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发明的艺术 我们选择的道路
发明活动是多方面的，它不仅仅是解决问题。 你需要找到一个问题，解决它，把一个新的想法变成一个可行的设计，引进一种新的机器、设备或方法。 然而最重要的是解决问题。 你可以接一个现成的任务。 通常，发明家解决竞争问题。 新想法的发展，将其转化为可行的设计，可以由其他人（例如一组专家）进行实施：他们阅读发明的描述，向作者索要详细信息，并将新颖性引入生产。 当然，最好是作者全程参与工作。 但作者参与解决问题是必要且充分的，这里不能替代作者。 决定是发明基础的基础。 XNUMX 世纪的发明家是一位工匠大师，他亲手打造了一台新机器，对它进行了各方面的改造，使其运转起来。 现代发明家首先是思想家、知识分子。 当然，如果发明家有一双灵巧的手就好了。 您需要了解生产，能够进行计算、设计、绘图。 然而最重要的是微妙而精确的智力操作。 在绘制或制作模型之前，必须形成解决方案的想法，这是一个复杂的过程。 首先，发明者必须回答一个难题：他应该承担这项任务还是放弃它，代之以旨在实现相同目标的另一项任务？ 从本质上讲，这是一个技术体系是否有发展储备，或者储备已经耗尽，需要从根本上打造一个新体系的问题。 让我们看一下这样一个问题是如何产生的以及应该如何回答的具体例子。 问题 40. 不要猜测！ 当在高炉中熔炼铁时，会形成熔渣 - 镁、钙等的熔融氧化物的混合物。温度为 1000 ° 的熔渣被倒入大钢包中，并被带到铁路平台上的熔渣处理厂。 熔渣是制造建筑材料的宝贵原料。 但是硬化的炉渣不再是这种原料：再次熔化它是无利可图的。 起初，钢包中的所有炉渣都是液态的。 然而，在运输过程中，硬壳形成并在其表面迅速生长。 您必须借助特殊（相当笨重）的设备对其进行打孔。 地壳，即使上面打了孔，也保留了一些液态炉渣。 结果，只有三分之二的炉渣从炉渣加工厂的钢包中排出。 其余的去垃圾填埋场。 而且你需要花费大量的工作来从钢包中取出硬化的炉渣，然后将这些炉渣从工厂中取出。 于是在研究所召开了一次会议。 “我们需要制造一个保温性能好的水桶，”一位科学家建议道。 - 他们试过 - 这不好， - 工厂代表反对。 - 保温占用空间大，桶变宽，这对轨道交通来说是不能接受的。 - 盖子呢？ - 科学家没有让步。 - 为什么不做一个隔热罩？ 毕竟，热量的主要部分来自上方 - 热渣与冷空气接触的地方。 - 他们尝试过， - 该工厂的代表叹了口气。 - 一个房间大小的水桶。 你能想象你需要什么样的封面吗？ 您必须使用起重机安装和拆卸它。 好麻烦... - 有必要解决另一个问题， - 第二位科学家说。 - 让我们考虑一下整个生产的重组。 这样炉渣就不用带得很远了。 “我不知道，我不知道，”第三位科学家反对道。 - 我会以不同的方式设置任务：确保炉渣的高速输送。 - 我们必须看根， - 第四个说。 - 任务可以设置得更广泛：熔炼铸铁而不形成炉渣。 然后一位发明家出现了。 “别猜了，”他说。 - 任务应制定如下...... 你认为应该如何制定任务？ 本质上，摆在我们面前的是一大堆问题（所谓的创造性情况），不知道如何选择那个单一的问题，解决哪个问题会得到最好的结果。 问题 41 让我们了解情况 对于平板玻璃的生产，白炽玻璃带被输送到传送带上。 胶带从一个金属辊滚动到另一个金属辊，逐渐冷却。 然后必须长时间抛光玻璃，因为尚未硬化的玻璃胶带会弯曲，从一个滚筒“爬行”到另一个滚筒，并在玻璃上形成不规则形状。 最先遇到这个问题的工程师建议把滚轮做得越薄越好。 