Страница:
Чтобы крышка на поверхности нефти в баке не заедала, предложено сделать «крышку» из пены, которая заполнит часть пространства над поверхностью нефти (Михайлов, 2003, № 7). Было также предложено насыпать на поверхность нефти плавающие мелкие шарики, которые бы образовали своеобразную крышку.
Биолокация, в частности «лозоходство» – древнейшая традиция изысканий (на «новоязе» – «мониторинга») подземных вод, а также решения многих других проблем горного дела, к сожалению, почти полностью забыта под натиском цивилизации. Но из старинных «лозоходство» далеко не единственный метод. На одном из семинаров по междисциплинарным исследованиям мы попросили наших слушателей придумать ещё какие-нибудь быстрые и доступные простому смертному способы нахождения водяной жилы, например для того, чтобы выкопать банальный колодец.
Идей тут может быть много, включая следопытные. Надо исследовать почву и посмотреть на поведение растений и насекомых, на жизнь которых влияет влажность и, следовательно, испарение воды, проникающей в почву из подземного источника – картина произрастания первых и передвижения вторых будет неравномерная, топологическая. Чёрный тополь, камыш, хвощ, крупнолистный щавель растут вблизи подземных родников; мать-и-мачеха кучно растёт над родниками; лютик растёт дорожкой прямо по ходу жилы. На использовании живых сил Природы основано современное учение «Пермакультура» от англ. permanent agriculture – «Долговременное сельское хозяйство», система взглядов на проектирование окружающего человека пространства, а также система ведения сельского хозяйства. Сторонники учения есть в разных странах, включая Японию, Австралию, Австрию. Главным образом там, где с особой тщательностью следят за экологией.
Конечно, на сегодняшний день единственно надёжный способ такого рода изысканий – бурение на воду. Ибо вода может залегать на разных глубинах. Озвученные предложения применимы до глубины порядка 10 метров. А точнее, 5–7 метров. Но и в этих случаях всё равно бурят (обычно бьют) пробную скважину. Самое плохое не то, что воды нет, а то, что она, может быть, и есть, но не надлежащего качества. Более того, вода может быть разного качества на разных горизонтах. Вот и приходится «колотить» дыру глубже, чем хотелось бы, а затем вытаскивать трубу и проверять воду на разных «уровнях». Так что задачка будет решена в полном объёме весьма нескоро, но иногда помогают и такие вот элементарные изобретательские решения.
Изобретательность проявляется в самых разных областях. Наш коллега, автор ряда удачных изданий на тему развития творческого мышления, Анатолий Александрович Гин приводит задачу о Персее и Медузе Горгоне из книги Е.Черниховича «Винни-Пух решает вслух»:
«Древнегреческий герой Персей должен был убить Медузу Горгону, не глядя на неё – иначе бы он окаменел. Как Персей решил эту задачу – известно из мифа: Персей сражался с Горгоной, глядя на её отражение в своём медном щите.
Мы предлагаем усложнить задачу: предположим, окаменеть можно не только от взгляда Медузы, а и от её страшного вида – тогда и зеркало не спасёт.
Как же быть? Противоречие: Медузу надо увидеть, чтобы убить, и нельзя увидеть, чтобы не окаменеть.
Возможный ответ: использовать кривое зеркало – в нём она будет скорее смешная, чем страшная.
А теперь ещё усложним задачу. Предположим, что можно окаменеть от ужаса, увидев Медузу даже в кривом зеркале. Как быть?
Возможные ответы: определять местоположение Горгоны по тени; облить её чем-то очень пахучим и ориентироваться по запаху; пусть на неё лает собака (она не окаменеет – ведь не человек) – а Персей по повороту головы собаки будет знать, где Медуза…»
Справедливости ради – Медуза обращала в камень всё живое, и собака бы вряд ли помогла. А можно ли было заново усыпить проснувшуюся Медузу? Как вы полагаете? Уж если боги Гермес с Аидом одолжили Персею пару своих вещиц, почему бы и нет – окропить Горгону можно было бы вполне подходящим для этого зельем, парализующего действия!
Фермеры южноафриканской провинции Трансвааль ежегодно терпят значительные убытки. Стада павианов нападают на плантации, едва поспевает урожай мандаринов. Не помогают ни сторожа, ни собаки, ни ружьё. К ним обезьяны привыкают. Как фермерам защитить плоды и спасти урожай?
Посмотрим, что предлагали в своё время по этому поводу студенты МИФИ на факультативных занятиях по развитию изобретательских способностях (2006 г.) своему лектору и одному из авторов этой книги Сергею Владимировичу Ёлкину.
Первый же шуточный ответ почти попал в цель: «Привести медведа:)». Решение, вероятно, основывалось на личной аналогии, было эмпатическим.
Павианы, несомненно, боятся крупных кошачьих, это заложено на уровне инстинкта. Но хищники могут напасть на людей. Значит, надо создать иллюзию присутствия хищника. Это можно сделать либо звуком, либо запахом (собрав фекалии в цирках и зверинцах), либо тем и другим одновременно, либо попеременно, а в качестве показательного выступления, которое бодрит «психику» павианов, на их глазах исполинской кошке скармливают одного из обезьяньих сородичей «под мандариновым соусом».
Лектор, впрочем, хотел обойтись без введения в задачу ещё одного внешнего персонажа и решил навести слушателей на рассуждения категориями ТРИЗ: «Идеальный конечный результат (ИКР) – это эвристический приём, уменьшающий влияние психологической инерции и позволяющий ориентироваться на самое лучшее из решений на основе сформулированного противоречия или, другими словами, ИКР – это когда техническая система сама выполняет полезную функцию. Противоречие для нашей ситуации: с одной стороны, павианы крадут мандарины, а с другой стороны – павианы не должны красть мандарины. Т. е. ИКР – павианы должны сами себя отпугивать. Как это реализовать?»
