ВЫХОДНОЙ  

«РОДИТЕЛЬСКИЙ» ДЕНЬ

С утра в лагерь приезжают родители. Они ходят по лагерю, сидят на скамеечках, беседуют с ребятами. На сегодня намечено много мероприятий. Сначала — экскурсия по лагерю, она уже началась. Потом преподаватели и ребята покажут родителям свои учебные классы, расскажут, чем занимаются. После обеда — спортивные соревнования по волейболу, бадминтону и шахматам, а вечером финал турнира рыцарей творчества. Его победителей ждет еще одно испытание — соревнование с командой родителей.

В нашем классе родители, ребята и Преподаватели увидели Диму, переписывающего в блокнот формулы вепольного анализа. Объясняет — это для папы. Папе на работе часто приходится решать разные задачи — формулы ему помогут. Ребята рассказывают о жизни в лагере. Когда речь заходит о теории изобретательства, в глазах взрослых недоверие: неужели этому можно учить? Они задают вопросы, на них отвечают ребята. Впрочем, им не привыкать: по вечерам идут занятия по ТРИЗ для всех желающих — ребят из других секций, комиссаров, преподавателей. Здесь часто стихийно возникают дискуссии. Для формирования убежденности, четкой жизненной позиции очень важно научиться защищать свое дело в остром и принципиальном споре.

Ребятам трудно говорить по очереди, они часто перебивают и дополняют друг друга, рисуя перед родителями контуры новой науки.

— Поиск новых решений всегда велся методом проб и ошибок. Этот древнейший метод годится для решения несложных задач, когда достаточно перебрать несколько десятков вариантов. Но для задач высокого творческого уровня он неэффективен. Конечно, и такие задачи решались, но ценой огромных усилий, потери десятков лет, многих человеческих жизней, прошедших в бесплодных поисках.
— Больше всего мешает поиску психологическая инерция. Бороться с ней помогают методы психологической активизации творчества, созданные в нашем веке, например «мозговой штурм» или метод фокальных объектов, — ребята тут же демонстрируют, как ими пользоваться. Родители довольны — полезное дело. Но дети возражают — разве этим они занимаются? У них дело гораздо более серьезное — и импровизированный рассказ продолжается:
— Техника развивается не произвольно, как захотелось тому или иному изобретателю, а по законам, которые выявляются при изучении истории техники. Законы можно использовать для решения технических задач, целенаправленного совершенствования техники.
— Когда мы пытаемся улучшить одно свойство какой-нибудь машины, часто ухудшается другое ее свойство. Это называют противоречием. Чтобы создать новое, изобрести, нужно разрешить это противоречие. Тогда машина становится идеальнее — выполняет больше функций, делает это лучше, но сама при этом становится проще, дешевле. Вообще идеальная машина — это когда машины нет, а ее функции выполняются. Ставшая привычной для ребят формулировка вызывает протест родителей. Но «бунт» подавляется в зародыше массой убедительных примеров.
— Для разрешения противоречий есть специальные приемы. И еще в ТРИЗ для решения изобретательских задач есть вепольный анализ, метод моделирования маленькими человечками, можно использовать ресурсы технических систем.
— А для самых трудных задач есть алгоритм решения изобретательских задач. Он помогает выявить суть задачи — спрятанное в ней противоречие и разрешить его. У родителей уже нет вопросов, но ребята продолжают «дожимать»:
— Законы развития есть не только в технике, но и всюду. С помощью ТРИЗ можно решать творческие задачи в спорте, искусстве, науки! Да, и в науке! Мы решаем исследовательские задачи! — и ребята рассказывают о нескольких решенных вчера задачах.
— Убедили! — смеются родители. — Вы все поголовно будете изобретателями!

Но ребята опять не согласны:

— Не просто изобретателями! Главное — не только задачи ре¬шать научиться, а найти свою Большую Цель! Ради ее достижения и стоит решать сложные задачи, много работать и не бояться ударов судьбы! Стать Творческой Личностью! ...Ребята снова занимают места на эстраде. Полчаса назад закончилась финальная встреча Турнира Рыцарей Творчества. В суровой борьбе биологи победили физиков, за ужином они получат Главный приз — большой торт. Но сейчас им еще предстоит работа. Мы отказались от первоначального намерения провести настоящий тур сражения победителей-рыцарей с родителями. Очень уж неравны силы, не стоит ставить взрослых в неловкое положение перед детьми, которые уже в силу своего возраста легче решают хитрые задачи, а в лагере они еще многому научились. Поэтому соревнование будет неявным — родители предложат ребятам несколько собственных проблем, решения которых очень важны для их производств. Задания мы отобрали заранее, и сейчас Распорядитель знакомит с ними команду победителей, укрепленную несколькими ребятами из секции РТВ.

