© Альтшуллер Г.С., "Техника и наука", 1980, №5
ЭТА УДИВИТЕЛЬНАЯ ФАНТАЗИЯ

При первом знакомстве с ТРИЗ почти всегда возникают вопросы: Значит, теперь техническое творчество не потребует никаких усилий? И не нужны способности? Ответить на них, казалось бы, нетрудно. Если землекоп сменил лопату на экскаватор, характер выполняемой им работы стал иным, не требующим больших усилий, но зато потребовались определенные знания, навыки, способности. Примерно так происходит и при "пересадке" с метода проб и ошибок на ТРИЗ. Аналогию нарушает только одно обстоятельство: ТРИЗ, как и перебор вариантов, требует фантазии. Более того, при работе по ТРИЗ к ней предъявляются особо высокие требования.

Когда задачу решают перебором вариантов, фантазия нужна прежде всего для обеспечения "прыгучести" мысли. Если очередной вариант (знаменитое "А если сделать так?...") оказался неудачным, надо резко изменить направление поиска, перейти к чему-то существенно новому, неожиданному - и в игру включается фантазия: "Попробуем сделать не так, а иначе..." Траектория "прыжка" зависит от многих факторов, в том числе и случайных. Часто "прыжок" только уводит от цели...

В ТРИЗ тоже нужна фантазия, но иная: не прыжки наугад, а управляемый полет. Учебные программы школ ТРИЗ включают курс РТВ (развитие творческого воображения). В этой статье мы расскажем о некоторых особенностях фантазии, а в двух следующих - о принципах РТВ и опыте обучения.

БЕЛЫЙ МЕДВЕДЬ В САХАРЕ

Что такое фантазия?

Увы, очень трудно ответить на этот вопрос, хотя в формулировках недостатка нет. Мы судим о фантазии примерно так, как судили о природе теплоты в конце восемнадцатого века. Теплота - это когда в теле много теплорода. А что такое теплород? Это, знаете ли, такая невесомая, незримая, неосязаемая субстанция, которая является носителем тепла... Впрочем, рассуждения о теплороде не мешали объективно и точно измерять температуру. А вот "градусы фантазии" мы совершенно не умеем определять.

Существует знаменитый тест Роршаха. Возьмем лист бумаги и посадим на него чернильную кляксу. Перегнем листок пополам так, чтобы линия сгиба прошла через кляксу. Получится симметричное чернильное пятно с причудливыми очертаниями. Надо посмотреть и сказать: на что похоже это пятно. Чем оригинальнее сравнение, тем, считается, сильнее фантазия. Однако в самой идее теста заложено неустранимое противоречие. Испытуемый не знает, чего от него хотят, и потому не "включает" фантазию. А если знает, ничего не стоит получить высокие показатели.

Однажды на занятиях по ТРИЗ ко мне подошел слушатель и протянул бумажку с чернильной кляксой: "На что это похоже?" Я сделал вид, что внимательно рассматриваю бумажку, и сказал фразу, не имеющую никакого отношения к кляксе:

- Это белый медведь, идущий в полдень по раскаленным пескам Сахары. Он в тапочках, но они ему жмут.

- Почему белый медведь в пустыне? - спросил ошарашенный слушатель. - Почему белый медведь, ведь клякса темно-синяя!

- Белый медведь, - твердо повторил я. - Он потемнел от загара.

- А тапочки? - с отчаянием произнес слушатель. - Где вы увидели тапочки?

Я наугад ткнул пальцем в кляксу:

- Здесь.

- Но тут две сходящиеся линии...

- Это две ноги в одной тапочке. Поэтому и жмет.

Слушатель долго разглядывал кляксу, потом вздохнул и сказал:

- Потрясающе... Я показывал эту кляксу нашим ребятам, они говорили банальные вещи: бабочка, дерево, куст...

"ПРЕКРАСНОЕ ПЛАМЯ ОСЕНИ"

"Свидетельских показаний" о том, как именно работает фантазия, чрезвычайно мало. К тому же, не все показания достоверны. Рассказывая о ходе творческого процесса, человек - вольно или невольно - вносит поправки, что-то выделяя и что-то, наоборот, оставляя в тени.

Одно из наиболее интересных "показаний" - воспоминания шведского изобретателя Платена, о том, как появилась идея пресса для получения алмазов. Вот что рассказывает Платен:

"Был прекрасный осенний день. Я только что поступил в университет города Лунда. Проходя мимо факультета ботаники, увидел, что одна из стен здания покрыта виргинским плющом. Его листья были замечательного красного цвета. Каждая осень сопровождается переходом от зеленого к красному, и прохожие останавливаются от внезапного восторга при виде игры цвета. Я и не предполагал, что позднее это явление укажет мне путь к созданию установки, производящей алмазы..."

