Как стать изобретателем?

Как рождаются изобретения и чем отличается изобретатель от остальных смертных? Почему у одних новое техническое решение возникает как мгновенное озарение, а у других в результате длительных раздумий и поисков? Эти вопросы интересуют и волнуют многие поколения философов, психологов, физиологов и других ученых.
Убедительный ответ на эти вопросы до сих пор не найден. Автор этих строк начал изобретать, уже будучи журналистом, и, предполагая, что об этом рано или поздно будет писать, старался постоянно за собой следить.
А вот в поиске ответа на вопрос, как охарактеризовать среднестатистического изобретателя, пришлось заочно (по публикациям) “опросить” многих специалистов. И вот что получилось:
“Изобретатель целеустремлен, трудолюбив, увлечен умственной работой, наблюдателен, любознателен, настойчив, независим, находчив, способен мыслить зрительными образами и “думать руками”.

Изобретать может каждый
Этот расхожий (и вполне правильный) лозунг пропагандистов различных методик обучения относится ко всем нормальным людям, в том числе и к школьникам. Но изобрести могут лишь немногие, примерно один из нескольких тысяч. Возникает вопрос: если это так непродуктивно, то стоит ли привлекать к этому занятию значительную часть ребят, тратя учебное или факультативное время, энергию и средства.
Если говорить о прямом обучении изобретательскому творчеству по известным методикам ТРИЗа, АРИЗа и других, то вряд ли. Ибо детям, весьма загруженным школьной программой, несвойственно обучаться тому, что не обязательно и, главное, не дает сиюминутной или хотя бы перспективной отдачи (результата, эффекта, выгод и т.д.). Кроме того, эти методики чрезвычайно сложны, малопонятны и требуют длительных усидчивых занятий.
Но, с другой стороны, изобретательство – не профессия избранных, а образ мышления, которым необходимо владеть всем. Это умение фантазировать, мыслить нестандартно, образно, конструктивно, находить рациональные решения в, казалось бы, безвыходных ситуациях, видеть в обычном необычные возможности, сознательно или бессознательно находить в привычных вещах недостатки и искать пути их устранения.
Возникает дилемма: обучать этому, скажем прямо, не очень популярному виду творчества не следует, и в то же время оно полезно каждому индивидууму и крайне необходимо всему обществу. Автор этих строк убежден, что надо не обучать изобретательству, а сразу изобретать. Без какой-либо предварительной подготовки! Это должна быть игра, соревнование умов, причем обязательно гласное, на виду у товарищей, с публикацией на выставках, семинарах, в СМИ, на радио, по телевидению, в интернете. И, конечно, авторов наиболее интересных технических решений и их наставников необходимо поощрять. Естественно, надо замечать патентоспособные предложения и помогать молодым авторам в оформлении заявочных материалов на получение патента. Лучше всего это делать на конкурсах.
Для ведения изобретательской “игры” необходим запас подходящих – понятных, доступных и интересных ребятам – тем творческих заданий. Но для их гласного обсуждения наставнику необходимо иметь определенную инженерную подготовку, которую далеко не каждый учитель имеет или желает приобрести. Но заниматься изобретательским творчеством весьма желательно, даже если в классе или в школе найдется двое-трое ребят, проявляющих к этому интерес.
Проще всего предлагать ребятам темы для творческой разработки (из методической разработки или заданий Всероссийского конкурса), затем собирать решения и отправлять их без рассмотрения жюри конкурса. В идеале учитель может предварительно познакомиться с предложениями ребят, обратить внимание на самые интересные, обсудить их на занятиях и даже выставить оценку. Не исключен вариант, при котором учитель обсуждает рецензию, полученную от консультанта Всероссийского конкурса молодых изобретателей. Некоторый разрыв во времени компенсируется профессиональной оценкой технического решения и, возможно, объявлением приза автору проекта.
В обиходе изобретением называют любое, не обязательно техническое, нестандартное высказывание или действие. Официально – это новое, ранее неизвестное (нигде в мире и никогда не примененное и не опубликованное) техническое решение научной, промышленной, сельскохозяйственной, медицинской, бытовой, спортивной, учебной задачи. Изобретение должно иметь преимущества по сравнению с ранее известными подобными решениями (аналогами и прототипами), быть выполнимым современными средствами и применимым в народном хозяйстве. Кроме того – иметь определенный уровень, то есть быть не настолько явным и примитивным, что конструкцию мог бы создать рядовой специалист, используя известные технические решения.
Мы не будем столь ортодоксальными в оценке творческих предложений. Любое решение рассмотрим таким, какое оно есть. Более того, если ребенок найдет в научно-популярной литературе или в другом источнике информации искомое техническое решение (по конкретному заданию!), сумеет его толково пояснить и сделать чертеж или эскиз, то сочтем его творение оригинальным. Конечно, предпочтение отдадим проектам, выполненным самостоятельно.
Как вообще изобретения возникают, обретают наглядный вид и патентную защиту? Условно разделим их на поисковые, то есть такие, которые ищут целенаправленно (научная работа, производственная необходимость, технические неудачи и др.), попутные, возникшие в ходе поиска другого технического решения, и случайные, идея которых возникла в результате какого-то наблюдения или ассоциации. Подчеркнем: только идея, намек, принцип действия или устройства. А техническое решение еще надо специально разрабатывать.
Случайная техническая идея нередко возникает у дилетанта, далекого от этой проблемы. Он не может не обратить на нее внимания либо заметить, заинтересоваться и попытаться развить. И вот в ходе развития и поиска конструктивных форм, выявления прототипов и аналогов, дилетант становится специалистом. Иной раз, весьма квалифицированным. Поскольку пока мы тесно не связаны с наукой и производством, со случайных дилетантских изобретений и начнем. Пример приведу из классики и свой личный. Ибо ничего так не привлекает и не убеждает, как незримое присутствие и сопереживание читателя или слушателя.

