Текст книги "Самые интересные факты, люди и казусы современной истории, отобранные знатоками"

Автор книги: Анатолий Вассерман

Соавторы: Нурали Латыпов
сообщить о нарушении

Текущая страница: 15 (всего у книги 24 страниц)

С головы – на ноги

Есть в Теории Решения Изобретательских Задач (ТРИЗ) такой приём: сделай наоборот! Выверни задачу наизнанку!

Приём по иерархии один из первых. Считается одним из сильнейших и в то же время весьма сложным в применении. Далеко не очевидно, что именно и как именно надо переворачивать. Это уже зависит от степени креативности изобретателя.

Лично я первое изобретение сделал ещё в школе. Его суть опубликовал тогда «Юный техник». Я изобрёл… пароход.

«Чепуха! – воскликнут некоторые. – Пароходу двести лет с гаком!» Но не спешите с выводами! То, что мы привыкли называть пароходами, движется всё-таки по воде. Двигатели у кораблей могут работать на разных принципах, но опора у всех у них одна – вода.

Я же предложил создать под кораблём паровую подушку – проще говоря, накалить днище так, чтобы вода под ним вскипала. Трение о пар неизмеримо меньше, чем о воду – вспомните, как бегает капля воды по горячему утюгу. А если наоборот – утюгом по воде? Своими опытами я даже загубил тогда мамин утюг. Получается нечто вроде известных воздушных подушек – только оборудование куда проще. Заодно и устойчивость обеспечена лучше: если одна сторона днища сильнее погрузится в воду, то пара под ней будет больше – и он её приподнимет.

А вот вам ещё один пример, на этот раз уже из арсенала моих братьев, профессиональных изобретателей.

Технология погружения в виртуальную реальность давно отработана. Пользователь надевает на себя виртуальный шлем, мониторы которого отображают трёхмерное пространство, сконструированное программистом и оформленное художником. Оно перестраивается в зависимости от направления взгляда, управляется датчиками положения головы и/или манипулятором. Самый простейший – компьютерная мышь: она даёт возможность взаимодействовать с объектами компьютерного мира и ходить по нему, но как бы снаружи.

Эффект присутствия в виртуальной реальности не полон главным образом из-за того, что в смоделированном мире невозможно естественным образом двигаться внутри него. Человек прикован к стулу, руки – к клавиатуре или к той же мыши.

Ещё в середине 1990-х мои братья предложили и изготовили устройство для свободного перемещения по виртуальному миру на собственных ногах в любом направлении и на любые расстояния. Эго устройство названо ВиртуСферой. Оно представляет собой огромный пустотелый шар от всё той же компьютерной мыши. То есть сферу – но достаточно большую, чтобы внутри неё свободно размещался и двигался человек.

Устанавливается сфера на колеса опоры и благодаря этому свободно вращается в любом направлении. Перед тем как войти в сферу через люк, пользователь надевает виртуальный шлем, а на спине располагается ноутбук. Человек делает шаг, сфера проворачивается, датчики под сферой передают эту информацию в компьютер, который пересчитывает и транслирует в виртуальный шлем приблизившуюся на один шаг картинку. И так далее.

А между прочим, изобретательский приём всё тот же. Если нельзя отойти от компьютера – значит, надо отоити, если нельзя ходить по виртуальному пространству своими ногами – значит, можно.

У всякой стороны есть её оборотная сторона, скрытая. Изнанка. Чтобы рассмотреть предмет всесторонне, надо перво-наперво оглядеть эту и ту, противоположную, сторону. Гегель сказал: видимость сущности – в противоположном.

Противоречие рождается там, где сходятся две противоположности. Но именно в разрешении противоречий и заключается изобретательство.

Порою, если найти возможность существования «мира наизнанку», можно не только написать любопытную книгу вроде «Алисы в Зазеркалье» Льюиса Кэрролла, но реально даже совершить открытие века.

«Как так?» – спросите вы. Да вспомним хотя бы математику.

