Тема 5. Основні поняття винахідництва

План.

1. Історія деяких відкриттів, винаходів і винахідників.

2. Рівні творчої діяльності і винахідницьких задач.

3. Основні поняття про методи розв’язування творчих задач.

1. Історія деяких відкриттів, винаходів і винахідників

Людина почала займатись винахідництвом з давніх здавен. Тільки виникла потреба в здобуванні продуктів харчування, з’явилась зброя, як лук і стріли, з приготуванням їжі пов'язаний спосіб здобування вогню. Можна перераховувати безліч прикладів творень рук людських, але зупинимось на деяких з них.

До числа найбільш значимих і ефективних продуктів фантазії і творчої діяльності людини в науково-технічної галузі досить справедливо віднести винаходи. Хоча чомусь загальноприйнято, що винахідництво потрібно тільки в техніці. Однак це не так. Придумувати нове можна скрізь.

З давніх часів люди знали, що їхнє життя багато в чому залежить від появи нового. Ніхто не пам’ятав, хто придумав перший лук, перше колесо, хто першим осідлав коня. І народжувалися легенди: про Прометея, що приніс людям вогонь; про космічних прибульців, що принесли на Землю свої знання і досвід. Згодом з’явилося розуміння, що і людина повинна створювати нове. І з’явився міф про Дедале. У Древній Греції нащадка афінського царя Ерехфея Дедала вважали першим винахідником. У міфах його називають засновником столярної майстерності, винахідником рубанка, клею, сокири, бурава, відвіса. Він був не тільки будівельником, але і художником, скульптором. На Криті він побудував лабіринт для Мінотавра з такими заплутаними переходами, що, увійшовши туди, неможливо було знайти дорогу назад. Цар Криту Мінос заточив Дедала і його сина Ікара в лабіринт. Так хіба утримаєш у полону такого фахівця! Дедал зробив крила з пер, скріплених воском, і на них вони із сином полетіли з острова. Греки обожили Дедала, виразивши цим свою повагу винахідникові. А естафету його підхопили нащадки, люди, що не можуть жити у світі відомого і постійно придумують нове, винаходять. Ми знаємо, як багато залежить від винахідників у техніці. Якби не вони, сучасний світ був би не пізнаваний. Але не тільки технічні задачі вимагають творчого підходу і дивних рішень. Спортсмени і музиканти, лікарі і художники, кондитери і режисери придумують нове, вносячи величезний внесок у розвиток людства.

Винаходи у спорті

Без винахідливості неможливо грати в шахи. Не даром стільки нових елементів, знахідок, винаходів народжується в кожнім великому змаганні. Це і захист Алехіна, і дебют Німцовича, система Ботвинника, говорять і про теорії гри Фішера...

Досить цікава й історія одного з найдавніших видів спорту - стрибків у висоту. Результати відомі - скептики навіть придумали приказку: “Вище голови не стрибнеш”. У XIX столітті з’явився стрибок із прямого розбігу, методом “перешагування” (так називаний гімнастичний стрибок). Потім вирішили стрибати, боком піднімаючи одну за іншою ноги паралельно поперечині. Цей стрибок назвали “ножиці”. Але от стрибунам спала на думку думка при переході через планку приймати горизонтальне положення. Так народився стрибок “перекатом”. Рекорди стали швидко обновлятися, але через якийсь час їхній ріст знову призупинився. Тоді з’явився “перекидний” стрибок. Новим і поки останнім, на сьогоднішній день, словом у стрибковій техніці став спосіб “фосбюрі-флоп”, винайдений молодим американцем Ричардом Фосбюрі. Він перший стрибнув неймовірним способом - спиною вперед. Винахід нових стрибків були націлені на одне, що б спортсмен менше піднімав центр ваги свого тіла над планкою.

Винахід наприкінці XIX століття низького старту допомогло американському спортсменові Ч. Шеріллу стати переможцем багатьох змагань.

Винаходів досить багато в кожнім виді спорту.

Винаходи в медицині

Велика кількість винаходів у медицині. Вони були в стародавності, ще більше їх сьогодні.

Наш сучасник англійський лікар Е. Дженнер позбавив людство від віспи, що забирала мільйони життів протягом багатьох сторіч. Він винайшов щеплення від віспи. Цікаво, що ще три тисячі років до нього в одній древній індійській книзі описане таке ж щеплення. Дивно, як багато медичних винаходів було зроблено в стародавності - у Древній Індії, Тибеті, у Древньому Вавилоні. Цілителі стародавності вміли знімати більмо з ока, виконували пластичні операції. Великий лікар стародавності Гіппократ залишив безліч винайдених їм медичних інструментів, способів виконання складних операцій (наприклад, він умів видаляти камені з нирок). Дотепер застосовується “шапка Гіппократа” - запропонований їм спосіб бинтування голови.

