Технология творческого мышления

Они, безусловно, были. Давайте представим себя изобретателями лампочки (вместо Эдисона и Лодыгина) и подумаем, какие могут возникнуть технические трудности и как с ними бороться.

Проблема № 1, без сомнения, это подбор материала нити накаливания. Вы, вероятно, не забыли, что после выбора принципа действия системы идет выбор рабочего органа. Эдисон в поисках подходящего материала перебрал около 6000 вариантов (данные о Лодыгине неизвестны).

При всей своей гениальности и огромной результативности (Эдисон получил более 1000 патентов!) методы, которыми пользовался Эдисон в поисках идеи, были крайне непроизводительны. Широко известна их оценка талантливым чешским ученым и изобретателем Николаем Теслой, который некоторое время работал в лаборатории Эдисона: «Если бы Эдисону понадобилось найти иголку в стоге сена, он бы не стал терять времени на то, чтобы определить наиболее вероятное место ее нахождения. Он немедленно с лихорадочным прилежанием пчелы начал бы осматривать соломинку за соломинкой, пока не нашел бы предмета своих поисков. Его методы крайне неэффективны. Он может затратить огромное количество времени и энергии и не достигнуть ничего, если только ему не поможет счастливая случайность. Вначале я с печалью наблюдал за его деятельностью, понимая, что небольшие творческие знания и вычисления сэкономили бы ему 30% труда. Но он питал неподдельное презрение к книжному образованию и математическим знаниям, доверяясь всецело своему чутью изобретателя и здравому смыслу американца».

Справедливости ради нужно отметить, что в то время свойства материалов, тем более в такой новой и специфической области знаний, как нагрев электрическим током, были мало известны. Исследования тех лет легли в основу таблиц, которыми мы сейчас пользуемся.

Интересно, а как бы вы, уже имея «небольшие творческие знания», искали иголку в стоге сена?

Попробуем применить полученные знания и повысить производительность интеллектуального труда. Для этого, очевидно, нужно рассмотреть нить как элемент нескольких систем: нить и источник энергии (электрический ток); нить и внешняя среда; нить и зрение человека. Ограничимся пока этим, хотя число систем можно продолжить. Например, нить и возможности производства — технология, стоимость и т.д.

Итак, каким требованиям должна удовлетворять нить накаливания с точки зрения источника энергии? Чтобы выполнялась основная функция (излучать световую энергию), используется принцип действия — преобразование электрической энергии в оптическую нагревом рабочего тела до высокой температуры, при которой оно начинает светиться. Основной показатель здесь, как для всякого преобразователя энергии, — это коэффициент полезного действия (КПД). Не менее важен и относительный параметр — количество световой энергии с единицы поверхности рабочего тела.

Нить и внешняя среда — это возможность максимального применения объекта с точки зрения его совместимости с другими системами, его безопасность при эксплуатации и ремонте, экологичность и другие параметры.

Нить и зрение человека — это спектр излучения рабочего тела, соотношение спектральных составляющих, их соответствие солнечному свету.

Анализ можно продолжить. Что он дает? Чем шире представление об объекте, тем больше ограничений мы на него накладываем, тем меньше поле поиска и проще выбор. А сколько времени и средств экономится! Ведь мы реальные эксперименты заменяем мысленными!

Что же в конце концов нам нужно от нити накаливания? С небольшой поверхности — высокую яркость свечения видимого спектра излучения, при этом рабочее тело не должно терять механическую прочность. Чтобы электрическая энергия расходовалась на рабочем теле, а не в проводах, его сопротивление должно быть в сотни и тысячи раз больше сопротивления проводов. Круг сузился до предела. Внутри его — материалы с высоким удельным сопротивлением, высокой температурой плавления и высокой механической прочностью. Справочники предлагают или керамику, или группу металлов: никель, хром, кобальт, молибден, вольфрам. Керамика оказалась неподходящей по спектру излучения и КПД, кроме того, ненадежной с точки зрения механической прочности (при перегреве иногда взрывалась). Из металлов самым подходящим оказался вольфрам. И практически до настоящего времени он остался основным материалом для нитей накаливания.

Слишком подробно и немножко нудно? Ничего не поделаешь, это и есть серые трудовые будни науки. Без них любая самая красивая идея остается только красивым мыльным пузырем. Конечно, 140 лет назад свойства материалов проводить электрический ток были практически неизвестны и только изучались. Поэтому выйти сразу на нужный материал Эдисон не мог. Но проделать такой элементарный анализ, как только что мы с вами, мог и должен был.

И тут возникает естественный вопрос: можно ли успешно решать любые технические задачи, не обладая знаниями в соответствующих областях? И вообще нужно ли «предварительно» знать, что соответствующий физэффект существует?