Слушатели выдали каскад решений:
«a) Попробовать поставить зеркала, но не думаю, что это окажется эффективным методом: как бы ни было, павианы сообразят, что «там» не настоящие «агрессивно настроенные» собратья.
b) Можно использовать запись голосов павианов во время «поединков», охоты и т. п. Лучше всего – если известно, как кричит павиан, защищающий свою территорию. Тогда другие будут бояться идти на конфликт.
c) Известно, как павианы помечают свою территорию? Думаю, «стандартно». Нельзя ли «пометить» ферму, будто её территория принадлежит другому павиану?
d) А что, если кормить павианов? Как кабанов – организовать специальные места, куда складывать пищу… Вряд ли они после этого совсем перестанут совершать набеги на фермы, но, по крайней мере, больше удастся спасти…»
«Можно приручить несколько наиболее агрессивных и сильных павианов, чтобы они считали эту территорию своей и отгоняли сородичей. А если уж они задумают использовать эту землю, чтобы организовать свой маленький гарем, то можно применить насильственные методы…»
«а) Мандарины сами охраняют себя. Вывести породу мандаринов, которые отпугивают павианов (химически, конечно). Нужное вещество может содержаться в кожуре (но павианы могут научиться их чистить), а лучше – только в листьях растений, не давая обезьянкам приближаться.
б) Павианы сами охраняют мандарины. Использовать обученных павианов для охраны плантаций. Выдрессировать павианов, чтобы они «знали», что поедание мандаринов одним влечёт за собой наказание всем. Была такая баечка – в клетке пять обезьян, висят бананы (мандарины). Когда кто-нибудь из обезьян пробует съесть вкуснятину, то всех обливают холодной водой. Обезьяны усвоили. Одну заменяем на необученную. При попытке «новичка» сорвать плод – остальные препятствуют. Заменяем ещё одну обезьяну. При её попытке сорвать плод остальные обезьяны «окучивают» очередного новичка, в т. ч. и не облитая водой ни разу обезьяна из предыдущего опыта. Постепенно в клетке остаются только необлитые обезьяны, не предпринимающие никаких попыток полакомиться. (Байка заканчивалась фразой «Почему? А потому, что тут так принято!») Выдрессировать вожаков стада, и они будут охранять плантации «будь здоров»! А со временем это станет традицией».
Ведущий занятия озвучил два контрольных ответа:
1. Фермеры ловят одну из обезьян, красят её в необычный цвет и отпускают на волю. Освобождённая обезьяна стремится вернуться в свою стаю, но её соплеменники, испуганные приближением диковинного зверя, пускаются наутёк. Окрашенная же обезьяна, не зная, что выглядит не так, как ей положено, преследует свою стаю…[17]
2. Фермеры высадили среди мандариновых деревьев лимонные. Любители сладких плодов стали приходить в бешенство, когда раскусывали кислые фрукты. Приблизительно через полгода после начала эксперимента павианы полностью разочаровались в этих плантациях. Так люди победили своих «предков».
Одновременно с Майклом Фарадеем (1791–1867) вплотную к открытию электромагнитной индукции подошёл другой великий учёный, физик, математик и химик в одном лице – Андре Мари Ампер (1775–1836). Чтобы избежать любых погрешностей от сотрясения приборов, оба учёных вынесли свои гальванометры в соседние помещения. Ампер вдвигал железный сердечник в катушку и шёл смотреть, не отклоняется ли стрелка гальванометра… И почему-то ничего существенного не усмотрел. А Фарадей – усмотрел и стал автором открытия. В чём секрет, ведь оба были маститые и опытные учёные? Представьте себя тем или иным учёным и мысленно воспроизведите опыт шаг за шагом.
В 1991 году в ряде районов США вдруг с неожиданной быстротой начала распространяться очень редкая инфекция – болезнь Лайма. Многолетние охранные нормы, благотворно повлиявшие на фауну, привели к росту числа мышей. Только среди них раньше и замечалась эта болезнь. Это привело к размножению клещей – переносчиков болезни. А благодаря массовому распространению туризма клещи стали чаще кусать людей. Придумайте метод борьбы с клещами, который полностью удовлетворил бы общество защиты животных. Хорошо бы, чтобы мыши сами уничтожили клещей (Михайлов, 2003, № 82).
В «Сборнике творческих задач по биологии, экологии и ТРИЗ» (сост. В.И. Тимохов. СПб., 1996) предложено подкладывать грызунам около их нор кусочки ваты и тряпок, смоченные инсектицидом против паразитов. Грызуны заносят эти куски в норы и дезинфицируют их от паразитов, которые у них в норах развелись и которых разносили эти грызуны.
Как по-вашему, читатели, почему это «решение» не может считаться в полной мере красивым? Кто-нибудь готов предложить своё?!
На наших семинарах по «Междисциплинарным исследованиям», в том числе и сетевых, соблюдается паритет. Не только ведущий или преподаватель, включая авторов этой книги, могут выносить на обсуждение интересные задачи изобретательского толка, но и любой участник семинара способен предложить рассмотреть ту или иную проблему или занимательный вопрос. Обычно знание некоторых научных принципов замещает эрудицию, поскольку нельзя объять необъятное и быть сведущим решительно во всех областях знания:
Solyaris. Круговая сеть пауков поражала уже не одно поколение учёных, художников своей формой и целесообразностью. Хороша она и в техническом отношении: сравнительно большая площадь перекрывается с наименьшей затратой паутиного шёлка. Вместе с тем сеть эластична и в то же время прочна: выдерживает порывы ветра и рывки бьющейся добычи. Чтобы надежно удержать добычу, сеть должна быть достаточно клейкой. Но как же тогда бегущий по паутине паук сам не приклеивается к собственной ловушке?
Дмитрий. Рассуждаю. Тут дело может быть либо в пауке, либо в свойствах сети, либо в том и другом.
