트리즈
    지은이:헨리 알트슐러
    옮긴이:조형희

1부 이론의 시작
    1장 불가능하다고요?
  내가 발명가를 처음으로 본 것은 2차  대전 전이었다. 그 당시 우리  가족은 바쿠에 살고 
있었고, 나는 초등학교 4학년 학생이었다. 어느 날 학교에서 돌아 오다가, 부서진 변압기 앞
에서 수심에 가득찬 표정으로 담배를 피고 있는 기술자들을 보았다. 그들은 벽돌로 만든 받
침대 위에 놓여있는 변압기를 바라보고 있었다. 1m가  넘는 받침대 위에 놓여 있는 변압기
는 마치 멋진 기념비와 흡사한 모양을 하고 있었다.  기술자들은 기중기를 불러다가 고장난 
변압기를 끌어내리고 새 변압기를 설치하는 방법밖에 없다고 생각하고 있었다.  그날부터,나
는 기름 램프를 켜고 숙제를 해야 했다. 그날 뿐만 아니라 며칠 밤이 지나도록 전기는 들어
올 생각도 하지 않았다. 당시 기중기는 몇 안 되는 아주 값비싼 장비였기 때문에,  기중기를 
불러오는 일은 그리 간단하지 않았다. 전기 기사들이 한  일이란 고작해야 기중기가 도착하
기만을 기다리며, 한숨 쉬고, 투덜대는 것이었다.
  나는 아파트 11호에 사는 이웃이  발명가라는 사실을 모르고 있었다. 경리  일을 보던 이 
이웃이 받침대에서 변압기를 끌어내리기로  했다는 소문이 퍼졌다. 우리  아파트 단지에 살
던 거주자들은 모두 별명을 가지고 있었다. 그들 중에는 코스티아나 블라드와 같은 그럴 듯
한 별명을 가진 사람들도 있있다. 그러나 그 경리 아저씨는 단지 '경리'라고 불릴 뿐이었다. 
나는 그 다음날 경리 아저씨가 그 무거운 변압기를 어떻게 내리나 보고 싶어 참을 수가  없
었다. 마지막 수업도 빼먹은 채 현장에 달려갔다. 다행히도 제때에 도착했다. 뒤뜰 입구에는 
얼음이 가득 실린 마차가 서 있었다. 일꾼들은 이 얼음을  변압기 받침대 옆에 내려놓고 있
었다.
  여기에 설명이 필요한데, 그 시절에는 전기 냉장고가 없었다. 그래서 봄부터 가을까지  집
집마다 마차가 얼음을 배달하였고, 각 가정에서는 이  얼음을 구입하여 나무상자,양동이, 항
아리에 보관하였다. 일꾼들이 얼음을 나르면, 경리 아저씨는 그 얼음을 받침대 옆에다  차곡
차곡 쌓아올리고 있었다. 얼음으로 만든 받침대가 벽돌 받침대와  거의 같은 높이가 되었을 
때, 경리 아저씨는 나무 판자를 얼음 위에 올려놓았다. 일꾼들은 지렛대를 사용하여  천천히 
그리고 조금씩 변압기를 벽돌 받침대에서 얼음 받침대로 옮기기 시작했다. 얼음이 갈라지는 
소리가 났다. 그렇지만 얼음조각을 아주 정교하게 쌓아올렸기 때문에 얼음이 부숴져 떨어지
는 일은 없었다. 마지막엔 경리 아저씨가 천을 이용해서 얼음 받침대를 감싸 놓았다. 곧  가
는 물줄기가 땅바닥으로 흐르기 시작했으며 녹아 흐르는 물줄기가 굵어지기 시작했다. 왜냐
하면 바쿠의 9월 햇살은 한여름처럼 뜨거웠기 때문이었다.
  구경을 하던 사람들 모두, 심지어는 '보물'이라고 불리며 소문이 좋지않던 아저씨(이 사람
은 보물이 있는 곳을 분명히 안다고 착각하고 있었다. 하지만 그에게는 보물이 있는 곳까지 
갈 차비가 없는 것이 문제였다)까지도 대단한 아이디어라고 칭찬을 아끼지 않았다. 이때 마
이클 아저씨-마이클은 경리 아저씨의 이름이었다-는 접는 의자에 앉아 신문을 읽고 있었다. 
가끔 얼음 상태를 확인하기 위해 덮어 놓았던 옷감을 들춰볼 따름이었다. 다음날 아침, 나는 
변압기가 있는 마당으로 달려나갔다. 변압기는 이미 반쯤 땅으로 내려온 상태였다. 일요일이
었지만 일꾼들도 나와 있었다. 얼음이 녹아서, 물이 옷감의 아래쪽으로 흘러내려 강을  이루
고 있었다. 정말로 신기한 일이었다. 모든 사람들이 얼음이 녹는다는 사실을 알고 있었고 나
도 알고 있었지만, 아무도 얼음을 이용하여 변압기를 땅바닥에 내려 놓을 수 있다는 생각을 
하지 못했다. 왜 유독 마이클 아저씨만이 그 생각을 할 수 있었을까?
  그전까지 얼음이란, 물건을 차갑게 하기 위한 용도로만 이용되었다. 그런데 지금 이  얼음
이 기중기를 대신하게된 것이다. 얼음이 다른 용도로 사용된 것이다. 그렇다면 얼음 말고 다
른 물질도 마찬가지가 아닐까? 갑자기 모든 사물이 우리가 알고 있는 목적과는 다른 목적에 
사용될 수 있을 것이라는 생각이 나의 머리를 스쳤다. 순간 발명이라는 단어가 떠올랐다. 마
이클 아저씨는 이 발명을 통하여  정말로 발명가가 된 것이다. 신문에  실리고도 남을 만한 
일이었다. 만약에 새 변압기를 다시 벽돌 받침대 위에 올려놓는 방법을 발명한다면 더욱 큰 
뉴스가 될 것이다. 하지만 월요일이 되자 기중기가 도착했다. 기중기를 이용해 새  변압기가 
설치되었고, 고장난 변압기는 완전히 제거되었다. 전기 기사들은 새 변압기의 배선을 담당했
고, 목수들은 변압기를 보호할 상자를 다시 만들었고,  페인트공들은 페인트칠을 했다. 모든 
작업이 마무리 되었다. 하지만 이 일을 계기로 나는 "상황이 아무리 심각하고,심지어 가망이 
전혀 없어 보일지라도, 그것을 해결할 수 있는 방법이 반드시 있다"는 확신을  갖게 되었다. 
그것도 아주 단순하면서도 놀랄만한 해결책이....
  내가 처음으로 특허를 취득한 것은 고등학교 1학년일 때였다.  그 때부터 특허 취득은 계
속 이어졌다. 한때 특허 사무실에서 근무하며 다양한 발명가들과 만나기도 했다. 나는  점점 
창의력의 원리에 대해 관심을 갖게 되었다. 발며의 원리는 무엇인가? 발명가의 사고는 어떤 
과정을 거치는가? 왜 갑작스럽게 해결책이 튀어나오는가? 독자들도 발명가가 되고 싶은 마
음이 있는가? 그렇다면 다음에 있는 문제 속으로 들어가 보자.
    문제1 깰 것인가,말 것인가,그것이 문제로다?
  하루는 전구를 생산하는 회사의 중역이 엔지니어들을 불러 모아  놓고 회의를 열었다. 그
는 그들 앞에다 편지 한 뭉치를 내놓았다. 그가 말했다. "이건 고객들이 보낸 항의 편지입니
다. 우리 제품에 대한 불평이 대단합니다. 제품의 품질을 향상시켜야합니다. 내 생각에는 전
구 속의 압력에 문젱가 있는 듯 합니다.  어떤 때는 압력이 정상 수치보다 높고, 어떤  때는 
그이하입니다. 여러분들 중에 전구 속의 압력을 측정할 수 있는 사람 없습니까?" 대뜸 어떤 
엔지니어가 자신 있게 대답했다. "그거야 간단하지요. 전구를  깨면 되잖아요." "뭐라구요,부
숴 버린다고요!" 중역이 어이 없다는 듯 소리를 질렀다. "1백개당 한 개씩만 깨면 되지 않겠
어요?" 엔지니어는 자신의 주장을 굽히지 않았다. 이때 어디선가 발명가가 나타났다. "이 문
제는 초등학생 수준에 불과합니다. 초등학교 교과서를  보세요...." 그는 교과서 어느 부분에 
적절한 해결책이 담겨 있는지 알려  주었다. 교과서 어느 부분일까?  독자들은 전구 내부의 
압력을 측정하기 위한 좋은 아이디어가 있는가?
  몇 시간 정도 고민한다면, 이 문제에  대한 대여섯가지 정도의 해결책이 떠오를 수  있다. 
하지만 이렇게 떠오른 아이디어들은 대부분  틀린답이기 쉽다. 종종 전구  무게를 측정하면  
된다고 생각하는 사람들이 있다. 빈 전구의 무게와 전구 부피를 정확히 알고 있다면 이론적
으로는 가능한 이야기이다. 왜냐하면 가스가 들어있는 전구 무게를 측정해서 가스 무게만을 
산출할 수 있기 때문이다. 그러나 이것은 현실적인 방안이 될 수 없다. 전구 속에는 아주 적
은 양의 가스가 들어 있기 때문이다. 그 양은 0.1g  또는 불과 0.001g 밖에 되지 않는다. 표
준량과 차이가 나는 가스량을 측정하기 위해서는 특수한 저울이  필요하다. 게다가 이런 식
으로 측정한다면, 상당히 많은 시간이  필요할 것이다. 연구소라면 가능할 지 모르지만 제조 
공장에서는 적절한 방법이라고 할 수 없다. 노련한 발명가라  할지라도 정답을 금방 찾아낼 
수 없을 것이다. 노련한 발명가들은  더 완벽한 정답을 찾기 위해  수없이 많은 아이디어를 
분석할 것이다. 그는 밤낮으로 생각에 몰두할 것이다. 또  보이는 것은 무엇이든지, 문제 해
결의 실마리로 사용하려 할 것이다. 눈이 오는 날이라면 저온을  이용할 수 있는 방법에 대
해 생각할 것이다. 전구를 냉각시켜 볼까? 가스가 액체로 되면 부피를 측정하기가 쉬울텐데. 
만원 버스가  지나간다고 하자. 소음, 그래 소리야...... 초음파를 사용하면 어떨까? 음속은 기
체의 밀도와 상관관계가 있으니까.
  TV에서 축구경기를 한다고 하자. 전구속에 조그만 볼을 만들어 넣으면 안 될까? 공이 떨
어지는  속도도 기체의 밀도와 상관관계가 있으니까 말이다. 이런식의 사고는 매일매일, 몇
년동안, 아니면 평생이 걸릴 수도 있다. 경우에 따라서는 한 사람의 인생도 모자라 다른  발
명가가 그 문제를 이어받아 해답을 찾으려 할 수도 있다.  그 뒤를 이어받은 발명가도 똑같
은 질문을 반복한다. "이런 식으로 하면 어떨까?" 어떤 경우에는 '이건  해답이 없는 문제라
서 어쩔 수 없어' 라고 생각하며 중도에 포기하기도 한다. 이렇게 말하는 과학자가 있을  수
도 있다. "음속을 돌파하려면 달리기 선수들을 연구해야 합니다. 잘 달리는 사람과  못 달리
는 사람의 차이는 무엇인가?빨리 달릴 수 있는 비법이 있는가? 이런 점들을 연구해야 합니
다." 달리기 선수들은 한 사람이 모두 다르기 때문에 어떻게 그들을 하나하나 분석할 수 있
을까? 더욱 치명적인 사실은 이 연구 결과가 초음속 기계를 만드는 데 전혀 도움이 되지 않
는다는 점이다. 초음속 기계의 발명을 위해서는 그것과 다른 원리가 필요하다. 이러한  시행
착오를 통해 문제를 해결하려는 방법론(문제해결에 대한 논리적인 이론체계  없이 해결책이 
될 수 있는 것들을 하나하나 분류하며 가려내는 방법론이다.  특출난 직관을 가진 사람들에
게는 좋은 방식일지 모르나, 보편적이고 과학적인 방법론이라고는 할 수 없다)의 연원은 고
대로 거슬러 올라간다. 본질적으로 이런  탐구방법은 인간의 출현과 그  나이를 같이한다고 
할 수있다. 세월에 따라 모든 것이 변화하지만 이러한  시도, 착오, 극복의 방법론은 영원히 
변하지 않는다.
  당대의 석학인 긴스버그 교수는 자신의 생각을 이렇게 말했다. "내가 발명한 것들은 여러 
아이디어들을 분류하고 가려낸 결과로써 얻은 것들이다." 20세기가  다 끝나가는 마당에 이
런 석학도 다양한 아이디어를 분류하고  가려내어서 문제에 대한 해답을  찾아냈다니! 이런 
방식은 2천 년 전에도 2만 년 전에도 20만 년 전에도 마찬가지 아니었겠는가?  이제 우리는 
과학/기술적 문제를 해결하기 위한 더 나은 방법을 찾아내야 한다. 기술의 발전에는 나름대
로의 특징과 법칙이 있다. 그렇기 때문에 같은 문제를 연구하는 다른 나라의 발명가들이 똑
같은 결론을 얻을 수 있다. 기술의 발전에는 규칙이 존재한다. 따라서 그 규칙을 찾아 낼 수 
있다면, 그것을 기술적인 문제 해결에 이용하는 것이 가능하다. 그렇게만 된다면 이것  저것
을 분류하고 가려내는 데, 시간을  낭비할 필요없이 규칙과 공식을 통해  문제를 해결할 수 
있을 것이다. 물론 이런 생각을 비웃는 회의론자들도 있다. "마치 아무나 발명가가 될 수 있
다는 식으로 말하는군요!"
  나는 기술적인 문제 해결의 이론을 1-2년 연구한 것이 아니다. 내 평생을 여기에 바쳤다. 
처음에는 혼자 시작했지만 나중에는 동조자들이  생기기도 했다. 우리 모두  노력을 기울인 
결과 마침내 새로운 이론이 개발되었다. 책이 출간되고,  교과서가 집필되고, 문제가 분류되
고, 세미나가 열리고, 학교가 생겼다. 이제 이 독특한 문제  해결이론은 러시아의 3백 여 개
에 이르는 학교에서 교육되고 있다. 모든 연령층의 사람들이 발명이론을 배울 수 있다. 스포
츠와 마찬가지로 빠르면 빠를수록 좋다.  초창기에는 전문 기술자들을 교육하는  것이 가장 
쉬웠다. 문제를 해결해 본 경험이 교육에 도움이 되어었기 때문이었다. 하지만 이론이  완숙
해짐에 따라, 차차 젊은 층을 대상으로 교육이 이루어졌다. 나중에는 고등학교 졸업반  학생
들을 대학생들과 함께 교육하기도 했다.1974년에는 청소년층을  독자층으로 하는 어떤 잡지 
속에 창의력을 테스트하는 문제를 실었다. 여기에 수록된 문제들은 실생활과 관련된 기술적
인 분야의 것들이었다. 예를 들자면, 전구내부의 압력을 어떻게 측정할 것인가 하는  문제와 
유사한 것들이었다. 문제를 낼 때마다 출판사에는 수천 통의 편지가 날아들곤 했다.  우리는 
그들의 의견을 분석하고, 전형적인 오류들을 지적하고, 문제  해결 이론을 설명하였다. 물론 
그 다음 호에는 또 하나의 새론운 문제를 수록했다.  우리는  아직 유치원생들을 지도할 수
가 없다. 현재까지는 5-6학년 학생부터 교육이 가능하다. 발명이론을 배우기 위해서는 약간
의 물리학과 화학의 기초지식이 필요하다. 유치원생들에게는 그런 지식이 없기 때문에 교육
이 힘든 것이다. 앞으로 이런 한계를 뛰어 넘으려면, 무미건조한 문제보다는 재미있는  문제
를 통해 접근 할 필요가 있을 것 같다.
