрофность человечества" высказал идею о возможности превращения человека в существо, способное питаться неорганикой, обходиться без кислорода, и даже получать энергию непосредственно от Солнца. Аналогичную идею в статье "Растение будущего. Животное космоса. Самозарождение" высказывал К.Э.Циолковский. В 60-е годы писатель-фантаст Г.Альтов высказал идею электропитания ("Создан для бури").

 

II этап: теоретическое обоснование идеи

На втором этапе уровень развития науки и техники позволяет научно обосновать принципиальную возможность реализации идеи первого этапа.

Главная задача творческой личности на этом этапе: дать теоретическое обоснование, доказать возможность реализации, исходя из существующих знаний и технических возможностей.

Идея полета в мировое пространство. В 1883 году К.Э.Циолковский, исходя из законов классической механики, обосновал принцип реактивного движения, как главный способ движения в свободном пространстве. В 1903 году была опубликована его знаменитая статья "Исследование мировых пространств реактивными приборами", в которой приводилась теория полета ракеты и обосновывалась возможность межпланетных сообщений.

Идея автотрофного человека. В 1978 году советские ученые И.В.Березин, С.Д.Варфоломеев, А.И.Ярополов, М.Р.Тарасевич и В.А.Богдановская открыли явление биоэлектрокатализа (открытие N311). Суть его в том, что ферменты - биологические катализаторы - при воздействии электрического тока в миллионы раз увеличивают скорость химических реакций! Среди прочего, биоэлектрокатализ позволяет решить проблему анаэробного (бескислородного) дыхания и электропитания живых организмов.

 

III этап: техническая разработка идеи

На третьем этапе уровень развития науки и техники позволяет обосновать возможность практической реализации идеи.

Главная задача творческой личности на этом этапе: разработать технически обоснованный проект (изобретение) конкретной технической системы, способной реализовать высказанную и обоснованную ранее идею и подтвердить его осуществимость, исходя из существующих знаний и технических возможностей.

Идея полета в мировое пространство. В первой половине XX века пионеры космонавтики и ракетной техники К.Э.Циолковский, Ю.В.Кондратюк, Ф.А.Цандер, С.П.Королев, В.П.Глушко, Р.Годдард, Г.Оберт и многие другие разрабатывают технические проекты ракет, ракетных двигателей. Проводятся первые экспериментальные пуски ракет.

Идея автотрофного человека. На сегодня конкретных разработок еще не существует: уровень науки и техники еще низок.

 

IV этап: практическая реализация идеи

На четвертом этапе уровень развития науки и техники позволяет реализовать проект (изобретение) предыдущего этапа.

Главная задача творческой личности на этом этапе: создать работоспособный образец новой технической системы, пригодный для ее практического использования человеком.

Конечный итог - внедрение новой технической системы в жизнь - расширяет возможности человека, создает реальные предпосылки для дальнейшего развития науки и техники.

Идея полета в мировое пространство. 4 октября 1957 года ракета, созданная творческим коллективом С.П.Королева, впервые вывела на орбиту Земли искусственный спутник. 12 апреля 1961 года стартовал новый космический корабль С.П.Королева, пилотируемый Ю.А.Гагариным. С этого момента космонавтика прочно вошла в жизнь человечества.

Идея автотрофного человека. Реализация идеи в отдаленном будущем приведет к исчезновению сельского хозяйства, пищевой индустрии и многих отраслей техники, связанных с ними. Высвободятся колоссальные ресурсы энергии и мысли. Человечество обретет независимость от слепой игры стихий, направит свои силы на решение таких задач, о которых пока не смеет и мечтать.