«К данной прямой через данную вне её точку можно провести не более одной параллельной прямой» – это одна из формулировок пятого постулата Евклида. Но именно отказ от него привёл к открытию тремя гигантами – немцем Гауссом, венгром Больяи и русским Лобачевским – неевклидовой геометрии. А ведь вплоть до Гаусса – то есть до самого конца XVIII века – никто не усомнился ни в истинности пятого постулата, ни в том, что евклидова геометрия единственно возможна, ни в том, что она описывает реальный физический мир.

Впрочем, в основе всех человеческих достижений лежит творческая одарённость – умение мыслить парадоксально и действовать нестандартно, эффективно и продуктивно, находя всё новые пути к знанию и открытию.

Чтобы изобретать, надо порой идти от обратного, надо уметь смотреть на мир другими глазами, выходить за границы привычного, обыденного, очевидного, двигаться в пространстве мысли подчас наперекор здравому смыслу и формальной логике.

Должен с прискорбием заявить: современная российская школа делает акцент на запоминании готового знания. Эго способствует тому, что готовность к работе с противоречиями в ребёнке убивается с детства под корень. У нас растут исполнители инструкций и шаблонов, способные действовать только так, под копирку, а не иначе. Между тем жизнь полна противоречий и проблем, быстро меняющихся обстоятельств.

Пока не поздно, надо вернуть образование в нормальное положение, то есть с головы поставить снова на ноги. Это тот самый перпендикулярный выход из очевиднейшего тупика или замкнутого круга, в котором мы оказались в результате скороспелых школьных реформ.

Капли Левенгука

Ещё в детстве мы узнаём: Антони ван Левенгук в 1673 году открыл одноклеточные микроорганизмы благодаря тому, что изобрёл и изготовил микроскопы непревзойдённого по тому времени качества. Более того, он строил эти микроскопы тысячами. До наших дней дошли многие сотни.

И мало кто задумывается: как скромный часовщик смог у себя дома организовать массовое производство сложнейших оптических приборов? Ведь по сравнению с оптической точностью даже нынешние достижения часовой технологии чудовищно грубы. А уж в его эпоху вовсе не существовало оборудования сколько-нибудь приемлемого качества. Даже сотней лет позже изобретатель конденсатора пара и создатель паровых машин двойного действия Джеймс Уатт восхищался небывалой точностью изготовления своих установок: между цилиндром и поршнем с трудом пролезала шестипенсовая монета!

Правда, оптики ещё в раннем Средневековье нашли способы довольно точного производства сферических поверхностей. Сфера получается сама собою, если два куска стекла тереть друг о друга, постоянно меняя направления движения: только сферы (и частный их случай – плоскости) могут прилегать друг к другу при любых смещениях.

Увы, такая работа требует немалого времени: стоит нажать чуть посильнее, чтобы ускорить истирание стекла, и упругая деформация исказит поверхность. А главное – радиус кривизны стёкол должен быть на несколько порядков больше возможных величин этой самой деформации. Между тем для значительного увеличения требуются как раз малые радиусы. Оптические схемы современных микроскопов сложны не только потому, что взаимодействие стёкол с разными оптическими свойствами может погасить многие аберрации, т. е. искажения, но и потому, что множеством слабо искривлённых поверхностей можно обеспечить нужную силу фокусировки, добиться значительного увеличения.

Между тем взглянем на любой из дошедших до нас микроскопов Левенгука и убедимся: там и речи нет о сложных системах больших стёкол. Наоборот, это вовсе не микроскопы, а простейшие лупы – одиночные линзы. Причём линзы крошечные – менее булавочной головки, а порою едва ли не сопоставимые по размеру с самими объектами наблюдения.