У паука может быть не такая площадь соприкосновения с паутиной, как у жертвы – раз.
Паук может особым образом перемещаться по паутине, так быстро или резко, что не успевает прилипнуть – это два.
Ещё я подозреваю, что не все нити паутины похожи одна на другую – это три. Скажем, паук оставляет для себя безопасные нити, опознавая их тем или иным способом, хотя бы «на вкус». Одни нити биохимически обработаны так, что липнут, а другие – нет.
Он может вырабатывать микродозы вещества Х, которым смазывает себя и гарантирует от прилипания – это четыре.
Какая из этих версий более правильная – не знаю. Вдруг работает несколько факторов одновременно?!
Solyaris. Ответ верный, всё дело в свойствах паутины, существует два вида нитей. Центр сети, где обычно паук поджидает добычу, состоит из сухих нитей. От центра тянутся также сухие нити. Между наружной частью и центром располагается ловчая спираль, липкие либо пушистые нити которой крепятся к сухим нитям. Именно ловчая спираль оказывается роковой для мух и других насекомых. Когда же паук бежит по своей сети, он хватается только за сухие нити.
Тогда ещё одна задачка «про пауков»:
«Долгое время энтомологам казались загадочными действия некоторых видов пауков. Вроде бы чем незаметнее соткана паутина, тем лучше для её хозяина – чаще будут попадаться насекомые. Но есть странные утолщения на некоторых паутинах, явно демаскирующие их. Утолщённые места паутины имеют различную форму: то в виде кругов, то в виде крестов или линий. Зачем же пауку понадобилось это художество?»
И правда, читатель, а зачем?
А вот разбор нижеследующей задачи сделан учителем физики Сахбетдиновым Мансуром на «Креатив-бое» – учебно-деловой игре, в школе № 1186 г. Москвы 25 ноября 2010 года.
Владелец одного небольшого ресторанчика в Америке был на грани банкротства. Основная причина – недостаток посетителей. Хозяин ресторана пожаловался на это как-то своему другу, а тот дал оригинальный совет.
Хозяин попробовал и через некоторое время клиентов в заведении было хоть отбавляй. Как Вы думаете, в чём заключалась эта идея?
«Давайте сразу условимся, – оговаривает учитель, – что повар в ресторане хороший, обстановка уютная и сервис соответствующий. Эти составляющие успеха любого подобного заведения общеизвестны.
Можно вспомнить принцип, сформулированный древними римлянами для управления народом: «Хлеба и зрелищ». Применительно к нашему ресторану, чтобы привлечь посетителей, можно добавить какую-нибудь развлекательную программу. Можно, например, добавить какую-нибудь шоу-программу. Но давайте не забывать, что ресторан находится на грани банкротства, а музыканты и танцоры, естественно, потребуют лишних затрат.
Использовать различные рекламные трюки? «Чем больше вы закажете сейчас, тем большую скидку вы получите при следующем посещении». То есть приходя в ресторан в первый раз, клиент не получает никаких льгот. А придя во второй раз и показав чек от предыдущего посещения, в зависимости от суммы он получает скидку. Но нам ведь надо привлечь клиента именно к первому посещению. Да и вряд ли кто будет бережно хранить чеки из ресторана.
А если прятать каждый раз в каком-либо блюде, предположим, золотую монетку. Желающие её отыскать будут пробовать разные блюда в надежде стать её обладателем. Но здесь мотивация для привлечения клиентов достаточно слабая. Люди ведь приходят в ресторан, чтобы покушать, а не искать клады.
Давайте будем опираться на имеющиеся ресурсы! Что мы имеем? Первое, это ресторан с приличной кухней, хорошим сервисом и приятной обстановкой. Второе, это потенциальные посетители, которых надо привлечь в наш ресторан. Давайте попробуем определить, зачем люди идут в ресторан? Главная причина уже прозвучала – чтобы покушать. При этом покушать вкусно, комфортно и недорого. Первые два качества у нас соблюдаются. Рассмотрим подробно третье условие – еда должна быть недорогой. Можно установить невысокую фиксированную цену на обед. Но тогда у клиента будет довольно небольшой выбор блюд. Ведь меню будет подгоняться под стоимость обеда, чтобы не превышать, как минимум, себестоимости использованных продуктов. У посетителей это вызовет явное неудовольствие. Ведь в ресторане, кроме всего прочего, они хотят иметь право выбора и готовы платить именно за то, что они сами хотят попробовать. А что, если усилить это желание самостоятельностью клиента и применить принцип самообслуживания? Приходя в ресторан, посетители заранее готовы платить за обед. Весь вопрос в том, сколько платить? А если распространить право выбора не только на составление меню, но и на стоимость еды? Пусть посетители сами решают, сколько стоят блюда, которые они заказали. Именно так и поступил владелец нашего ресторана. Слух о том, что в его заведении можно заплатить столько, сколько посчитаешь нужным, быстро распространился в округе. В результате клиенты, привлечённые необычной услугой, пошли сплошной чередой. При этом оказалось, что за некоторые блюда они платили гораздо больше, чем была их реальная цена»[18].
А 17 ноября 2012 года на презентации наших предыдущих книг – «Инженерная эвристика» и «Самоучитель игры на извилинах» – в Центральном доме литераторов один из авторов, Нурали Латыпов, на правах ведущего разбирал со зрителями такую изобретательскую задачу.
Ведущий. Один из самых занимательных вопросов на моей памяти, каковой был использован в отборочном туре игр «Что? Где? Когда?» начала 1980-х, был такого содержания:
«Очень часто в прежние времена поезда останавливались из-за того, что на рельсах вдруг оказывались коровы. Это происходило с такой завидной периодичностью, что случайностью назвать было никак нельзя. Почему коровы лезли на железнодорожные пути?»
Какие есть версии? Давайте по очереди…
1-й слушатель. Пастух плохо работал.