Чтобы лучше понять возможные перспективы биоэлектрокатализа, вспомним выводы И.А.Ефремова об эволюционных причинах возникновения разума, окончательно сформулированные и обоснованные им в статье "Космос и палеонтология". Одна из главных тенденций биологической эволюции - увеличение независимости организма от внешней среды. Решение этой задачи лежит на генеральной линии - на линии увеличения уровня энергетики организма. И действительно, на протяжении всего огромного периода эволюции мы может видеть, как на смену огранизмам со слабой энергетикой приходили новые существа со все более совершенной энергетикой организма. На смену моллюскам пришли рыбы, тех сменили земноводные, затем возникли пресмыкающиеся, и, наконец, млекопитающие - теплокровные существа с могучей энергетикой организма. Преимущества теплокровности - как средства увеличения устойчивисти в перепетиях самых разных климатических условий - вне всяких сомнений. Но среди всех млекопитающих лишь наиболее совершенная энергетика человека обеспечила подпитку мозга столь мощным потоком энергии, что этого оказалось достаточно для возникновения разума. Сила мысли дала человеку колоссальные преимущества перед всеми видами жизни, когда-либо существовавшими на Земле. В этом смысле человека можно по праву считать вершиной биологической эволюции. Последней ли вершиной?

Биоэлектрокатализ может дать человеку качественно новый, несравнимо более высокий уровень энергетики организма. Это обеспечит человеку будущего огромную независимость от условий внешней среды, возникнут предпосылки для перехода работы мозга на качественно новый уровень. И, кто знает, каких высот тогда достигнет разум человека? Пока невозможно оценить все глобальные последствия, но одно ясно: человек из обитателя Земли превратится в обитателя Космоса. А этот шаг, по мнению К.Э.Циолковского, по своей значимости можно сравнить лишь с выходом наших далеких предков на сушу.

 
* * *
 

В рассмотренных этапах творчества существует лишь одно исключение, позволяющее нарушить последовательность переходов от этапа к этапу: в некоторых случаях возможен прямой переход от первого этапа к третьему, минуя второй.

Это происходит, когда в науке и технике возникли все предпосылки к созданию новой технической системы, а исследователи под влиянием психологической инерции игнорируют этот факт, не обращая внимания на исходную идею и не пытаясь дать ей теоретическое обоснование. Либо даже "научно" опровергают саму возможность ее реализации. И тогда изобретатели ставят их перед свершившимся фактом!

Когда в 1875 году А.Белл пришел к идее телефона, в электротехнике того времени не было даже намеков на такую возможность. Дж.Беднорц и К.Мюллер в 1986 году открыли "теплые" сверхпроводники вопреки всем отрицательным прогнозам, даваемым существующими теориям сверхпроводимости.

 

Масса покоя равна нулю

Однажды наступает такой момент, когда заветная Цель достигнута и даже, допустим, без особых препятствий получает признание. Тогда-то и начинается новый и очень трудный этап в жизни творческой личности. Человек, длительное время работавший на пределе сил и втянувшийся в такой режим работы, вдруг оказывается как бы в пустоте, наедине с самим собой, в поисках ответа на нелегкий вопрос: "Что делать дальше?"

Достижение Цели нередко приводит к депрессии. Психологи даже назвали возникающее при этом душевное состояние "синдромом Мартина Идена" - по имени главного героя замечательного романа Дж.Лондона, оказавшегося в подобной ситуации.

С другой стороны, как отмечал Г.Селье в своей книге "От мечты к открытию", самая страшная ошибка, которую может совершить в этой ситуации творческая личность, - "увязнуть в побочных результатах собственного успеха." Как показали в "Жизненной стратегии творческой личности" Г.С.Альтшуллер и И.М.Верткин, прекращение работы над творческой Целью, по любой причине и независимо от результатов, равносильно творческой "смерти". Масса покоя творчества равна нулю! В чем же выход?

Ответ очевиден. Уже на заключительных этапах работы над Целью (или еще раньше) надо ставить перед собой новую творческую Цель. Но как и какую?

Попытаемся найти ответы на эти вопросы, поскольку это не только расширит возможные перспективы творческой работы, но и может дать дополнительную полезную информацию к проблеме правильного выбора первой творческой Цели.

Анализ биографий творческих личностей показывает, что за свою жизнь они осуществляют обычно один или несколько переходов к новым творческим Целям. А наиболее выдающиеся - до десяти и более! Таким образом в течение жизни у творческой личности складывается система творческих Целей. Примеры подобных систем приведены в приложении 1.

Основываясь на рассмотренных ранее этапах творчества, представим теперь полную систему возможных творческих Целей, охватывающую весь диапазон творчества в науке и технике.