  예를 들어,창문틀엔 인형이 하나 놓여 있고, 천장에서 늘어뜨린 줄이 2개 있는 방이  있다
고 생각해 보자. 어떻게 하면 두 줄의 아래쪽 끄트머리를 쥐고 있으면 결코 다른 줄의 끄트
머리를 쥘 수가 없는 먼거리이다. 따라서 다른 사람이나 어떤  사물이 손에 닿지 않는 줄의 
끄튼머리를 흔들어 주어야 한다. 하지만 이 방에느 도와 줄 사람이 아무도 없다. 이  문제는 
물리학적 지식이 없는 어린이도 풀 수 있다. 두 번째  줄이 흔들려야 하지만 충분히 흔들리
기에는 너무 가볍다. 따라서 아래 쪽에 추의  역할을 할 수 있는 물체를 매달 수만  있다면, 
줄이 진자 운동을 할 수 있다.  이 방에는  인형이 추의 역할을 할 수 있다. 이것이 정답이
다. 아주 간단한 문제이다.  만약에 인형 옆에 풍선 2개가 놓여 있다고 가정한다면, 이 문제
는 조금 더 어려워 진다. 풍선은 매우 가볍기 때문에 추의 역할을 할 수 없다. 그러나 어린
아이들은 풍선에 대한 호기심 때문에, 인형에 대해 신중히 생각해 보지 않을 수도 있다.
  이 문제의 난이도를 조금 높여 보자. 이 방에 줄 2개를 제외하고 아무것도 없다는 조건을 
세운다면 어떨까? 아이들은 구두를 벗어 추로  사용할 수 있음을 생각해낼까? 이런 문제들
은 어떻게 보면 창의력이 요구되는 문제(문제 속에  모순이 들어 있고, 아직 해결책이 알려
지지 않은 문제를 말한다. 독창적인 문제라는 뜻의 일반적인 의미와 구분해야 한다)이고, 어
떻게 보면 그렇지 않은 것 같기도 하다. 이 점에 대해서 나주에  다시 한 번 이야기할 기회
를 갖도록 하자. 지금 우리가 말할 수 있는 것은 단지 위의 문제들은 근본적으로 차이가 존
재하지 않는다는 점이다. 이 책에서  우리는 기술적인 창의력과 발며에 필요한 요소에 대해  
말하고자 한다. 물론 이 책이 교과서라 할 수는 없다. 이 책에서 말하고 싶은 것은 모든 사
람이 기술적인 문제들을 해결하는 방법을 배울 수 있다는  사실이다. 이렇게 값진 방법론을 
배우는 것은 무척 흥미로운 일이다. 
    제2장 몇가지 단순한 예
  이장에서 제시한 문제들은 꽤 어렵다.  이 문제들은 정말로 창의력을 요하는  문제들이고, 
발명가들이 찾아낸 해결 방법은 기술 발명으로 분류되고 있다. 여러분은 '문제 해결 이론'을 
배우지 않고서도 이 문제들을 풀  수 있을 것이다. 여러분들에게는 이미  이 문제를 풀기에 
충분한 지식과 경험이 있기 때문이다.
    문제2 초콜릿 속에 담긴 비법
  어떤소녀의 생일날이었다.어떤 손님이 커다란 박스에 담긴 초콜릿 캔디를 사 왔다. 속에는 
진한 딸기 시럽이 들어있는 술병 모양의 캔디였다. 모든 사람들이 그 선물을 좋아했다.  이
때 누군가 호기심이 많은 사람이  있었다. "이 캔디를 어떻게  만들었을까요?" 다른 손님이 
말했다. "시럽이 아주 진해야 하겠지. 그렇지 않다면 캔디가 흐물흐물해지기 쉬우니까 말야. 
그리고 진한 시럽은 초콜릿 속에 붓기가 힘드니까. 묽게 만들기 위해 뜨겁게 데워야 되겠지. 
그러면 뜨거운 시럽 때문에 초콜릿이 녹을연려가 있겠네. 이 방식으로는 많이 만들 수 있을
지 몰라도 제대로 된 캔디를 만들기가  힘들겠구나. 모양이 망가진 캔디가 많이  나오겠네."   
  이때 어디선가 발명가가 나타났다. "저에게 좋은 생각이 있어요. 저는 어떻게 이런 종류의 
캔디를 깨끗한 모양으로 만드는지 알고 있어요. 그 비법은 바로...."그는 정말로 해답을 제시
했다. 물론 간단한 해답이었다.  그 발명가의 아이디어는 어떤  것이었을까? 잘 생각해보자.
젊은 층을 대상으로 하는 파이어니어즈 트루즈 잡지에 실렸던  문제이다. 이 문제에 대해서  
수천 통에 달하는 독자의 편지가 있었다. 그리고 편지를 보냈던 거의 모든 사람들이 정답을 
맞추었다. 여러분들도 이미 정답을 짐작하고 있을 것이다. 정답은 시럽을 틀에 부어 꽁꽁 얼
린다음, 녹인 초콜릿속에 담가야 한다는  것이 비밀이었다. 이것은 에스토니아에 있는  화학 
연구소에서 개발한 방법이다.
  또 오피셜 가젯이라는 잡지에는 격주로 수 천건에 달하는 발명품에 대한 정보를 싣고 있
다. 때에 따라 어떤 항목은 긴 설명을 달고 있기도 하지만, 핵심내용만을 서술한다는 점에서
는 마찬가지이다.  매호마다 수록되는 총 발명 중에 약 3/5  정도는 학교에 다니고 있는 어
린이들의 작품이다. 그들은 물리학이나 화학의 지식이 없이도 할  수 있는 발명품들을 개발
한다. 비록 자그마한 것들이지만, 그들의 발명도 발명인  것만은 분명하다. 참신하고 유용하
다는 점에서는 동일하기 때문이다. 그들이  추가적으로 약간의 지식을 갖게  된다면 어떻게 
될까?
    문제3 장소는 골랐는데....?
  어느 도시의 광장에 오래된 탑이  하나 있었다. 어느날 그 탑이  땅속으로 조금씩 꺼지고 
있다는 소문이 나기 시작했다. 그래서 사실 여부를 조사하기  위해 위원회를 구성하게 되었
다. 위원들은 측량을 위해 일정한  곳에 고정된 지점이 하나 있어야  한다는데에 모두 동의 
했다. 전혀 움직이지 않고 탑에서 보이는 지점이어야 한다고 생각 했다. 광장과 광장 주변에 
있는 건물들도 탑과 마찬가지로 땅 속으로 가라앉고 있을 가능성이 있었다. 겨우 찾은 곳이 
탑으로부터 약450m 떨어진 공원에 있는 몇 개의 바위 였다. 이곳은 고정되어 있는 것이 분
명했다. 그런데 광장 주변에 있는 높은 건물들 때문에, 탑에서 바위를 볼 수 없다는 것이 문
제였다. 위원장이 생각에 잠긴 채로 말했다. "아주  난해한 상황이군요. 학자들에게 물어 봐
야 할 것 같습니다." 이때 어디선가  발명가가 나타났다. "학자들에게 물어 볼  필요 없습니
다! 6학년 물리 교과서를 보면 해결책이..."
  그는 그 책에서 무엇을 찾아봐야  하는 지 가르쳐 주었다. 독자들의  뇌리를 스치는 좋은 
아이디어가 있는가? 벌써 감을 잡은 사람도 있을 것이다. 그렇지  못한 사람들도 실망할 필
요는 없다. 물리 교과서의 수위측정 도구에 대한 부분을 찾아보자. 두 개의 유리관을 가져다
가 하나는 탑 위에, 또 하나는 바위 위에 놓는다. 그 둘을 부드러운 호스로 연결한 후, 호스 
속에 물을 채워 넣는다. 이 도구는  수위 측정 도구 역할을 해 주기  때문에 수면은 해면과 
늘 똑같은 높이를 유지하게된다. 그 다음에 관위에 물의 높이를 표시한다. 만약에 탑이 가라
앉고 있다고 하면, 탑에 설치한 유리관의 수면이 원래 표시해 두었던 우리관의 수면보다 위
로 더 올라가고 말 것이다.  아주 멋진 발명품이지만 불과 6학년  물리 교과서에 나오는 지
식을 응용했을 뿐이다. 이번에는 조금더 복잡한 문제를 풀어 보자. 
    문제4 A와 B가  똑같은 속성을 가졌으니 어떻게  하지?
  화학 실험실에서 엔지니어들이 새로운 비료 제조기를 제작하고 있었다.  이 기계는 두 가
지의 액체 물질을 각각 미세한 입자로 전환하는 역할을 한다. 이 액체를 각각 A, B라고  부
르자. 미세한 입자로 바뀐 A는 미세한 입자로 바뀐 B쪽으로 전달되어 둘이 만나면, AB라는 
물질이 생성될 것이라는 것이 화학자들의  생각이었다. 그러나 실제로 기계를 가동한  결과, 
미세한 입자 A가 다른 A를 만나서 AA를 형성하고, 미세한 입자 B는 다른 B를 만나서 BB
를 형성하는 현상이 발생했다. 그러나 화학자들은 AA나 BB를 원치 않았다. 어떤  화학자가 
말했다. "작은 입자로 만들기 전에 A, B  두 물질을 섞으면 어떨까요?" 반론이 튀어나왔다. 
"작은입자로 만들기 전에 섞는 방법은 옳은 방법이 아니에요. 어떻게 해야 할지는 모르겠지
만." 이 때 어디선가 발명가가 나타났다. "물리 교과서를 펴 보세요. 이 문제를 풀기위해 필
요한 법칙이 나와 있을 거예요."
  이 발명가는 어떤 법칙에 대해 말했을까? 정말로 물리 교과서를 찾아보면 아주 간단한 법
칙을 쉽게 찾을 수 있다.  같은 전하(모든 전기 현상의 근원이 되는 실체.  전하에는 양전하
와 음전하가 있다. 양전하는 물체가 양전기를 많이 띤 상태를 말하고, 음전하는 물체가 음전
기를 많이 띤 상태를 말한다)를 띤 입자는 서로  저항하고, 다른 전하를 띤 입자는 서로 끌
어당긴다는 원리이다. A입자는 양전기를 띠게 하고, B 입자는 음전기를 띠게 한다면 두  물
질이 만날 때 오직 AB 입자만이 생성될 수 있다. 이제 독자들도 창의력에 약간의 물리학적 
지식만 있다면 창의적 문제의 5~10% 정도는  충분히 풀 수 있다는 사실을 이해할  수 있을 
것이다. 여기에 특별한 기술까지 응용할 수 있다면 어떤 결과가  나올까? 모든 일에는 그것
을 더 훌륭하게, 더 빠르게 더  쉽게 할 수 있는 나름의 원리와  기술, 비법이 있다. 발명도 
마찬가지이다. 우리는 이미 발명의 원리. 시술. 비법을 약간 맛보았다고 할 수 있다. 캔디 시
럽과 관련된 문제 2번을 기억할 것이다. 그 문제에서 발명가는  "그 비법은 ....."이라는 말을 
했다. 여기에서 "비법" 이란 문제를 푸는  방법을 말한다.
  캔디, 시럽 문제의 해결에는 두 가지의 비법이 사용되었다. 첫 번째 비법으로 모든 사람들
이 시럽을 데우는 쪽으로 사고를 한 반면, 발명가는 그 반대 방향으로 접근 했다는 데 있다. 
즉, 시럽을 냉각 시키거나 얼려야 한다고   했다. 두 번째 비법으로 얼은 시럽이  상온(보통 
온도)에서 다시 녹는다는 사실을 꿰뚫어 보고 있었다는 데 있다. 즉,  사물의 물리적 속성이 
변할 수 있다는 점에 착안한 것이다. '경리' 아저씨가 해결한 문제도 사물의 속성 변화를 이
용한 것이었다. 얼음이 녹아 내린 결과 변압기를 땅바닥에 내려놓을 수 있었으니 말이다. 많
은 방법이 물리적 효과와 법칙을  응용한 것들이다. 그러나 필자가 말하고  있는 방법이 곧 
물리적 효과나 법칙이지는 않다. 방법은 기술적-창의적 문제 해결을  목표로 한다는 점에서 
물리적 효과나 법칙과 다르다. 이를테면 물리적 법칙은 어떤 물질이 한 상태에서 다른 상태
로 변화할 수 있다는 사실을 가르쳐 준다. 그러나 방법은 물질이 변화한다는 물리학적 지식
을 활용해서 수많은 기술적인 문제를  해결할 수 있다는 사실을 가르쳐  준다. 이 두가지는 
아주 중요한 방법론이다. 
  방법론1 : 뒤집어 사고하하라
  방법론2 : 물질의 속성 변화를 생각하라
오피셜 가젯지의 모든 호에서, 이 두 가지  방법론을 활용한 예를 찾아볼 수 있다. 그  예가 
특허 183122번인, 아직 가공되지 않은 굵은 입자의 설탕을 선박에서 하선하는 방법을 들 수 
수 있다. 그 방법은 다음과 같다. 하선 속도를 향상시키기 위해서 설탕 재료를 물에 녹여 액
체로 만든다음, 저장 사일로(돌,벽돌, 콘크리트 및 철제로 만드는 둥근 탑 모양의  저장탱크) 
속으로 펌프질을 한다. 그 다음 설탕 재료인 수용액을 다시 건조하여, 굵은 입자의 설탕  상
태로 다시 원상복귀 시킨다. 또 하나의 예를 들어  보자. 특허 489938번은 대량으로 저장하
고 있는 냉동 물질을 액화시키는 방법이다. 이 특허의 발명가는 일반적인 증기 가열 대신에 
액체질소를 가지고 더 꽁꽁 얼리는 방법을 제안하고 있다. 액체 질소는 냉동 상태인 물질을 
잘게 쪼갠다음 기화해 버린다. 이  발명가는 위에 말한 두 가지의  방법론을 모두 이용하고 
있다. 첫 번째로 가열하는 대신 냉동함으로써 뒤집어 사고하라는 방법론을 취했고, 두  번째
로 질소의 물리적 속성변화를 이용하라는  방법론을 취했다. 즉, 질소가 액체상태에서  기체 
상태로 변화했다. 이번에는 혼자서도 풀 수 있는 문제를 풀어보자.