1-я слушательница. Трава росла между рельсов.
Ведущий. Кто ещё?
2-й слушатель. Гудок паровоза привлекал коров.
1-я слушательница. Коровы могли слизывать «соль», идти на запах.
Ведущий. Это резонно, ведь тогда биотуалетов не было, да и сейчас не всюду они есть.
3-й слушатель. У путей было много людей, было кому подоить.
Ведущий. Вот смотрите. Конечно, «идти на запах» – в этом есть резоны. Там всякие запахи могли быть, и человеческих испражнений, и пищевых отходов, если выбрасывали…
2-я слушательница. У коров не такое хорошее обоняние.
Ведущий. Да, вы правильно отсекли эти возможности. Согласен. Коровы – не собаки, и так далее… Знаете, что отличает хорошую учебную задачу? Я в Советском Союзе, к счастью, проходил многие школьные олимпиады, потом – преподавал в институтах сам. Задачи тогда умели составлять.
Отличительный признак правильно сформулированной задачи – в ней не бывает лишних данных. Грамотно поставленная задача (задача, как она понимается) – залог красивого решения. Например, в 1853 году американский повар Джордж Крум изобрёл чипсы (по другой версии, вообще картофель фри). Он стремился удовлетворить пожелание клиента, попросившего «хорошо поджаренный, нарезанный тонкими ломтиками, слегка солёный и хрустящий на зубах» картофель.
Второй признак – она основывается на знании, принципиально достижимом для ученика. Я вообще считаю, что правильный «чтогдекогдашный» вопрос должен быть основан на знаниях средней школы, не более того. Остальное вы должны из этих знаний достроить, получить прежде не известное.
Давайте подумаем, что у нас принципиального в условиях в плане «пространства-времени». Сказано, что дело было на железнодорожных путях прежних времён. Кто-нибудь может сказать, в чём принципиальные отличия с сегодняшним днём…
2-я слушательница. Поезда сейчас ходят быстрее.
Ведущий. Это правильно. Что ещё?
2-й слушатель. Были паровозы, потом – тепловозы, теперь – электровозы.
Ведущий. Это тоже понятно. Ещё?
1-й слушатель. Другие шпалы.
Ведущий. Что вы имеете в виду?
1-я слушательница. Раньше были деревянные шпалы, а сейчас есть и бетонные.
Ведущий. Это уже что-то. Так почему на деревянные шпалы коровы «клевали», а на бетонные – не «клюют»?
1-я слушательница. Деревянные были промаслены.
Ведущий. И что это за масло?
3-й слушатель. Это было токсичное масло. Коровы-токсикоманки. Сейчас бетонные шпалы обратно меняют на деревянные…
2-я слушательница. Коровам дерево ближе, у них стойла из дерева.
Ведущий. По менталитету, стало быть. И всё-таки я возвращаюсь к прозвучавшей идее о масле и о токсичности. Это маслянистое вещество называется «креозот». Антисептик…
Мой тесть-пенсионер держится в наше трудное время тем, что откармливает бычков и забивает их. И он обратил внимание, что если перед отправкой на рынок он вешает мясо на крюках в сарай из старых, списанных шпал, которые купил некогда по случаю, то ни одна муха на мясо не садится.
Креозотом пропитывают шпалы, чтобы насекомые не превратили бы дерево в труху. Вы, наверное, ходили по шпалам и могли почувствовать странный запах, особенно в жаркий день.
Креазотовое «амбре» отпугивает насекомых, но позволяет спастись от въедливых и кровососущих мух и слепней пасущимся коровам.
«Креозот, креозотовое масло, Kreosotum, Creosotum (от греч. kreas – мясо и sozo – сохраняю). Под этим названием известны вообще смеси фенолов и ароматических углеводородов, выделенных из дестилятов дегтя. Впервые этим именем было названо вещество, выделенное Рейхенбахом из букового дегтя. Позже – в 1863, когда была получена из каменноугольного дегтя карболовая кислота. Главным свойством К. является его антисептическое и противопаразитарное действие, близкое к фенолу» – сообщает нам любая медицинская или химическая энциклопедия. Каменноугольный креозот применяется для консервирования дерева. В малых дозах, там, где есть движение воздушной массы, креозот человеку не опасен. Но, разумеется, он не для жилых помещений. Как правило, шпалы на путях либо меняют, либо пропитывают заново креозотом раз в восемь лет, в противном случае, как говорят железнодорожники, креозот «перегорает».
Великий английский физик, нобелевский лауреат Джон Уильям Стретт лорд Рэлей признавался: «В математических исследованиях я обычно пользовался методами, которые представляются наиболее естественными для физика. Чистый математик будет недоволен, и иногда (нужно сознаться) справедливо, недостаточной строгостью изложения. Однако в этом вопросе имеются две стороны. Действительно, как ни важно в чистой математике постоянно придерживаться высокого уровня строгости изложения, для физика иногда предпочтительнее удовлетвориться аргументами, вполне достаточными и убедительными с его точки зрения».
Вот одна из многих, ставших популярными, задач на смекалку из собрания Е.И. Игнатьева. «Его по праву можно назвать классиком занимательного математического жанра. В своей книге, первое издание которой вышло в 1908 году, он собрал большое количество разнообразных задач на сообразительность по арифметике и геометрии… За 70 лет популярная математическая литература, изданная на русском языке, сильно обогатилась, и теперь многие задачи из книги Игнатьева широко известны…» – отмечал журнал «Квант» (1978. – № 11. – С. 54).
Прошло ещё 35 лет с тех пор, а интеллектуальный труд этого замечательного автора и по сей день востребован на книжном рынке и в школах России. И детский вопрос о комбинаторике «волка, козы и капусты» по сей день шевелит извилины дорогих соотечественников.