Какова же связь между восторженным восприятием красных листьев и созданием пресса?

Два года спустя знакомый ботаник так объяснил Платену происхождение красного цвета листьев: "Листья осенью становятся красными не потому, что они умирают, а потому, что они не хотят умирать. Мертвый лист отличается от живого тем, что некоторые вещества в нем разрушились. Это должно произойти рано или поздно, до смерти листа или после нее. Листья выбирают первую возможность. Они предпочитают, чтобы эти вещества разрушились при их жизни, а не после того, как они умрут. Такое разрушение молекул, сопровождающееся изменением цвета, начинается осенью в живых еще листьях, и пока длится этот процесс, листья продолжают жить. Как бы устремляясь навстречу смерти, листья получают больше двух недель жизни и дарят нам прекрасное пламя осени".

Мысль ботаника запомнилась Платену. И когда в начале 1930 года физик Тэндберг в разговоре с Платеном выразил сомнение в том, что сталь сможет выдержать давление, необходимое для синтеза алмазов, Платена осенило: "Внезапно я понял, каким образом принцип, продлевающий жизнь листьев, может быть применен и в установке для изготовления алмазов..."

Действие равно противодействию: рабочие части пресса, давящие на сжимаемое вещество, должны на что-то опираться. Это давление воспринимает стальная кольцевая станина пресса, причем наибольшие силы действуют на внутренние участки станины. Платен решил заранее пойти навстречу разрушению металла. Он разделил станину на отдельные кольцевые слои. Внутренние слои разрезал ("умертвил"), чтобы они воспринимали только сжимающие усилия. Наружные слои стали воспринимать только растягивающие усилия. Внутренние слои сделали из металла, хорошо работающего на сжатие, а наружные - из металла, хорошо работающего на растяжение: металлические секторы обмотали рояльными струнами...

В этом эпизоде фантазия проявляется трижды. Сначала она создает яркий образ: листья идут навстречу смерти, часть молекул принимает на себя удар, разрушаясь, но продлевая жизнь листу. Яркий образ заставляет запомнить интересное явление. Затем фантазия обобщает явление в принцип. А потом помогает перенести этот принцип в технику.

СНЕГОПАД ВНУТРИ ЧЕЛОВЕКА

Первые авторские свидетельства я получил на изобретения, относящиеся к водолазным скафандрам. Современные скафандры рассчитаны на сравнительно небольшие глубины; такими они были и тогда, лет тридцать назад. Однажды мне надоело возиться с этими неуклюжими устройствами и я решил помечтать. Что если представить себе - хотя бы в общих чертах - идеальный скафандр? Легкий, не стесняющий движений и в то же время дающий возможность ходить по дну океана...

Сразу же возникло множество вопросов. Выдержит ли человек давление в 500-10000 кгс/см2. Сможет ли он дышать в таких условиях? Сохранит ли способность видеть, слышать, двигаться? Как перенесет возвращение к нормальным условиям?..

Наверное, можно написать книгу о приключениях мысли при решении подобных задач. Я ограничусь здесь только одним эпизодом. Он воспроизводит причудливое переплетение фантазии и трезвого расчета, образующее единую ткань творчества.

Кислород, азот, гелий, водород на любых глубинах остаются газами. У них очень низкие критические температуры: без охлаждения их никаким давлением не переведешь в жидкость. Однако, вдохнув, скажем, смесь кислорода и гелия, человек выдохнет ту же смесь, но с примесью нескольких процентов углекислого газа. А углекислый газ очень легко сжимается и даже превращается в твердую углекислоту. Критическое давление для углекислого газа составляет всего 73 кгс/см2. С таким давлением океанавт встретится на глубине в 730 м.

До этого я думал только об обеспечении человека кислородом; все связанное с углекислым газом не попадало в поле зрения. Потом переключился на обдумывание "выдыхательной части" - и сразу замаячил новый факт: при погружении углекислый газ перестанет быть газом.

Я был ошеломлен. Поскольку океанавт находится под давлением, равным наружному, конденсация углекислого газа должна произойти прямо в организме! Возник углекислый газ в тканях тела, в кровеносных сосудах - и тут же выпал в виде снега... Снегопад внутри человека!..