Таким одиночным стёклам присущи многочисленные искажения – и геометрические (свет фокусируется далеко не в одну точку), и хроматические (волны разной длины идут разными путями). Собственно, для компенсации этих искажений как раз и создаются многолинзовые оптические системы. Но современные оптики нашли некоторые способы частичного их снятия и в одиночных линзах. Отклонение формы от правильной сферичности улучшает геометрическую сходимость лучей; внутренние напряжения в стекле несколько выравнивают скорости разных волн и уменьшают хроматическую аберрацию…

Конечно, технологии дозировки асферичностей и напряжений очень сложны. Потому и освоены совсем недавно и всё ещё весьма дороги. Не зря изготовители фотообъективов так гордо пишут: асферический. Хотя обычно из доброго десятка внутренних поверхностей асферичны одна-две.

Каково же было изумление современных исследователей, когда они обмерили некоторые линзы Левенгука и обнаружили там и крошечную асферичность (а ведь её тем сложнее дозировать, чем меньше сама сфера), и внутренние напряжения, компенсирующие значительную часть хроматизма. Правда, за прошедшие сотни лет напряжения заметно уменьшились, поскольку стекло – жидкость, хотя и очень вязкая, и под любыми напряжениями постепенно течёт (в некоторых окнах Эрмитажа, застеклённых ещё в XIX веке, нижний край стекла на миллиметр с лишним толще верхнего). Но если внести поправку на многовековое течение, оказывается, что изначальное качество линз было ещё выше.

Даже изощрённейшие современные технологии требуют немалых сил, денег и времени для достижения подобных результатов. Левенгук же работал в одиночку, не располагал и сотой долей нынешних знаний об оптике вообще и свойствах стекла в частности, а уж технологии расчёта, используемые конструкторами сегодня, в его эпоху и вообразить было невозможно.

И тем не менее он производил свои линзы многими тысячами. Чаще всего он даже не пытался рассматривать в одну линзу несколько разных образцов. Линза, стекло с образцом, удерживающая их конструкция собирались раз и навсегда. Даже регулировочный винт поворачивался один раз – чтобы образец оказался в фокусе – и закреплялся намертво. Причём цена этих готовых конструкций была по тому времени весьма скромна. На жизнь Левенгуку вполне хватало – но благодаря не цене каждого изделия, а массовому их производству и не менее массовой продаже. Левенгук был одним из первых маcтеров высшего класса, сделавших ставку именно на массовое производство и скромные цены.

Как же смог ремесленник – пусть и необычайно искусный, и знакомый едва ли не со всеми тогдашними науками (они были далеко не так обширны, как сейчас, и полное их изучение оставалось в пределах человеческих сил), на века опередить уровень всей доступной ему техники?

Инженеры и учёные исследовали сотни линз Левенгука самыми современными способами. И после нескольких лет анализа ничтожных следов возможных методов обработки пришли к парадоксальнейшему выводу: никакой обработки стёкол вовсе не было. Линзы у Левенгука сразу получались готовыми.

Мастер плавит стекло на весу – для этого у стеклодувов с незапамятных времён накоплено приёмов более чем достаточно. Капли свободно падают в воду. В полёте они оказываются в состоянии невесомости. Поверхностное натяжение придаёт невесомой капле правильную сферическую форму. В воде крошечный комочек стекла остывает так быстро, что не успевает деформироваться.

Правда, чем меньше капля, тем ощутимее сопротивление воздуха и тем сильнее отклонение от невесомости. Да и удар о воду хоть немного да скажется на форме. И внутренние напряжения в стекле тем сильнее, чем быстрее оно остывает. То есть капли Левенгука всё же не идеальны.

Но среди главных изобретательских принципов есть и положение обращать вред в пользу. Левенгук использовал его в полной мере. Ведь для правильного изображения как раз и нужны асферические линзы с внутренним напряжением.

Конечно, асферичность и напряжение нужно точно дозировать. А по левенгуковой технологии они получаются случайными по величине. Ну и что же? Среди бесчисленных вариантов всегда можно выбрать нужный. Левенгук отливал десятки тысяч капель, просматривал их и отбирал те, с которыми получались наилучшие изображения. Работа громадная и кропотливая, но всё же она несравненно проще и выполняется быстрее, чем расчёт и полировка требуемой формы.

