Кто сказал, что ничего на свете не дается даром? Пусть отрежут лгуну его гнусный язык! Мы вручаем вам Рог Изобилия! Освоив очередной прием, вы сможете взять все, что нужно, буквально у себя под ногами — или сотворить из воздуха. Начнем с самого выразительного примера.
Спасение утопающих — дело рук самих утопающих!
Великий маг Гарри Гудини зарабатывал на жизнь, публично освобождаясь от оков, наручников и прочих уз — в экстремальной обстановке. По ходу одного такого представления, которое происходило в проруби, мага затянуло под лед. Прошло несколько минут, публика уже не надеялась увидеть Гарри живым, но тут он выбрался из другой проруби ниже по течению живым и невредимым. Как ему это удалось?
Великий маг и на этот раз обошелся без магии. Он использовал ресурс — прослойку воздуха, которая всегда существует между льдом и водой. Этого небольшого запаса — нескольких вдохов — ему хватило, чтобы добраться до проруби.
В разобранном примере ресурс — запас вещества (воздуха) необходимый для решения поставленной задачи (выжить подо льдом). Этот запас уже был в исследуемой системе (реке). Легендарный голландский мальчик, который заткнул пальцем дырку в плотине, предотвратив наводнение, тоже использовал палец как вещественный ресурс. Возможны ли невещественные ресурсы? Перейдем к следующему примеру.
Кто с мечом к нам придет…
В восточном единоборстве "айкидо" мастер, чтобы справиться с нападающим, почти не расходует собственную энергию. За счет чего же он все-таки одерживает верх?
Мастер айкидо использует для этого энергию самого нападающего! Как видим, снова для решения задачи (одолеть нападающего) используется запас энергии, который уже есть в системе (состоящей из соперников). Такой запас будем называть энергетическим ресурсом. Примечание: речь идет не о таинственной вездесущей космической энергии, а о банальной механической. Хотя, конечно, авторам хотелось бы научиться использовать и ту, таинственную…
Непонятное расстройство
Генеральная репетиция длится столько же времени, что и концерт, однако во время концерта гитару приходиться настраивать гораздо чаще. Почему так происходит? Тон гитарной струны зависит от длины струны и от силы ее натяжения. Какие факторы, способные повлиять на длину или натяжение струны, присутствуют на концерте, но отсутствуют на репетиции? Механическое воздействие со стороны гитариста и на концерте, и на генеральной репетиции вряд ли сильно отличаются. Но струна может изменить длину еще и от нагревания или охлаждения. А мощное тепловое воздействие во время концерта искать недолго: его дают мощные прожекторы, ярко освещающие сцену. На репетиции такое освещение не нужно. В разобранном примере мы снова имели дело с энергетическим ресурсом — запасом энергии, который уже есть в исследуемой системе (концертном зале), и понимание этого позволяет решить поставленную задачу.
Можно ли представить себе еще какие-нибудь ресурсы — не вещественные и не энергетические? Перейдем к следующему эпизоду.
Лунная лампа
В книге М.Борисова "Кратеры Бабакина" есть эпизод, связанный с проектированием станции "Луна-16". Необходимо было снабдить станцию компактной и сильной электролампой для освещения лунной поверхности "под ногами" станции. Лампе предстояло выдержать большие механические нагрузки. Естественно, отобранные образцы придирчиво испытывали. И вот оказалось, что лампы не выдерживают перегрузок. Слабым местом было соединение цоколя лампы со стеклянным баллоном. Сотрудники Бабакина сбились с ног, пытаясь найти более прочные лампы. Как быть? Руководитель группы нашел простое и неожиданное решение. Ход его мысли был примерно таким: для чего нужен баллон в лампе накаливания? Чтобы нить накала не соприкасалась с воздухом. Но на Луне нет воздуха! Так что стеклянный баллон вообще не нужен — его можно просто отрезать, лампа прекрасно будет работать и без баллона. Не кажется ли вам, читатель, что при решении этой задачи тоже был использован своеобразный ресурс — ресурс безвоздушного пространства Луны? Действительно, пригодился запас пространства, который уже был в исследуемой системе (на Луне). Он и позволил решить задачу — осветить лунную поверхность при помощи электролампы.
Еще пример пространственного ресурса — использование знаменитого "листа Мебиуса". Созданы магнитофоны, в которых лента имеет именно такую — одностороннюю — поверхность. В результате время непрерывного звучания удваивается. Существуют и принтеры, в которых бумажная лента склеена листом Мебиуса.
Наверняка, читатель, у вас есть опыт решения задач по геометрии — когда выход за пределы первоначального чертежа помогает справиться с хитрой задачкой. Иногда это выход в другое измерение — нет, не в четвертое, а во второе или в третье. Такой выход тоже можно считать использованием пространственного ресурса.
Можно ли использовать как ресурс такую неуловимую вещь, как время? Вспомним жюльверновского героя Филеаса Фогга. Этот находчивый джентльмен, чтобы решить задачу (выиграть пари), использовал запас времени в одни сутки. Запас времени уже был в системе (состоящей из Земли, Солнца и нашего героя, который отправился с востока на запад).
Если вы скажете, что это экзотика, мы рискнем привести пример, который буквально у вас перед глазами — кино. На экране кадры мелькают 24 раза в секунду, но вы никакого мелькания не замечаете. Это возможно, поскольку изображение на сетчатке глаза сохраняется примерно десятую долю секунды. Можно сказать, что изобретатели кино использовали эту долю как ресурс времени. Опять же, этот запас времени уже был в системе (в глазу зрителя) испокон веков и как бы ждал, пока кто-нибудь его использует.
