Например, как в арифмометре: Четыре окна, за которыми Нет.
расположены барабаны с цифрами. При вращении барабанов Б. Выделение «необходимого и достаточного» элемента.
в окнах появляются цифры. В двух первых окнах— цифры часов, «Необходимым и достаточным» элементом в данном
в двух следующих — цифры, соответствующие числу минут. случае является циферблат (со стрелками). Он должен быть
Преимущества сравнительно со стрелочной системой циферблата : большим и хорошо видимым. Механизм надо иметь
упрощается устройство механизма, при данном размере циферблата небольшой, а циферблат на нем надо увеличивать. Есть
размещаются не двенадцать маленьких цифр, а четыре больших только один способ такого увеличения — оптический.
(то есть полностью используется вся площадь циферблата, а не Решение: надо использовать экран типа того, что
полоса вдоль его окружности). бывает в дневном кино. Экран должен быть защищен от
солнечных лучей козырьком, навесом. На экране
проецируется изображение небольших часов.
Они могут иметь размер карманных или комнатных.
Устройство для проецирования очень просто
(эпидиаскоп, который применяется на лекциях для
Демонстрации рисунков). Можно вести проецирование с
точнейшего хронометра: это даст возможность создать
башенные часы с центральной секундной стрелкой.
Вероятно, этот принцип можно использовать и для
создания больших демонстрационных секундомеров,
которые найдут применение при спортивных состязаниях.
В первом варианте решения уже на аналитической стадии допущена серьезная ошибка. В сущности, одна задача заменена другой и притом более простой. Требовалось поднять на возможно большую высоту башенные часы, не усложняя их механизм. В первом варианте решения эта задача подменена другой: дать возможность наблюдателю с возможно большего расстояния видеть цифры. Мы привыкли к внешнему виду часового циферблата. И нам далеко не безразлично, сохранят ли башенные часы свой обычный вид или это будет некая кодовая система условной сигнализации. В последнем случае возникает техническое противоречие: выигрывая в простоте механизма, мы проигрываем в удобстве пользования им (с точки зрения наблюдателя).
Второй вариант решения почти безупречен. И это особенно чувствуется на последних этапах решения. Оказывается возможным плодотворно использовать найденную идею и для решения других более или менее подобных задач.
Хорошие технические идеи всегда непоседливы. Именно поэтому большое значение на оперативной стадии творческого процесса играет
п е р е н о с, то есть устранение технического противоречия с помощью приемов, уже известных в других областях техники.
Строго говоря, все изобретения в той или иной мере основаны на п е р е н о с е. Исключение составляют лишь изобретения, непосредственно связанные с вновь сделанными открытиями. Изобретатель, как правило, использует для решения данной технической задачи приемы, которые уже использовались где-то в других областях техники, хотя и для решения совсем иных задач.
Перенос — сильное средство устранения технических противоречий. Преимущество переноса в том, что он дает возможность использовать проверенную на практике идею. Очевидно, чем шире кругозор изобретателя, тем легче ему использовать метод переноса.
Метод переноса использован, в частности, И. Г. Логиновым при создании трактора-автомата. Вот что пишет изобретатель в своих воспоминаниях:
«История создания автоматического пахаря простая. Стоило мне самому некоторое время поработать на мощном тракторе «С-80»,
как я почувствовал, какой это нелегкий труд. Сидишь в кабине согнувшись и переводишь то один, то другой рычаг управления машиной. Тяжелая и утомительная работа!
До этого я работал на Семипалатинском метизном заводе, где имеются совершенные станки с копировальным устройством. Вот я и стал соображать, как бы облегчить труд тракториста?
...И здесь мне помогло знакомство с копировально-фрезерным станком. Если принять трактор с плугом за фрезу, а землю рассматривать как копировальную линейку, то остается только придумать копир.
Копир-полоз скользит по борозде, которую вначале проложил я сам. На раме копировальной установки на кронштейне смонтирована контактная коробка и реле. При изменении расстояния между трактором и бороздой копир поворачивается и замыкает один из контактов. К одному из реле поворотов подается сигнал «Левее» или «Правее» Реле срабатывает и подает команду золотнику, который направляет масло в левую или правую секцию дополнительного устройства сервомеханизма и осуществляет поворот машины. Прокладываемая борозда принимает очертания борозды, по которой движется копир.
С помощью переноса решается, в частности, последняя из предложенных учебных задач. Читатель, вероятно, помнит, что она взята из статьи тов. М. Фишкиса, начальника техбюро сварки завода им. Лихачева. Через несколько месяцев после опубликования этой статьи тов. Фишкис рассказал на страницах журнала «Изобретатель и рационализатор», что было получено много удачных решений. «Наибольшее практическое значение, — пишет автор статьи, — имеют предложения В. В. Кузнецова, В. С. Муханова и П. В. Пирогова.