    문제5 저절롤사라지게 하는 방법
  과거에 사람들은 책상에 고정되어 있는 잉크병을 사용하였다. 만약에 이런 잉크병에 모래
를 넣었다면, 어떻게 잉크병에서 모래를 제거할 수 있을까?  한번은 어떤 주물 기술자가 이
와 유사한 문제에 봉착하였다. 가공이 끝난 물건위에 붙어있는  자잘한 쇳가루를 없애기 위
해 모래 연마기(공기 압축기를 이용하여 모래를 뿜어내는  기계로 주로 연마용으로 쓰인다)
을 사용하였다. 이 기계로 쇳가루를 제거할 수 있었지만,  다른 문제가 생기고 말았다. 모래
가 물건의 틈새에 끼어서 나오지 않는다는 문제였다. 이번에는  모래를 제거해야 할 상황이 
되었다. 특히 물건의 크기가 크다면, 물건을 뒤집어 모래를 털어낸다는 것은 상상하기도  어
려운 일이다. 어떤 기술자가 말했다. "모래가 들어갈 수 있는 구멍을 다 막아 버리고 작업을 
해? 아니야, 어느 세월에 이 구멍을 다 막아?..... 아이, 정말 모르겠네. 저절로 나오지는 않을
테고." 이때 어디선가 발명가가 나타났다. "아니에요, 저절로 없어질 수도 있어요. 모래 입자
를 밖으로..." 모래 대신 다른 물질을 사용하면 되지 않을까? 앞에서 제시한 모든 문제는 서
로 다른 기술 분야에 속하는 문제지만, 그 문제들을 해결하기 위해, 발명가들이 동일한 방법
을 사용했다는 점에 주목할 필요가 있다.  즉, 뒤집어 사고하라는 첫 번째 방법론과  물리적 
속성을 변화시키라는 두 번째 방법론이 그것이다. 한 문제 더 풀어 보자.
    문제6 특허를 참조해 보면....
  고무 호스에 수없이 많은 10mm 크기의 구멍을 뚫어야 한다고 가정하자. 호스가 딱딱하다
면, 펀치나 드릴로 구멍을 뚫는 것이 그리 어렵지 않다. 그러나 고무 호스는 늘어나기도  하
고, 납작해지기도 하고, 구부러지기도 한다. 그래서 여기에 정교한 구멍을 뚫는 것은 상당히 
까다로운 일이다. 작업 감독은 쇠를 달구어서 구멍을 뚫어 보려 했다. 그러나 이 방법으로는
가장자리에 깔끔한 구멍이 나오지 않았다. "도저히 안 되네! 정말 짜증나는구나!" 거의 우는 
목소리로 감독이 소리쳤다. 이때 어디선가 발명가가 나타났다. "괴로워하지 마세요! 아주 간
단한 해법이 있어요! 영국 특허 1268562호를 참조해 보면..." 이 특허에는 어떤 내용이 담겨 
있을까? 잘 생각해 보자. 우리는 겨우 두 가지의 방법론을 접했을 뿐이다. 그러나 방법론은 
모두 합쳐서 약 1백 가지나 되고, 그 중에는 정말 놀랄 정도로 기발한 것들도 있다. 이제 또 
한 문제를 풀고 나면, 필자의 말에 동의할 수 있을 것이다. 
    문제7 형사들도 찾아내지 못한 비밀
  해바라기 기름을 구매하는 회사가 있었다. 유조차가 오기로 되어 있었다. 탱크의 용량은 3
천 리터(7백 50갤런)였다. 그런데 회사 사장은 탱크의 기름을 하역할 때마다 거의 30리터씩 
기름이 모자란다는 사실을 알게 되었다. 사장은 혹시 기름양을  측정하는 도구에 이상이 있
나 싶어서 점거해 보았지만  측정도구엔 아무 이상이 없었다. 그는  탱크 뚜껑의 밀봉 상태
와 기름의 누출 여부를 살펴 보았다. 여기에도 아무 이상이 없었다. 심지어 탱크  벽에 묻어 
있는 얇은 기름막과 기름의 온도 변화등까지 검토해 보았다. 하지만, 아무리 애써도  30리터
가 모자란 현상을 설명해 줄 단서를  전혀 발견할 수 없었다. 참다 못한  사장은 이 문제를 
노련한 형사들에게 의뢰했다. 그러나 그들도 아무런 실마리를 찾을 수 없었다. 또 운반 도중
에 트럭이 한번도 정지한 적이 없었고, 운전사가 기름을 따라낸 적도 없었다. 형사들도 아리
송할 따름이었다. 이때 어디선가 발명가가 나타났다. "도대체 아저씨들은 뭐하는 사람들이에
요. 이렇게 단순한 문제를 두고 말이에요. 잠깐 생각해 봅시다." 그는 30리터가 모자란 이유
를 설명하기 시작했다. 왜 이런 일이 일어났을까? 이 문제도 잡지에 실렸던 문제이다. 초중
고등학교 학생들과 대학생들은 물론이고 심지어 엔지니어들로부터 수천 통의 편지가 날아왔
다. 두 통은 경찰관이 보내기도 했다. 산더미 같은 편지가 도착했지만, 정작 정답을 맞춘 사
람은 단 한 사람도 없었다. 형사들이  다음의 방법론을 알았다면, 비밀을 밝혀 냈을지  모른
다.
  지금 안 된다면 미리 했어야 한다.
운전사는 빈 탱크 속에 양동이를 하나 걸어 둔 것으로  밝혀졌다. 그러므로 기름 상인이 탱
크에다 기름을 채우면 양동이에도 기름이 가득 담겨진다. 트럭이 회사에 도착했을 때,  탱크 
속의 기름은 모두 따라냈지만 기름이 가득 찬 양동이는 여전히 통속에 매달려 있고, 운전사
는 나중에 몰래 기름이 담긴 양동이를 꺼냈다.
  방법론3:지금 못 한다면 미리 해  놓는다. 이것도 발명다가들이 자주  사용하는 방법이다.  
의학에 관련된 문제를 하나 살펴보자 . 깁스를 풀 때에는 살갗을 다치기가 쉽다. 어떤  발명
가가 좋은 아이디어를 냈는데 이는 깁스를 풀 때, 의사는  톱의 손잡이를 깁스 속에 삽입하
는 방법이다. 깁스를 풀 때, 의사는 톱의 손잡이를 깁스  속에 삽입된 톱날과 연결한 뒤, 속
에서 석고를 잘라 낼 수 있다.
    3장  기술적 모순 
  지금까지 우리는 세가지 방법론을 공부했다.  이제 자신감이 조금 생겼을지 모른다.  이런 
식의 단순한 방법론을 몇 백 개만 더 배우면  어떤 문제라도 다 풀어 낼 수 있을  것이라는 
생각이 들지 모른다. 그러나  문제는 그리 쉽지만은 않다. 다음의 예를 검토해 보자. 지름이 
커다란 강철 파이프를 용접 방식으로 만드는 기계가 있다고  하자. 공장에는 커다란 강철판 
두루마리가 매달려 있다. 이 강철판의 한쪽 끝이 기계에 물리면, 기계의 작동으로 강철 파이
프가 되어 서 나온다. 강철 파이프는 1초에 60cm 속도로 나온다.  모든 것이 순조로우나 단 
한 가지, 일정한 길이로 파이프를 자르는 것이 문제이다.
  이를 테면 3.6m 길이로 가정해 보자.  그렇다면 6초마다 파이프를 잘라야 한다. 회전톱은 
파이프의 길이가 3.6m가 될 때 자르기 시작한다. 파이프가 계속 기계에서 나오기 때문에 회
전톱은 파이프와 같은 속도로 움직이며 잘라야 한다. 그리고 자른 뒤에는 원래의 위치로 다
시 돌아온다. 이 전체 과정이 6초 이내에 이루어져야 한다.  파이프를 더 빨리 자르려면, 강
력한 회전톱을 사용해야 한다. 하지만 강력하면 강력할수록 회전톱의  무게가 커질 수 밖에 
없기 때문에, 파이프를 따라 움직이기가 쉽지 않다. 이동 속도를 높여야하기 때문에, 파이프
를 따라 움직이기가 쉽지 않다. 이동 속도를 높이기 위해 가볍고 작은 톱을 사용하면,  파이
프를 자르는 시간이 오래 걸린다. 일종의 악순환이라고 할 수 있다. 이런 종류의 문제를  풀
기 위해 엔진니어들은 소위 절충적인 방식을 선택한다. 이런  방식으로는 회전톱이 빨리 자
를 수도 없고, 빨리 움직일 수도 없게 된다. 결국  파이프의 생산 속도는 1.5배 정도 느려져 
실망스러운 결과가 나온다. 여러분들 중에는 아마 이 문제의 해답을 벌써 발견한 분들도 있
을 것이다. 미리 해 놓는다. 바로 이 원리이다. 이 원리대로 강철판이 기계에 말려 들어가기 
전에 미리 자르면 되지 않을까? 그러나 이 원리로는 이 문제를  완전히 풀 수 없다. 왜냐하
면 파이프 하나를 만들 때마다, 한 번씩 기계에 강철판을 끼워 주어야 하기 때문이다.  파이
프 제작 기계의 생산성은 생산의 연속성에 달려 있다. 이  문제는 오랜 기간 동안 미해결의 
문제로 남아 있었다. 엔지니어들은 갖가지 방법을 동원하여 회전톱의 속도를 증가시켜 보았
지만 파이프의 길이가 부정확해지는 부작용이  발생했다. 어떤 파이프는 더 길어지고,  어떤 
파이프는 더 짧아졌다. 아주 복잡한 전자 기계로 정확도를 다소 높여 보았지만, 높은 비용과 
유지비가 새로운 문제로 떠올랐다. 물론 이 문제에 대해서도  결국 우리의 주인공인 발명가
가 나타나서 2가지의 방법론을 제시하였다.
  방법론 3 : 미리 해 놓는다.
  방법론 4 : 조금 부족한 듯하게 해 놓는다.
  네 번째 방법론의 의미는 어떤 것을 완벽하게 하는 것이 불가능하면 그보다 조금 부족한 
듯하게 해 보라는 뜻이다. 이 원칙을 위 문제에 적용해 보자. 강철판을 미리 완전히 잘라 놓
지 말고, 약간의 충격을 가하면 잘라질 수 있을 정도로 부분 절단을 해 놓는다면 어떻게 되
겠는가? 이것이 정답이다. 이렇게  해 놓으면, 기계로부터  적절한 길이의 파이프가  나왔을 
때, 약간의 힘을 가하기만 해도, 미리 정한 길이의 파이프를 얻을 수 있다. 이것이야말로 정
말 멋진 해법이 아닌가? 앞뒤를 왔다 갔다 하는 회전톱이 이제는 불필요하게 되었다. 이 장
치에서 파이프는 전자석(연철의 둘레에 절연 구리줄을 감고, 그 구리줄에 전기를 통하게 하
여 자성을 띠게 만든 물건)을  통과하게 되어 있다. 전자석에  전기를 넣었다가 순간적으로 
차단시키면 파이프는 쉽게 잘라져 버린다. 보시다시피 이 해법의 비밀은 두 가지 방법을 교
묘하게 결합하는 것이다. 둘 중에 하나만 활용했다면 원하는 결과를 얻지 못했을 것이다.
  1백 개의 방법론을 두 개 씩 결합한다면, 모두  1만 개나 되는 경우의 수가 나온다! 여러
분들은 세 개씩, 네 개씩, 다섯 개씩 결합시킬 때 몇 가지 해법이 가능한지 계산할  수 있을 
것이다. 이제는 분류하고 가려내는 방법, 즉 시행착오식 방법론으로 문제를 풀어나가는 방식
에서 벗어나야 한다. 방법론 중에 몇  가지는 이미 19세기 말에 발견된 것들이다.  그때부터 
다방면의 전문가들이 20-30개 정도의 방법론을  정리한 바 있다. 우리는 여기에서  한 걸음 
더 나아가, 새로운 방법론을 더 추가하고 그들을 분류하고 결합한다면, 훨씬 더 많은 문제를 
해결할 수 있을 것이다. 각각의 방법론들은 단지 몇  분야에서만  이용될 수 있다는 사실이 
발견되었다. 따라서 시행착오식 방법론으로부터 벗어나기란 그리 쉬운 일이 아니다.  우리가 
풀고 있는 기술적인 문제들이 어떻게 발생하는가를 이해하기 위해,  조금 다른 각도에서 접
근해 보면 어떨까?  '창의적 문제(inventive problem)',  '기술적 문제(technical problem)'의 
정의는 무엇인가? 파이프 제작 기계에 관한 문제를 다시 살펴 보자. 그것은 수많은 기계 장
치, 부품으로 구성된 복잡한 제작 기구이다. 그 기계를 구성하는 장치 중 한 가지, 이를테면 
파이프 용접 기계의 능률이 증가한다면, 기계 전체의 생산성도 증가할 것이다. 그러나  여기
에서 기술적인 모순 관계가 생긴다. 즉, 파이프의 생산이 파이프 절단 속도보다 빠르다는 것
이다.
  용접 속도가 빨라지면 절단이 더 어려워진다는  이 새로운 문제를 풀기 위해서  절단기의 
성능을 향상시키는 시도가 이루어졌다. 그러자, 다시 기술적 모순 관계가 생겨났다. 절단 속
도를 향상시키려면 더 복잡하고 육중한 절단기가 필요했기 때문이다.  이 더 복잡하고 육중
한 절단기는 파이프를 따라 신속하게 이동할 수 없기 때문에 결국 절단기의 전체 성능은 향
상될 수 없었다. 기계 구조도 생물체 구조와 유사한 측면이 있다. 그들도 상호관계를 가지고 
있는 장치들로 구성되어 있다. 기계의  한 부분을 전환하면 다른 부분에  부작용이 생길 수 
있다. 어떤 한  장치의 새건이  주변 장치의  성능을 떨어뜨리는 현상을  기술적 모순(체계 
system의 어떤 부분의 개선이 새로운 부작용이 일으키는 상태이다)이라고  한다. 이 기술적 
모순 현상을 피하는 것은 발명에 있어 매우 중요하다.
  발명에는 항상 두 가지 조건이 있다.
  (1)기계 장치의 성능을 개선하되
  (2)그로 인해 주변장치의 성능이 떨어지는 일이 없어야 한다.
    문제 8 화성차
  우주 탐험을 소재로 한 어떤 공상 과학 소설을 보면 화성 탐험 장면이 잘 묘사되어 있다. 
우주선이 바위투성이 계곡에 착륙한 직후, 우주 비행사들은 자동차를  타고 화성 표면을 여
행한다. 이 특수 자동차에는 공기를 주입한  대형 타이어가 달려 있다. 그런데 이  자동차는 
첫 번째 만난 가파른 언덕에서 그대로 뒤집어지고 만다. 이때 우리의 주인공인 발명가가 나
타났으면 좋으련만 이 스토리에는 그가 나오지 않는다. 그러나 만약에 그가 그 소설의 등장 
인물이라면 어떻게 문제를 어떻게 해결했을까? 우주 비행사들에게는 타이어를 바꿀 수 있는 
수단이 없다. 이것도 역시 잡지에 실렸던 문제이다. 편지를 보낸 대부분의 독자들이  자동차 
밑에 무거운 추를 달아맬 것을 제안하였다. 그렇게 하면  자동차의 중심이 밑으로 내려가서 
안정성이 증가한다는 것이다. 그러나 아직 성급한 결론은 금물이다. 다른 아이디어들도 분석
해 보도록 하자. 우리에게는 평가 기준이 하나 있다. 기술적 모순 관계가 제거되었는가 하는 
점이다. 자동차 밑에 추를 매달면 안정성이 개선되는 반면에 기동성이 떨어진다. 추가  자꾸 
땅이나 바위에 부딪칠 것이기 때문이다. 따라서  기술적 모순이 있다고 할 수 있다.  아래에 
다른 아이디어들을 정리해 보았다.
