При восхождении на высокие вершины альпинисты для связи с базовым лагерем используют радиостанции, которые работают на фиксированных частотах (рис. 4.4). Но высоко в горах при температурах ниже –50 °С транзисторы сильно охлаждаются, и их физические свойства меняются. В результате меняется частота, на которой они должны работать, и связь с лагерем нарушается. Чтобы радиостанция не замерзала, ее главную часть (генератор частоты) предложили поместить в термостат — сосуд типа термоса с подогревом, а наружу вывести антенну, микрофон и динамик. Но оказалось, что термостат будет весить в три-четыре раза больше, чем сама радиостанция, да еще нужен мощный аккумулятор в качестве источника питания — а это опять лишний вес, который носить в горах очень трудно. Как быть?

Проанализируем ситуацию — почему возникла проблема? Основная функция, которую должна выполнять система в составе: радиостанция, базовый лагерь внизу и альпинист наверху, — обеспечить устойчивую радиосвязь между базовым лагерем и альпинистом. Радиостанция была спроектирована для работы в нормальных климатических условиях — при средних температурах — и прекрасно выполняла свою основную функцию. Используя радиостанцию на восхождениях в горах при низких температурах, альпинисты предъявили к ней значительно более жесткие требования, и радиостанция работать отказалась. Так возник нежелательный эффект № 1 (НЭ1). Чтобы его устранить, предложили использовать средство устранения (СУ) — термостат. Термостат действительно обеспечивает устойчивую радиосвязь, но много весит, что создает новый нежелательный эффект (НЭ2).

Сформулируем причинно-следственные связи в их противоположных состояниях:

1. Если использовать термостат (СУ), то нарушений связи не будет (НЭ1 устраняется), но появляется лишний вес (НЭ2).

Схематически это можно записать так:

(Черточка над обозначением указывает на его отрицание, т.е. на противоположное значение.)

2. Если же термостат не использовать (СУ не вводить), то лишний вес не появляется (НЭ2 не возникает), но сохраняется нарушение радиосвязи (НЭ1).

Схематически это можно записать так:

Свойство связи между двумя взаимодействующими объектами, при котором изменение одного объекта, или его части, или его параметра в нужную для нас, потребителей, сторону вызывает недопустимое для нас, потребителей, изменение другого объекта, или его части, или его параметра, называется техническим противоречием (ТП).

Таким образом, между возможностью иметь устойчивую радиосвязь и необходимостью таскать лишний вес существует прямая зависимость, причем без всяких возможных компромиссов: или связь и лишний вес, или ни веса, ни связи.

Чтобы поставить изобретательскую задачу, применим прием, который уже был использован в задаче о лодке Робинзона: введем в систему отсутствующий, идеальный термостат. Такой термостат ничего не весит, не потребляет никакой энергии (так как он отсутствующий!), но прекрасно выполняет свою функцию: согревает радиостанцию.

Тогда постановка изобретательской задачи может схематически выглядеть так:

т.е. не вводя средство устранения и тем самым не создавая новый нежелательный эффект , устранить имеющийся нежелательный эффект . Наша конкретная задача может быть записана так: не вводя термостат и тем самым сохраняя способность отсутствующего термостата не создавать лишний вес, обеспечить незамерзание радиостанции.

Из постановки изобретательской задачи и противоречия технического естественно вытекает противоречие физическое: термостат должен быть, чтобы радиостанция не замерзала и обеспечивалась устойчивая радиосвязь (основная функция системы), и термостата быть не должно, чтобы не приходилось носить лишний вес (чтобы не возникал НЭ2).

Функцию идеального крана в задаче о лодке Робинзона выполняла сама система. Очевидно, что функцию идеального термостата, как и любого идеального элемента, тоже должна выполнять сама система. Тем более что термостат выполняет вспомогательную функцию. А опыт решения предыдущих задач подсказывает, что от таких элементов нужно избавляться. Поэтому идеальное решение должно выглядеть так: система сама обеспечивает обогрев радиостанции.

Уточним состав системы, т.е. когда и при каких условиях ведется радиосвязь. Очевидно, только тогда, когда радиостанция находится в горах вместе с альпинистом, который сам является прекрасным источником тепла. Следовательно, функцию термостата — подогревать — можно передать альпинисту. Было предложено ту часть радиостанции, которая боится мороза, помещать в нагрудный карман комбинезона, а наружу вывести только микрофон, динамик и антенну.

Сделаем очередные выводы. Инструментальная цепочка действий при поиске решения проблемной ситуации дополняется новыми шагами: формулирование основной функции (ОФ) — определение состава системы и функции отдельных элементов — формулирование технического противоречия (ТП) в двух вариантах (выявление нежелательного эффекта НЭ1 — введение средства устранения СУ — появление нового нежелательного эффекта НЭ2) — постановка изобретательской задачи (ИЗ) — формулирование физического противоречия (ФП) — формулирование идеального конечного результата (ИКР).

Запишем кратко новую схему:

ОФ → состав системы → ТП (НЭ1 → СУ → НЭ2) →

→ ИЗ → ФП → ИКР.