Случайное изобретение знаменитого Альфреда Нобеля
Альфред Нобель учредил в начале XIX века международные премии своего имени на деньги, которые можно считать не вполне чистыми, ибо они заработаны на изобретении и производстве взрывчатки, уносящей человеческие жизни и причиняющей труднопоправимые разрушения.
История самого изобретения небезынтересна. Если вам довелось видеть фильм, кажется, под названием “Плата за страх”, то помните, с какими опасностями и жертвами сопровождалась транспортировка взрывчатого вещества. Это был жидкий нитроглицерин, взрывающийся неожиданно от малейших сотрясений, ударов, трения или нагрева.
С нитроглицерином Альфреда Нобеля познакомил в Петербурге (три поколения шведской семьи Нобелей многие годы жили и работали в России) в 60-х годах XIX века знаменитый химик (позже академик Петербургской академии наук) Николай Николаевич Зинин. Русский ученый занимался химической технологией производства нитроглицерина и его практическим использованием, в том числе в военном деле. В 1863 году Нобель организовал производство этого чрезвычайно опасного взрывчатого вещества.
Как-то Нобель заметил, что нитроглицерин, случайно пролитый на песок, полностью потерял свой неукротимый характер, однако сохранил взрывную мощь. Другой бы мог этого не заметить, но, будучи опытным потомственным изобретателем, Нобель догадался, что нейтральный наполнитель может сделать нитроглицерин менее опасным в перевозке и обращении. Проведя серию успешных экспериментов, Нобель в 1867 году в Лондоне запатентовал новое взрывчатое вещество, назвав его динамитом. Патент защищал новинку от конкурентов, и Нобель, начав производство динамитов в ряде стран мира, сказочно разбогател.
Как появляются изобретения?
Разделим творческий процесс создания изобретения на этапы. Покажу на своем личном опыте.

Этап первый – возникновение технической идеи
В далеком 1965 году, когда мой старший сын Владимир учился в 6-м классе, жена заставила “заняться” с ним физикой. Открываю учебник Александра Перышкина и его соавторов, а там на странице 109 в разделе “Плавание тел в зависимости от удельных весов вещества тела и жидкости” рисунок пробирки со слоями керосина, воды и ртути. Над каждой жидкостью плавают шарики одинакового размера: над керосином – пробковый, над водой – парафиновый, над ртутью – стальной. Чтобы лучше втолковать сыну физику этого явления, воспроизвел опыт в натуре. Правда, без ртути.

Этап второй – моделирование
Во время втолковывания сути “плавания тел” почему-то вдруг закрыл пробирку пальцем и сильно встряхнул. Вода с керосином смешалась и образовалась однородная эмульсия, удельный вес которой, естественно, должен был быть усредненным между ее составляющими. Во всяком случае парафиновый шарик оказался вверху, прямо под пробковым. Следовательно, рассудил я, в пробирке было больше воды, чем парафина и удельный вес эмульсии намного больше, чем у керосина.
Изменил условия опыта и залил в пробирку керосина побольше. Встряхнул, и что же, парафиновый шарик в эмульсии оказался на дне пробирки. Не надо быть гением, чтобы догадаться, что удельный вес эмульсии стал меньше. Сын урок усвоил, и “нормальный” человек на этом бы успокоился.
Но я подумал, что должна же в конце концов эмульсия прийти в исходное положение, расслоиться. Как это происходит? Действительно, через некоторое время в первом варианте (парафиновый шарик вверху) мутноватая жидкость у шарика начала светлеть и шириться. А шарик стал копировать границу расслоения между керосином и водой. Конечно, иначе и быть не могло. Замечал ли это кто-нибудь до меня? Если нет, то, несмотря на очевидность самого физического явления, в нем проявляются признаки изобретательского решения.