ПЕРВОЕ ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Сегодня самый большой спрос на стиральные машины, снабженные двумя баками, в которых можно одновременно стирать одну порцию белья, а другую, постиранную — отжимать в центрифуге. Центрифуга отжимает белье и перекачивает отжатую воду снова в бак для стирки. Льется мыльная вода, пузырится, и поднимается шапка пены. Несмотря на то, что бак прикрыт крышкой, пена вылезает из машины, ползет на пол. Как быть?

Начинается обсуждение. Впрочем, есть вопросы:

— А разве нет специальных порошков для стиральных машин, которые дают мало пены?
— В принципе есть, но не всегда их можно достать. И разве плохо, если удастся найти способ убрать пену для любого порошка? Ответ ребятами принят. И появляются первые предложения.
— Можно разместить внутри машины над уровнем воды мелкоячеистую сетку. Она будет разбивать пену.
— Может быть, закрыть машину герметической крышкой и создать под ней давление? Тогда пузырьки будут лопаться и пены не будет.
— Да, и крышку закреплять с помощью электромагнитов — очень удобно. Когда стирка идет, включен ток и крышка притянута. Стирка окончена, ток выключен, и крышку можно открыть!
— Еще можно вместо крышки попробовать плавающие листы пенопласта.
— Или пенопластовые шарики!
— А если подавать воду из центрифуги в бак не сверху, а снизу? Тогда пена будет разрушаться, проходя через толщу воды.

Против этого предложения есть возражения, но ребята работают в режиме мозгового штурма, когда критика запрещена.

— Хорошо бы использовать поля, — предлагает играющий тренер физиков Боря. — Например, вибрации. Но, конечно, нужно проверить, получится или нет.

Взрослые внимательно слушают предложения, а поставивший задачу что-то быстро записывает в свой блокнот. «Спасибо, ребята, — говорит он. — Мы обязательно рассмотрим все ваши предложения и расскажем вам, что у нас получилось».

ВТОРОЕ ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

У коров нет рук. Как отбиваться от мух, слепней, оводов? Опыт животноводов показал, что из-за невозможности почесаться у коровы могут значительно снизиться удои. Казалось бы, чего проще — вкопать столбы, пусть чешутся. Но на самом деле этого недостаточно. Нужно, чтобы корова могла не только почесаться, но чтобы на зудящее место попала дезинфицирующая жидкость, которая не допустит заражения и не даст животному расчесать шкуру до крови, заставит отойти, уступив место другому. Любые пипетки, сложные и тонкие устройства не годятся — они быстро забьются коровьей шерстью, кроме того, корова — сильное животное, способное свалить непрочную конструкцию. Проблема стоит во всем мире, но удачных конструкций пока нет.

Снова кипит работа. Ребятам из отряда победителей помогают и зрители. Особенно активны члены секции РТВ. Два специалиста торопливо записывают предложения ребят, а затем комментируют их:

— Сначала хочу отметить ваше предложение, заключающееся в том, чтобы на столбе, о который будут чесаться коровы, установить ампулки с шариками на конце (как в шариковой ручке), но заполнять их не пастой, а дезинфицирующим раствором, — говорит один из «заказчиков». — Не потому, что оно самое лучшее, а потому что оно сходно с тем решением, которое сейчас разрабатывается в нашем институте. Мы собираемся проверить его на практике и волнуемся, не будут ли шарики забиваться шерстью. Самое простое по конструкции предложение — обмотать столб войлоком или мешковиной, которые поливать сверху дезинфицирующим раствором. Но в нем видны недостатки: раствор будет испаряться. При этом его концентрация повысится, что может привести к ожогам. А предложение интересное, есть смысл его доработать, в частности, использовать, как вы предлагаете, электрофорез. Интересно предложение воздействовать на корову ультразвуком, здесь могут быть любопытные конструкции.

В решении задач родителей давно принимают участие не только команда победителей, но и все ребята. Третью задачу ставит прямо сейчас научный сотрудник.