За останнім часом з’явилися нові способи зрощування кіст і їхнього подовження, лікування короткозорості і серцево-судинних захворювань, нові способи діагностики і нових медикаментів.

Винаходи в мистецтві

В образотворчому мистецтві винаходи почалися з наскального живопису. Перспектива винайдена майстрами італійського відродження, у першу чергу Брунолескі і Мазаччо. Леонардо да Вінчі доповнив геометричну перспективу повітряною, показавши, як міняється при віддаленні колір різних предметів. Наприкінці XIX група чудових художників Франції подарувала світові мистецтво імпресіонізму. Потім з’явилися кубізм, сюрреалізм і т.д.

Головні інструменти художника - кисті і фарби. Наші далекі предки, малюючи на скелях сцени полювання, користувалися вугіллям, крейдою і червоною глиною. Палітру сучасного художника складають сотні фарб усіляких відтінків. Більшість з них - результат кропіткої роботи хіміків і технологів. Робота ця продовжується і сьогодні: фарби стають більш яскравими, довговічними. Краще лягають на полотно. З’явилися навіть люмінесцентні фарби, за допомогою яких створюються нові несподівані ефекти в живописі. Уяви собі нічний пейзаж, виражений такими фарбами: “живий” світний місяць, блискітки снігу, переливаються бурульки на дахах, відблиски на стеклах вікон... Правда, деякі властивості фарб старих художників ще не розгадані.

Цікаве рішення в образотворчому мистецтві запропонував американський винахідник Роберт Вуд. Він помітив, що “живі” пейзажі більш контрастні, чим їхні зображення: різницю освітленості найбільш темних і світлих ділянок неможливо передати на картині. Сонце на картині не змушує прикривати ока, не іскриться піна на хвилях. Вуд запропонував підвищити контрастність картини, висвітлюючи її через її ж слайд.

Сьогодні вчені створили фарби, на які не сідає пил і волога. У природі давно помічений феномен, характерний для листів квітів лотоса - вони ніколи не намокають. Після дощу або повного занурення у воду вони відразу ж виявляються сухими і чистими. Тому на сході лотос символ чистоти.

На поверхні листів лотоса вода утворить краплі, що, немов кульки ртуті, скачуються по поверхні листа, захоплюючи сторонні часточки, що появилися на листі. Це природне явище одержало назву “ефекту ЛОТОСА(R)”. Учені стали досліджувати листи лотоса. Але довго нічого не могли зрозуміти. З появою нових видів електронних мікроскопів учені змогли побачити мікроструктуру поверхні листа. Вода цілком стікає з листів, змиваючи осаджений на них бруд. Учені назвали це явище - ефект лотоса. З використанням нанотехнологій був відтворений ефект лотоса, наприклад у виді фарби. Стіна будинку, покрита звичайною фарбою з ефектом Лотоса.

Музика зв’язана з людством із древніх часів. Перші пісні, перші музичні інструменти, перші способи запису музики, нотна грамота і сучасні синтезатори. Один з найважливіших винаходів у розвитку музики зробив на початку XVIII століття італійський композитор А. Вівальді. Він “винайшов” нову музичну форму - концерт, що представляє собою змагання соліста й оркестру, чергування швидких і повільних частин. До нього існувала тільки церковна і народна музика. 465 концертів вийшло з-під його пера, з них 228 для скрипки. А скільки винаходів зв’язано з іменами інших видатних композиторів! Л. Бетховен довів до досконалості форму сонати і симфонії; Ф. Шопен створив баладу для фортепьяно, переклавши на інструмент функції романтичного настрою, що раніш створювалося поетичною баладою. З’єднання музики і світла вперше було застосовано А. Скрябіним у “Прометеї”, а Д. Гершвін об’єднав симфонічну музику і джаз.

Винаходи в інших галузях

Без винаходів неможливо і розвиток науки. У розвиток закону Всесвітнього тяжіння внесли свій внесок Коперник, Галілей, Кеплер, Ньютон і Ейнштейн, кожний з них узагальнював знання попереднього, стискаючи їх у нову більш ємну формулу.

Початок першої промислової революції: парові машини, газове освітлення, точні верстати, масове виплавлення сталі, гребний гвинт, паровоз.

Перехідний період: від XIX ст. до XX ст.

Німецький винахідник - Роберт Бунзен (народився в 1811р.) винайшов пальник, який, змішуючи повітря і газ, давав високотемпературне полум'я.