«Отряд солдат подходит к реке, через которую надо переправиться. Но мост сломан, а река глубока. Вдруг командир замечает двух мальчиков, которые катаются на лодке недалеко от берега. Но лодка так мала, что может выдержать только одного солдата или только двух мальчиков – не больше! Однако все солдаты переправились через реку именно на этой лодке. Как это было сделано?»
Мысленный эксперимент – единственное подчас средство (из доступных человеку) выработать систему знаний о событии, которое либо не произошло в силу своей малой вероятности, либо требует значительных усилий по самой постановке опыта в реальности, или, наконец, связано с риском для жизни экспериментатора. Вы же не идёте вслед за мальчиками к реке!
Надо ли доказывать, что это средство стопроцентно относится к эвристическим?
В одном из московских институтов в своё время проводили остроумный опыт. Взяли полсотни мышеловок, которые расположили поблизости друг от друга, и на каждую после взвода пружины клали по две массивные медные шайбы. Если бросить такую же шайбу на одну из мышеловок, она сработает, подбросив вверх две свои. Те, в свою очередь, могут разрядить ещё две мышеловки и так далее. Ответьте – какой процесс был смоделирован этим опытом, если в действительности для того, чтобы держать его в «узде», требуется выводить из него (процесса) половину тех объектов, которые изображают медные шайбы?
Мы знавали одного впечатлительного ребёнка, который после просмотра фильма «Кин-Дза-Дза», хотя сам не курил, стал носить при себе спички[19] на случай похищения инопланетянами. Хотя вероятность этого события куда меньше, чем для той ситуации, о которой пойдёт речь, из этого парня вырос настоящий мужчина, поскольку у него сложился правильный ход мысли. Кто не подготовился – тот сам себе враг!
Биолокация, в частности «лозоходство» – древнейшая традиция изысканий (на «новоязе» – «мониторинга») подземных вод, а также решения многих других проблем горного дела, к сожалению, почти полностью забыта под натиском цивилизации. Но из старинных «лозоходство» далеко не единственный метод. На одном из семинаров по междисциплинарным исследованиям мы попросили наших слушателей придумать ещё какие-нибудь быстрые и доступные простому смертному способы нахождения водяной жилы, например для того, чтобы выкопать банальный колодец.
Идей тут может быть много, включая следопытные. Надо исследовать почву и посмотреть на поведение растений и насекомых, на жизнь которых влияет влажность и, следовательно, испарение воды, проникающей в почву из подземного источника – картина произрастания первых и передвижения вторых будет неравномерная, топологическая. Чёрный тополь, камыш, хвощ, крупнолистный щавель растут вблизи подземных родников; мать-и-мачеха кучно растёт над родниками; лютик растёт дорожкой прямо по ходу жилы. На использовании живых сил Природы основано современное учение «Пермакультура» от англ. permanent agriculture – «Долговременное сельское хозяйство», система взглядов на проектирование окружающего человека пространства, а также система ведения сельского хозяйства. Сторонники учения есть в разных странах, включая Японию, Австралию, Австрию. Главным образом там, где с особой тщательностью следят за экологией.
Конечно, на сегодняшний день единственно надёжный способ такого рода изысканий – бурение на воду. Ибо вода может залегать на разных глубинах. Озвученные предложения применимы до глубины порядка 10 метров. А точнее, 5–7 метров. Но и в этих случаях всё равно бурят (обычно бьют) пробную скважину. Самое плохое не то, что воды нет, а то, что она, может быть, и есть, но не надлежащего качества. Более того, вода может быть разного качества на разных горизонтах. Вот и приходится «колотить» дыру глубже, чем хотелось бы, а затем вытаскивать трубу и проверять воду на разных «уровнях». Так что задачка будет решена в полном объёме весьма нескоро, но иногда помогают и такие вот элементарные изобретательские решения.
Изобретательность проявляется в самых разных областях. Наш коллега, автор ряда удачных изданий на тему развития творческого мышления, Анатолий Александрович Гин приводит задачу о Персее и Медузе Горгоне из книги Е.Черниховича «Винни-Пух решает вслух»:
«Древнегреческий герой Персей должен был убить Медузу Горгону, не глядя на неё – иначе бы он окаменел. Как Персей решил эту задачу – известно из мифа: Персей сражался с Горгоной, глядя на её отражение в своём медном щите.
Мы предлагаем усложнить задачу: предположим, окаменеть можно не только от взгляда Медузы, а и от её страшного вида – тогда и зеркало не спасёт.
Как же быть? Противоречие: Медузу надо увидеть, чтобы убить, и нельзя увидеть, чтобы не окаменеть.
Возможный ответ: использовать кривое зеркало – в нём она будет скорее смешная, чем страшная.
А теперь ещё усложним задачу. Предположим, что можно окаменеть от ужаса, увидев Медузу даже в кривом зеркале. Как быть?
Возможные ответы: определять местоположение Горгоны по тени; облить её чем-то очень пахучим и ориентироваться по запаху; пусть на неё лает собака (она не окаменеет – ведь не человек) – а Персей по повороту головы собаки будет знать, где Медуза…»
Справедливости ради – Медуза обращала в камень всё живое, и собака бы вряд ли помогла. А можно ли было заново усыпить проснувшуюся Медузу? Как вы полагаете? Уж если боги Гермес с Аидом одолжили Персею пару своих вещиц, почему бы и нет – окропить Горгону можно было бы вполне подходящим для этого зельем, парализующего действия!
ВОПРОС № 9
Посмотрим, что предлагали в своё время по этому поводу студенты МИФИ на факультативных занятиях по развитию изобретательских способностях (2006 г.) своему лектору и одному из авторов этой книги Сергею Владимировичу Ёлкину.
Первый же шуточный ответ почти попал в цель: «Привести медведа:)». Решение, вероятно, основывалось на личной аналогии, было эмпатическим.