I этап

Цель 1-1: выдвижение и обоснование идеи существования нового явления природы, или по-новому объясняющей уже известные.

Например, в первой половине XIX века М.Фарадей высказал смелую гипотезу о существовании электромагнитных волн.

Цель 1-2: выдвижение и обоснование идеи нового способа, технической системы (новой главной полезной функции), которая в будущем может привести к реализации принципиально новых возможностей человека, либо идеи, способной существенно улучшить выполнение главной полезной функции уже известных способов и технических систем.

Например, в 1842 году один из изобретателей телеграфа С.Морзе высказал идею возможности беспроволочной связи и даже попытался реализовать ее (неудачно), используя свойство проводимости воды.

II этап

Цель 2-1: открытие нового, неизвестного ранее факта, явления природы.

Например, в 1831 году М.Фарадей открыл явление электромагнитной индукции, сыгравшее впоследствии важную роль в изобретении радио. В 1888 году Г.Герц экспериментально открыл электромагнитные волны, предсказанные теорией Максвелла.

Цель 2-2: установление новой закономерности, неизвестного ранее закона природы.

Например, в 1833 году Э.Х.Ленц, опираясь на открытие Фарадея, сформулировал закон электромагнитной индукции.

Цель 2-3: разработка новой научной теории, обобщающей более или менее широкий круг ранее известных фактов, по-новому объясняющей их, и способной предсказать существование новых, еще неизвестных фактов и явлений.

Например, в 1865 году Дж.Максвелл разработал электромагнитную теорию, обобщавшую результаты, полученные предшественниками - Г.Эрстедом, А.Ампером, Э.Х.Ленцем, М.Фарадеем и многими другими. Теория предсказывала существование электромагнитных волн и описывала их гипотетические свойства.

Цель 2-4: научное обоснование возможности создания новой технической системы (способа) или существенного улучшения уже известной.

Например, в 1896 году А.С.Попов, после проведения опытов Герца, пришел к выводу о возможности использования электромагнитных волн для передачи сигналов на расстояние.

III этап

Цель 3-1: изобретение новой технической системы (способа), позволяющей реализовать принципиально новую главную полезную функцию.

Например, 7 мая 1895 года на заседании Русского физико-химического общества А.С.Попов продемонстрировал устойчивый прием электромагнитных волн с помощью своего изобретения.

Цель 3-2: изобретение усовершенствованной технической системы (способа), позволяющей существенно улучшить выполнение уже известной главной полезной функции.

Например, уже через несколько лет после появления радио американский изобретатель Р.Фессенден изобрел гетеродинный способ преобразования радиосигнала в приемнике, позволяющий существенно улучшить прием.

IV этап

Цель 4-1: создание пригодной для практического использования новой технической системы (способа), реализующей принципиально новую главную полезную функцию.

Например, 24 марта 1896 года А.С.Попов осуществил передачу и прием первой в мире радиограммы: "Генрих Герц". Летом того же года итальянский изобретатель Г.Маркони независимо создал аналогичную приемо-передающую аппаратуру.

Цель 4-2: создание пригодной для практического использования усовершенствованной технической системы (способа), существенно лучше выполняющей уже известную главную полезную функцию.

Например, в 1906 году Ли де Форест изобрел вакуумный триод и на его основе создал первый в мире ламповый радиоприемник. В 1913 году А.Мейснер построил первый ламповый радиопередатчик. Внедрение этих изобретений позволило неограниченно увеличить дальность радиоприема.

 
* * *
 

Задача N34:

Рассмотрите системы творческих Целей, приведенные в приложении 1. Проследите:

    а) к какому этапу творчества и какому виду относятся содержащиеся в них Цели;

    б) в каких случаях переход к новой Цели сопровождался переходом на другой этап творчества, в каких - нет;

    в) в каких случаях переход к новой Цели требовал смены главного вектора ТП, в каких не требовал. Попытайтесь ответить: преемственны ли по отношению друг к другу Цели в каждой отдельной системе, является ли смена главного вектора ТП нарушением преемственности в выборе новой Цели? Обоснуйте ответ в каждом случае.