  가. 바퀴의 공기를 반 정도 뺀다.
  나. 자동차의 양쪽에 타이어를 하나씩 더 부착한다.
  다. 대원들이 창문 밖으로 상체를 내밀면 안정성이 증가할 것이다.
  이 세 가지 의견들도 모두  기술적 모순을 가지고 있다. 타이어의  바람을 빼면 자동차의 
속도가 떨어진다. 바퀴를 더 부착하는 것은 자동차를 복잡하게  만들 뿐만 아니라 화성에는 
그런 작업을 할 수 있는  수단이 없다. 또 비행사들에게 자동차의  창문에 매달리는 곡예를 
시키는 것은 터무니 없이 위험한 발상이다. 기술적 모순을 피하는 일이 너무나 어려운 일이
기 때문에 어떤 독자는 이런 편지를 썼다. "저의 머리에 떠오르는 아이디어는 모두 예외 없
이 기술적 모순이 있어요. 차라리 걸어다니라는 것이 낫겠어요." 기술적 오류를 피해야 한다
는 점을 모르는 발명가는 암초나 절벽을 피해야 한다는 것을  모르는 선원과 다를 바 없다. 
전구 내부의 압력을 측정하는 문제를 기억하는가? 전구를 깨는 방법도 특허를 받기는 했지
만, 기술적 모순 관계를 제거하지 못했기 때문에, 이 아이디어를 활용한 발명품은  개발되지 
않았다. 여기서의 모순 관계를 정리해 보자. 깨뜨리는 전구의 수가 많으면 많을수록  실험의 
정확성은 올라가기 때문에, 실험하고 남는 전구의 수와 실험의 정확성이 서로 반비례한다는 
사실이다.
  "이 문제를 풀었어"라고 말하기 전에, "내가 제거한 모순관계는 어떻한 것들이었나?" 라는 
문제 의식을 갖는 것이 좋다.
  자동차 아래에 추를 하나 매다는 것은  그리 어려운 일이 아니다. 이 아이디어에  따르면, 
가능하면 아래쪽에 매다는 것이 더 좋다.  그러나 문제가 있다. 자동차 아래에 매달린  추가 
땅바닥과 충돌할 가능성이 증가한다. '창의적 방법론'없이 문제를 해결하려 했다가, 자동차의 
기동성만 떨어뜨린 셈이다. 이제 새로운 방법론을 적용해 보자. 추를 자동차 바깥쪽에  매달
지 말고, 자동차 내부의 가장 낮은 곳에 매달면  어떻게 되겠는가? 구체적으로 어디가 좋을
까? 그렇다. 바로 타이어 속이 그러한 조건에  가장 적합한 곳이라고 할 수 있다! 쇠구슬이
나 동그란 돌을 집어 넣는다면 구르기도 좋고...
  이것이 '마트레쉬가(Matreshka)'라는 다섯 번째 방법론이다.
  마트레쉬카의 몸 속에는 자기와 똑 같이 생긴 조그마한 인형이 들어 있다. 그 속에 더 조
그만 둘째 인형이 들어 있고, 그 둘째 인형 속에는 더  조그만 셋째 인형이 들어 있는 방식
으로 제작된 인형의 이름이다. 물론 셋째 인형 속에 또 다른 인형이 있을 수도 있다. 공간을 
줄이기 위해 한 사물을 다른 사물 속에 집어 놓을 수 있다는  것이다. 이 방법론에 대한 특
허는 지게차와 기중기의 안정성을 증가시키기 위한 장치로써, 일본에서 발행되었다.  문제와 
그 문제에 대한 해답은 강의 양쪽 제방과 같다. 답을 찾으려는 시도는 한 쪽 제방에서 반대
편으로 건너뛰는 것에 비유할 수 있다. 기술적 문제와 기술적 문제를 해결하려는 방법은 다
리 역할을 한다. 이런 문제 해결 이론은, 새로운 아이디어로 이끄는, 보이지 않는 다리를 건
설하는 과학과 비슷하다. 모순과 그것을 극복하는 방법론은 다리의 기둥에 비유될 수  있다. 
한 기둥에서 다른 기둥으로 뛰어  건너는 것은 쉬운 일이 아니기  때문에, 기둥을 연결하는 
상판이 필요하다. 문제에 숨어 있는 모순을 찾아낸 후 그것을 해결하는 방법을 발견하는 활
동에는 특별한 접근법이 필요하다. 이 특별한 접근법을 통해  문제에서 해답으로 조금씩 전
진할 수 있는 것이다. 다리의 나머지 부분에 대해서는 뒤에 계속 논하도록 하자. 지금은  다
음 사항을 이해하는 것이 중요하다:
  발명가는 기술적 모순을 찾아내서 제거해야 한다.
  기술적 문제 해결 이론은 이렇게 아주 단순한 명제로부터 출발한다.
    4장 스스로 사고하라.
지금까지 여러분들은 5가지 문제 해결 방법론을 배웠다.
  1. 뒤집어 사고하라.
  2. 물질의 속성 변화를 생각하라.
  3. 미리 해 놓는다.
  4. 조금 부족한 듯하게 해 보라.
  5. 마크레쉬카(Matreshka).
  또 독자들은 위의 원칙들과 함께  물리적 효과와 현상을 이용할 수  있음을 알게 되었다. 
그리고 마지막에 아이디어를 평가하는 아주 중요한 기준을 배웠다. 모순을 제거해야 훌륭한 
아이디어라 할 수 있다는 사실이다. 연습문제를 몇 개 풀어 보자. 잡다한 아이디어에서 하나
식 걸러내는 방식, 즉 '시행착오식 방법'에서 벗어나야  한다. 그 대신에 지금 까지 배운  방
법, 물리적 효과와 모순에 대한 지식을 활용해야 한다. 발명가는 기술적 모순을 찾아내서 제
거해야 한다.
    문제 9 한 대로 여러 대의 효과를 낼 수 있다.
  옛날에 어느 연구소에서 비행기로 살포하는 액체 비료 입자의 운동을 연구하기 위한 장비
를 제작했다. 비료 입자를 운반하는 파이프 속에 공기를 불어넣었다. 그런데 이 장비는 아주 
작은 크기의 비료 입자만을 만들 뿐이었다. 실험 도중에, 더 큰 입자에 대한 시험이  필요했
다. "입자의 크기별로 별도의  기계를 구입해야 하지  않을까요?" 어떤 연구원이  제안했다. 
"그러기에는 시간이 없고, 돈도 없어요. 스무 가지 시험에 스무 가지 살포기가  있어야 하잖
아요?" 또 다른 연구원이 반박했다. 이 때 어디선가 발명가가 나타났다.  "한 대의 살포기로 
여러 대의 효과를 내는 것이 가능합니다. 입자의  크기를 조절하는 방법이 있어요......" 그는 
이 문제에 대한 해법을 설명하기 시작했다. 그가 제시한 해결책은 무엇이었을까? 아홉 번째 
문제는 비교적 단순한 문제이다. 뒤에 제시할 몇 가지 문제들은 그보다는 조금 더 복잡하지
만, 진지한 노력을 기울인다면 충분히 풀 수 있을 것이다.
    문제 10 부드러운 물 만들기
  전 다이빙 챔피언인 유명한 코치가 동료에게 투덜거렸다. "이제 이 짓도 못해  먹겠어. 다
이빙 기술이 점점 더 복잡해지니 말이야. 계속 새로운 방식의 기술을 조합해서 해야 하거든. 
더구나 문제는 성공적이지 못했던 많은 입수(入水) 때문에 부상도 더 많아질 수 밖에 없고, 
높은 다이빙대에서 뛰어내리는 선수에게 물은 결코 부드러운 물질이  아니야. 어떤 때는 선
수들이 새로운 기술로 다이빙 연습을 해야 하는데도 불구하고,  부상에 대한 두려움 때문에 
시도조차 못하는 경우가 있어." 듣고  있던 동료가 말했다. "그렇다고 어떻게  하겠어? 이게 
우리가 하고 있는 스포츠의 특성인데 말이야. 불완전한 다이빙으로  부상 당하는 경우는 우
리 팀에도 있어." 이때 어디선가 발명가가 나타났다. "이제 더 이상 부상을  당할 필요가 없
습니다. 더 부드러운 물을 만들면 되지요......" 다이빙에서  부상을 없애기 위해 부드러운 물
을 만드는 방법은 무엇일까? 
    문제11 긁히지 않는 페인트
  가구회사의 사장이 한 부하 직원에게 말했다. "작년에 우리 회사는 유치원을 상대로 가구 
1백 개를 팔았어요. 그런데 가구를 구입한 고객들의 불만이 대단합ㅈ다. 아이들 장난으로 가
구표면의 페인트가 벗겨지거나 긁힌다는 것이지요." 직원들은 오히려  화가 난 표정으로 대
답했다. "그건 우리가 책임질 수 있는 문제가  아닌데요. 아무리 단단한 페인트일지라도, 긁
히지 않을 수는 없어요. 우리로서는 어쩔 수 없는 일입니다. 그런사람들은 아예 페인트가 칠
해져 있지 않은 가구를 사는 것이 낫지  않을까요?" 사장이 말했다. "하지만 유치원용 가구
는  색상이 화려해야 해요. 나무 깊숙이 스며드는 페인트를 개발할 수는 없을까요?" 직원이 
웃음을 터뜨렸다. "그건 불가능 합니다. 나무 속에 스며드는 페인트를 개발하려고 수많은 시
도를 해 보았지만 성공한 사람은  아무도 없어요. 잘 아시잖아요?"  이때 어디선가  발명가
가 나타났다. "천만에요, 그건 공상이 아니에요. 약간의 창의성과 대담함만  있다면, 이 문제
를 해결할 수 있어요. 방법은...." 발명가가 제안 한 방법은 무엇이었을까? 
    5장 모순을 조화시키는 방법
  뮌하우젠 남작(1720~1797년에 살았던 독일의 수렵가이자 군인으로 R.E. Raspe가 쓴  모험
담의 주인공)이야기에 사냥 당한 여우가 자신의 가죽을 벗어 던지고  도망갔다는 부분이 나
온다. 일단, 이 수렵기의 사실 여부는 남작의 양심에 맡겨 놓을 일이다. 그런데 이와 유사한 
일이 문제 해결 과정에서도 나타난다. 정답을  찾아 나섰다가도 기술적 모순을 발견한 순간, 
거의 다 잡았다 싶었던 정답이 날아가 버리는 일을 두고  하는 말이다. 기술적 모순을 확실
히 찾아냈다는 사실이 곧 정답을 찾을 수 있다는 사실로  연결되지는 않는다. 그 뿐만 아니
라, 똑같은 기술적 모순이라고 해도 그것을 제거하는 방법은 여러가지가 있을 수 있다. 기술
적 모순은 물리적 모순(체계의 어떤 구성요소가, 반대되는 두 가지 조건을 동시에 충족시켜
야 하는 상태이다.)에서 나온다. 다른 말로 하자면, 모든 기술적 모순 속에는 물리적 모순이 
숨어 있다는 것이다. 물리적 모순이란 이런 것이다: 어떤기계장치의 한 부분이 어떤 동작을 
취하기 위해서는 A라는 특징이 있어야 하고, 그 반대의 동작을  취하기 위해서는 A와 반대
되는 특징이 있어야 한다. 즉, 서로 상반되는 두가지 조건을 동시에 충족시켜야 한다는 것이
다.
  기술적 모순은 보통 기계 전체나 기계의 몇 개 부분과  관계가 있다. 반면에 물리적 모순
은 기계의 한 부분하고만 관계가 있다.
   이 명제를 정확하게 이해한다면 정답을 찾을 가능성이 더 커질 것이다. 가공된 물건에서 
모래를 제거하는 문제인 5번 문제를 다시 검토해보자. 이  문제에 숨어 있는 물리적 모순은 
무엇일까? "입자는, 소제를 위해선 단단한 속성를 지녀야 하고,  소제뒤에 제거하기위해서는 
액체 또는 기체적 속성이 있어야 한다." 는 것이다 .이런 모순이 밝혀지자마자, 정답의 윤곽
은 명백해진다. 여기에 방법론2, 즉 물질의 속성  변화를 생각하라는 원칙을 적용하면 된다. 
그것으로 끝이다. 그렇다. 드라이아이스 입자를 사용하면 된다.  고체 입자가 물건을 청소해 
주고, 나중에 기체가 되어 증발해 버리니까. 여섯 번째 문제는 고무 호스에 구멍을 뚫는  문
제였다. 물리적 모순은 위 문제와 거의 동일하다. 구멍을 내자니 단단해야 할 것 같고, 신축
성을 생각하자니 부드러워야 할 것 같고, 그것이 문제이다.  역시 해결 방법은 동일하다. 파
이프를 얼리면 된다. 속에 물을 넣어 물을 얼리는 방법도 생각할 수 있다. 언 상태에서 구멍
을 뚫은 다음에 다시 녹이면 된다. 문제를 분석할 때 기술적 모순관계에서 물리적 모순관계
로 접근하는 데에는 몇 가지 원칙이 있다. 또 많은 경우, 문제를 잘 읽어 보면  문제 속에서 
물리적 모순을 찾을 수 있다. 
    문제12 쇳물만 보이니 어떻게 하나?
  어떤 연구실에서 용접 과정에 대한 연구가 행해지고 있었다. 과학자들은  활불(음.양의 단
자에 높은 전압을 가했을 때 생기는 활모양의 전기 방전, 동의어는 '아크방전', '호광', '전호')
속에서 쇠막대기가 어떻게 녹고 그 과정에서 활불은 어떻게 변화하는가를 호기심 어린 눈으
로 관찰하고 있었다. 전구를 올린 다음,  활불을 설치하고, 실험과정을 무비 필름에  담았다. 
그런데 나중에 영상을 검토해 보니 활불의  빛살세기(빛의밝기. 동의어는 '광도','광력')가 쇳
물의 빛살 세기보다 더 밝아서 쇳물을 알아 볼 수가 없었다. 실험을  다시 할 수 밖에 없었
다. 두 번째 실험에서는 쇳물을 볼 수 있도록 또 하나의 활불을 설치하였다. 그리고 이 장면
을 다시 필름에 담았다. 그런데 문제가  또 발생했다. 이번에는 활불은 보이지 않고  쇳물만 
보이는 것이었다. 고민스러운 일이었다. "도대체 어떻게 해야 하지?"  이때 어디선가 발명가
가 나타났다. "물리적 모순의 전형적인 예로군요. 이 문제는 ...."  어떤종류의 물리적 모순이
라는 이야기일까? 이 모순은 어떻게 제거할 수 있을까? 이  문제의 조건을 잘 읽어보면, 그 
속에 숨어 있는 물리적 모순을 쉽게 이해할 수있다. 쇳물을  보려면 두 번째 활불이 있어야 
하고, 첫 번째 활불을 보려면 두 번째 활불이 없어야 한다. 기술적 모순은 보통 극단적인 모
순이라는 느낌을 주지 않는다. 예를 들어, 트럭의 속도를 증가시키기 위해서는 화물의  양을 
줄여야 한다는 기술적 모순을 생각해 보자.  여기에서 속도는 무게와 모순 관계에 있다.  이 
경우에는 절충적인 해결책도 가능하다. 반면에 물리적 모순은 아주 극단적인 모순이라는 느
낌을 준다. 그러나 다행스럽게도 다음과 같은 문제 해결의 원칙이 있다.