Павианы, несомненно, боятся крупных кошачьих, это заложено на уровне инстинкта. Но хищники могут напасть на людей. Значит, надо создать иллюзию присутствия хищника. Это можно сделать либо звуком, либо запахом (собрав фекалии в цирках и зверинцах), либо тем и другим одновременно, либо попеременно, а в качестве показательного выступления, которое бодрит «психику» павианов, на их глазах исполинской кошке скармливают одного из обезьяньих сородичей «под мандариновым соусом».
Лектор, впрочем, хотел обойтись без введения в задачу ещё одного внешнего персонажа и решил навести слушателей на рассуждения категориями ТРИЗ: «Идеальный конечный результат (ИКР) – это эвристический приём, уменьшающий влияние психологической инерции и позволяющий ориентироваться на самое лучшее из решений на основе сформулированного противоречия или, другими словами, ИКР – это когда техническая система сама выполняет полезную функцию. Противоречие для нашей ситуации: с одной стороны, павианы крадут мандарины, а с другой стороны – павианы не должны красть мандарины. Т. е. ИКР – павианы должны сами себя отпугивать. Как это реализовать?»
Слушатели выдали каскад решений:
«a) Попробовать поставить зеркала, но не думаю, что это окажется эффективным методом: как бы ни было, павианы сообразят, что «там» не настоящие «агрессивно настроенные» собратья.
b) Можно использовать запись голосов павианов во время «поединков», охоты и т. п. Лучше всего – если известно, как кричит павиан, защищающий свою территорию. Тогда другие будут бояться идти на конфликт.
c) Известно, как павианы помечают свою территорию? Думаю, «стандартно». Нельзя ли «пометить» ферму, будто её территория принадлежит другому павиану?
d) А что, если кормить павианов? Как кабанов – организовать специальные места, куда складывать пищу… Вряд ли они после этого совсем перестанут совершать набеги на фермы, но, по крайней мере, больше удастся спасти…»
«Можно приручить несколько наиболее агрессивных и сильных павианов, чтобы они считали эту территорию своей и отгоняли сородичей. А если уж они задумают использовать эту землю, чтобы организовать свой маленький гарем, то можно применить насильственные методы…»
«а) Мандарины сами охраняют себя. Вывести породу мандаринов, которые отпугивают павианов (химически, конечно). Нужное вещество может содержаться в кожуре (но павианы могут научиться их чистить), а лучше – только в листьях растений, не давая обезьянкам приближаться.
б) Павианы сами охраняют мандарины. Использовать обученных павианов для охраны плантаций. Выдрессировать павианов, чтобы они «знали», что поедание мандаринов одним влечёт за собой наказание всем. Была такая баечка – в клетке пять обезьян, висят бананы (мандарины). Когда кто-нибудь из обезьян пробует съесть вкуснятину, то всех обливают холодной водой. Обезьяны усвоили. Одну заменяем на необученную. При попытке «новичка» сорвать плод – остальные препятствуют. Заменяем ещё одну обезьяну. При её попытке сорвать плод остальные обезьяны «окучивают» очередного новичка, в т. ч. и не облитая водой ни разу обезьяна из предыдущего опыта. Постепенно в клетке остаются только необлитые обезьяны, не предпринимающие никаких попыток полакомиться. (Байка заканчивалась фразой «Почему? А потому, что тут так принято!») Выдрессировать вожаков стада, и они будут охранять плантации «будь здоров»! А со временем это станет традицией».
Ведущий занятия озвучил два контрольных ответа:
1. Фермеры ловят одну из обезьян, красят её в необычный цвет и отпускают на волю. Освобождённая обезьяна стремится вернуться в свою стаю, но её соплеменники, испуганные приближением диковинного зверя, пускаются наутёк. Окрашенная же обезьяна, не зная, что выглядит не так, как ей положено, преследует свою стаю…[17]
2. Фермеры высадили среди мандариновых деревьев лимонные. Любители сладких плодов стали приходить в бешенство, когда раскусывали кислые фрукты. Приблизительно через полгода после начала эксперимента павианы полностью разочаровались в этих плантациях. Так люди победили своих «предков».
ВОПРОС № 10
ВОПРОС № 11
В «Сборнике творческих задач по биологии, экологии и ТРИЗ» (сост. В.И. Тимохов. СПб., 1996) предложено подкладывать грызунам около их нор кусочки ваты и тряпок, смоченные инсектицидом против паразитов. Грызуны заносят эти куски в норы и дезинфицируют их от паразитов, которые у них в норах развелись и которых разносили эти грызуны.
Как по-вашему, читатели, почему это «решение» не может считаться в полной мере красивым? Кто-нибудь готов предложить своё?!
На наших семинарах по «Междисциплинарным исследованиям», в том числе и сетевых, соблюдается паритет. Не только ведущий или преподаватель, включая авторов этой книги, могут выносить на обсуждение интересные задачи изобретательского толка, но и любой участник семинара способен предложить рассмотреть ту или иную проблему или занимательный вопрос. Обычно знание некоторых научных принципов замещает эрудицию, поскольку нельзя объять необъятное и быть сведущим решительно во всех областях знания:
Solyaris. Круговая сеть пауков поражала уже не одно поколение учёных, художников своей формой и целесообразностью. Хороша она и в техническом отношении: сравнительно большая площадь перекрывается с наименьшей затратой паутиного шёлка. Вместе с тем сеть эластична и в то же время прочна: выдерживает порывы ветра и рывки бьющейся добычи. Чтобы надежно удержать добычу, сеть должна быть достаточно клейкой. Но как же тогда бегущий по паутине паук сам не приклеивается к собственной ловушке?
Дмитрий. Рассуждаю. Тут дело может быть либо в пауке, либо в свойствах сети, либо в том и другом.
У паука может быть не такая площадь соприкосновения с паутиной, как у жертвы – раз.
Паук может особым образом перемещаться по паутине, так быстро или резко, что не успевает прилипнуть – это два.