Этот снегопад я увидел с предельной отчетливостью. Как в мультфильме: фигура человека, а внутри фигуры, медленно кружась, падают хлопья снега...

При быстром всплытии океанавта газы, растворенные в крови, выделяются в виде пузырьков. Это давно известная кессонная болезнь. А тут, при погружении, - "снежная болезнь", в чем-то обратная кессонной: газы превращаются в снежинки... Получается, что сама природа поставила предел глубоководным погружениям человека.

Я вспомнил, однако, что критическая температура для углекислого газа равна 31 К. Углекислый газ внутри организма останется газом, дыхательные процессы не нарушатся!

Удивительное дело: когда выяснилось, что океанавту не угрожает "снежная болезнь", мне было жаль расставаться со "снегопадом внутри человека". Я продолжал разглядывать эту странную и по-своему поэтическую картину. Без всякого энтузиазма я перешел к идее "снегопада вне человека", в этом не было ничего необычного. Но именно здесь блеснула находка: выдохнутая гaзовая смесь, содержащая несколько процентов углекислого газа, охладится (кругом сколько угодно холодной воды), и углекислый газ станет жидким или твердым. Смесь очистится, ее можно будет снова использовать для дыхания!

Дыхательный прибор, грубо говоря, состоит из двух подсистем: одна дает кислород, другая убирает углекислый газ. В аквалангах имеется только первая подсистема - выдыхаемый воздух выбрасывается (а в нем всего 4 % углекислоты), поэтому акваланги рассчитаны на непродолжительную работу: быстро расходуется запас воздуха. В дыхательных приборах с замкнутым циклом выдыхаемый воздух идет в тяжелый, громоздкий, дорогой поглотительный патрон. А тут полная возможность удалять углекислый газ "без ничего", только за счет давления!

Воздух в скафандре надо очищать не только от углекислоты, но и от небольших количеств других газов. Я стал листать справочники, уточняя критические температуры и критические давления этих газов, - и вдруг появилась потрясающая идея: у каждого газа есть критическая глубина, выше которой он - газ, а ниже - жидкость. Выше критической глубины пузырек газа остается пузырьком и всплывает, а ниже - превращается в жидкость и тонет. Например, у инертного газа ксенона критическое давление всего 50 кгс/см2. Значит, ниже 500 м ксенон станет жидкостью. Плотность у этой жидкости больше, чем у воды: жидкий ксенон должен тонуть...

На суше ксенон выделяется из трещин земной коры. Почему бы этим трещинам не быть на дне океана?.. Тут фантазия заработала на полную мощность: я представил себе ксеноновые подводные озера на океанском дне. И не обязательно ксеноновые. Есть сорта нефти, имеющие плотность чуть ниже единицы. Такая нефть может плавать на поверхности воды. Но на глубине в несколько сот метров давление воды уплотнит нефть (сама вода малосжимаема) - и нефть утонет...

Передо мной лежал скучнейший справочник по свойствам жидкостей и газов (цифры, одни только цифры), я лихорадочно подсчитывал сжимаемость очередного газа и открывал подводные озера, которые могли быть где-нибудь на дне Тихого океана...

Нашлось полдюжины веществ, теоретически вполне пригодных для образования подводных озер. Воображение рисовало удивительные картины: вот какая-то сила (землетрясение?) подтолкнула подводное озеро ксенона, лежащее около критической глубины. Озеро начало всплывать и, достигнув критической глубины, превратилось в газ, поток бурлящего газа, стремительно рвущийся вверх...

Заявка на способ добычи нефти со дна океана была отклонена: экспертиза сочла это чистой фантастикой. А опыт работы над фантастическим скафандром пригодился через пару лет, когда пришлось разрабатывать первый в мире газотеплозащитный скафандр для горноспасателей. Впрочем, сейчас нам важно другое - работа фантазии. Прежде всего, она помогла поставить задачу, казавшуюся фантастической. Потом позволила представить необычный мир больших глубин, а далее, как и в эпизоде с Платеном, дала яркий образ нового явления: снегопад внутри организма. Затем новое явление было превращено в новый принцип, перенесенный на другие вещества.

Если бы фантазия всегда работала с такой четкостью... К сожалению, на каждый удачный эпизод использования фантазии приходятся десятки эпизодов неудачных: фантазия должна выполнять те же функции, но почему-то не срабатывает. Чтобы развивать фантазию, нужно понять природу этого "почему"...

Г. АЛЬТШУЛЛЕР,
инженер,
г. Баку