  극단적인 모순리일수록 찾아내기도 쉽고 제거하기도 쉽다.  쇳물을 밝혀주는 활불은 한편
으로는 있어야 하고, 다른 한편으로는 없어야 한다.  이것은 두 번째의 활불이 필요할 때도 
있고 필요 없을 때도 있다는 뜻이다. 그렇다면 켰다 껐다를 반복하면 된다는 말 아닐까? 그
렇다. 이런 방식으로 한 실험의 영상을 필름에다 담았다. 영상의 어떤 장면에서는 쇳물을 볼 
수 있고, 다른 장면에서는 첫 번째 활불을 볼 수 있었다. 이제 필름에서 활불과 쇳물을 모두 
볼 수 있게 된 것이다.
  이것이 방법론 6이다: 모순적 요소는 시간적으로 또는 공간적으로 분리 할 수 있다.
  용접 파이프에 대한 문제를 기억하는가? 강철판을 단지 부분적으로만 절단하기로 했었다. 
이 문제에서는 모순을 조화시키는 더 교묘한 방법이 사용된 것처럼 보인다. 모순되는 것 중
에 한 요소는 전체에 적용시키고, 그 반대 요소는 부분에 적용시킨다. 첫눈에는 이것이 불가
능해 보인다. 검은 벽돌로 어떻게 흰 건물을 지을  수 있을까? 자전거 체인을 예로 들어 보
자. 체인을 구성하고 있는 부속 하나하나는 구부러지지 않지만  전체 체인은 쉽게 구부러진
다. 이와같이 조화를 필요로 하는 물리적 모순을 만났을 때 이것이 막다른 골목이라고 생각
할 이유가 하나도 없다. 오히려 이런 모순 때문에 최선의  해답을 더 쉽고 편리하게 찾아낼 
수 있다. 또 다른 예로 부드러운 물을 만드는 방법을 찾는 10번 문제를 생각해 보자. 이것은 
꽤 어려운 문제이다. 어디에서 어떻게 시작해야 할지 막연한 문제이다. 우선 이 문제 속에서 
숨어 있는 물리적 모순을 공식화 해 보자. 수영장은 물로 채워야 한다. 하지만 그와  동시에 
다치지 않기 위해서 물보다 더 부드러운 무엇인가로 채워야 한다. 물보다 더 부드러운 것이 
무엇일까? 그것은 기체나 공기이다. 이제부터 수영장에 무엇을 채워야 할까를 고민해  보자.  
여기에서 우리는 막다른 골목을 만난 것르로 생각할 수도 있다. 물은 다이버의 안전을 보호
하는 동시에 입수 순간에는 너무도 강한 저항이 일어난다... 기체가 부드럽기는 하지만 기체
나 공기로 채워 놓은 수영장에서는  다이빙을 할 수 없다. 왜냐하면  실제로는 수영장 속에 
아무 것도 없기 때문이다. 이렇게 모순을 정리하고 나니, 번쩍하고 정답이 우리의 머리를 스
치는 것이 느껴지나?
  물과 기체, 두가지로 채운 수영장,  바로 그것이다. 물과 기체를  혼합한 곳에서 다이빙을 
한다는 것이다. 이것이 바로 구소련 특허 1127604번의 내용이다. 이 특허에 따르면 다이빙을 
하기 전에 공기 방울로 가득찬 물을  준비해야 한다. 이제 모순은 제거되었다. 거품과  섞여 
있는 물의 촉감은 다를지 모르지만, 어쨌든 물인 것은 확실하다. 여러분은 지그재그  방식의 
문제 해결법에 주목할 필요가 있다. 문제의 주어진 조건 속에는  물 밖에 없기 때문에 쉽게 
해답이 나올 수 없다. 우리는  여기에서 한 걸음 후퇴해서 물과  반대 개념인 '기체 공기'를 
생각해 냈다. 언뜻 보기에 문제가 더 복잡해진 것 같았다. 그러나 그 다음 단계가 핵심이다. 
물과 반대되는 물질의 결합(물과 공기, 저항이 강한 것과 부드러운 것,  구부러지지 않는 것
과 구부러지는 것, 뜨거운 것과  차가운 것) 이 그것이다. 앞에서 이야기 했듯이, 시간과 공
간의 개념을 활용해서 이런 문제를 풀 수 있는 것이다. 
    문제13 두꺼운 동시에 앏은 유리
  어떤 공장에서 1mm 두께의 타원형  유리판을 대량으로 제작해 달라는 주문이  들어왔다. 
우선 유리판을 직사각형 모양으로 잘라, 타원형이 되도록 가장자리를 갈아내는 방식으로 제
작을 시작했다. 그러나 유리가 너무 얇았기  때문에 불량이 너무 많았다. 기술자 한  사람이 
작업 감독에게 호소했다. "이 두께로는 더 이상 안 되겠어요. 더 두껍게  만듭시다. 감독님!" 
그러나 감독인들 어떻게 하겠는가? "어쩔 수 없어.  우리가 주문을 받은 유리는 어디까지나 
1mm 짜리니까 말이야." 이때 어디선가 발명가가 나타났다. " 물리적 모순이군요. 유리가 얇
아야 하는 동시에 두꺼워야 할 처지네요. 이 경우의 모순은 시간적으로 분리가 가능한 모순
입니다. 제조하는 동안만 유리를 두껍게 만드는 방법이 있어요." 이 발명가의 말이  무슨 뜻
인지 이해할 수 있겠는가?
    문제14 막다른 골목에서 빠져나오는 법
  어느 회사가 새로운 기계를 생산하기 시작했다. 그런데 곧  예상치 못한 문제에 직면하게 
되었다. 이 기계에는  특수 강철판으로  만드는 부분이 있었다.  전기를 이용하여  강철판을 
1200도까지 가열한 후, 프레스로 원하는 모양을  만드는 공정이 있다. 그런데 문제는  800도 
이상 가열될 때 그곳에서 발생하는 유해한 기체의 작용으로 강철판이 손상된다는 점이었다. 
작업감독이 엔지니어들을 불러모았다. "지금 우리들이 꼭 옛날  이야기에나 나올 법한 상황
에 있어요. 오른쪽으로 가도 문제가 있고, 왼쪽으로 가면 더 큰 문제가 있는 입장입니다. 강
철판을 1200도까지 가열하지 않으면 제품의 성형이 불가능하고, 강철판의 표면 손상을 피하
려면 800도 이상으로 가열할 수가 없어요." 가장 나이가 어린 기술자가  나섰다. "간단한 문
제를 가지고 그러세요? 중간 온도인  1000도 정도로 가열하면 어떨까요?" 고참  엔지니어가 
조리있는 반박을 펼쳤다. "800도 이상이기 때문에 표면에 손상이 갈 것이고, 또 1200도 이하
이기 때문에 성형도 불가능하지 않겠나?" 감독이 말했다. "이건 난해한 문제지만, 지금 당장 
해결하지 않으면 안 되는 문제입니다." 이때 어디선가 발명가가 나타났다.  "저에게 좋은 해
결책이 있어요." 발명가는 어떤 해결책을 제시했을까? 
    문제 15 골치 아픈 용수철 
  길이가 4인치이고 지름이 2인치인 나선형의 용수철을 압축한 상태에서 책 속에 끼어 넣는
다고 상상해보자. 어느 회사의 조립 공장에서 이와 유사한 상황이 발생했다. 어떤 장치 속에 
용수철을 압축한 채로 넣은 다음 뚜껑을  닫아야 했다. 어떻게 하면 이 문제를  풀 수 있을
까? 엔지니어 중 한명이 의견을 냈다. "끈으로 묶으면  어떨까요? 그렇지 않으면 이렇게 다
루기 힘든 용수철을 처리할 방법이 있을까요?" 다른 엔지니어가 반박했다. "말도 안돼. 장치 
속에 넣은 다음, 끈을 어떻게 풀어요?" 이때 어디선가 발명가가 나타났다.  "아무 문제 없어
요. 용수철을 묶을 수도, 풀 수도 없고, 압축해 놓을 수도, 하지 않을 수도 없는 상황이군요. 
이런 모순을 해결하기 위해서는 창의력이  필요합니다." 이 문제를 어떻게 풀어야 할까?

2부 기술의 시대
    6장 배와 배를 합치면
  과학 기술 발전의 역사를 다루고 있는 많은 책들을 보면, 19세기를 '증기의 세기' 라고 규
정하고 있다. 금세기의 역사가들은 20세기 초를 '전기의 세기 '라고 불렀다. 그렇다면 20세기 
후반은 기술의 발전에 비추어 볼 때 어떤 명칭이 적당할까? 이 점에 대해서는 서로 다른 많
은 의견들이 있다. '원자의 세기', '우주 탐험의 세기', '화학의  세기', '전자공학의 세기' 등이 
있다. 20세기 초에 살던 엔지니어가 오늘날의 생활 방식을 구경한다면, 아마도 무수히  일상
화된 기계들을 보고 크게 놀랄 것이다. 우선 그 크기에 있어서 옛날 것들과 비교가 되지 않
는다. 전에는 고작 마차 정도의 크기의 자동차만 있었지만,  이제 거대한 대형 트랙터, 트레
일러 트럭등이 있다. 비행기도 탑승 인원이 2~3명에 불과하던  소형에서 3백~4백 명의 승객
을 수송하는 대형 여객기로 대형화 하였다. 배도 소위 '떠  다니는 도시' 라고 할 만큼 커졌
다. 터빈, 기중기, 빌딩, 연구소 등 모든 것이 엄청나게  대형화 하였다. 조금 더 구체적으로 
말하자면 , 옛날식 트럭 수십 대에 실을 수 있는 분량의 화물을 요즘의 초대형 트럭에 싣는
다면, 한 대로 충분할 것이다. 수송하는 화물의 전체 중량은 동일 하지만, 훨씬 적은 운전사
가 필요하다. 또한 적은 시간안에 짐을  싣고 내리는 일이 가능하다. 그러나 이러한  발전의 
이면에는 풀어야 할 수 많은 문제들이 산적해 있었다. 이와 관련된 문제를 하나 살펴  보자.  
    문제 16 비상 착륙한 대형 수송기를 어떻게 운반할 것인가?
  대형 수송기 한 대가 공항에서 2백 마일 떨어진 들판에 비상 착륙을 했다. 비행기에서 화
물을 모두 내린 후  조사가 시작되었다. 비행기의 표면을 살펴보니,  금이 간 곳, 움푹 들어
간 곳, 부서진 곳들이 있었다. 이제 수리를 위해 정비소까지 비행기를 운반해야 할 차례  였
다. 이것은 백톤이 넘는 비행기였기 때문에, 정비소까지 안전하게 운반하는 일은 보통  일이 
아니었다. 마침내 방법을 강구하기 위해  전문가들이 모였다. 비행기의 덩치가 크다는  것이 
문제였다. 어떤 학생 견습생이 불쑥 끼여들었다. "심각하게 생각하실 것 없어요." 아무도 초
대하지 않은 불청객이었다. 그렇지만 자신에게 좋은 아이디어가 있어서, 그걸 제안 하고  싶
다는데, 굳이 말릴  이유도 없었다. "기구  외에는 방법이 없어요.  비행기를 기구에 매달아
서....."한 전문가가 실망스러운 표정으로 말했다. "여보게, 젊은이! 그렇게 힘이 센 기구는 없
네. 더군다나 고장난 비행기를 공중으로 끌어올리는  일은 있을 수 없는 일이야. 이제  기구 
소리는 입 밖에도 내지도 말게." 이때 어디선가 발명가가 나타났다. "아니에요, 기구가 정말
로 필요해요. 동시에 필요하지 않기도 하고요. 배행기를 끌어  올려야 해요. 동시에 끌어 올
릴 필요도 없고요." 이어서 이 모순을  해결하는 방법을 설명했다. 발명가가 제안한  방법은 
무엇일까?
  기계들은 급속하게 대형화 했다. 2배, 10배, 심지어는 1백배 까지도 커졌다. 그러나 대형화
가 무한정하게 이루어지는 것은 아니다. 더 이상의 대형화가  비경제적이고 타산이 맞지 않
는 시점이 있다. 이 시점에서 두 개의 기계를 결합한 새로운 기계가 출현한다. 다시 이 새로
운 기계는 전에 각각의 기계가 그랬던 것과 마찬가지로 대형화 되기도 하고 성능이 개선되
기도 한다. 선박의 발전사를 돌이켜 보자. 최초의 소형 배는 조그만 두 개의 노를 가지고 움
직였다. 또 최초의 선박에는 고정시켜서 사용하는 노가 한 개 있었을 뿐이었다. 그 후로  배
가 커짐네에 따라 노의 수은는 둘 셋, 넷으로 점차 늘어났다. 고대 로마에서는 30개의  노가 
달린 배도 있었다! 이런 배에서는, 노 젖는  사람들끼리 박자를 맞추는 일이 상당히 어려웠
다. 게다가 노의 길이와 무게도 대단했다. 노에서 수면까지의 러거리가 무려 18m가 넘는 경
우도 있었다.
  나중에 사람들은 노와 돛이 같이 장착된 배를 건조하기 시작 했다. 세월의 르흐름에 따라 
배의 크기가 커지고, 동시에 돛의 크기와 숫자도 증가하였다. 하지만 노의 숫자는  증가하지 
않았다.  노와 돛이 함께 설치되었던 배에서, 노의 중요성이 점점 줄어든 반면 돛은 점차 중
요한 부분이 되었다. 결국 선박은 범선으로까지 발전하게 되었다. 이 때부터 돛의 발달은 가
속화 했다. 돛대의 수가 하나에서 둘로, 둘에서 셋으로 증가해 갔다. 돛의 크기도 점점 커지
고, 돛대에 다는 돛의 수도 점차 늘어났다. 그 뒤에  증기기관이 개발되었다.  이 위대한 발
명의 영향으로, 처음에는 돛을 단  증기선이 출현했다. 그때부터 노 젖는  배에서범선으로의 
발전과정과 비슷한 과정이 반복되었다. 돛을 단 증기선에서 돛의  중요성은 점점 줄어든 반
면에 증기 기관은 점차 중심적인 부분으로 부상하게 되었다.  결국 이러한 선박은 증기선으
로 발전하게 되었다. 항상 A와 B가  결합해서 AB 가 나타난다. 이때 새롭게 나타난 AB 는 
원리적으로 볼 때 A나 B와는 다른 새로운 특징을 갖는다. 단순하게  A와 A가 합쳐서 새로
운 체계가 생겼다 할지라도, 이것은 두 대의 A와는 다르다. 예를 들자면 두 대의 작은 배를 
결합해서 제작한 배는 두척의 배가 아니라 쌍동선이다. 쌍동선은 따로따로 있는 두 대의 배
보다 훨씬 안정성이 뛰어나다.  지금까지 살펴본 기계발전의  특징은 바구미(딱정벌레의 한 
종류로 몸은 길고 둥근꼴이며 긴 주둥이가운데에 양쪽으로 더듬이가 있으며 몸빛은 검은 갈
색에 누런 얼룩점이 있다. 쌀, 보리  같은 곡류의 알맹이를 파먹는 해로운 벌레로  전세계에 
분포되어 산다)를 소재로 한 다음 문제에서도 쉽게 드러난다.