Скромный часовщик обратил случай в закономерность. Изобретательностью можно на века опередить достижения всей науки и техники мира.

Светить, где темно

Левенгук, конечно, изобретательно довёл до совершенства процесс изготовления линзы. Но честь изготовления первого в мире микроскопа принадлежит не ему, а голландскому механику Захарию Янсену, по совместительству – производителю очков. Очки придумал тремя веками ранее ещё Роджер Бэкон. Но массовое производство столь нужного человеку предмета требовало отладки технологии, мастерства, было делом трудоёмким и затратным по времени.

И вот представьте, заходит как-то Янсен в детскую и застаёт своих отпрысков «на месте преступления». Детишки стащили у отца две линзы от очков, вставили эти линзы в трубку с обоих концов и рассматривали окружающий мир. Им было забавно, что реальность представала увеличенной многократно. Янсен же, подглядев детскую игру, соорудил первый в истории мелкоскоп. Эго случилось в 1590 году.

В своём неуёмном любопытстве и стремлении к познанию дети, не ведающие преград и барьеров, не отягощенные опытом и эрудицией, могут очень здорово помочь взрослым в решении их проблем. С детьми нужно заниматься, чтобы давать им необходимые по жизни знания, но не менее полезно и самим извлекать знания и идеи из детской возни.

Ещё один показательный случай. И во времена Гиппократа, и во времена Авиценны знахари и врачи, чтобы удостовериться в правильной работе внутренних органов, прислоняли ухо непосредственно к телу пациента. Многие века лекари мирились с неэстетичностью такого прослушивания. В 1816 году французский анатом Лаэннек обратил внимание ка двух ребят, играющих во дворе. Развлекались они тем, что один бил или царапал по торцу бревна, а второй, приложив ухо к другому торцу дерева, слушал звуки. Так Лаэннек изобрёл стетоскоп в виде полой деревянной трубки с утолщениями на торцах.

А сколько ещё изобретений, сделанных детьми, ускользают от вас, товарищи взрослые! И почему собственно? Может, вы растеряли прекрасную детскую привычку видеть загадочное в простом, а простое – в загадочном? Может, вы ищите там, где кажется очевидным искать?

Дети познают мир, начиная с самых абстрактных о нём понятий. О таком пути освоения реальности ребёнком говорят исследования крупнейшего специалиста в области детской психологии Жана Пиаже. Для взрослых всё уже давно вполне конкретно, а значит, имеет множество связей и условий, мешающих изобретательству. Чтобы вернуть себе способность к открытию, надо снова в какой-то мере стать ребёнком и научиться абстрагироваться от лишней, сковывающей изобретательскую мысль информации. Надо не искать, где светло, а светить туда, где темно!

Помню классический рассказ американского фантаста Льюиса Пэджетта (это совместный псевдоним легендарного Генри Каттнера и его жены Кэтрин Люсиль Мур) «Все тенали бороговы». Дети, дешифровав сумасшедшие строчки Шалтая-Болтая из любимой «Алисы в Зазеркалье» Льюиса Кэрролла, конструируют из подручных средств некую штуковину, которая оказывается машинкой для перемещения в иное измерение. Аллегория, конечно, но как верно ухвачена суть детского мировосприятия!

 
Часово-жиркие товы,
И джикали и джакали в исходе.
Все тенали бороговы
И гуко свитали оводи.
 

Шалтай-Болтай у Кэрролла объяснял Алисе, что всё это означает. Для взрослого – совершеннейшая муть. Например, «жиркие» – значит смазанные жиром и гладкие. «Часово гукали…», «джикали» и «джакали». Безумие! А для детей это не было безумием. Они мыслили по-другому. Они пользовались логикой «икс». И взрослые не смогли попасть туда, в иное измерение вслед за детьми, поскольку для восприятия родителя всё было уж слишком нелепо.