Этап третий – конструирование
Третьим этапом должен бы быть сбор информации – выявление того, есть ли в этом эффекте элемент новизны и может ли это где-то пригодиться. Однако эти сведения, как будет видно из этапа четвертого, у меня уже были в голове.
Конструирование, как правило, предшествует моделированию и опытной проверке работоспособности устройства. Но в данном случае получилось наоборот. Я понимал, что обнаруженный эффект, как говорят, “к делу не подошьешь” – практического значения он не имеет, как любая другая техническая идея. Ее необходимо преобразовать в конкретное техническое устройство, чтобы по описанию и чертежу можно было воспроизвести без моего участия.
Я не ахти какой конструктор, но в детстве во время школьных каникул работал чертежником на Саратовском крекинг-заводе. Так что чертежными навыками немного владел. И вот, что получилось из моего случайного эксперимента.
Для датчика плотности подобрал материал с удельным весом большим, чем у керосина, и меньшим, чем у воды. Придал ему форму пустотелого шара, внутри которого поместил так называемую ртутную свинку – прибор, замыкающий и размыкающий электрическую цепь в зависимости от его положения относительно горизонтальной плоскости. К датчику прикрепил стержень, соединив его с поплавком, удельный вес которого меньше, чем у керосина. Поэтому он постоянно находится в поверхностном слое жидкости. А поплавок-датчик свободно перемещается, копируя границу расслоения жидкостей (между керосином и водой). Датчик отрегулирован так, что при начале расслоения эмульсии или суспензии срабатывает “ртутная свинка”. Электрическая цепь замыкается, включая звуковой сигнал или диспергатор-смеситель.

Этап четвертый – поиск области применения
К этому времени я уже более двух лет работал корреспондентом журнала “Изобретатель и рационализатор” и, конечно, был знаком с изобретательством. Где бы это устройство применить? Бывая на машиностроительных предприятиях, заметил, что на резец токарного станка подается жидкость. Поинтересовался: для чего и каков ее состав. Оказалось, что специально приготовленная жидкость служит для охлаждения и смазки зоны резания металла и состоит из машинного масла, воды и некоторых добавок. А чтобы смесь длительное время не расслаивалась, ее гомогенизируют, то есть тонко измельчают. Однако со временем смесь расслаивается и становится непригодной к применению. Жидкость находится в непрозрачной емкости под потолком цеха. Поэтому уловить начало расслоения непросто. Примерно такое же положение возникает при гравитационном отделении сливок из молока. Вот они, возможные области применения случайной находки!

Этап пятый – оформление заявки на получение патента (в те времена – авторского свидетельства)
Подготовить заявку на изобретение (уже знал, как это делать) не было большой проблемой. Вообще-то эта работа довольно сложная и хлопотливая (чертежи по определенной форме, толковое понятное описание устройства и, главное, составление предмета (формулы), изобретения со ссылками на аналог (прототип) и расшифровкой отличий и преимуществ заявляемого устройства). Заявку отправил во ВНИИГПЭ (патентный институт). Мое устройство было признано изобретением (N 190346) под названием: “Устройство для регулирования консистенции суспензии”.

Этап шестой – реализация изобретения
Публикация устройства в “Бюллетене изобретений” и в журнале “Изобретатель и рационализатор”, видимо, никого не заинтересовала. Обратился к ученым Всесоюзного заочного института пищевой промышленности. Встретил там понимание и готовность развить эту тему. Вместе с проректором института Михаилом Горошенко, главным инженером хлебозавода на Верхней Красносельской улице Семеном Пифшицем и другими соавторами разработали более совершенное “Устройство для автоматического контроля и регулирования уровня и концентрации растворов” (изобретение N 277300). Изготовили на хлебозаводе и испытали в работе опытную установку.

Этап седьмой – получение авторского вознаграждения
Оказался гипотетическим, ибо никакого материального поощрения я не получил. Но это ничуть не повлияло на мое дальнейшее изобретательство. Радовало то, что удалось, тем более с первого раза, “переплюнуть” весь мир. Вряд ли какое-нибудь другое творческое достижение может принести радость большую, чем сотворение изобретения. Сейчас их у меня более полусотни, в том числе около двух десятков патентов в развитых странах.

Пожелание и призыв
Если эти рассуждения убедят вас, читатель, в том, что и в изобретательстве, как говорится, “не так страшен черт, как его малюют”, что для занятия изобретательским творчеством не обязательно иметь “сто пядей во лбу”, специальное образование и производственный опыт. Конечно, человек, ими обладающий, способен создать нечто более весомое. Но, с другой стороны, сколько крупнейших технических новшеств придумали неспециалисты, дилетанты. Во всяком случае изобретательское творчество само по себе необычайно интересно, а там, смотришь, вдруг изобретете что-нибудь общеполезное.

Иосиф ЭЛЬШАНСКИЙ,
исполнительный директор и ведущий Всероссийского телевизионного конкурса молодых изобретателей