    문제 17 바구미의 체온을 재는 법
  옛날에 과학자들이 바구미에 대한 문제를 토론하기 위해 모였다.  그들은 사전에 이 작은 
딱정벌레의 생육 조건에 대한 연구를 거의 하지 않은 상태였다. 따라서 그들 중에 바구미의 
체온을 아는 사람은 아무도 없었다. 한  과학자가 말했다. "바구미는 너무 작아서  일반적인 
온도계로 체온을 잴 수가 없어요." 다른 과학자도 같은 생각이었다. " 그렇다면 특수한 도구
를 만들어야 하고, 그러자면 시간이 많이 걸릴  텐데요." 이때 어디선가 발명가가 나타났다. 
"새로운 도구를 만드실 필요가 없습니다. 일반 온도계를 사용할 수 있기 때문이죠." 이게 무
슨 말일까? 이 문제는 파이오니아 트루스 지에 실렸던 문제이다.  위의 내용에 유리잔 하나
를 더하면 정확히 그 문제와 일치한다. 발명가가 해법을 제시했다. "보통 유리잔  하나 가져
다가..." 독자들이 보내온 해결책 중에 절반 정도는 "유리잔에 물을 채워 넣고, 그 속에 바구
미를 넣어 그 물의 온도를 측정하자"는  의견이었다. 이것은 정답이 아니다. 조그만  바구미 
한 마리는 물의 온도를 바꿀 수 없기 때문이다. 유리잔이라는 말에 함정이 있다. 유리잔  하
면 우선 물이 생각나기 때문이다. 창의적 문제속에는 종종  '언어의 함정'이 있는 경우가 있
다. 언어의 함정 때문에 틀린 생각을 하기 쉽다. 따라서 문제 해결 이론에는 이 함정에서 벗
어나는 데 필요한 아주 중요한 규칙이 있다
.  특수 용어는 평범한 말로 전환하여라. 이것이 방법론 7이다.
  예를 들어 '미세 조절 나사'라는 말이 있으면 '세밀하게 움직이는, 조절 가능한 막대' 정도
로 바꾸어 생각하는 것이 좋다. '나사'라는 말을 없앴기 때문에, 정답이 이 부속의 나선 운동
과 관계가 없다는 것이 명백해진다. 다시 문제로  돌아가 보자. 유리잔, 작은 통, 비닐  봉투 
중에 하나를 가져다 바구미로 가득 채운 다음, 일반 온도계로 온도를 측정하려면 된다. 수백 
마리씩 모인 바구미는 한 마리의  바구미와는 다른 특성을 지닌 새로운  단위를 이룬다. 이 
새로운 단위의 크기는 개별적인 바구미의 크기보다 훨씬 크다.  따라서 이제 바구미의 체온
을 측정하는 것은 어려운 일이 아니다. 오피셜 가젯 지의 매호마다에도 같은 종류, 또는  다
른 종류의 사물을 합쳐서 새로운 단위를 만드는 방법을 활용한 혁신적인 아이디어들을 찾아
볼 수 있다. 
  이것이 방법론 8이다: 같은 종류, 또는 다른 종류의 사물을 합쳐서 새로운 단위를 만든다.
  그 예로 특허 408586번을 관할해 보자. 전에는 여러 개로 분리된 보일러를 사용했지만 요
즘은 하나로 통합된 보일러를 사용한다. 보일러 제조도 쉬워졌고, 파이프의 길이도 짧아졌으
며, 연통의 숫자도 하나로 줄었다. 다른 예를 들어보자.  사일로 속에 들어있는 동물의 사료
에서는 열이 많이 나기 때문에 열을 식혀 줄 필요가 있다. 거꾸로 축사는 난방을 필요로 한
다. 특허 251801번을 발명한 사람은 이 두 가지 시설을  하나로 통합하는 방법을 고안 하였
다. 사일로에서 방출되는 열을 축사의 난방에 이용한 것이다.  한가지 예를 더 들어보자. 모
터보트에 설상차(눈위를 달릴 수 있도록 무한궤도를 장착한  특수차) 나 오토바이를 장착한
다면 이것은 새로운 발명품이라고 할  수 없다. 그러나 특허  3935832번을 취들한 미국인은 
보트이면서 동시에 설상차인 운송수단을 개발하였다. 이  발명품은 설상차의 엔진만을 사용
하다. 두 가지 기계를 결합해서 새로운 기계를 만든 것이다.
  사냥꾼들은 탄약이 서로 다르기 때문에 두  정의 총을 가지고 싶어하는 경우가 있다.  즉, 
큰 탄알을 사용하는 총과 작은 탄알을 사용하는 총이 그것이다. 그렇지만 총을 두 정씩이나 
가지고 다니는 것은 불편하기 짝이없는 일이다. 그러나 한 정의 총만 있어도 되는 상황에서 
갑자기 다른 총이 필요한 것이 사냥이다. 또 다른 총으로  바꾸기에 충분한 시간이 있는 것
도 아니다. 이 두 종류의 총을  한데 묶으면 어떨까? 실제로 이런  방법을 사용한 사람들도 
있었다. 그러나 세월이 지남에 따라, 사람들은 이 한데 묶인 두 자루의 총이 너무나 많은 공
통 부분을 가지고 있다는 것을 깨닫게 되었다. 따라서 그들은 겹치는 부분을 없애도 무방하
겠다는 생각을 하게 되었다. 사실 이 겹쳐진 총에는 개머리판이 두 개일 이유가 없었다.  이
렇게 겹치는 부분을 하나하나 제거하는 과정을 거쳐서, 마침내 총열이 두 개인 총이 개발되
었다. 마지막으로 기발함이 엿보이는 예를  하나 더 들어보도록 하겠다. 제련소에서  나오는 
산업폐기물이 재나 광찌꺼기(광물을 제련한 뒤에 남는 찌꺼기.용재괴,광재라고도 한다)는 물
에 섞어 파이프를 통해 제거한다. 이때 파이프의 내벽에 딱딱한 막이 형성된다.  일반적으로 
이 막은 일일이 손을 사용하여 제거해야 한다. 엔지니어들은 오랜  시간 동안 이 문제를 해
결하기 위해 노력했다. 한편, 석탄 산업체들은 폐기물을 제거하는 파이프의 내벽을 보호하는 
문제로 고심하고 있었다. 이것은 예리한 석탄 입자가 파이프의  내벽에 상처를 내는 문제였
다. 발명가인 M.샤라포프는 이 파이프라인에 하나의 통합된  시스템을 도입했다. 먼저 파이
프에 재와 광 찌꺼기의 현탁액을 흘려 보앤다. 그 결과 딱딱한 막이 형성되는 데, 이때 다시 
석탄 찌꺼기 현탁액을 흘려보낸다. 이 예리한 석탄 입자들은 딱딱한 막을 없애는 역할을 해 
준다. 이 두 가지 과정을 반복해 주면, 딱딱한 막을  없애 줄 뿐만 아니라 파이프 내벽의 손
상도 막을 수 있다.
  새로운 시스템을 만들기 위해서는 새로운 특성이  드러날 수 있도록 대상들을 통합할  수 
있어야 한다.
    문제18 뒤로부터 거슬러 올라가기
  어느 회사에서 지름 1m, 높이 2m의 유리 여과기를 만들어 달라는 주문을  받았다. 그 여
과기에는 고른 간격으로 구멍이 있어야 했다. 도면을 본 엔지니어들은 깜짝 놀라지 않을 수 
없었다. 여과기 하나에 수천 개의 구멍을 뚫어야 했기 때문이다. 책임 엔지니어가 부하 직원
들어게 물어 보았다. "어떻게 구멍을 뚫어야 하지?  드릴로 뚫어야 하나?" 젊은 엔지니어가 
자신 없는 목소리로 말했다. "불로  빨갛게 달군 기다란 바늘을  써야하지 않을까요?" 이때 
어디선가 발명가가 나타났다. "드릴도 필요 없고 바늘도 필요 없습니다. 뒤로부터 거슬러 올
라가 보면 되지 않을까요?" 이게 무슨 말일까?
  이 한마디가 최선의 힌트가 된다: 뒤로부터 거슬러 올라간다.
  유리 원기둥에 구멍을 낼 생각을 하지 말고 구멍이 뚫린 것을 합쳐서 원기둥을 만들면 어
떨까? 우리관을 가져다가, 한데 묶는다면 구멍 뚫린 원기둥이 되어 버린다. 아니면 유리  막
대기를 가져다가 한데 묶는다면, 막대기들  사이에 구멍이 있는 원기둥이 만들어진다. 이런 
여과기는 조립도 쉽고 해체도 쉽다. 이예에서 두 가지 방법을 사용했다는 점에 주목해다 한
다. 우리 기둥에 구멍을 뚫는 방법에서 작은 튜브나 막대기를 묶는 방법으로 바뀌었다는 사
실이다.
  이것이 방법론 9이다:분할과 통합.
  정 반대의 개념인 분할과 통합은 창의적 문제 해결에 자주 사용되는 방법론이다. 어떤 것
이 있어도 안 되고, 없어도 안 되는  모순적인 상황이 있는 경우, 여기에 소개한 정  반대의 
개념을 활용해서 문제를 풀 수 있는 경우가 많다. 
    7장 체계란 무엇인가?
  만약에 아메바(몸의 조직이 매우 단순하며 형체가  일정하지 않은 원생동물. 헛발을 내어 
식물을 빨아 들이기도 하고  기어다니기도 한다) 가  말을 한다면 이런  말을 할지 모른다. 
"우리의 단세포 조상들은 수십억년 동안 지구 상에 살아 왔어요 . 모든 생물은 세포의 결합
으로 이루어 졌습니다. 나무도 세포 덩어리고, 인간도  세포 덩어리이긴 마찬가지죠, 아직도 
세포의 시대가 계속 되고 있다는 증거 아니겠어요?" 아메바의 소리가 그럴 듯하기는 하지만 
우리는 여기에 반대하지 않을 수  없다. 나무와 인간은 개별 세포와는  다른 특징을 가지고 
있다. 인간이나 나무는 세포로 만들어지기는 했지만 그 와는 전혀 다른 새로운 단위의 체계
이다. 이런 관점에서 볼 때 지금은 세포의 시대가  아니라, 조직의 시대이다. 발전과 복잡화
를 통해 체계가 발전하는 것은 보편적 법칙이다. 과학 기술의 세계에서도, 세포에서  체계로 
향하는 발전이 진행되고 있다. 자동차가 세포라면 자동차 산업은 쳬계이다. 전화기기가 세포
라면 전화기 산업은 체계이다.
  개별적인 세포가 체계의 일부분이 될 때, 그 효율성은 더욱 증가하며 발전은  가속화한다. 
이와 동시에 이제 세포는 체계에의존하게 되어, 체계 없는 세포의 생존은 불가능해진다.  우
리 시대의 과학 기술은 체계의 과학 기술이다. 설비.기계.장치가 이 체계를 구성하는 세포이
다. 그들은 조직 속에서만 제 기능을 할 수 있다.  이런 연유로 20세기 후반을 '기술적 체계
의 시대'라고 규정하는 사람들오도 있다. 기술더적 체계의  위에느 상위체계가 있고, 아래에
는 하위 체계가 있다. 이와 같은 종속의 고리에 어떤 변화가 생기면 양쪽 모두 이영향을 받
는다. 사람들이 이 원칙을 망각하는 데서, 기술적 모순  관계가 생긴다. 어떤 개별적 체계의 
개선은 상위 체계나 하위 체계에 앞서 우선 자기 자신에게  이익이 된다. 그런 이유로 체계
의 다른 부분에 대해 신중히  고려하지 않고, 무조건 자기 자신의  개선을 도모하는 경우가 
많이 있다. 따라서 자기 체계에 이익이  된다고 무분별한 개선에 나서지 말고, 상위  체계와 
하위 체계도 득이되는 가를 잘  따져보아야 한다. 상위,하위체계에 미치는 영향을  고려하는 
방법을 배우기 위해, 구체적인 문제를 하나 풀어 보도록 하자.
    문제 19 어디 이 문제가 텔레파시로 풀리랴?
  구입한지 얼마 되지 않은 새 버스가 도로를 달리다  멈춰버렸다. 당황한 운전사는 승객들
에게 상황을 설명했다. "아이구 저런! 기름이 떨어 졌어요.  깜박잊고 연료계를 보지 못했는
데 어떻게 하지요." 어떤 승객이 운전사를 감싸 주었다. "있을 수 있는 일이에요! 게다가 연
료계는 정확하지 않은 경우가 많아서 말예요. 연료통이 비었는데, 바늘은 0에 와 있지  않는 
경우가 많아요. 연료통이 비었을 때, 우리에게 텔레파시를 보내 주는 연료통이 있으면  좋으
련만." 이때 어디선가 발명가가 나타났다. "텔레파시 없이도 이 문제를  풀 수 있습니다. 제
게 멋진 생각이 있어요." 그의 멋진 생각은  무엇이었을까?
  체계를 분석해 보자. 이 경우 자동차는  상위 체계이다. 이 문제를 해결하는 과정이  상위 
체계인 자동차의 기능에 나쁜 영향을 미쳐서 는 안 된다.  이 문제를 해결하려고 다른 부분
의 기계 장치나 디자인을 바꿔서는 안  된다는 뜻이다. 그 체계를 과감히 변경하거나,  아예 
다른 장치로 대체해 버려야 할  경우가 아니라면 상위 체계는 그대로  두어야 한다. 이것이 
필수 적인  전제 조건(가능하다면 상위 체계와 하위체계를 심각하게 수정하지 않는 것이 문
제의 조건이라는  사실은 매구 중요하다. 문제 속에 이 조건이  뚜렷하게 밝혀져 있지 않더
라도 이 것을 문제의 조건이라고 생각하고 있어야 한다)이다. 하위 체계에 대해서도 필요한 
조건이 있다. 자동차 연료 조절 장치에는 하위 체계가  네가지 있다. 연료통, 신호를 보내는 
장치(이 것이 우리가 찾아내려고 하는 'X'이다.), 운전사의 두뇌. 우선 운전사의 두뇌를 바꾸
는 일은 불가능 하다. 연료도 바꿀 수 없다. 결국 하위 체계둘이  남는다. 'X'와 연료통이다. 
이제, 연료가 아예 없거나, 거의 없는 경우 어떤일이 발생하는지 조사해 보자. 'X'에서 신호
가 발생할 것이다. 여기에서 연료통은 단순한 기계 장치임을 기억해야 한다. 따라서'X'는 아
주 사소한 것이어야 한다. 그렇지  않다면 연료통이나 자동차를 변형시켜야 하기  때문이다. 
이를 테면, 'X'는 엑스레이 장치처럼 너무 복잡한 변화를 일으키면 안 된다.
  이와 같이 어떤 장치와 그것의 상위, 하위  체계가 갖추어야 할 전제 조건이 분명해졌다. 
이제 'X'를 정확하게 알 수 있겠다. 구체적인 해결책은 잠시 뒤로 미루고, 우선 혼자 고민해 
볼 기회를 갖도록 하자. 비었거나 거의 빈 연료통이 운전사에게 신호를 보내야 한다. 연료통
에 연료가 있을 때에는 신호를 보낼 필요가 없다. 그런데 단지 'X'라는 장치만이 이 신호를 
보낼 수 있다. 'X'는 상위 체계인 자동차나 하위 체계인 연료에 아무런 영햐을 끼치지 않을 
정도로, 단순하고 작은 장치이어야 한다.