Обыденное взрослое мышление вообще стремится двигаться с «наименьшими затратами». Взрослый – эрудит, а ребёнок хоть и маленький, но изобретатель.

Работая над любой задачей, нужно объяснять самому себе, что решение стоит искать даже там, где не хочется. Где его, как поначалу представляется, и не может быть. Но ведь это лишь на первый взгляд. Нужно заставить свою мысль отойти от фонаря и вести поиск не только там, где светло!

Приведу пример из своего архива знатока «Что? Где? Когда?».

Вопрос звучал так: «Этого Актёра знают все. Видели этого Актёра многие. Псевдоним его знает кое-кто, а имя настоящее никто не знает. Вопрос: кто этот Актёр?»

После минутного размышления и обсуждения шестёрка Седина не находит ответа. Единственная возможность – просить помощи у Клуба. Пошло обсуждение. Однако Клуб тоже растерян. Есть только версии, а ответа нет:

– Эго Мухтар. Из фильма «Ко мне, Мухтар».

– Эго Петрушка. Пётр Иванович Уксусов. Кукла.

Звучит таймер. Минута использована. Ведущий требует немедленного ответа. Отвечает Александр Друзь: «По нашему мнению, которое, в общем-то, у нас зародилось за столом и нам любезно подсказал наш Клуб… мы думаем, что это артистПетрушка. Настоящей его фамилии не знает никто, а псевдоним его – Пётр Иванович Уксусов».

Комментарий Ворошилова: «Напомню вопрос. Этого Актёра знают все (именно Актёра!), видели этого Актёра многие, псевдоним знает кое-кто, а имя настоящее никто не знает. Имени у этого Актёра нет, автор ему не дал имени, поэтому его и знать никто не может. Псевдоним этого Актёра – Сверчков-Заволжский. Может быть, кое-кто из вас и вспомнит. Внимание! Персонаж из пьесы Горького „На дне“ так и зовётся – Актёр, и этого Актёра знали все из вас».

Эго был тест не на эрудицию – это было испытанием сообразительности. Ответ лежал на поверхности. Знатокам не удалось абстрагироваться от избыточного знания.

Увы, вещи охотнее всего воспринимаются мышлением в привычном образе и в связи с их обычным употреблением. Поэтому так трудно бывает переключиться на иное, неожиданное их восприятие.

Переключайтесь, люди! Переключайтесь! А если трудно, подсмотрите у детей.

По следам Жюля Верна

Предлагаю обратиться к творчеству великого французского писателя Жюля Габриэля Верна, к его изобретательским идеям. Романы Верна будоражат ум, пробуждают творческое воображение, его прозрения предвосхитили открытия будущего.

Возьмём, скажем, книгу «С Земли на Луну» 1865 года и её продолжение «Вокруг Луны». Цилиндроконический полый снаряд с астронавтами выстреливается из гигантской пушки и несётся по направлению к спутнику нашей планеты. Конечно, как показывают сегодняшние математические расчёты, выстрела даже из самой большой пушки будет недостаточно, чтобы преодолеть силы земного тяготения. Но уже тогда писатель понимал, например, что его героям надо как-то компенсировать перегрузку. В романе это достигается с помощью гидравлического амортизатора и системы пружин. А во время полёта для изменения орбиты у Жюля Верна уже используется ракетная тяга. Гравитационное же поле планеты люди применяют для изменения скорости и траектории космического полёта.

В забытом романе «Гектор Сервадак» 1870-х годов Жюль Верн забрасывает своих героев на астероид, движущийся по вытянутой, кометной орбите прочь от Солнца. Писательской мыслью на иное небесное тело переносится как бы часть Земли. Подробно описывается исследование новой территории, осмысление происшедшего, приспособление землян к климатическим изменениям, организация ими новой социальной жизни. Впоследствии сюжет неоднократно использовался и стал своего рода «классической» идеей научной фантастики.

