Алгоритмы открытий. Часть 7

Этапы большого пути: динамизация систем

«Если нельзя, но очень хочется, то можно!»

Над входом в лекционную аудиторию первого в СССР института изобретательского творчества в г. Баку висел этот лозунг. Он призывал нас преодолевать психологические барьеры при встрече с новым, верить в свои силы. Практически большинство пришедших слушателей не имели изобретательского опыта. Тогда мы ещё только пытались найти и приоткрыть каждый свою «зелёную дверь» (вспомните Г. Уэльса) в страну Творчества, понять её законы.

По определению творчество предполагает неповторимость и нестандартность в подходах к решению задач, относящихся к творческим. Но ни в школе, ни в ВУЗе творчеству не учат. Вся система среднего и высшего образования в большей степени направлена на формирование у будущего специалиста определён­ного уровня знаний и практических навыков, а с введением ЕГЭ – к «натаскиванию» школьников на удачное отгадывание ответов. Неслучайно система ЕГЭ была устранена в СССР ещё в 1935 г. Постановлением Совнаркома. Вторичный её приход только усугубляет проблему.

Но главное – современное образование не направлено на формирование творческой личности. Большинство людей к творчеству относят даже обычное конструирование или сборку моделей, т.е. копирование. Отсюда и неправильное понимание проблемы творчества, и само миропонимание. Чаще можно слышать вердикт: этому дан талант, а этому не дан – от природы, бога или ещё от кого-либо. Поэтому основной технологией был и ещё остается МПиО.

Психологи утверждают, что 98% рождающихся людей имеют способность к различным видам деятельности. Однако по результатам серии исследований, проведённых учёными нашей страны и США в порядке подготовки к конференции «Профессиональная непригодность и функциональная безграмотность», установлено, что 37% шестилеток проявляют нестандартное мышление, творческие способности, к семилетнему возрасту процент таких детей падает до 17%, а среди взрослых людей встречается лишь 2% творчески одарённых личностей.

Цифры эти ужасающие, но ничего не говорят о причинах такой быстрой творческой деградации людей, и о том, как поддерживать творческий уровень на высокой отметке, постоянно самосовершенствуясь.

Опыт работы с людьми разного возрастного и образовательного ценза (школьники, студенты, инженеры, кандидаты и даже доктора наук) показывает, что с возрастом многие перестают учиться, привыкают к шаблонам, стереотипам и тому, что их больше устраивает, включая и их знания. На этом фоне легко создавать разные мифы об особом даре избранных, которые, потакая создателям мифов, за редким исключением, не пускают непосвящённых в свою творческую лабораторию. Типичные примеры – миф о том, что Менделееву периодическая таблица приснилась во сне; ну, а если бы не было Зингера, то швейную машинку так бы и не изобрели, хотя Зингер предложил только проделать в иголке отверстие для нитки, и т.п.

Редко кто из учёных допускал любопытных и любознательных в свою творческую лабораторию. Прекрасный пример в этом плане автобиографические книги академика Н.В. Левашова «Зеркало моей души» и Светланы Левашовой «Откровение», в которых авторы на собственном опыте показывают, как шаг за шагом они формировали своё миропонимание и свои творческие способности, свой талант.

Искажённое, неправильное мировоззрение ведёт к тем ошибкам, которые мешают правильному пониманию любой возникшей ситуации и любых явлений разумной жизни. Например, изобретательство.

Смело до безумия, но фантастично и неактуально

Изобретательство должно стать нормой для любого грамотного инженера, а не исключением. Ему можно и нужно учить, и сделать решение творческих задач планомерным процессом, не зависящим от воли случая или других неуправляемых факторов.

Нас приучили доверять специалистам, и мы готовы поверить любым их нелепицам, особенно, если нелепицы рождены авторитетами. Отсюда большинство народа рассуждают по авторитету, а живут по преданиям. Как говорил по этому поводу Козьма Прутков: «Многие вещи нам не понятны не потому, что наши понятия слабы; но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий». И он же говорил, что «специалист подобен флюсу, полнота его односторонняя». Узкий специалист в наше время – это дорога с односторонним движением.

Вот несколько примеров, когда незнание и нежелание думать приводит к нелепицам и подделкам.

Например, в школьной истории нам внушали, что египетские пирамиды строились огромной армией рабов, порядка 100 000 человек, например, при строительстве пирамиды Хеопса на участке размером 232,9х232,9 метров. При этом они использовали систему рычагов для укладки блоков, которые вырезали в каменоломнях и доставляли их на катках. Это-то блоки весом от 2,5 до 500 тонн?! Попробовали бы сами историки, придуманными ими способами добычи, добыть, изготовить и доставить блоки за десятки километров от каменоломен по реке и по пескам к месту укладки! Как говорил К. Чапек: «Величайшее бедствие цивилизации – учёный дурак».