    8장 체계의 시대 구분
  새로운 체게는 모두 시험을 거쳐야 한다. 아주 엄격한 전문가가 시험결과를 점검한다.  심
사 기준은 '수명'과 '실용성'이다. 심사의 방식은 이렇다. "이게 뭐야? 아, 엔진이구나! 자동차
에서 어떻게 작동하는지 볼까? 음, 괜찮구만. 넌 3등급야. 그리고 이건 또 뭐야? 아하,  송전 
장치로구나. 송전 기능이 우수하군. 5등급을 줘야 겠네. 제어  장치는 어디 있지? 아니 버튼
이 두 개 밖에 없네. 작동 환경이 바뀌면 어떻게 하나?  비상 사태에는 어떻게 하지? 2등급 
밖에 못 주겠는 걸." 심사 규칙은 아주 간단하다. 3등급 이상이면 합격이다. 3등급 이상이면 
몇 점인가는 상관이 없다. 하위 체계가 낮은 등급을 받았다  할지라도 전체 체계 속에서 조
화롭게 작동되어야 한다는 점이 가장 중요한 규칙 요건이다.  조금 의아하게 들릴지 모르지
만, 요즘 사용하고 있는 기계들도 초기 단계에서는 낮은 등급을 받았던 것들이다. 예를 하나 
들어 보자. 최초의 증기선에는 에너지 소모가 심한 엔진이 장착되었다.  엔진에서 외륜(물레
바퀴 모양인 추진기를 이용한 기선으로 스크루를 이용하기 전에 있었다.이 추진기를 이용한 
배를 외륜선이라고 한다)까지 동력이 전달되는 과정에서, 대부분 에너지가 소실되었다. 외륜 
자체의 효유성도 보잘 것이 없었다. 개별적인 체계들은 능률적이지는 못했지만, 전체 체계로 
보자면 그런대로 조화를 이루고 있었기 때문이다.
  체계는 교향악단에 비유할 수 있다. 교향악단의 우수성은 음악가들이 서로 조화롭게 구성
되고 있는가 하느 점에 달려 있다. 따라서 발명가가 처음에 집중해야 할 점은 체계의 각 부
분을 조화롭게 결합기키는 것이다. 이것이 체계 발전의 역사에 있어서 1 단계이다. 모든  체
계의 역사는 4단계로 나눌 수 있다. 그리고 모든 시기마다 나름대로 해결해야 할 과제와 그 
과제를 해결한 방법론이 있었다. 비행기를 그 예로 들어, 발전 4단계에 대해 공부해 보자.
  제1기 전체를 만들어 내기위한 부분의 선택 
  비행기의 개발은 약 1백년 전에 처음으로 시작되었다.  발명가들은 어떤 문제들에 관심이 
있었을까? "하늘을 나는 기계란 무엇일까? 어떻게 구성해야 할까? 날개에 엔진을 달아야 할
까, 아니면 엔진없이 날개 만으로 될까? 어떤 종류의 날개를 사용해야 할까? 고정된 날개가 
좋을까, 아니면 새의 날개처럼 유연성이 있는  것이 좋을까? 엔진은 어떻게 하지? 인력,  증
기,전기, 가솔린 중에 어떤 것을 사용해야할까?" 마침내 고정식 날개에 내연기관인 비행기가 
제작 원칙으로 정해졌다.
  제2기 부분 장치들의 개선 
  이 시기는 '낮은 평가를 받았던 부분을 개선하려는 노력 과 함께 시작되었다.  발명가들은 
비해기를 구성하는 개별 장치의 개선에 힘썼다.  더 나은 모양을 찾으려 했고, 모든  부분의 
장치를 서로 조화롭게 어울리도록 하고자 했다. 최적의 소재,  규격 등을 찾아내려 했다. 날
개는 몇 개가 좋을까? 삼엽 비행기(앞 날개가 위아래로 세겹인 비행기), 복엽  비행기(앞 날
개가 양쪽에 두 개씩 있는 비행기)중 어느 것이 좋을까? 프로펠러는 어떤 종류가  좋지? 기
어는 몇 개나 있어야 할까? 이렇게  개선을 거듭한 결과, 두 번째  시기에 나타난 비행기는 
우리들에게 상당히 친숙한 모습이 되었다.
  제3기 동적인 체계로의 전환
  이제 개별창치의 개별적 이미지는 급속히  소실되기 시작한다. 전에는 이  개별 장치들이 
영구적으로 결합되도록 만들어 졌다. 그러나 개선된 졀과, 점차 유연성을 띤 결합으로  바뀌
게 된다. 바퀴를 수축시켜 비행기 안으로 넣을 수 있게 만들었고, 날개의 형태도 바꿀 수 있
게 되었다. 비행기 동체의 앞 부분도 들었다 내렸다 할 수 있게 되었다. 또 수직이륙을 위해 
회전식 엔진(swivel engine)도 개발했다. 그리로  동체의 일부분을 뗀 후  ,화물을 적재하고, 
다시 동체를 연결하는 분리형(sectional) 비행기에 대한 특허도 등록이 된 상태다.
  제4기 자동 발달하는 체계
  이 4 단계의 모습은 아직 확실히 드러난 것은 아니다.  단지 4단계에 진입하고 있다는 증
거로 로켓이나 우주선등이 하나 둘 나타나고 있을 뿐이다. 우주선이 비행 도중에 스스로 재
편성할 수 있다. 우주선은 보조 추진 로켓을  제거 할 수도 있고, 궤도에 들어갔을 때  태양 
전지판을 펼칠 수도 있고, 위성을 궤도까지 인도하는 역할도 할 수 있다. 그러나 이  정도는 
기계가 스스로, 변화하는 환경에 적응할 수 있는 새로운 단계의 시초에 불과하다.  처음에는 
모든 초현대식 기계가 환상처럼 보였지만, 새로운 과학 기술의 구현으로 이 모든 환상이 현
실로 바뀌고 있다. 한 예로, 줄 베른이 우주 비행을 소재로 쓴 소설이 단지 공상으로 여겼던 
사실을 들 수 있다. 체계 발전의 4단계를 다시 한번 정리해 보자.
  1. 전체를 만들어 내기 위한 부분의 선택
  2. 부분 장치들의 개선
  3. 동적인 체계로의 전환
  4. 자동 발달하는 체계
  혹자는 이런 질문을 할지 모른다. "시대 구분에  대한 공부가 무슨 도움이 되나요?" 구체
적인 예를 하나 들어보자. 아주 오래 전에 발명가들은  강철구슬, 못, 나사등 다양한 물건의 
무게와 부피를 측정하는 장치를  개발했다. 이것은 아주 간단한 장치였다. 양쪽이 뚫려 있는 
원기둥 모양의 용기와 깔때기가 전부였다.  측정하려는 구슬은 깔때기를 통해  용기 안으로 
들어간다. 위쪽이 열렬 있는 동안 통은  구슬로 갇가득차고, 그 순간 위쪽  문이 닫힌다. 그 
다음 아래쪽 무이 열리면, 구슬이 모두 굴어 나온다. 이것이 배처(batcher)라는 도구이다. 옛
날 사람들은 배처를 가지고  볼의 부피를 측정할 수  있었다. 한 번 담기는  구슬의 부피는  
두 문 사이에 걸친 통의 부피와 동일하기 때문이다. 이  장치는 매우 단순하기는 했지만 실
용적인 장치였다. 1967년 배처는 세 명의 발명가에 의해 새롭게 개량되었다. 이 새로운 장치
에서는 기계식 문 대신에 전ㄷ자기식 문이 사용되었다. 위쪽  자석의 전원을 차단하면 구슬
이 굴러들어와 빈 공간을 가득  채우고, 위쪽 자석의 전원을 연결하고  아래 자석의 전원을 
차단하면 구슬이 모두 용기에서 굴러 나오는 방식이다.
  이제 문제를 하나 풀어보자. 이 측정 도구를 개선하는 방법을 찾아 보자. 체계 발전의  원
리를 알지 못한다면, 문제 해결의 방향을 잡을 수 없을 것이다. 더구나 위의 설명에  따르면 
자기식 측정기에 아무런 문제가 없어  보인다. 그러나 진지하게 이 책을  읽고 있는 분들은 
틀림없이 정답을 찾을 수 있을 것이다. 이 장치는 지금 2단계의 발전을 거치고 있다. 따라서 
발명의 다음 단계는 3단계이다. 3단계의  과제는 동적인 체계로 전환시키는 것이다.  고정식 
자석문을 이동식으로 바뀌는 것이 3단계의 범주  안에 들어간다. 측정량을 바꿔야 할  경우, 
자석문을 위아래로 이동시키면 된 것이다. 이제 배처는 완전히  새로운 특성을 지니게 되었
다! 특허 312810번인 이동식 자석 측량장치는  자기식문이 나온지 5년 만에 개발되었다. 그
러나 이 3단계장치는 사실상 자기식  문이 고안된 직후에 나올 수도  있었다. 5년의 세월이 
허비된 것이다! 이 한 경우에 국한되었다면 모르지만, 이런 경우는 수 없이 많다!
  체계를 동적으로 전환시키는 것이 방법론 10: 동적인 전환이다.
    문제 20 쌍동선이 있다/쌍동선이 없다.
  선박 수리 부두에서 쌍동 기선 한척을 건조하고 있었다.  고참 엔지니어가 배를 쳐다보며 
말했다. "정말 멋진 배야. 이배의 장점은  안정성에 있어. 그렇지만 이 배는  일부는 강에서, 
일부는 바다에서 항해하기로 되어 있는 것이 문제야. 강은 비교적 잔잔하지만 바다는......"
이대 어디선가 발명가가 나타났다. "이 배는 정말로 멋진 배군요. 모든 사람이  인정할 거예
요. 하지만 개선해야 할 점이 한 가지 있습니다. 이 배는 쌍동선(쌍동선)이어야 하는 동시에 
쌍동선이어서는 안 되요." 발명가가 말하고 있는 '개선'은 어떤 것일까? 이 문제를 풀 때 명
심할 점은, '쌍동선+강'이 '하천 교통'이라는 상위 체계의 일부라는 사실이다. 따라서  쌍동선
의 개선이 '하천 교통'의 각 부분에 부작용을 일으켜서는 안 된다. 이제  독자들에게 '특별한 
문제'를 하나 제시하겠다. 이 문제는 다른 것들과 다르다. 이 문제에 대한 좋은 해결책을 제
시한다면, 곧 그 해결책은 새로운 발명이 될 가능성이 크다. 다시 말해, 이 문제는 교과서에 
으레 실리는 문제가 아니라는 것이다. 이것은 정말로 창의적인 문제이다. 서두르는 것은  금
물이다. 신중하게 검토해서 멋진 해답을 제시하기를 기대해 본다.
    문제 21 원칙을 철저히 지킨다.
  하루는 장난감 회사 사장이 회의에 참석한 엔지니어들에게  물었다. "우리 회사에서 새로
운 방식의 오뚝이를 개발할 수  있을까요? 어떻게 생각하세요?" 기술자들은 오뚝이는  아주 
오래 전에 발명된 것인데, 더 개발할 게 뭐가 있겠냐고 반문했다. 실제로 이 장난감의  원리
는 단순하다. 둥근 밑바닥에, 텅  빈 속, 그리고 아래쪽으로 치우쳐  있는 중심, 이것뿐이다. 
오뚝이를 옆으로 기울이면 발딱 일어서서 좌우로 흔들리다가 오뚝 서 버린다. 어떤 젊은 엔
지니어가 나섰다. "오뚝이는 정말로 간단한 인형이에요, 더할 것도 없고, 뺄 것도 없는 장난
감이죠." 이때 중역 한  명이 끼여들었다. "꼭 그런  것만도 아니에요. 발명가인 자이트세프
(Zaitsey)씨가 발명한 새로운 오뚝이를 보세요.  그 사람은 이 장난감으로  645661번 특허를 
취득했습니다."
  엔진니어들은 새로 발명했다는 장난감을 보려고 모여들었다.  겉모양을 보면 예전 인형과 
마찬가지였다. 그런데 차이는 안쪽에 있었다. 추는 막대에 매달려 위아래로 이동할 수  있도
록 되어 있었다. 이런 원리에 따라서, 이 오뚝이는 거꾸로도 설 수 있고 옆으로도 설  수 있
었다. 책임 엔지니어가 이 발명품에 적용된 원리를 설명했다. "이게 동적인 성질이 증가한다
는 법칙이에요. 처음에는 기계의 각 부분이 고정된 연결 구조를 가지지만, 나중에는  유동적 
연결 구조를 가지게 된다는 것이지요. 장난감도 일종의 기계이기  때문에 기계의 발전 법칙
을 그대로 따라가는 겁니다. 제가  이 다음에 나올 오뚝이가 어떤  방식일지를 예언해 볼까
요? 추를 분리한 다음, 각각의 추를 이동 가능한 형태로 만들 것이 틀림 없어요." 사장이 그 
뒤를 이어   받았다. "부장이   말한 인형은  이미  개발이  끝났습니다.  이게  리트비넨코
(Litvinenko)라는 사람이 발명한 특허 676290번 오뚝이에요." 그는 dhENr이 인형 시리즈 중 
하나를 탁자 위에 올려 놓았다. 이 인형의 운동 방식은 이전 것과는 또 다른 차이가 있었다. 
흔들리는 빈도가 계속적으로 변하는 특징이 있었다.
  인형의 내부를 들여다보았다. "바로 이것입니다. 추가 분리되어 있고, 분리된 추가 모래시
계의 모래처럼 이동할 수 있게 되어 있어요. 모래가 한쪽에서 다른 쪽으로 흘러 들어가면서 
점차 중심이 이동하는 것과 마찬가지에요. 그래서 빈도가 변하는 겁니다." 사장은 한숨을 쉬
었다. "참신한 제품은 모두 상대방 회사에서  만들어 내니... 우리가 그들만 못하나요?  뭔가 
새로운 것을 개발해 낼수 없습니까? 부장이 기계가 발달함에 따라 동적인 성질이 증가한다
는 법칙이 있다고 말했는데, 참 잘 말했어요. 그 원리를 이용해서 더 강력한 동적 성질을 가
진 오뚝이를 만들어 보자구요." 이때 어디선가 발명가가 나타났다. "원칙을  철저히 따라 해
봅시다. 그렇게 한다면 이동성이 더 강한  장난감을 만들 수 있습니다. 좋은 방법을  제시해 
드리죠." 어떤 좋은 방법이 있을까?
    9장 물-장(s-field)과 자-장(m-field)
  이제 독자들에게 조금 더 어려운 문제를  cnfwpgkfRK 한다 .그러나 독자들이 이 문제를 
풀 수 없다면, 그것은 아직도 기술적  체계의 발전 법칙에 대한 이해가 부족하기  때문이다. 
이는 여러분들도 잘 알고 있는 사실이다.
    문제 22 한 군데 땅을 1백 40군데 땅으로
  농업용 기계를 만드는 공장에, 울타리를 친, 그리 넓지 않은 장소가 있었다. 이 곳은 장비
의 기동력을 시험하는 장소였다. 한번은 각각 다른 지역에서  사용할 다양한 기계의 주문이 
들어왔다. 지역마다 땅의 성질이 다르기 때문에, 기계마다 다른 장소에서 시험을 해야 할 입
장이었다. 회의 중에 사장이 부하 직원들에게 걱정을 털어놓았다. "시험장이 1백40군데나 있
어야 해요. 그렇게 많은 장소를 어떻게 구하지?" 경리 과장이 거들었다.  "엄청난 예산을 투
입해야 합니다. 시험장 1백40군데의 건설은 현실적으로 불가능합니다. 희망이 없습니다." '우
리에게 필요한 것'이 무엇일까? 지금부터 상세한  설명을 하도록 하겠다. 우선 다음과  같은 
접근은 곤란하다.