Роман «В погоне за метеором» издан уже после смерти писателя. Он предсказывает использование астероидов в качестве сырья и доставку их с орбиты. Захват и буксировку небесных тел предлагает осуществлять силовым полем узконаправленного действия. В том же романе и ещё одна плодотворная идея, перекочевавшая затем на страницы произведений других авторов. Некое экспериментальное оборудование остаётся включенным без присмотра, на срок, многократно превышающий необходимый для завершения опыта. Вспомните хотя бы «Подземелье ведьм» Кира Булычёва.

Целая россыпь идей и в романе Верна «Плавучий остров», написанном в 1895 году. Кинетограф – аппарат для записи и последующего воспроизведения движущегося изображения, то есть видеокамера. Телеавтограф – прибор для передачи рукописного текста, прообраз факса. Верн прогнозирует также появление автоматических систем управления. Любое необходимое действие осуществляется «нажатием кнопки», без использования человеческого труда.

Теперь представьте себе город на искусственном плавучем острове, оснащённом по последнему слову техники, население которого состоит исключительно из богатейших людей мира. Группа «дикарей», то есть не разумеющих достижений прогресса, пользуясь тем, что их не воспринимают как серьёзную угрозу, совершают попытку захвата этого сверхсовременного, хорошо защищённого и вооруженного мирка. На остров, обладающий строго сбалансированной экологией, забрасывается некоторое количество хищных животных с целью нарушить экологическое равновесие и вызвать панику среди жителей. У Верна такая попытка сорвалась из-за случайности, однако позже у других авторов – Пола Андерсона и Кира Булычёва – идея была доведена до логического конца.

В романе «Вверх дном» Верн справедливо указывает на опасность использования достижений промышленными монополиями. Речь идёт о преобразовании географии Земли в корыстных целях. Крупная добывающая компания задумывает изменить наклон земной оси и облегчить себе доступ в приполярные районы земного шара к залегающим там полезным ископаемым. Климатические условия на планете (вследствие таяния полярных льдов) меняются посредством искусственного изменения суточного вращения планеты и выставления оси планеты перпендикулярно плоскости её орбиты.

Наклон должен измениться за счёт отдачи при выстреле колоссального орудия по касательной к поверхности Земли. Взрывчатое вещество, впрочем, гипотетическое, способное выбросить из пушки снаряд в космическое пространство. Как показывает недавнее чудовищное подводное землетрясение близ Суматры, ускорение суточного вращения и на микросекунды стоило землянам сотен тысяч жизней. Гигантские волны цунами смыли тогда с поверхности планеты города и острова.

К счастью, не хватило бы и всей поверхности Земли, чтобы разместить такого рода орудие для свершения задуманного. Глобальный эксперимент у Верна заканчивается «пшиком» из-за банальной ошибки в расчётах (не там поставили запятую). Но ударить по Земле, как по бильярдному шарику кием – это аналогия, достойная синектики Гордона. Может, на иных – необитаемых – планетах эта идея вполне бы сгодилась. Но к счастью, не на нашей.

Появление изобретения, опережающего время, попытка его внедрения либо встречают непонимание, либо оканчиваются катастрофой, – такой неутешительный вывод содержится в романе «Робур-завоеватель». В одной из последних прижизненно изданных книг – «Властелин мира» – изобретатель, пользуясь открытием, пытается установить мировое господство. Ту же идею затем мы найдём у Алексея Толстого и Александра Беляева.

В романе «Флаг родины» изобретатель сверхоружия мстит всему свету за попытку бесплатно завладеть его изобретением. Это управляемый реактивный снаряд, снабжённый особым бинарным боеприпасом – взрывчатым веществом, состоящим из двух относительно безопасных компонентов. Взрыв возможен только при соединении этих двух веществ.

Настоятельно встаёт вопрос об ответственности изобретателя перед человечеством. Сверхоружие, оказавшееся в распоряжении преступников, делает их практически неуязвимыми и способными нападать на любые цели. Актуально! Не правда ли?

И таковы лишь некоторые предвидения гениального Жюля Верна.