Товарищ Пирогов много лет работал механиком на подземных работах, и ему не раз приходилось сооружать различные камеры и конструкции, спускать в шахты тяжелые стальные листы. Он создал вполне надежный и простой захват для транспортировки листов в вертикальном положении.
В основу приспособления положен принцип захвата торца листа клином. Роль клина выполняет ролик с насечкой, установленной под углом 17° к плоскости листа. Лист собственным весом затягивает наклонно скользящий ролик и обеспечивает надежность захвата. Мы думаем, что такая конструкция найдет применение при транспортировке листов толщиной до 30 мм. Сейчас захват изготовляется в металле.
Для транспортировки листов практически любой толщины, с полным обеспечением безопасности работы, очень простое и удобное решение нашли изобретатели В. В. Кузнецов из Калининской области и В. С. Муханов из Коми АССР. Идея захвата следующая: два ковша, подвешенные на тросах, одеваются на нижние углы листа. При подъеме, когда тросы натягиваются, возникает усилие, прижимающее ковши к торцам листа».
Быть может, у читателя возник вопрос: а требовалось ли здесь вообще изобретение? В строительной технике уже давно известны и нашли широкое применение захваты для вертикального транспортирования крупных стеновых блоков и панелей, основанные на тех же принципах, что и захваты, предложенные В. Кузнецовым, В. Мухановым и П. Пироговым. Почему бы сварщикам просто не поинтересоваться тем, как строители решают задачи по транспортировке крупноразмерных деталей? Разумеется, так и следовало поступить. При леткой простуде не вызывают скорую помощь, а обращаются в аптеку за стандартными, проверенными, испытанными средствами.
***
МЫСЛИ ОБ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСТВЕ
Нужно не только экспериментировать; экспериментируя, нужно еще иметь очень определенную цель, знать то, что хочешь делать, определить цель, которую хочешь достигнуть.
Клод Бернар.
Рождение идеи — явление яркое, нередко подобное вспышке света; но этой вспышке предшествует, как правило, длительное, многократное напряжение мысли, интереса и внимания, в результате чего создается то эмоциональное поле, на котором и возникает новая идея, догадка.
Академик В. П. Филатов.
Изобрести — это значит увеличить числитель в следующей дроби: произведенные товары, деленные на затраченный труд.
А, Эйнштейн.
***
ПО „ПАТЕНТАМ” ПРИРОДЫ
...природа иногда указывает, как самые .сложные задачи решаются с поразительной простотой.
М, Тихонравов, "Полет птиц».
«— Плохо! Извольте учиться у шмеля, у мухи! — воскликнул Думчев. — Шмель пролетает в минуту расстояние в десять тысяч длин своего тела. Посчитайте, сколько же своих длин покрывает в минуту ваш самолет?
Думчев выжидательно и хитровато смотрел на меня.
Я стал считать в уме: принял длину самолета в десять метров, и получилось, что самолет покрывает в минуту свою длину тысячу шестьсот — две тысячи раз. Феноменальное отставание от шмеля!..
А Думчев говорил:
— Комар, простой комар одним движением — только одним движением! — ударяет всей широтой поверхности крыла сверху вниз. Кажется, просто. А построил ли человек летательный аппарат с машущим крылом?
И опять я не знал, что ответить.
— А научились ли люди у насекомого, — говорил Думчев, — строить такие аппараты, чтобы они, как насекомые, отбрасывали крыльями токи воздуха в любом направлении и умели подниматься на них под любым углом и с любой скоростью? Отвечайте: додумались ли вы до таких самолетов?..»
Разговор этот происходил в Стране Дремучих Трав, где Сергей Сергеевич Думчев провел десятки лет. Попал он в эту страну необычным путем: ему пришлось уменьшить свой рост до размеров... муравья, ибо Страна Дремучих Трав — это страна насекомых. Разумеется, такое путешествие возможно лишь в фантастическом романе. Оно и произошло в фантастическом романе В. Брагина «В Стране Дремучих Трав».
Итак, Думчев десятки лет провел в этой стране. Он мечтал: «Слушайте, вы, обитатели Страны Дремучих Трав! Миллионы лет вы хранили, прятали от человека свои тайны. Я их разгадал. Я передам эти тайны человеку!» Но получилось иначе. Вернувшись в «большой мир», Думчев обнаружил, что люди далеко превзошли насекомых. Путешествие а Страну Дремучих Трав оказалось, по мнению автора романа, напрасным.