 Блок в 500 тонн не способно смонтировать ни одно из существующих грузоподъёмных устройств. Нужна целая система таких механизмов. Возникает противоречие: чтобы установить блок в 500 тонн в пирамиду, у египтян должно было быть приспособление, способное создать нужную подъёмную силу, и не должно быть такого приспособления, чтобы смонтировать блок, т.к. не было их при уровне развития Египта, согласно исторической парадигме. Нет их и в наше время.

Противоречие может быть устранено двумя путями:

1. У египтян не было таких грузоподъёмных механизмов, но они использовали то, что может уменьшить вес – антигравитацию. Но прямых доказательств этому нет.

2. Египтяне не имели мощных грузоподъёмных механизмов, поэтому блоки не перемещали из каменоломен, а изготавливали на месте.

Как показали исследования, блоки для пирамид древние строители изготавливали из бетона, вяжущее (цемент) для которого получали с помощью шаровых мельниц (см. рис. 1), используя в качестве сырья обезвоженный от палящего солнца известняк, который «валялся под ногами».

Они применили два изобретательских приёма: дробления (превратили камни в порошок) и динамизации (сделали порошок подвижным, способным принимать любую форму, добавив нужное количество воды). Кстати, рецепт бетона был обнаружен на одной из стел эпохи фараона Джоссера (Носовский Г.В., Фоменко А.Т. «Введение в новую хронологию. (Какой сейчас век?)», с. 613-622.). Бетон укладывали в опалубку, на дно и к стенкам которой предварительно крепили циновки. Следы от циновки видны на обломках каменного блока. Когда материал блока принимал необходимую прочность, поверх него заливали раствор известняка, а затем изготавливали следующий блок. Вот почему между блоками нет зазора и невозможно «просунуть лезвие».

Кроме того, надо понимать, что сложности и высокой точности строительства должны соответствовать и аналогичные технологии, т.к. они развиваются параллельно и по одним и тем же законам. Нельзя строить космический корабль топором и пилой…

Другой пример – изобретение пушек-мушкетов. Они появились в XIII веке. Но вот в иллюстрациях к Ветхому Завету 1536 года ветхозаветное войско израильтян изображено как средневековое войско (Носовский Г.В., Фоменко А.Т. Там же, с.552-554, 581-590.) со средневековым вооружением, которое везёт за собой пушку на лафете!!!

Несмотря на то, что порох был известен задолго до изобретения пушек, последние появились только в 13 веке. Нужно было ещё пройти этап изготовления труб (этап поиска состава устройства), которые могли бы выдержать взрыв пороха и были бы по всей длине одного калибра. Это новые технологии для того времени. Поэтому, если и были идеи и эксперименты, то они наверняка были неудачными, так же, как и с паровой машиной Паппена.

Например, изготавливали пушки из дерева, когда уже был известен сам принцип. Но нельзя «перепрыгивать» в развитии через этапы.

Итак, вначале были изобретены стволы, которые жёстко крепили к основанию, были разные варианты (это был поиск структуры устройства, см. части 3 и 4). Затем, чтобы можно было менять положение ствола в пространстве, их сделали подвижными (стадия адаптации устройства), приделав колёса или посадив на лафет. Всё шло в соответствии с законами развития технических систем. Поэтому в наше время был неудачным эксперимент с динамичным танком, когда пытались «перепрыгнуть» через этап в его развитии.

А вот легендарной «Катюше» повезло. Перед войной этот ротный миномёт уже был динамизирован, но рама со снарядами устанавливалась на позиции стационарно, а далее её нужно было перевозить на новую позицию. Заводу было дано срочное задание ГКО СССР: установить миномёт на пневмоколёсный ход. За 13 часов – за ночь (!) по эскизам конструкторов была собрана на пневмоходу реактивная установка, получившая затем название «Катюша». Вот это были темпы!

Но есть и другая беда человечества – быстрое привыкания к шаблонам, штампам, незнание законов развития систем, ведущее к возникновению психологической инерции, являющейся тормозам развития, как человека, так и науки, и техники.

Вот типичный пример. Изобретатель Митурич П.В., после долгой переписки с патентными экспертами наконец-то в 1930 году получил авторское свидетельство на движитель для судов с эластичным корпусом и гибким каркасом, приводимым в волнообразное движение с помощью шатунов. До него азбукой для кораблестроителей был жёсткий корпус судна, который должен иметь достаточную остойчивость. Поэтому эксперты были просто ошарашены его решением, заметив в своём ответе: «Мы, судостроители, боремся с гибкостью судов, а вы ищете в ней какие-то динамические возможности. Смело до безумия, но фантастично и неактуально». Они забыли, что в подвижной воде судно должно быть также подвижно, как вода, а не быть просто жёстким болтающимся в воде «бревном». Об этом знал ещё капитан Немо, девиз которого был: «Подвижный в подвижном».