 

Волны творчества

Исходя из условий развития науки и техники (преемственность и взаимовлияние), на рис.41 показаны разрешенные переходы между различными этапами творчества при выборе новой творческой Цели. Стрелки 1, 2, 3, 7 показывают возможные переходы от Целей первого этапа к Целям четвертого (идея - теоретическое обоснование - техническая разработка - практическая реализация). Мы уже рассматривали примеры таких переходов (космонавтика и радио).

Рис. 41. Разрешенные переходы между этапами творчества при выборе новой творческой цели
Рис. 41. Разрешенные переходы между этапами творчества при выборе новой творческой цели

Исходя из тех же условий, существуют обратные переходы от четвертого этапа к первому (на рисунке показаны стрелками 4, 5, 6, 8, 9, 10). Например, радио привело к возникновению новых видов техники и наук, например, телевидения, радиолокации, электроники, радиоастрономии и т.д. Возникли новые идеи первого этапа, например, идея-прогноз о возможности установления радиоконтакта с внеземными цивилизациями, высказанная в 1960 году американскими физиками Коккони и Моррисоном, научно-фантастическая идея Великого Кольца, высказанная в 1957 году И.А.Ефремовым ("Туманность Андромеды").

Возможны также переходы к новой Цели в пределах каждого из этапов, как между различными видами Целей (например, Цель 3-2 - Цель 3-1), так и в пределах одного и того же вида (например, Цель 3-2 - Цель 3-2). На рис.А такие переходы показаны горизонтальными стрелками. Так, продвижение только на I этапе характерно для писателя-фантаста, на II этапе - для исследователя, на III этапе - для изобретателя, на IV этапе - для инженера-изобретателя.

Принципиальный запрет существует только на два вида переходов - на прямые переходы от Целей первого и второго этапов к Целям четвертого, минуя Цели третьего, например, от Цели 1-2 или Цели 2-4 сразу к Цели 4-1 (грубое нарушение условия преемственности).

Примеры различных переходов как между этапами творчества, так и внутри них, содержатся в приложении 1.

 
* * *
 

Если рассмотреть процесс развития системы творческих Целей во времени (по основному маршруту 1-2-3-4-5-6), то схему на рис.41 можно развернуть в виде волны.

На рис.42 представлена модель "Волна творчества", отражающая этот волнообразный процесс эволюции творческих Целей. Волны 1 и 2 показывают смену творческих Целей для двух условных областей науки или техники по мере их развития. Нисходящие участки волн соответствуют переходам от первого этапа к четвертому. Восходящие участки - обратному процессу.

Рис. 42. Модель 'Волна творчества' (развитие творческих целей во времени)
Рис. 42. Модель "Волна творчества" (развитие творческих целей во времени)

В точках пересечения этих волн А и В возникают новые волны 3 и 4: взаимовлияние, приводящее к возникновению на стыках различных научных и технических направлений новых направлений. Например, возникновение на стыке ракетной техники и авиации - реактивной авиации, на стыке биологии и электроники - молекулярной электроники. Те, в свою очередь, дают новые пересечения. Чем дольше идет процесс развития науки и техники, тем больше возникает новых волн и подобных стыков.

Сегодня уже никого не удивляет существование "пограничных" областей науки и техники - физическая химия, химическая физика, биофизика, биогеохимия и т.п. Эта особенность развития была выявлена В.И.Вернадским, писавшим по этому поводу: "...рост научного знания XX века быстро стирает грани между отдельными науками. Мы все больше специализируемся не по наукам, а по проблемам."

Итак, творческая личность из исходной точки О может перейти к новой Цели, либо сообразуясь с общим движением волны, либо продолжая продвижение на том же этапе, либо перейдя на любой другой этап. Например, от изобретения гетеродина (Цель 3-2 - Р.Фессенден) можно в соответствии с движением волны перейти к созданию приемника, работающего на этом принципе (Цель 4-2), либо к разработке нового способа обработки радиосигналов (Цель 3-2), либо заняться, допустим, проблемой радиолокации (Цель 2-4), либо перейти к обоснованию принципиально нового вида связи, допустим оптиковолоконной (Цель 1-2) и т.п. Единственное ограничение на разрешенные переходы накладывается необходимостью соответствия выбираемой Цели существующему уровню развития науки и техники.