Перейдем поближе к физике.
Стрельба через винт
Вот отрывок из книги по истории авиации. "В 1915 году в руки немцев попал французский самолет-истребитель. При осмотре машины выяснился секрет успеха французов в борьбе с немецкими самолетами. Пулемет у французов стрелял через собственный винт, а на лопастях винта были приклепаны стальные пластинки, они отражали пули, если те попадали в лопасти. Немцы скопировали новинку, но, в отличие от легких французских пуль, немецкие пули разносили собственные же винты в щепки". Что бы вы предложили?
Немецкие инженеры начали с уже знакомого нам вопроса: как сделать, чтобы летящие через винт пули не задевали лопасти? Ответ очевиден — пуля должна пролетать через винт как раз за тот промежуток времени, когда одна лопасть уже ушла с траектории пули, а другая — еще не пришла. Конструкторы без труда спроектировали устройство, допускающее выстрелы именно в эти промежутки времени.
Как видите, инженеры использовали запас времени, который уже был в системе (пулемет — воздушный винт). Снова ресурс времени позволил решить задачу, которая на первый взгляд казалась неразрешимой.
Если вам кажется, читатель, что и этот пример от физики далек, напоминаем вам, как измерял скорость света Арман Ипполит Физо — впервые в лабораторных условиях. В его установке зубчатое колесо работало как пропеллер, а вместо пуль в промежуток между зубцами пролетали световые сигналы.
На закуску парадокс: самый эфемерный, бестелесный, неощутимый ресурс — одновременно и самый важный. Это ресурс информации. Зачем, читатель, вы читаете эту книгу? Скорее всего, вы надеетесь, что при решении собственных задач вам пригодится запас информации, уже имеющийся в системе (в вашей уважаемой голове).
Используется ли информационый ресурс при решении физических задач?
Из чего сделано Солнце?
Начнем с задачи "как узнать состав и строение Солнца?". Эту задачу великий философ Кант (по образованию физик) объявил неразрешимой в принципе. Не прошло и года, как было открыто, что свет, пришедший от небесных тел, содержит информацию об их составе. Итак, чтобы решить задачу (узнать состав Солнца), использовали информацию, которая уже содержалась в системе (в солнечном излучении). Вся астрофизика стоит на том, что свет и прочие излучения, попавшие на Землю от небесных тел, содержат информацию об их составе и строении. Есть даже излучение, которое содержит информацию о Вселенной в целом — реликтовое излучение, и эта информация уже использовалась для решения конкретных физических задач.
Ядрышко и капелька
Известные физики Бор, Уилер и Френкель хотели объяснить поведение атомных ядер. Их интересовало, почему средние ядра устойчивы, легкие ядра сливаются, а тяжелые — распадаются. Задачу удалось решить, когда эти физики догадались, что поведение ядра очень похоже на поведение заряженной капли. Выходит, что они использовали информацию, которая уже была в системе (теперь системой надо считать всю науку физику).
Подобный прием — использование аналогии — в физике, скорее правило, чем исключение. К примеру, поведение света было понято при помощи информации, которую физики накопили, изучая механические волны. Де Бройль приписал волновое поведение частицам вещества по аналогии с частицей света — фотоном.
"Когда в физике проблема оказывается трудной, мы можем заглянуть к математикам — вдруг они уже встречались с такими вопросами". <Фейнман, Х.Ф.З.39> "Математики готовят свои выводы для более широкого круга проблем. И поступают предусмотрительно, ибо, в конце концов, бедный физик всегда вынужден возвращаться и говорить: — Простите, но вы хотели мне что-то сказать о четырех измерениях".
Обратное заимствование: диссертация Ломоносова "Рассуждения об (оптическом) зажигательном инструменте" "…Вознамерившись ввести в область химии приборы физиков, а также истины, ими открытые, чтобы до известной степени облегчить трудности, встречающиеся в этой науке,…я попытался увеличить зажигательную силу приборов…которые придут на помощь в химических работах, требующих сильного огня".
На всю катушку использует информационный ресурс для решения своих задач биосфера. И отдельные клетки, и организм, и вид, и биосфера в целом для выживания пользуются огромными запасами информации, которые уже есть в системе на всех уровнях — от молекулярного (ДНК) до глобального. Может быть, знаменитая ноосфера и есть глобальный информационный ресурс. Правда, пока непонятно, какие физические носители используются для приема и передачи этой информации. Может быть, вы, читатель, испытаете свои силы на этой интересной физической задаче?
Можете ли вы, читатель, сделать кое-какие выводы из всех разобранных примеров? Трудная задача может вам покориться, если вы сможете найти подходящий ресурс — запас вещества, энергии, пространства, времени, информации. Этот запас, как правило, уже есть в исследуемой системе.
Авторы не могут отогнать кощунственную мысль, что манна небесная — условное название для скрытого пищевого ресурса, который использовал библейский Моисей, чтобы насытить голодных соплеменников. Он же мастерски использовал ресурс времени в 40 лет, дожидаясь, когда останутся в живых только люди, не знавшие рабства.
© 2002 Александр Камин
***
Об использовании ресурсов можно также почитать
- в статье А.В. Подкатилина "Неизвестный ресурс";
- методическом материале "Ресурсы" (параграф 2.2)
- главе 2 "Сборника творческих задач по биологии, экологии и ТРИЗ" В.И. Тимохова.