Эти примеры ещё раз подтверждают необходимость разностороннего развития людей, их воображения, чтобы видеть мир системно и объёмно, со знанием законов его развития, а не калейдоскопично: переставил факты – новая картина, ещё переставил – совсем другая картина и, как следствие, приговор науки: «есть академическая наука и академики лучше знают, что можно использовать, а что нет». Аналогично известный академик расправился с судном на воздушной подушке Константина Циолковского в 1927 году, который первым высказал идею подобной машины на воздушной подушке в работе «Сопротивление воздуха и скорый поезд». Вместо колёс динамичный бесколёсный слой сжатого воздуха. Но первые промышленные модели появились в 1959 г. Практически на 32 года официальная наука задержала развитие этой системы! Она же задержала развитие физики Вселенной почти на 80 лет после экспериментов американского исследователя Д. Мюллера (см. Н.В. Левашов «Неоднородная Вселенная») по измерению скорости света и эфирного ветра.

Отличный, в методологическом плане, ответ таким горе-«академикам» – статья Алексея Артемьева «Города мастеров». Для того, чтобы археологические находки можно было связать с конкретной эпохой, необходимо хорошее знание законов развития технических систем, технологий времени создания артефакта, экологии того времени и т.д. Только тогда можно создать мозаичную или объёмную картину прошлого.

Как уже было отмечено в частях 3 и 5 алгоритмов открытий, самой длительной стадией развития системы является стадия адаптации. Основным механизмом адаптации является динамизация (в широком смысле слова).

Динамизация: подвижный в подвижном

Все технические системы «рождаются» жёсткими. И с первых «шагов», после синтеза системы в ещё незнакомый, но сложный и быстроменяющийся мир, они начинают испытывать на себе воздействия его среды – технической, природной и претензий человека. Вот в этот период и начинается для «молодой» системы великая «драма идей», потому что она вступает в длительнуюстадию адаптации к окружающей среде (ОС) – время интенсивного приобретения навыков «жизни» в ней.

По общему определению динамизация – это приспособление (адаптация) системы к меняющейся взаимодействующей с ней окру­жающей среде (ОС) через «ломку» её структуры, и её элементов.

Встречаясь с первыми претензиями (воздействиями среды или человека), система как бы «ломается» на части, соединяемые затем подвижными или гибкими связями. Вначале она поддаётся и приспосабливается к силе окружающей среды (пассивная адаптация). Затем, используя её силу, направ­ляет эту силу против самой же среды (активная адаптация). На­конец, «ломает» саму среду, изменяя её так, как это нужно са­мой системе или человеку (агрессивная адаптация). В противном случае система не проходит отбор, производимый человеком, тогда остаётся одно – занимать узкую «нишу» в техносфере или «поги­бнуть», не успев развернуться в сложную систему и дать многооб­разие своему виду.

Итак, «молодые» системы имеют преимущественно жёсткие связи меж­ду частями и жёсткую структуру (например, нож = лезвие+ручка), которые не позволяют им адап­тироваться к меняющимся условиям ОС. Однако в процессе разви­тия систем, жёсткие связи и структура заменяются на подвижные (складной нож = лезвие + ручка, соединённые шарнирно), гибкие, динамичные, легко поддающиеся управляемому изменению. Причём степень этой подвижности постоянно увеличивается при «освоении» среды путём введения новых гибких, подвижных свя­зей. Чтобы динамизировать систему, в ТРИЗ рекомендуют применять Принцип Динамичности (Г.С. Альтшуллер «Алгоритм изобретения», – М.: Московский рабочий, 1969 – Приложение 1):

а) характеристики объекта (или внешней среды) должны меняться так, чтобы быть оптимальными на каждом этапе работы;

б) разделить объект на части, способные перемещаться относительно друг друга.

Иначе говоря, там, где система разрушается под действием каких-либо воздействий, или жёсткая связь мешает ей приспособиться к новым условиям, нужно заранее разрушить систему в этом месте и соединить разрушенные части подвижными связями. Судно с длинным корпусом разрушается надвое при длине волны шторма, соизмеримой с длиной корпуса судна. Следовательно, в этом месте нужно заранее «сломать» корпус судна и соединить его части подвижными связями.

РАД приспособит систему к чему угодно…

Используя Рациональный Алгоритм Динамизации (РАД), полученный в результате анализа патентного фонда (Кондраков И.М. «Рациональный алгоритм динамизации технических систем». Вестник БелГТАСМ. № 5, 2003., с. 367-371.), можно динамизировать любую систему по линиям А, В и С; на уровне системы, переходом в над- и подсистему.