 

Несвободная свобода

Как видим, творческая личность имеет очень большую свободу выбора новой Цели. Но с точки зрения высокой эффективности творческой работы это свобода кажущаяся: условие преемственности как универсальный принцип распространяется и на эту область.

Опыт выдающихся творческих личностей свидетельствует: наиболее значительных результатов достигает тот, кто каким-либо образом использует результаты предыдущей Цели при выборе и непосредственно в работе над новой Целью!

Рассмотрим возможные пути преемственного выбора новой Цели, обобщающие опыт таких творческих личностей.

  1. Расширение области применения результатов предыдущей Цели:
    • Использование результатов предыдущей Цели в качестве средства достижения новой Цели, чаще всего в научной области. Например, использование А.Левенгуком изобретенного им микроскопа в микробиологии; использование Ж.-И.Кусто изобретенного им акваланга в качестве средства исследования подводного мира, в подводной археологии, в подводной геологии и т.п.; использование О.Пикаром своего стратостата для исследования космических излучений.
    • Перенос знаний, опыта и ранее накопленных технических решений в другую область техники, т.е. выбор новой Цели на стыке различных областей техники. Например, перенос И.И.Сикорским "самолетостроительного" опыта в вертолетостроение; использование А.Н.Лодыгиным "электрических" знаний, накопленных при работе над электрическим геликоптером, в электроосвещении и водолазном деле; использование О.Пикаром "стратостатного" опыта при постройке батискафа.
    • Перенос методов и подходов из одной науки в другую, т.е. выбор новой Цели на стыке наук. Например, использование И.А.Ефремовым геологических методов для объяснения закономерностей захоронения ископаемых животных (тафономия); перенос В.И.Вернадским биологических и химических подходов в геологию (биогеохимия).

  2. Выявление новых противоречий, возникающих в результате достижения предыдущей Цели, и постановка новой Цели на их основе. Например, А.Н.Лодыгин после изобретения электрической лампы столкнулся с противоречием между долговечностью и необходимостью повысить ее светимость; И.А.Ефремов после создания тафономии столкнулся с новым противоречием между несовершенством палеонтологических методов и необходимостью повысить полноту палеонтологической летописи; Ж.-И.Кусто после изобретения акваланга столкнулся с противоречием между его ограниченными возможностями и необходимостью увеличения глубины и продолжительности погружений.

  3. Выбор в качестве новой Цели работы над необъяснимыми, "побочными" результатами, полученными в процессе достижения предыдущей Цели. Например, Г.Селье пришел к открытию стресса, обратив внимание на такую "мелочь", как сходство симптомов различных болезней на их ранней стадии.

Антипримеры: Т.Эдисон в 1883 году при конструировании новой лампы накаливания ввел в колбу дополнительный электрод, и... через пустоту пошел электрический ток; он не обратил на это внимания и НЕ изобрел вакуумный диод, и НЕ открыл электрон! Через год после изобретения Д.Габором магнитной линзы на ее основе другими был создан электронный микроскоп. Досаду Габора за промах не скрасило даже открытие им голографии.

 
* * *
 

Дополнительные примеры преемственности выбора творческих Целей содержатся в приложении 1.

Знание особенностей выбора новой Цели может не только существенно повысить эффективность последующей творческой работы, но и помочь в выборе своей первой творческой Цели.

 

Время, чтобы делать

В 20-х годах нашего века русский экономист Н.Д.Кондратьев провел тщательное исследование экономики Германии, Англии и США, начиная с первой промышленной революции 1775-1785 гг., и установил, что колебания в экономическом росте, в сопровождающих его появлении новых идей, их практической реализации и т.п., укладываются в несколько длинных циклов (волн) с периодом 40-60 лет. Для каждого цикла (волны) он выделил четыре характерных фазы - восстановление, процветание, снижение и депрессия (см. рис.43). Справедливость своей теории Кондратьев доказал на "практике", предсказав великую депрессию 1929-1933 гг.