— В чертежных автоматах используют тоненькие капиллярные трубочки, соединенные с емкостью для чернил. По команде ЭВМ трубочка опускается на бумагу и вычерчивает различные линии. Время от времени трубочка поднимается, и механизм переносит ее на другое поле чертежа. При этом чернила на конце трубочки подсыхают, приходится автомат останавливать и прочищать ее. Как быть?
— Здесь не обойтись без вепольного анализа, — объясняют наши ребята биологам. — Мы начнем решать, а вы будете помогать. Боря рисует на доске веполь:


— Здесь В₁ — трубочка, B₂ — чернила, П — поле капиллярных сил, — объясняет он. — Но поле не очень хорошее — чернила-то засыхают. Нужно веполь форсировать, поискать другое, более эффективное поле. — Боря пишет сверху магическое слово «ТЭММАГ» и начинает перебирать поля с помощью ребят из секции РТВ.
— Тепловое поле. Тепло только помогает чернилам засохнуть.
— Ну и пусть. Может быть, лучше сухие чернила? Например, по¬рошок, который будет плавиться при заданной температуре. Для этого у трубочки поставим нагреватель. Включил его — и чернила полились, выключил — и затвердеют!
— Это что-то новенькое, — недоверчиво тянет «хозяин» задачи.
— Вот и отлично! — радуются ребята. — Но если не годится, есть другие поля!
— Электрическое поле. Можно зарядить чернила одним знаком, а бумагу — другим. Тогда вместо капиллярных сил чернила в трубку будут подаваться под действием электрических сил. Чернила в нерабочее время будут находиться в емкости, там они не засохнут. А когда нужно рисовать, подаем напряжение — и чернила идут в трубочку. Только, наверное, так не выйдет — напряжение нужно очень высокое.
— Почему же? — возражает заказчик. — В нашем автомате для прижима бумаги используется высокое напряжение — 24 тысячи вольт.
— Здорово! Значит, можно использовать ресурсы — идеальность повысится! Но электрическое поле можно и по-другому применить.
— Электрогидравлический удар! Этот эффект возникает, если между контактами, погруженными в жидкость, проскакивает искра. Под ее действием из трубочки вылетит капелька чернил. Если разряды следуют друг за другом через доли секунды, на бумаге получится цепочка из капелек — линия. В этом случае трубочка может не касаться бумаги — целее будет и бумага (иногда трубочка ее рвет), и сама трубочка.
— Магнитное поле. Можно трясти трубочку, не давая чернилам засохнуть. Только вот линия получится чересчур жирной. Но этого не будет, если трубочка будет колебаться в направлении ее движения. Значит, меняя направление вибрации, можно изменять толщину линии!
— Омагниченная вода не дает накипи, может быть, омагниченные чернила не будут осаждаться, — вспоминает Женя. — Механическое поле — изменение давления, удары по трубочке — все может оказаться полезным для улучшения подачи чернил. Но, очевидно, еще полезнее тогда должно быть акустическое поле — вибрации, колебания в разных диапазонах — от инфра — до ультразвука.

Не нашлось применения только для гравитационного поля. Турнир закончен. И ребята, и родители довольны — хорошо поработали. Все отправляются в столовую, где победителей ждет обещанный приз. Впрочем, засиживаться за ужином никто не будет; после ужина — дискотека. На дискотеку идут не все. До самого отбоя на нашей веранде группа ребят продолжает вместе с научным сотрудником разбирать какие-то задачи. Он опоздал на все поезда и остался ночевать в нашем отряде.

Вечерние размышления

Подводим итоги третьей недели. Результаты неплохие. Очень радует нас Таня, которая уже забыла, что начала с заявления «Не люблю технику!». Перед отъездом к нам подошла ее мама и сказала: «Знаете, я сегодня вдруг поняла, что у меня взрослая дочь! Вы научили ее думать». Вечное родительское заблуждение! Мы только организовали мышление ребят, заинтересовали серьезным делом, и стало очевидно, что они — личности, чего родители обычно не замечают. Неплохо решает задачи и маленький Алеша. Он перестал стесняться старших ребят, осмелел, и старшие относятся к нему с уважением.

Сегодня ребята, сами не подозревая, сдали экзамен — хорошо решали практические задачи, убедительно отстаивали свои взгляды на ТРИЗ. Перед тем, как уйти спать, научный сотрудник расспрашивал нас, где могут изучить ТРИЗ взрослые.