滚轮越薄，它们之间的凹陷就越小。 这意味着玻璃胶带会变得更光滑。 但是这里出现了一个技术矛盾：滚筒越薄，用它们制造巨大的 - 数十米 - 输送机就越困难。 比方说，如果一个滚轮的厚度等于一根火柴的厚度，则每米输送机将需要 500 个滚轮，并且必须非常精确地安装它们。 如果滚筒比螺纹细？ “没关系，”一位年轻的工程师说。 - 有些大师在罂粟种子上画出一幅完整的图画。 让我们设计一个带有非常薄的滚筒的传送带。 并且会有工匠。 “想想这样的传送带要花多少钱，”他们反对他。 - 不，让我们留下大滚筒，尝试改进抛光工艺，我们将拉直玻璃的波浪表面。 - 有必要完全扔掉传送带！ 其他人建议。 - 用一些全新的东西代替它会很好。 然后一位发明家出现了。 “让我们看看情况，”他说。 - 在这些任务中，它应该是首选...... 他解释了应该优先考虑哪项任务。 你觉得怎么样？ 第40、41题比较容易做。 在问题 40 中，给出了系统“炉渣运输”，它是超系统“铁生产”的一部分。 我们对超级系统没有任何抱怨，没有必要改变它。 该系统还处理其主要工作 - 它移动炉渣。 一切都很好，只是一些炉渣在运输过程中凝固了。 因此重建整个系统毫无意义，更何况是超级系统。 毕竟，由于前玻璃有时很脏而拒绝汽车是荒谬的...... 在这种情况下，从情境到任务的过渡是根据一个非常简单的规则进行的：“一切保持原样，但缺点消失了。” 让炉渣继续在正常的开口钢包中运输，但不应形成硬壳。 问题 41 显示了不同的画面。 该系统无法满足其主要功能：传送带必须首先形成均匀的玻璃带，然后——这是第二件事——将其从熔炉中取出。 滚筒输送机已经用尽了其发展的可能性（当然不是在一般情况下，而是在玻璃生产中），必须用新系统代替。 当然，在没有确定性的情况下可能存在中间情况：要么保留现有系统，要么寻找一个全新的系统。 在这种情况下，必须首先提出系统得以保留的问题。 任何精确的科学都不排除艺术。 例如，使用同一架望远镜，可以得到不同的结果，这取决于研究人员的技能。 很大程度上取决于他为自己设定的目标。 假设任务是用全新的东西取代传统船只。 一艘船是一个在宏观层面运行的系统：船体、发动机、螺旋桨——所有这些都是铁片，而且是非常非常大的铁片。 迟早，这个系统必须进入微观层面，尽管今天很难想象这样一艘船究竟会是什么样子。 创造性问题解决理论能说明什么？ 首先，向微观层面过渡的问题原则上是完全可以解决的。 其次，“舰船”系统还没有进入第三个发展阶段，僵硬的、永久的形态将被灵活、多变的形态所取代。 该系统的发展储备远未耗尽，因此可能要经过几十年才能过渡到微观层面。 就是这样！ 这是理论停止的地方。 任务的选择取决于人。 他必须自己决定喜欢什么：天空中的鹤或手中的山雀。 只需要清楚地了解：如果你着手创建一个全新的技术系统，而旧的技术系统还没有用尽发展的可能性，那么识别和实施发明的道路将是漫长的，非常漫长的。 一个超前的问题是不容易解决的。 更难证明一个新系统是可能的，甚至是必要的。 在上一章中，我提到了振动陀螺仪。 于是，这项发明在1954年提出申请，发明人仅在XNUMX年后就获得了版权证书。 用了二十年的时间证明了这项发明的可行性、实用性和新颖性！ 想象一下，大约 XNUMX 年前，一位发明家对造船厂说：“你们为什么要为帆烦恼？拆下帆，装上蒸汽泵——煤矿里就有这样的机器。让泵像轮子一样转动轮子磨……那就太好了！” 任何人都不会相信这不是一个笑话，我们正在谈论一项伟大的发明——汽船。 