Неужели человеку нечего перенять у природы? Предоставим слово чешскому писателю Карелу Чапеку. Вот что пишет Чапек в статье «Об изобретениях»: «Самолет так же мало похож на птицу, как торпеда на форель. Если бы человеку в самом деле вздумалось соорудить металлическую птицу, ручаюсь, что она у него не полетела бы. Для того чтобы осуществить то, что делает природа, он всегда вынужден был подходить к делу совершенно иначе. В этом состоит невероятность и парадоксальность изобретений.
***
ПО «ПАТЕНТУ» ПРИРОДЫ
Двухфокусные очки
Существует любопытная рыба — «четырехглазая» Она живет в мелкой воде и высматривает добычу на поверхности воды. В соответствии с этим горизонтальная перегородка делит в глазах v нее роговицу и хрусталик пополам. Верхняя часть глаза, служащая для зрения в воздухе, имеет линзообразный хрусталик и дальнозорка. а нижняя часть глаз, предназначенная для зрения в воде, обладает шарообразным хрусталиком и близорука. Сетчатка у каждого глаза одна для обеих частей оптического аппарата. Глаза «чегырехглазой» рыбы похожи на очки дальнозоркого человека, каждое стекло в которых составлено из двух половин различной кривизны: верхней для зрения вдаль и нижней для зрения вблизи.
Перископ
Другая интересная рыба — периофтальмус — живет на побережьях Азии. Африки и Полинезии. Глаза у нее работают, как перископ: скрываясь под водой или в грязи, она выставляет их из воды и выслеживает добычу.
***
Человеку удавалось догнать природу только в тех случаях, когда он приступал к делу иначе, чем она. Задавшись целью передвигаться по земле быстрей, он не стал пристраивать себе четыре ноги, как у оленя или лошади, а сделал колеса. Веревочник, свивая веревку, пятится, то есть движется способом, как раз обратным тому, которым движется паук, ткущий свою паутину. Если б человек вздумал подражать пауку, он никогда не изобрел бы ткацкого станка. Вся техническая фантазия человека состоит в том, чтоб взяться за дело не с того конца, с которого берется природа; я сказал бы, с прямо противоположного».
А вот что говорят ученые.
Академик Н. Семенов: «Я думаю, что дальнейшее развитие техники в значительной мере зависит от того, насколько люди сумеют перенести в нее принципы работы живых организмов».
Академик Б. Петров: «Для теории автоматических систем очень полезны исследования процессов управления и регуляции в живых организмах. Поэтому проблемы биологической кибернетики и изучения аналогий между процессами в живых организмах и автоматических системах вызывают большой интерес».
Кто же прав?
И писатели, и ученые. Да, да! Если внимательно сопоставить их высказывания, можно заметить, что, в сущности, они не противоречат друг другу. Писатели говорят о том, что техника раньше не использовала природные прообразы, а пыталась идти, так сказать, наперекор природе. Ученые же говорят о том, что в дальнейшем многое зависит от того, насколько удастся использовать приемы, «изобретенные» природой.
Действительно, в XVIII—XIX вв. изобретатели очень редко использовали природные прообразы. Известно лишь несколько таких случаев, в частности изобретение висячих мостов.
Английский инженер Сэмюэль Браун жил у реки Твид. Однажды, гласит предание, Брауну было поручено построить через реку Твид мост, который отличался бы прочностью и в то же время не был бы слишком дорог. Иначе говоря, Боауну надо было преодолеть техническое противоречие. Как-то, прогуливаясь по своему саду, Браун заметил паутину, протянутую через дорожку. В ту же минуту ему пришла в голову мысль, что подобным образом можно построить и висячий мост на железных цепях.
Сейчас трудно судить, что в этом предании достоверно, а что приукрашено. Важно одно: природа иногда сама, без просьбы, подсказывает решение недогадливому изобретателю. Казалось бы, а почему сознательно не обратиться к помощи природы?
Одна из первых таких попыток связана с именем знаменитого физика Роберта Вуда.
Это было в годы первой мировой войны. Германские подводные лодки хозяйничали на морских дорогах. Британский флот получил на вооружение гидрофоны — приборы для обнаружения подводных лодок по шуму винтов. Сторожевые корабли, оснащенные гидрофонами, вышли в море и... обнаружилось техническое противоречие.
Первые, еще очень примитивные, гидрофоны походили на большую докторскую трубку. Приемное отверстие этой трубки было выведено за борт, в воду. Во время хода корабля движение воды у приемного отверстия гидрофона создавало шум, заглушающий звук винтов подводной лодки. Возникало типичное техническое противоречие: для преследования подводной лодки надо слышать, а чтобы слышать, надо остановиться и прекратить преследование. Роберту Вуду было известно, что тюлени отлично слышат при движении. Вуд предложил гидрофон, у которого приемное отверстие имело форму ушной раковины тюленей. И гидрофоны слали «слышать» даже на полном ходу корабля.
***