Разом з німецьким фізиком Густавом Кірхгофом, з'єднавши пальник з оптичною системою, розробленою Йозефом фон Фраунгофером, заснували нову науку - спектроскопію.

Альфред Бернхард Нобель (народився в 1833р. в Стокгольмі) винайшов дїнаміт (Виктор Гюго називав його мільйонером - бродягою), залишив заповіт, щоб 9 млн. $ його спадщини використовувались на видавання премій по літературі, хімії, фізиці, фізіології або медицині і за миротворчу діяльність (в 1968р. додалась економіка) “...тим особам, що зроблять найбільш значний вклад на добро людству”.

Чарльз Парсонс - замінив поршневий паровий двигун паровою турбіною.

Т.А. Едісон (1847 - 1941 pp.) свій перший патент отримав в 1869 електрична машина для голосувань (для конгресу США).

Біржовий телеграф (отримав винагороду 40 тис. $).

1874 р. - квадруплексний телеграф.

1877 р. - фонограф (запис на циліндр з олов'яної фольги).

1879 р. - перша лампа з платинової ниттю.

1880 р. - відкриття "ефекту Едісона" - рух електричних зарядів.

1887 - 1888 pp. - пружинний привід з регулятором обертів до фонографу.

1889-1904 pp.- кінокамера (ширина стрічки - 35 мм).

Остання значна робота - створення залізо-нікелевого акумулятора.

Радар в США: 1935 р. - початок НДР, жовтень 1939 р. - 6 станцій.

Про політ людини Глибока давнина - міф про політ Ікара до Сонця.

Леонардо да Вінчі (XV - XVI ст.) - ескізи повітрольотів.

Друга половина XVI ст. на Русі "смерду Микитці", що спорудив крила і спробувався злетіти, "за сію співдружність з нечистою силою" було наказано відрубати голову.

1731 р. - в Ряжске піддячий Арякушний побудував першу в світі кулю і піднісся на ній.

А тепер ще про деяки винаходи, яки зустічаються у нас на кожному кроці

Одна із найпопулярніших у світі вважається сьогодні страва бутерброд, їй виконалось 450 років. Автор цього винаходу є відомий астроном Ніколай Копернік. Поштовхом до цього винаходу стала епідемія в Ольштинському замку. Її причиною, на думку Коперніка, міг бути бруд на шматках хліба, що падали на землю. Намагаючись здолати невідому хворобу, лікар –астроном запропонував хліб змащувати вершками, збитими без цукру. У разі, якщо шматок впаде на землю, то на маслі буде помітний бруд. Так виник ще і вираз, що бутерброд завжди падає маслом донизу. Винахід відомого астронома розвивали і удосконалювали ковбасами, шинками, сирами і зеленіною. Нині ідею Коперніка експлуатують ресторани швидкої їжі. Втім прихильники роздільного харчування вважають створення бутерброда роковою подією в історії людства. Їхню точку зору не поділяють мільйони.

Ще один відомий винахід - це велосипед, історія котрого веде свій початок їз безмоторних машин, які з’явились в кінці 18 ст.. В 1791 році граф де Сів рак побудував селеріфер – дерев’яну машину з двома колесами, які були розміщени послідовно і з’єднані брусом, де знаходилось сидіння. Подібні машини побудували винахідник Карл фон Дрейс.

У Франції брати П’єр і Ернст Мішо в 1861р. Установили педалі безпосередньо на переднє колесо. Вони назвали свою машину велосипедом і протягом чотирьох років налагодили виробництво до 400 велосипедів в рік. Найбільш важливим в історії велосипеда вважається 1888 рік, коли Джон Данлоп винайшов пневматичну шину. Рама стала стандартною і в наступні 70 років в конструкції велосипеда практично нічого не змінилось.

Винаходити може кожен

Винаходити може кожен і що робити це не складно.

Звичайно винахідник довго мучається, перебираючи велику кількість варіантів. На це іде багато часу, та й рішення виходить не завжди найкраще. У науці такий процес перебору варіантів відомий як “Метод проб і помилок”.

Але зараз створена наука, що дозволяє уникнути перебору варіантів при рішенні задач. Її автор — вчений і винахідник Генріх Альтшуллер — назвав нову науку “Теорія рішення винахідницьких задач”. Аматори фантастики знають розповіді Г.Альтшуллера, написані під псевдонімом Генріх Альтів.

Теорія рішення винахідницьких задач (Теория решения изобретательских задач - ТРІЗ) - це наука, що виявляє і використовує закони, закономірності і тенденції розвитку технічних систем.

ТРІЗ - це захоплююча наука, що дозволяє не тільки вирішувати винахідницькі задачі, але і розвивати свою творча уяву і якості творчої особистості.