著名的苏联发明家/设计师 Alexander Grigoryevich Presnyakov 申请了一艘不寻常的船——没有螺旋桨和明轮。 在船的底部是一个管状的电磁铁。 还有两个金属板连接到电池。 海水是电的导体，所以电流在板之间流动。 磁场（还记得七年级的物理学）使带电流的导体运动。 结果，水倒退，船前进。 Presnyakov 于 1955 年提交了一项发明申请……但被拒绝了。 专家们义愤填膺：胡说八道 - 扔掉发动机并用电磁泵取而代之！ .. 发明者不得不争论，证明，说服......直到 1969 年普列斯尼亚科夫才获得版权证书。 十四年来，他寻求认可！ 还有其他阶段 - 详细设计开发，实验，实施......仍然没有配备 Presnyakov 发动机的船只。 虽然随着时间的推移他们肯定会出现。 技术系统向微观层面的过渡是一个规律。 但发展的顺序是同一个规律：系统必须先耗尽宏观层面的发展可能性，然后才能过渡到微观层面。 Alexander Grigorievich Presnyakov 没有收到稿费，他的发明至今只存在于纸上。 但是，造船史上永远铭记着一页，即 A. G. Presnyakov 发明了第一艘配备磁力水力发电机（超前于时代的动态发动机）的船舶。 创造力的喜悦，你能够解决未来问题的意识——这就是发明家的回报。 社会也赢得了胜利：当需要将“船舶”系统转移到微观层面时，这种转变的方式之一将变得清晰。 过早的发明最终会变得庞大而有利可图…… 还有另一种可能性：今天的“船舶”系统绝不是过时的，可以将精力集中在解决相对较小的任务上，以在宏观层面上改进船舶及其各个部件。 这里有很多任务——解决和实施。 几年后，你可以获得二十、三十、五十张版权证书，实施大部分发明，看看自然界的发明，听到那些因你的发明而使他们的工作变得更轻松的人的感激之情。 并获得版税。 问题 42 船在港口装货。 一台强大的起重机将装有袋子的托盘放入船舱的开口处。 下着大雨，水进了货舱。 - 好吧，天气， - 一位搬运工抱怨道。 - 湿透... “对此你无能为力，”另一个回答道。 - 在装载过程中，你不能关闭货舱，你不能把屋顶放在...... 然后一位发明家出现了。 “我们需要一个特殊的屋顶，”他说。 - 这样雨就不会过去，并且负载可以自由下落。 看这里... 发明家提出了什么样的屋顶？ 数以千计的船只停靠在港口。 数以万计的人在日晒雨雪下工作。 毫无疑问，货舱上方的屋顶是必需的。 而且很容易想出它。 很久以前就出现过类似的问题：为了避免工厂车间的气流，必须关闭门。 而叉车要自由通过，车门必须是敞开的。 矛盾很简单地消除了：门扇是用密实的橡胶做的。 装载机自由驱动 - 门打开然后自行关闭。 船舱的开口比工厂门宽。 但是屋顶襟翼可以做成充气的——它们会像山墙屋顶一样立在货舱上方。 负载将自由地将此类门推开并掉落。 这项发明很容易获得版权证书 - 一切都是那么明显......
有必要解决各种问题——小的、中的、大的和最大的。 但是试错法的缺点越明显，任务越大。 因此，庞大的机构正在努力改进现有系统，没有机构从根本上“发明”新系统。 随着 TRIZ 的出现，情况正在发生变化，人们必须假设，随着时间的推移，发明局将被组织起来，专门研究和解决遥远未来的问题。 最有利的情况是当系统已经耗尽了它的发展可能性并且今天必须被基于其他原则的另一个系统所取代时。 旧制度的弊端有目共睹，新思路值得期待。 如问题 41：将视频做得更薄是无利可图的。 滚筒输送机显然需要用根本不同的东西代替。
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