Систему можно развивать по любому из возможных направлений, прогнозируя её развитие заранее и чётко по законам, воплощая в «металл» уже полученную идею, вместо слепого перебора вариантов методом проб и ошибок, который часто требует годы жизни.

Независимо от того, какая система подвергается адаптации, её механизм (динамизация) остаётся одним и тем же, а степень динамизации зависит от глубины проникновения претензии π (воздействия окружающей среды: внешней или внутренней) в саму систему.

Вот пример из практики. В 90-м году мы демонстрировали наш отечественный программный продукт «Изобретающая машина», созданный на основе ТРИЗ в Южноуральске. В последний день выставки была предложена уже решённая задача – для проверки возможности программы. Она состояла в том, что для погрузки посылок в вагоны используют тележки, на которых их подвозят к вагонам. Однако при большом количестве адресатов поезд из тележек не умещается на перроне и, кроме того, за короткий период почтовики не успевают загрузить все посылки. Как быть?

С первых шагов стало ясно, что нужно сделать, чтобы устранить возникшее противоречие: чтобы подвезти все посылки к вагону, тележек должно быть много, и их не должно быть много (должно быть мало), чтобы они смогли разместиться на перроне.

Примерно в течение 10-15 минут решения задачи программа подсказала, что нужно использовать приёмы динамичности и перехода в другое измерение (т.е., от плоской – к пространственной схеме: разместим несколько тележек одна над другой). Лишние элементы (колёсные пары и т.п.) нужно убрать, оставив только основания, которые теперь будут выполнять роль полок. Эти полки нужно зафиксировать на четырёх стойках и на таком друг от друга расстоянии, чтобы могла поместиться посылка. Связь полок со стойками выполнить подвижной с фиксаторами и ещё ввести шарниры в основание стоек, чтобы их можно было «пригибать» к основанию, как складной нож.

Это одно из предложенных решений, к которому пришёл начальник почты и которое рекомендовал для внедрения министр путей сообщения СССР. Он пригласил к себе на почту, чтобы показать свою тележку, при этом долго сетовал на то, что потерял год на то, что можно было получить за 10-15 минут.

Теперь мы знаем, что, степень изменения системы, т.е. её динамизация зависит от глубины проникновения претензии (воздействия) в систему. Но иногда система использует «хитрые» приёмы: уходит от претензий, чтобы разрушить их или не быть отзывчивым на них, т.е. не быть совместимой с ними. В этом случае мож­но наблюдать проявление другого механизма –антидинамизации.

Антидинамизация

До сих пор речь шла о том, что с развитием технических систем повышается степень их динамичности. В систему вводятся гибкие, подвижные связи, позволяющие ей лучше приспособиться к взаимодействующей с ней средой. Но вот несколько примеров, когда для лучшей приспосабливаемости системы повышают её жёсткость.

Например, по А.с. СССР № 479871: стойка шахтной крепи, выполнена в виде пневматического баллона, соединённого с верхним и нижним основаниями. С целью увеличения жёсткости крепи, основания снабжены дисками с фиксаторами угла поворота и шарнирно укреплёнными стержнями, которые расположены наклонно относительно оси стойки.

А в природе? Если бы ствол бамбука рос в виде сплошной «трубы», то тогда он не смог бы удержать собственный вес. Поэтому природа мудро создала узлы на стволе, чем сделало ствол более жёстким и одновременно, гибким, «сдав» экзамен по сопромату на отлично.

Введение жёстких связей – антидинамизация – не противоречит закону динамизации, а отражает диалектический характер развития технических систем. Аналогично и в живой природе: одеревенение молодых побегов, превращение хрящей в кости и т.д. Антидинамизация преобладает в тех случаях, когда воздействие каких-либо меняющихся условий вызывает необходимость уменьшения или ликвидации подвижности систем. Это один из путей уйти от разрушающего действия ОС при переходе претензий ОС с уровня, на котором было соответствие организаций системы и ОС, на другой, на котором этого соответствия нет. Например, плод человека в утробе: гибок, подвижен, как жидкость, в которой он находится, но чтобы выдержать воздействие гравитации, у человека после рождения укрепляются кости.

Известно, что перепад мерности при одних условиях (значениях) может привести к неустойчивости (динамичности) вещества и распаду его на первичные материи, а при других – обеспечивает его стабильную устойчивость (жёсткость структуры) (см. Н.Левашов «Неоднородная Вселенная»).

Зная о второй стороне закона динамизации – антидинамизации, всегда можно заранее решать возникающие задачи и прогнозировать новые.

Понимание того, что в природе каждое явление имеет свою противоположность: динамизация может меняться антидинамизацией, порядок – беспорядком, беспорядок – самоорганизацией (синергетикой) и т.д., а также знание механизмов перехода, позволит сформировать правильное миропонимание.

Читать полную версию статьи…