Рис. 43. Макроциклы Кондратьева
Рис. 43. Макроциклы Кондратьева

Всего с 1775 года насчитывают четыре таких цикла, получивших название макроциклы Кондратьева. В таблице 3 приведены данные по макроциклам для США, полученные К.Б.де Грине.

Согласно выводам Кондратьева, фаза восстановления каждого нового цикла начинается с появления базовых изобретений, создающих основу для будущего экономического роста. Так, первый цикл начинался с появления паровой машины и ткацкого станка. В фазе процветания происходит интенсивное развитие и эксплуатация ранее полученных идей. В фазе снижения научно-технические идеи, питавшие экономический рост в период восстановления и процветания, начинают исчерпывать себя. А в фазе депрессии наступает их полный моральный износ, сопровождающийся резким спадом в экономике. Именно в это время в обществе возникает особо острая потребность в новых идеях.

Сравним время возникновения и реализации некоторых идей, уже упоминавшихся в этой книге, с данными таблицы 3.

Таблица 3. Макроциклы Кондратьева (по США)
 

Циклы экономического роста

Фазы циклов

I

II

III

IV

Восстановление

1775-1785 пром.рев.

1840-1860

1896-1905

1937-1948

Процветание

1785-1815

1860-1873

1905-1920

1948-1970

Снижение

1815-1825

1873-1886

1920-1929

1970-1990

Депрессия

1825-1840

1886-1896

1929-1937

1990-2000

длительность

65 лет

56 лет

41 год

63 года

Идея беспроволочной связи (Морзе) возникла в фазе депрессии первой волны. Тогда же начались интенсивные исследования в области электричества. Открытие электромагнитных волн (Герц) и изобретение радио (Попов) произошло в фазе депрессии второй волны.

Идея самолета (Хенсон и Стрингфеллоу, 1842) возникла в начале фазы восстановления второй волны. Серьезные попытки его создания (Можайский, Адер, Максим) начались в фазах снижения и депрессии второй волны, а практически он был создан в фазе восстановления третьей волны (братья Райт).

Идея использования ракеты для полета в космос зародилась и получила теоретическое обоснование (Циолковский) в фазах снижения и депрессии второй и восстановления третьей волн. Формирование коллективов разработчиков космической техники (Тихомиров, Цандер, Королев, Глушко, Оберт, фон Браун и др.) и начало серьезных работ в ракетостроении пришлось на границу фаз депрессии третьей и восстановления четвертой волн.

Идея вычислительной машины (Бэббидж) возникла в фазе депрессии первой волны, а первая ЭВМ была создана в фазе восстановления четвертой волны.

Идея использования ядерной энергии (Кюри) возникла в фазе восстановления третьей волны, а первый ядерный реактор (Ферми, 1942) был построен в фазе восстановления четвертой.

Идея автотрофного человека (Вернадский) была высказана в фазе снижения третьей волны, а в фазе снижения четвертой волны она получила научное обоснование в виде биоэлектрокатализа.

Эти и многие другие факты позволяют сделать очень важный вывод о том, что полупериод волны творчества (см.рис.42), т.е. временная дистанция между Целями I и IV этапов творчества, для наиболее выдающихся идей равен периоду волны Кондратьева, что составляет 40-60 лет. А в отдельных случаях - два периода (например, для ЭВМ) и более (например, идею вертолета высказывал еще Л. да Винчи). Следовательно, если высказывается хорошо обоснованная идея I этапа, опережающая свое время, то ее практической реализации (IV этап) можно ожидать не ранее, чем через 40-60 лет. К последним, по-видимому, следует отнести идею авторофного человека. Исходя из данных таблицы 3, можно предположить, серьезные работы в этом направлении начнутся не ранее середины следующего века, т.е. на границе фаз снижения и депрессии пятой волны.

Таким образом, макроциклы Кондратьева характеризуют темпы развития науки и техники, скорость их "созревания" для решения той или иной проблемы, считая от появления идеи I этапа. Это подтверждается и противоположными примерами - "забытыми", "ненужными" открытиями и изобретениями.