Ещё я подозреваю, что не все нити паутины похожи одна на другую – это три. Скажем, паук оставляет для себя безопасные нити, опознавая их тем или иным способом, хотя бы «на вкус». Одни нити биохимически обработаны так, что липнут, а другие – нет.
Он может вырабатывать микродозы вещества Х, которым смазывает себя и гарантирует от прилипания – это четыре.
Какая из этих версий более правильная – не знаю. Вдруг работает несколько факторов одновременно?!
Solyaris. Ответ верный, всё дело в свойствах паутины, существует два вида нитей. Центр сети, где обычно паук поджидает добычу, состоит из сухих нитей. От центра тянутся также сухие нити. Между наружной частью и центром располагается ловчая спираль, липкие либо пушистые нити которой крепятся к сухим нитям. Именно ловчая спираль оказывается роковой для мух и других насекомых. Когда же паук бежит по своей сети, он хватается только за сухие нити.
Тогда ещё одна задачка «про пауков»:
ВОПРОС № 12
И правда, читатель, а зачем?
А вот разбор нижеследующей задачи сделан учителем физики Сахбетдиновым Мансуром на «Креатив-бое» – учебно-деловой игре, в школе № 1186 г. Москвы 25 ноября 2010 года.
ВОПРОС № 13
Хозяин попробовал и через некоторое время клиентов в заведении было хоть отбавляй. Как Вы думаете, в чём заключалась эта идея?
«Давайте сразу условимся, – оговаривает учитель, – что повар в ресторане хороший, обстановка уютная и сервис соответствующий. Эти составляющие успеха любого подобного заведения общеизвестны.
Можно вспомнить принцип, сформулированный древними римлянами для управления народом: «Хлеба и зрелищ». Применительно к нашему ресторану, чтобы привлечь посетителей, можно добавить какую-нибудь развлекательную программу. Можно, например, добавить какую-нибудь шоу-программу. Но давайте не забывать, что ресторан находится на грани банкротства, а музыканты и танцоры, естественно, потребуют лишних затрат.
Использовать различные рекламные трюки? «Чем больше вы закажете сейчас, тем большую скидку вы получите при следующем посещении». То есть приходя в ресторан в первый раз, клиент не получает никаких льгот. А придя во второй раз и показав чек от предыдущего посещения, в зависимости от суммы он получает скидку. Но нам ведь надо привлечь клиента именно к первому посещению. Да и вряд ли кто будет бережно хранить чеки из ресторана.
А если прятать каждый раз в каком-либо блюде, предположим, золотую монетку. Желающие её отыскать будут пробовать разные блюда в надежде стать её обладателем. Но здесь мотивация для привлечения клиентов достаточно слабая. Люди ведь приходят в ресторан, чтобы покушать, а не искать клады.
Давайте будем опираться на имеющиеся ресурсы! Что мы имеем? Первое, это ресторан с приличной кухней, хорошим сервисом и приятной обстановкой. Второе, это потенциальные посетители, которых надо привлечь в наш ресторан. Давайте попробуем определить, зачем люди идут в ресторан? Главная причина уже прозвучала – чтобы покушать. При этом покушать вкусно, комфортно и недорого. Первые два качества у нас соблюдаются. Рассмотрим подробно третье условие – еда должна быть недорогой. Можно установить невысокую фиксированную цену на обед. Но тогда у клиента будет довольно небольшой выбор блюд. Ведь меню будет подгоняться под стоимость обеда, чтобы не превышать, как минимум, себестоимости использованных продуктов. У посетителей это вызовет явное неудовольствие. Ведь в ресторане, кроме всего прочего, они хотят иметь право выбора и готовы платить именно за то, что они сами хотят попробовать. А что, если усилить это желание самостоятельностью клиента и применить принцип самообслуживания? Приходя в ресторан, посетители заранее готовы платить за обед. Весь вопрос в том, сколько платить? А если распространить право выбора не только на составление меню, но и на стоимость еды? Пусть посетители сами решают, сколько стоят блюда, которые они заказали. Именно так и поступил владелец нашего ресторана. Слух о том, что в его заведении можно заплатить столько, сколько посчитаешь нужным, быстро распространился в округе. В результате клиенты, привлечённые необычной услугой, пошли сплошной чередой. При этом оказалось, что за некоторые блюда они платили гораздо больше, чем была их реальная цена»[18].
А 17 ноября 2012 года на презентации наших предыдущих книг – «Инженерная эвристика» и «Самоучитель игры на извилинах» – в Центральном доме литераторов один из авторов, Нурали Латыпов, на правах ведущего разбирал со зрителями такую изобретательскую задачу.
Ведущий. Один из самых занимательных вопросов на моей памяти, каковой был использован в отборочном туре игр «Что? Где? Когда?» начала 1980-х, был такого содержания:
«Очень часто в прежние времена поезда останавливались из-за того, что на рельсах вдруг оказывались коровы. Это происходило с такой завидной периодичностью, что случайностью назвать было никак нельзя. Почему коровы лезли на железнодорожные пути?»
Какие есть версии? Давайте по очереди…
1-й слушатель. Пастух плохо работал.
1-я слушательница. Трава росла между рельсов.
Ведущий. Кто ещё?
2-й слушатель. Гудок паровоза привлекал коров.
1-я слушательница. Коровы могли слизывать «соль», идти на запах.
Ведущий. Это резонно, ведь тогда биотуалетов не было, да и сейчас не всюду они есть.
3-й слушатель. У путей было много людей, было кому подоить.
Ведущий. Вот смотрите. Конечно, «идти на запах» – в этом есть резоны. Там всякие запахи могли быть, и человеческих испражнений, и пищевых отходов, если выбрасывали…
2-я слушательница. У коров не такое хорошее обоняние.
