БЕСЕДЫ О ТВОРЧЕСТВЕ

АбрамТеплицкий

Беседа 11 – Страна Нерешенных Проблем

Без всяких сомнений, такая страна существует, и люди постоянно встречают разнообразные проблемы, требующие решения. В качестве подготовительной тренировки мы предлагаем Вам решить простую задачу: “Как разместить одного медведя внутри другого?”

Некоторые проблемы, например, такие, как измерение времени, решаются во все времена. В античности, люди определяли время по положению солнца на небосводе. Затем были изобретены солнечные часы, в которых время указывалось … тенью! Но, как определять время в пасмурную погоду? Галилео предложил измерять время на основе подсчета человеческих сердцебиений. Его ученик Торричелли создал прибор для измерения времени, основанный на истечении воды из отверстия в сосуде. Это был очень простой прибор, который имел только один недостаток – шкала времени в этом приборе зависела от уровня воды в сосуде: с понижением уровня воды, “течение” времени как бы замедлялось. Потребовалось несколько столетий, пока французский ученый Мариотт предложил специальный сосуд для точного измерения времени по истечению воды, который получил имя – Сосуд Мариотта. Теперь его идея кажется простой – он вставил через пробку в горлышке трубку до уровня выше уровня истечения воды из выпускного отверстия в нижней части сосуда, как показано на рисунке.

До установки трубки скорость истечения воды определялась формулой Бернулли V = (2gh) ½ , где h – уровень воды над выпускным отверстием, в результате чего скорость уменьшалась по мере истечения воды. После установки трубки скорость истечения воды определяется только расстоянием между нижним концом трубки и выпускным отверстием, другими словами, скорость истечения воды постоянна, а значит, и шкала времени постоянна. Казалось бы, проблемы измерения времени решены, но подумайте, как измерять время, когда вокруг мороз и вода замерзла? Изобретатели решили и эту задачу! Если вместо воды использовать сухой отсортированный песок, то истечение песка из отверстия в донышке будет постоянным даже без дополнительной трубочки Мариотта! С изобретения этой идеи началась эпоха песочных часов. Мы рекомендуем читателям предпринять собственное путешествие по стране “точного времени”, повторив эксперименты Галилео, Торричелли, Бернулли, эксперименты с истечением воды и песка, и даже эксперименты с … тенью! Это будет ваш шаг в направлении страны изобретений.

Вы можете встретиться с проблемами в во всех “областях” жизни – в экономике, науке, политике, техноногии, медицине, сельском хозяйстве, спорте … Читатели могут продолжить этот перечень собственными примерами. Отметим, что огромное количество проблем читатели могут найти, путешествуя через … историю! Гордий, король одной из греческих областей в античности, завязал очень сложный узел, и объявил, что тот, кто развяжет этот узел, будет правителем Азии. Много претендентов пыталось развязать “гордиев узел”. Но это удалось сделать только Александру Македонскому, который применил изобретательский прием – он разрубил узел мечом.

С тех пор люди используют выражение “разрубить Гордиев узел”, характеризуя проблемную ситуацию, которая была разрешена неожиданным решительным действием. В жизни вы можете встретить ситуации, когда “метод Александра Македонского” будет эффективным. Вот “живой” пример. Человек по имени Richard увидел, что один из работников пытается раскрутить соединение болта с гайкой в течение длительного времени. Он взял зубило и разрубил это соединение, сэкономив для компании время и деньги. Это решение в стиле Александра Македонского!

Многие столетия оставался нерешенным ряд математических проблем, сущность которых понятна даже школьникам. Одна из таких проблем носит название “Последняя Теорема Ферма.” Сущность этой проблемы в следующем. Каждый знает теорему Пифагора для прямоугольного треугольника – Х2 + У2 = Z2. Теперь попробуйте доказать, что равенство Х3 + У3 = Z3 не существует ни для каких простых чисел. Более чем 5 столетий назад знаменитый ученый Ферма написал на полях своей рукописи, что он нашел очень простое доказательство этой теоремы, но за неимением времени на записал его. Через 500 лет один десятилетний английский мальчик прочитал об этой теореме в книжке, и с тех пор доказать эту теорему стало его мечтой. Прошло много лет, мальчик стал профессором математики, и доказал эту теорему! Так что детская мечта может стать путеводной звездой. Вывод – мечтайте, поскольку нерешенные проблемы существуют только для того, чтобы их решили!

Однако, в 1899 году директор Патентного Бюро США сделал странное заявление – все, что можно, уже изобретено! Достойный ответ этому странному заявлению дал изобретатель телефона Александр Белл. Во время лекции для выпускников школы, он посоветовал им делать всевозможные наблюдения, которые покажут им, что мир полон нерешенных задач, и задал студентам одну из них – может ли рыба слышать? Интересно узнать мнение читателей, кроме того для помощи вам, мы опишем простой и одновременно восхитительный эксперимент Otto Von Geurike.

Otto Von Geurike поставил на берегу пруда столб с колоколом и звонил в него каждый раз, когда давал рыбам корм. Затем он зазвонил в колокол и не дал рыбам корм. Но рыба все равно выплыла на поверхность пруда, что и стало прямым доказательством того, что вода проводит звук. Это простой и вместе с тем великий пример и проблемы, и решения.