Так, первые открытия законов генетики (Мендель) и радиоактивности (де Сен-Виктор) пришлись на середину фазы процветания второй волны, а их повторное открытие - на фазу восстановления третьей волны.

Первое открытие голографии (Вольфке) состоялось в фазе процветания третьей волны, а в фазе восстановления четвертой волны практически теми же средствами ее переоткрыл Габор! То же самое произошло с попытками создания пригодного для практики вертолета и реактивного самолета.

Вывод прост: "забвение", неприятие открытий и изобретений есть не только результат опережения уровня науки и техники, оно связано с многочисленными экономическими интересами общества. В фазах процветания общество в первую очередь заинтересовано в закреплении ранее достигнутых успехов!

Интересно, что возникновение ТРИЗ (Г.С.Альтшуллер, 1946) пришлось на фазу восстановления четвертой волны, но ее интенсивное развитие началось лишь с фазы снижения, а в фазе депрессии развитие приобрело лавинообразный характер. Возникновение принципиально новой компьютерной технологии (систем искусственного интеллекта на базе ТРИЗ) также пришлось на границу фаз снижения и депрессии (конец 80-х - начало 90-х годов).

Выдающееся открытие Н.Д.Кондратьева позволяет приблизительно установить предпочтительные временные (хронологические) интервалы для системы творческих Целей, рассмотренной в этой книге.

Так, в фазах снижения, депрессии и, частично, восстановления возникают наиболее благоприятные условия для работы над Целями I, III этапов и II этапа (работа над новыми научными направлениями). В конце фазы депрессии и в фазе восстановления можно приступать к работам над Целями IV этапа (практическая реализация новых технических систем). Фазы восстановления и процветания наиболее предпочтительны для работы над Целями II этапа (развитие уже существующих научных направлений), III и IV этапов (работа над усовершенствованием существующих видов техники).

 
* * *
 

Можно сказать, что читателям этой книги необычайно повезло, так как начало их творческой деятельности придется на период наиболее дерзновенных исканий на всех этапах творчества!

 

Алмазные этюды: укрощение проволоки

Существует распространенное (и ошибочное!) мнение, что главное в творчестве - отыскать верную идею, а ее детальная проработка и воплощение - дело второстепенное.

По этому поводу среди инженеров бытует ехидная поговорка: "машина должна работать не в принципе, а в корпусе!" В основе ее лежит богатый жизненный опыт творцов науки и техники: "оживить" идею - обосновать, сделать доступной, воплотить в жизнь - в десятки и сотни раз сложнее, чем найти.

Кто после длительных экспериментов не убеждался в полной никчемности, казалось бы, правильной, красивой идеи, кто не натыкался на неожиданные препятствия на, казалось бы, ясном и прямом пути, тот не поймет, какой огромный труд стоит за новой формулой или работающей машиной, какой пестрый букет чувств - от окрыляющей радости до глубочайшего разочарования - время от времени обуревает исследователя или изобретателя.

Лучшее средство понять и принять это - попытаться самому придумать какое-либо новшество и воплотить его в жизнь.

 
* * *
 

Первые симптомы грядущих трудностей возникли, когда "эвриканцам" вместо трех ожидаемых пришлось решать целый ворох проблем. Но вот основные технические решения найдены. Казалось, остается немного поработать руками...

И тут гора новых забот свалилась на наши головы. Надо было рассчитать основные параметры и узлы будущей установки, делать рабочие эскизы, разместить заказы на изготовление наиболее ответственных деталей, ломать голову над высоковольтным источником питания, разыскивать проволоку, чистый графит, сверхчистое олово, высоковольтные конденсаторы и многое другое. В поисках подходящих материалов и деталей приходилось обращаться к знакомым, многократно перерывать домашний хлам, а то и отправляться на... свалку. Так, для изготовления токовводов в "жертву" были принесены запасные жала паяльника. Появился весьма оригинальный источник высокого напряжения - мощное авиационное магнето.

Особенно много крови испортила всем проволока для камеры.

Очень долго ее не удавалось раздобыть. Наконец, ребята приволокли бухту хорошей стальной проволоки, но... другого диаметра. Пришлось изменять конструкцию камеры и заново рассчитывать на прочность. В окончательном варианте камера должна была выдерживать давление в 12000 атмосфер - для начала и это неплохо.