Ведущий. Да, вы правильно отсекли эти возможности. Согласен. Коровы – не собаки, и так далее… Знаете, что отличает хорошую учебную задачу? Я в Советском Союзе, к счастью, проходил многие школьные олимпиады, потом – преподавал в институтах сам. Задачи тогда умели составлять.
Отличительный признак правильно сформулированной задачи – в ней не бывает лишних данных. Грамотно поставленная задача (задача, как она понимается) – залог красивого решения. Например, в 1853 году американский повар Джордж Крум изобрёл чипсы (по другой версии, вообще картофель фри). Он стремился удовлетворить пожелание клиента, попросившего «хорошо поджаренный, нарезанный тонкими ломтиками, слегка солёный и хрустящий на зубах» картофель.
Второй признак – она основывается на знании, принципиально достижимом для ученика. Я вообще считаю, что правильный «чтогдекогдашный» вопрос должен быть основан на знаниях средней школы, не более того. Остальное вы должны из этих знаний достроить, получить прежде не известное.
Давайте подумаем, что у нас принципиального в условиях в плане «пространства-времени». Сказано, что дело было на железнодорожных путях прежних времён. Кто-нибудь может сказать, в чём принципиальные отличия с сегодняшним днём…
2-я слушательница. Поезда сейчас ходят быстрее.
Ведущий. Это правильно. Что ещё?
2-й слушатель. Были паровозы, потом – тепловозы, теперь – электровозы.
Ведущий. Это тоже понятно. Ещё?
1-й слушатель. Другие шпалы.
Ведущий. Что вы имеете в виду?
1-я слушательница. Раньше были деревянные шпалы, а сейчас есть и бетонные.
Ведущий. Это уже что-то. Так почему на деревянные шпалы коровы «клевали», а на бетонные – не «клюют»?
1-я слушательница. Деревянные были промаслены.
Ведущий. И что это за масло?
3-й слушатель. Это было токсичное масло. Коровы-токсикоманки. Сейчас бетонные шпалы обратно меняют на деревянные…
2-я слушательница. Коровам дерево ближе, у них стойла из дерева.
Ведущий. По менталитету, стало быть. И всё-таки я возвращаюсь к прозвучавшей идее о масле и о токсичности. Это маслянистое вещество называется «креозот». Антисептик…
Мой тесть-пенсионер держится в наше трудное время тем, что откармливает бычков и забивает их. И он обратил внимание, что если перед отправкой на рынок он вешает мясо на крюках в сарай из старых, списанных шпал, которые купил некогда по случаю, то ни одна муха на мясо не садится.
Креозотом пропитывают шпалы, чтобы насекомые не превратили бы дерево в труху. Вы, наверное, ходили по шпалам и могли почувствовать странный запах, особенно в жаркий день.
Креазотовое «амбре» отпугивает насекомых, но позволяет спастись от въедливых и кровососущих мух и слепней пасущимся коровам.
«Креозот, креозотовое масло, Kreosotum, Creosotum (от греч. kreas – мясо и sozo – сохраняю). Под этим названием известны вообще смеси фенолов и ароматических углеводородов, выделенных из дестилятов дегтя. Впервые этим именем было названо вещество, выделенное Рейхенбахом из букового дегтя. Позже – в 1863, когда была получена из каменноугольного дегтя карболовая кислота. Главным свойством К. является его антисептическое и противопаразитарное действие, близкое к фенолу» – сообщает нам любая медицинская или химическая энциклопедия. Каменноугольный креозот применяется для консервирования дерева. В малых дозах, там, где есть движение воздушной массы, креозот человеку не опасен. Но, разумеется, он не для жилых помещений. Как правило, шпалы на путях либо меняют, либо пропитывают заново креозотом раз в восемь лет, в противном случае, как говорят железнодорожники, креозот «перегорает».
Великий английский физик, нобелевский лауреат Джон Уильям Стретт лорд Рэлей признавался: «В математических исследованиях я обычно пользовался методами, которые представляются наиболее естественными для физика. Чистый математик будет недоволен, и иногда (нужно сознаться) справедливо, недостаточной строгостью изложения. Однако в этом вопросе имеются две стороны. Действительно, как ни важно в чистой математике постоянно придерживаться высокого уровня строгости изложения, для физика иногда предпочтительнее удовлетвориться аргументами, вполне достаточными и убедительными с его точки зрения».
Вот одна из многих, ставших популярными, задач на смекалку из собрания Е.И. Игнатьева. «Его по праву можно назвать классиком занимательного математического жанра. В своей книге, первое издание которой вышло в 1908 году, он собрал большое количество разнообразных задач на сообразительность по арифметике и геометрии… За 70 лет популярная математическая литература, изданная на русском языке, сильно обогатилась, и теперь многие задачи из книги Игнатьева широко известны…» – отмечал журнал «Квант» (1978. – № 11. – С. 54).
Прошло ещё 35 лет с тех пор, а интеллектуальный труд этого замечательного автора и по сей день востребован на книжном рынке и в школах России. И детский вопрос о комбинаторике «волка, козы и капусты» по сей день шевелит извилины дорогих соотечественников.
ВОПРОС № 14
Мысленный эксперимент – единственное подчас средство (из доступных человеку) выработать систему знаний о событии, которое либо не произошло в силу своей малой вероятности, либо требует значительных усилий по самой постановке опыта в реальности, или, наконец, связано с риском для жизни экспериментатора. Вы же не идёте вслед за мальчиками к реке!
Надо ли доказывать, что это средство стопроцентно относится к эвристическим?
ВОПРОС № 15
Мы знавали одного впечатлительного ребёнка, который после просмотра фильма «Кин-Дза-Дза», хотя сам не курил, стал носить при себе спички[19] на случай похищения инопланетянами. Хотя вероятность этого события куда меньше, чем для той ситуации, о которой пойдёт речь, из этого парня вырос настоящий мужчина, поскольку у него сложился правильный ход мысли. Кто не подготовился – тот сам себе враг!