Известный ученый в области творчества Edward de Bono дал интересное определение: “Проблема –это разность между тем, что изобретатель имеет, и тем, что он хочет. Попробуем применить это определение к примеру из книги Mark Twain’a о приключениях Тома Сойера. Однажды Тетя Полли наказала Тома – в прекрасный солнечный день он должен был красить огромный забор. Конечно, ему страшно не хотелось делать эту работу. Но он изобрел способ, как заставить других ребят хотеть делать эту работу. Для этого он всем своим видом стал показывать, что он восхищен этой работой, что он получает огромное удовольствие, нанося аккуратные слои краски один за одним. Друзья подозрительно смотрели, как отпетый лентяй Том Сойер получает удовольствие от процесса покраски, и, наконец, не выдержав, стали просить Тома разрешить им покрасить хоть чуть-чуть. Но Том пошел дальше и стал продавать право на покраску забора только за вознаграждение – кусок яблока, дохлую мышь и тому подобные ценности. Словом, Том блестяще решил проблему – как заставить других работать за него.

Хотя рассмотренный пример и звучит как шутка, вместе с тем он демонстрирует логику и этапы нахождения и формулировки проблемы. В качестве второго примера давайте рассмотрим проблему кормления кроликов.

С одной стороны, кроликам постоянно необходим свежий корм для ускоренного “набирания” веса. С другой стороны, им нельзя предоставить свободу перемещения, так как они затопчут всю траву. Мы видим, что возникло противоречие – кролики должны быть свободны и одновременно не должны быть. Решение приведено на рисунке.

Кролики помещаются в подвижный загон, и последовательно переходят с одного участка свужей травы на другой, не затаптывая ничего. В этом случае идеальный результат достигнут очень эффективно. Вывод – в стране нерешенных проблем пригодятся все приемы и способы решения задач, которые мы рассматривали на предыдущих беседах.

Теперь давайте познакомимся с рядом проблем в различных сферах нашей жизни. Наянем с энергетических проблем. Имея как мечту создание вечного двигателя, рассмотрим несколько направлений экономически выгодного получения энергии. Одна из таких возможностей – использование энергии ветра. Здесь достигнут уже значительный успех. Например, в Дании, которая расположена на берегу Балтийского моря, в районе, который насыщен ветрами, в настоящее время уже около 18% энергии генерируется ветровыми электростанциями. Экономично также получать электричество, используя газ – метан, получаемый из … мусора. В Мексике, например только в столице – городе Мехико, образуется более 4,5 тысяч тонн бытового мусора ежедневно. Перспективы имеет также экстракция энергии из морских волн, как это предложено, например в патенте Соединенных Штатов №3,928,967. В процессе развития энергетического кризиса на нашей планете ученые обнаружили на Луне обширные запасы Гелия-3, очень эффективного источника энергии. Предполагается, что использование лунного гелия позволит снабжать энергией нашу планету несколько столетий.

Одной из опаснейших геологических проблем являются землетрясения, их предсказание, предотвращение и борьба с последствиями. Для предотвращения было даже предложено делать превентивные подземные ядерные взрывы для “разгрузки” напряженного состояния земной коры в районе предполагаемого землетрясения. Имея в виду большое количество землетрясений, происходящих постоянно, мы видим, что здесь непочатый объем работы для будущих изобретателей.

Катастрофы космических кораблей, катастрофы на атомных электростанциях и другие технологические катастрофы требуют создания безопасных технологий, в которых возникающие сбои могут предотвращаться и устранятся за счет автоматических систем, которые имеются в технологическом комплексе. К этим проблемам мы можем отнести также спасение от пожаров.

Безусловно, очень важно разрешение экологических проблем. Вы можете найти огромное количество информации об экологии. Для этого вы можете провести патентный поиск на websites, например, www.uspto.gov или www.delphion.com. Мы хотели бы посоветовать вам выполнить следующее “упражнение”. Возьмите лист бумаги и попробуйте “разрушить” его. Вы увидите, что некоторые материалы останутся независимо от того, что вы будете делать с бумагой. Это поможет вам убедиться, что работа с мусором требует серьезного отношения. Попробуйте не выбрасывать мусор в течение нескольких дней, и вы увидите в буквальном смысле важность уборки мусора. Рассортируйте этот мусор по разновидностям и проанализируйте, как можно уменьшить количество выбрасываемого мусора, какие виды мусора могут быть переработаны для вторичного использования.

Особенный тип – проблемы социальные. Мы хотели бы выделить специфическую проблему – проблему свободного времени. В качестве одного из эффективных путей решения этой проблемы мы рекомендуем – станьте изобретателем, и все время у вас будет занято решением проблем – одним из увлекательнейших занятий! Для другой важной социальной проблемы – разрешения ссор в Японии предожено использовать роботов. Алгоритм работы одного из таких роботов показан на рисунке.

В заключение, для тех кто заинтересовался проблемами активизации своего изобретательского потенциала, мы рекомендуем использовать полные материалы, изложенные кратко в наших 11 беседах, которые вы можете найти в книге Абрама Теплицкого “Joy of Inventing for Everyone”, которая вышла в издательстве “Third Millenium Publishing” и которую можно заказать на websitе www.3mpub.com/teplitskiy

Желаем удачи. Мы с удовольствием ответим на Ваши вопросы, которые следует направлять в адрес редакции.

Иллюстации подготовлены Merle and Kelly Cunningham