Восторги поутихли, когда стали думать, как и где наматывать проволоку на камеру (общая длина около километра!).

Задача А-20:

Проволока должна наматываться виток к витку, с постоянным натяжением: от качества намотки во многом зависит будущая прочность камеры. При намотке на станке приходится вручную направлять упругую проволоку, регулировать натяжение, постоянно следить, чтобы витки не перехлестывались друг через друга. Необходимо предложить простой и надежный способ намотки, исключающий эти недостатки. Как быть?

Эта задача была сформулирована уже после сокрушительного поражения, которое мы потерпели, недооценив всей силы коварства стальной проволоки...

Весной, когда занятия в школах заканчивались, все было готово к операции "намотка". Ребята договорились насчет токарного станка в ближайших школьных мастерских, и мы отправились в путь, самонадеянно рассчитывая закончить к вечеру.

Первый слой проволоки лег идеально. Но со второго начались перехлесты витков. Приходилось останавливать станок. Стараясь не ослабить натяжение проволоки, неправильные витки осторожно отматывали назад. Это не всегда удавалось. И тогда с ехидным шипением распускались один-два готовых слоя. Работа шла со скоростью один виток вперед, два витка назад.

На этом злоключения не заканчивались. Мы своевременно не удосужились перемотать проволоку из бесформенной бухты на катушку. Из-за этого процесс намотки выглядел довольно странно. Два человека, распутывая проволоку, отходили с тяжеленной бухтой на 10-15 метров. По их команде включался станок, и они, лавируя между станками, постепенно приближались к нам. Еще два человека следили, чтобы растянувшаяся на весь зал проволока не цеплялась за станки. Завершилось это тем, что проволока была безнадежно запутана. Все в машинном масле, мы понуро побрели домой.

Летом "Эврика" в полном составе выехала на берег Обского моря в традиционную летнюю школу. Там, среди шумящих сосен, нарушители дисциплины искупали свои грехи, распутывая огромный клубок драгоценной для нас проволоки. Тогда же мы серьезно подготовились к новой попытке укрощения проволоки, сформулировав и решив задачу А-20 о намотке.

На рис.44 показана идея решения. Наматываемую проволоку надо прижимать бруском из мягкой сосны с ровной поверхностью. Такой прижим исключит "выскакивание" витка из своего ряда и возникновение перехлеста. Витки первого слоя оставят на поверхности бруска отпечаток в виде резьбовых канавок, которые и будут в дальнейшем направлять проволоку, обеспечивая плотную укладку витка к витку. С помощью груза, подвешиваемого к свободному концу бруска, можно обеспечить постоянное, независимо от диаметра намотки, натяжение проволоки.

Когда осенью испытывался этот способ намотки, было даже немного странно видеть, как проволока САМА, без хитроумных механизмов бегает вправо-влево по поверхности быстро вращающейся камеры, покрывая ее ровными рядами витков!

Подобных трудностей хватало с избытком. Например, когда завершалось изготовление установки, нас подстерег поистине сокрушительный удар. Кто-то раздобыл книгу японского ученого Н.Маэно "Наука о льде". И тут-то выяснилось, что при расчете давления, развиваемого при замерзании воды, мы не учли многочисленные фазовые переходы льда. При температуре -20°С и давлении свыше 2000 атмосфер структура льда изменяется, и его плотность переваливает за 1 г/см3. Практически это означало, что с помощью льда, вместо ожидаемого давления в 6800 атмосфер, можно получить максимум 2000.

И хотя для испытаний модели установки это было не так уж важно, стало досадно за такой промах: мы же знали о существовании различных модификаций льда и не удосужились раньше выяснить их свойства.

 

1 Вернадский В.И. Научная мысль как планетное явление. - М.: Наука, 1991. - С.51.
 

вверх
оглавление


(c) 1997-1999 Центр ОТСМ-ТРИЗ технологий
(с) 1997-1999 OTSM-TRIZ Technologies Center


http://www.trizminsk.org

21 Feb 1999