Мы готовимся к очередному занятию. Завтра у нас гости — ребята из секции биологии. Работы Г. Головченко очень заинтересовали Комиссара биологов, она рассказала о них своим ребятам. А у ТРИЗ интерес к биологии давний. Ведь в этой науке, в ее важнейшем разделе — эволюционном учении — накоплен наиболее ценный опыт анализа развития. И не раз возникала мысль — нельзя ли в ней почерпнуть полезное и для науки о развитии технических систем?

Несколько десятилетий назад появилась и сразу стала очень популярной бионика. Изобретя ультразвуковую локацию, человек обнаружил, что летучие мыши давно ее используют. А реактивный способ движения «открыли» кальмары. Казалось, все ясно — нужно подсматривать у природы устройство живых организмов и копировать их для технических нужд. Но простота подхода оказалась обманчивой. Живые организмы очень сложные, и копировать их — нелегкая задача.

Поиск природных прототипов был даже заложен в одну из ранних модификаций АРИЗ, но потом этот шаг был исключен из алгоритма. Он оказался очень трудоемким — нужно было потратить немало времени и сил на поиск прототипа, а результаты были невелики. С открытием законов развития техники интерес специалистов по ТРИЗ к биологии обострился. И обнаружилось, что главная линия борьбы в биоэволюции проходит там же, где и в теории творчества, — в вопросе о роли метода проб и ошибок, ненаправленного перебора вариантов в эволюции. До Ч. Дарвина эволюция живых организмов считалась целенаправленной, а управлял ею, естественно, бог. Дарвинизм и его современная модификация, впитавшая генетику, — синтетическая теория эволюции (СТЭ) — отстаивают другую позицию: биоэволюция происходит в результате случайных мутаций (изменений) и последующего естественного отбора наилучших вариантов. С этой точкой зрения не согласны многие выдающиеся современные биологи: Л. С. Берг, А. А. Любищев. Конечно, они не собираются снова возрождать идею божественного управления. Но расчеты вероятностей появления тех или иных признаков говорят, что если бы развитие шло как чисто случайный перебор вариантов, за миллион лет эволюции рыбы не успели бы выйти на сушу, а о появлении человека даже и речи быть не могло. Вместо СТЭ эти ученые предлагают иные модели эволюции, основанные на предположении о существовании законов развития (учение о номогенезе Л. С. Берга). Идея о существовании законов развития живых систем очень близка идее о существовании законов развития технических систем и так же еретична для многих биологов, как и для теоретиков психологии творчества. Мы уже говорили о том, как происходит вытеснение метода проб и ошибок в науке.

В этом процессе можно выделить четыре основных этапа:

1. Пробы и ошибки реальные, вещественные, когда делается и испытывается дубина или лодка. В случае неудачи — обычно гибель как несовершенного орудия, так и его обладателя. Но неудачную попытку могут неоднократно повторять другие с тем же результатом.
2. Реальные пробы «с памятью», когда неудачные пробы запоминаются и больше не повторяются.
3. Переход от реальных проб к пробам на модели, к расчетам «в уме».
4. Переход от проб к использованию выявленных закономерностей.

Сейчас в методологии поиска новых решений — четвертый этап — ТРИЗ. А как обстоит дело в биоэволюции? Здесь можно проследить первые два этапа. Эволюция простейших шла за счет реальных проб, без запоминания ошибок. Оши¬бочные мутации, естественно, устранялись, но это не мешало их появлению в следующих поколениях. Появление полового размножения означало переход к пробам с памятью. Все мутации независимо от полезности записывались в рецессивном (неявном) виде в генном аппарате. Так формировался генофонд, в «памяти» которого могло храниться множество разных мутаций, в том числе и неполезных на данном этапе существования. Но при по¬падании в другие условия эти мутации могли стать полезными, и тогда они быстро «проявлялись». Генная память дает возможность запоминать и составлять полезные комплексы мутаций, обезвреживать опасные.

Использовала ли биоэволюция третий и четвертый этап вытеснения перебора вариантов? Сегодня это спорный вопрос. Попытки применить методы ТРИЗ к этой проблеме дали неожиданные, пожалуй, даже фантастические результаты. Об этом мы и хотим поговорить завтра с нашими гостями — ребятами из секции биологии.

ДЕНЬ ДВАДЦАТЫЙ

ДЕНЬ ДВАДЦАТЬ ВТОРОЙ