  가. 시험장을 1백40군데로 나눈는 방법. 그렇게 할 면적이 없기 때문이다
  나. 지역마다 기계를 가져다 시험하는 방법. 비용을 감당할 수 없기 때문이다.
  다. 서커스단의 무대처럼 이동식 공간을 만드는 방법. 1백40군데의 이동식 공간을  만든다
는 것은 불가능하기 때문이다.
  라. 땅을 얼렸다 녹였다 하는 방법. 그럴 시간이 없기 때문이다.
  마. 다양한 흙을 실어와서 시험하는 방법. 시간도 오래  걸리고, 비용도 많이 들기 때문이
다.
  이상의 방법들은 어떤 측면은 개선해 주지만, 그 대신에  다른 측면에서는 부작용이 일어
난다. 현실적으로 가능하고, 높은 비용이 들지 않으며, 동시에 시험장의 면적을 넓히지 않는 
상태에서 땅의 질을 바꾸려면, 기술적 모순을 극복해야 한다 .먼저 문제의 조건을 살펴보자. 
무엇이 주어져 있나? 우선 흙이  있는데, 이것을 s1이라고 하자. 다음으로  장(場:field: 어떤 
물리적 양이 일정한 공간 영역에 걸쳐 그 공간 안의  위치의 함수로서 주어졋을 때의 영역, 
힘의 성질에 따라 중력장(중력장), 전기장(전기장), 자장(자장), 핵력장(핵력장) 등이 있다)이
라는 개념을 도입함으로써 s1을 조절하는 법을 생각해 보자. 이EO 장을 f라고 하자. 그러면 
둘의 관계를 다음과 같은 그림으로 나타낼 수 있다.
  장에는 기본적으로 6가지가 있다.
  1. 중력장(Gravitational) : FGR
  2. 전자기장 <전기장 / 자기장> (Flectromagnetic <electrical / magnetic>): FE / FMG
  3. 상호작용이 약한 핵력장(Nuclear field of weak interaction) : FNW
  4. 상호작용이 강한 핵력장(Nuclear field of strong interaction) : FNS
  5. 물리장(Mechanical :물리적 운동의 힘이 미치는 영역) : FM
  6. 열장(Themal : 열이 미치는 영역) : FT
  여기에는 핵력장(원자핵을이루고 있는 약자와 중성자 사이에 작용하는 힘이 미치는 영역)
은 다루지 않을 것이다. 왜냐하면  우리에게는 간단한 해결책이 필요하기 때문이다.  그리고 
중력장도 제외해야 한다. 아직 인간에게 중력을 조절할 능력이 없기 때문이다. 결국 세 가지
만이 남는다 - 전자기장, 물리장, 열장,  이제 독자들은 이 문제가 만만치 않은  ASN제라는 
것을 이해할 수 있을 것이다. 전자기가 변화해도 흙은 아예 반응을 나타내지 않고, 물리장과 
열장의 변화에도 거의 반응을 일으키지 않는다. 이것은 명백한 물리적 모순 관계이다.  문제 
속에 담긴 의미로 보아 F는 S1에 작용을 미쳐야  하지만, NDLDP 정리한 F(장)는 모두 S1
(흙)에 아무런 작용을 일으키지 않는다. 많은 문제에서 이런 종류의 모순 관계를 발견할 수 
있다. 좋은 방법이 없을까? 다행히  이런 모순을 처리하기 위해  필요한 대표적인 방법론이 
하나 있다. F가 S1에 직접적으로 작용하는 것이 불가능하다면 우회로를 사용해야 한다. F의 
영향에 민감한 다른 요소인 S2를 통해 S1에 작용하게 하면 어떨까?
  즉 간접적인 작용만 있고, 직접적인 작용은 없는 경우라고 할 수 있다. 자기장을 사용하면 
어떻게 될까? S2가 될 수 있는 것에는 어떤 것이  있을까? 해답은 자명하다. 강자성체(강자
성체, 어떤 물체의 외부에 있는 큰 자기장의 영향을 받게 되면 강하게 자화되어서, 자기장을 
없에도 자기가 남는 물체. 철, 니켈,코발트 따위)를 사용하면 된다. 이를 테면 흙(S1)과 쉽게 
섞일 수 있는 쇳가루 같은 것이 적당하다. 자성(자석이 쇠를 끌어 당기는 힘)을 띠게 된  입
자들은 서로 끌어 당긴다. 쇳가루와  흙의 혼합물은 강력한 자력권에서는  화강암처럼 단단 
하지만, 약한 자력권에서는 모래처럼 부드럽다. 이와 같이 쇳가루가 어떤물질과 섞이면 자기
장을 통해 그 물질을 쉽게 조절할 수 있게 된다. 압축하거나, 잡아 늘이거나, 구부리거나, 이
동시키거나 할 수 있게 되는 것이다.
  이것이 방법론 11이다: 자성을 띤 분말을 섞은 후, 자기장을 이용한다.
  이런 방식의 결합은 매우 유용한 방식이다. 몇가지 예를 들어 보자. 때때로 유조선이 기름
에 오염된 물을 바다에 유출하는 경우가 있다. 이것은 높은  벌금이 부과 되는 범죄 행위이
다. 그런데 문제는 바다에 떠 있는 기름을 흘려 보낸 배를 찾는 일이다. 최근에 아주 기발한 
방법이 개발되었다. 배에 기름을 실을 때 약간의 자성 물질을 기름에 혼합하는 방식이다. 이
때 유조선마다 다른 특징을 가진  자성입자를 혼합하는 것이다. 해안  경비대는 해수면에서 
기름을 발견하면, 표본을 채취해서 자성 입자를 분석한다. 다른  예를 들어 보자. 합판을 제
작 할 때는 미세한 나무 부스러기를 합판의 세로결로 배열해  놓는 것이 좋다. 이렇게 해야 
합판 강도가 높아지기 때문이다. 이것을 어떻게 할 수 있을까?  손으로 미세한 나무 부스러
기를 하나하나 일일이 세로결로 배열하는 것은 불가능하다. 어떤  발명가가 자성을 띤 분말 
사용을 생각해 냈다. 자성을 띤 입자를 미세한 나무 조각에 달라 붙게하여, 자성으로 제어하
는 방법이다. 자성을 띤 미세 분말을 면섬유에도  달라 붙게 할 수 있다. 이 점을  이용하면 
솜에서 실을 뽑는 공정을 단순화할 수 있다. 나중에 섬유의 질에는 아무 손상 없이 자성 분
말을 제거하는 것도 가능하다. 한 가지만 예를 더 들어 보자. 만약에 자성입자가 성냥의  머
리 부분에 섞여 있다면, 성냥갑 포장이 더 쉬워 진다. 일반적으로 어느 물질이든지 자성  물
질을 혼합하면 포장의 자동화 공정이 단순해진다.
    문제 23 토끼의 속도를 높이는 법
  한편의 만화영화를 만들기 위해서는 수 천 장의  그림이 필요하다. 피름 1야드(0.914미터)
에는 약 52장의 그림이 들어간다. 10분짜리  영화라면 1만 5천 장이 넘는 그림이  필요하다. 
그래서 어떤 영화사가 '윤곽' 영화를  만들기로 했다. '윤곽' 영화는 말 그대로 '윤곽'을 이용
하여 제작하는 영화였다. 화가는 평면 위에 색끈으로 그림을 그려 놓는다. 촬영기사는  그렇
게 만든 그림의 사진을 찍는다. 화가는 다시 끈의 위치를 옮겨 그 다음 그림을 그린다. 그러
면 촬영기사도 그 다음 사진을 찍는다. 다시 그림을 그리는 것보다는 끈을 이동시키는 것이 
더 쉬웠기 때문이다. 촬영기사가 짜증을 냈다. "이거, 작업 속도가 너무 느려서!"  화가도 마
찬가지였다. "맞아요. 토끼 한 마리가 화면을 한 번 지나가려면 하루 종일을 일해야 되니 말
예요." 이때 어디선가 발명가가 나타났다. "토끼의 속도를 높이는 방법이 있습니다." 발명가
가 제안한 방법은 무엇이었을까?
  어떤 물질, 강자성체 분말, 자기장으로 구성된 삼총사를 자장(Magnetic-field)이라고  부른
다. 다른 장에도 삼총사가 있을 수 있다. 골치 아픈 용수철에 대한 문제인 15번 문제를 기억
하나요? 이 문제의 정답은 용수철을 얼음으로 눌러 놓는 것이다. 이 경우 열장(FT), 용수철
(S1), 얼음(S2)사이에도 그런 삼총사 관계가 성립된다. 용수철은 직접 다루는  것은 문제 해
결에 도움이 되지 않는다. 따라서 용수철을 다루기 위해 얼음이라는 물질을 도입한  것이다. 
(사실 얼음보다는 드라이 아이스가 낫다. 왜냐하면 열을 가하여도 물이 생기지 않기 때문이
다.) 액체 물질의 입자 크기를 크게 하는  문제였던 9번 문제를 다시 살펴 보자.  이 문제에 
주어진 물질은  오직 농약 입자 뿐이다.  우리는 이제 이 문제의 해법 방향을  자신있게 말 
할 수 있게 되었다: 농약 입자, 어떤  물질, 하나의 장이 필요하다. 액체에 강자성체 분말을 
혼합한 다음 '자장'을 활용하여 입자의 응집력을 조절하면  문제는 간단해진다. 다음과 같은 
간단한 그림으로 나타낼 수 있다. 만약에 문제에 다른 물질을  사용할 수 없다는 조건이 있
다면 어떻게 해야 하나?
  모순인 상황이라고 할 수있다. 다른 물질이 있어도 안 되고, 없어도 안 될 상황인 것이다. 
이 경우에 우리는 입자를 두 종류로 나누어야  한다.  한 종류는 양전기를 띠게 하고, 다른 
종류는 음전기를 띠게 하면 된다. 이제 모순이 해결되었다. 다른 물질을 첨가하지 않았는 데
도, 두 성질의 물질이 생긴 것이다(이 경우  양전기를 띤 것이 S1이라면, 음전기를 띤 것은 
S2이다.) 결국 두 가지 물질과 한가지 장이  형성된 것이다. 서로 다른 전하를 띤 입자들은 
서로 달라 붙게 되어 있다. 그리고  전하량을 조절하는 방식으로  다양한 크기의 입자를 만
들 수 있다. 이렇게 자기장을 비롯한 장이 포함되어 있는 '삼총사'를 s-Field, 즉 물-장("S는 
substance(물질)의 첫 글자이다. 어떤체계 속에 들어있는 물질과 장의  상호 관계를 말한다)
이라고 한다. 따라서 '자-장'은 '물-장'의 일종이다.  직각삼각형이 삼각형의 일종인 것과 마
찬가지이다. 삼각형은 가장 단순한 기하학적 도형이다. 아무리 복잡한 도형일 지라도 단순한 
삼각형으로 분해할 수 있다. 마찬가지로 간단한 문제를 '물-장'으로 풀 수 있다면 이를 활용
해서 더 복잡한 문제도 풀 수 있을 것이다.
    10장 물-장(S-Field) 분석입문
  '물-장' 원리는 화학 공식에 비유할 수 있다. 그 예로 22번  문제의 정답에 나타난 '물-장'
을 도해해 보자. 물결 모양의 화살표는 '반응이 충분치 않다는 것'을 의미한다. 두줄로 된 화
살표는 '다른 방식으로 바뀌어야 한다는 것'을 의미한다.  점선으로 된 화살표는 '작용을  해
야 한다는 것'을 의미한다. 물-장을 형성하거나  변형하는 기법은 창의적 문제 해결 이론의 
아주 중요한 부분이다. 이것을 '물-장 분석'(문제의 정형화를 위한 트리즈 고유의 분석 방법
이다. 물-장 분석에는 다음의 3가지 과정이 포함된다. (1)문제 속에 주어진 '물-장'의 구조를 
파악한다. (2)주어진 '물-장'이 부분적인 '물-장'일  때는, 나머지 부분을 완성한다. <규칙1> 
(3) 주어진 '물-장'이 개선해야 할 '물-장'일 때에는 , 파괴한다. <규칙2>  )이라고한다. 아직
까지는 물-장 분석에 필요한 몇가지 간단한 규칙을 공부해야 할 단계이다.
  규칙1 : 문제속에 '물-장'의 한 부분만 서술되어 있다면 나머지 부분을 완성해야 한다. 이
것이 방법론 12번인 '물-장 분석'이다.
  이제 연료통과 관련된 문제 19번으로 돌아가 보자. 여기에서 S1은 아직 자신의 텅빈 상태
를 전달할 수 없는 빈 연료통이다. 위의 첫 번째 규칙을 활용하면 문제 해결 방식을 다음과 
같은 그림으로 나타낼  수 있다. '물질에  작용하는 장' 은 윗 부분에  그리고, '물질에 의해 
생성되는 장'은 물질의 아래에 부분에 그린다는 원칙을 정하자. 마침내 물-장 도해에 이 문
제의 풀이 방향이 나타나 있^다. 이제 남은 일은  S2와 F(장)를 결정하는 일이가.다. 문제의 
의미로 볼 때 장은 운전사가 감지  할 수 있는 것이어야 한다. 따라서  전자기,광학(optical), 
물리적인 것, 소리, 열 중에 하나를 선택할 수 있을 것이다. 광학적인 것은 운전사의 주의를 
분산기킨다는 문제가 있다. 열을 사용하는 것은 더 문제다.  소리라면 어떨까? 그렇다. 소리
가 좋겠다. 이제 S2의 역할은 결정되었다. 이 물질은 연료통이 빌 때 그것에 반응해서 소리
를 내야 한다. 이제 문제는 끝났다. 무엇인가 기름위에 뜨는 물건을 연료통 속에 넣어 보자, 
연료통에 기름이 있을 때에는 아무 소리를  내지 말아야 한다.  그 물건의 표면은 연료통의 
벽이나 천장에 부딪히더라도 소리가 나지 않도록 부드러워야 한다. 통이 거의 빈 상태가 될 
때, 그 물건은 바닥에 닿게 될 것이며,  바로 이때 운전사가 들을 수 있는 소리가  발생해야 
한다. 여기에 필요한 물-장 체계는 다음과 같이 도해할 수 있다. 물리장인 F1(흔드는  힘)은 
S2(연료 위에 띄운 물건)를 흔들고, S2는 다시  S1(연료통)과 영향을 주고 받는다. 이때 S1
과 S2의 상호 작용르로F2(소리)가 발생한다.  이와 같이 '측정'이나 '감지'의  영역에 속하는 
문제에 대한 해법을 찾을 때에는 , 아래 그림과 마찬가지로 S1에 대해  '특정한 물-장(흔드
는 힘-S2-소리)을 적용하면 풀릴 수있다. 이것은 아래에 도해한 유기산(산성을 나타내는 유
기 화합물)의 화학 공식에서 기(radical:  화학 반응에서 분해되지 안고   한 분자에서 다른 
분자로 옮겨가는 원다자단. <예: CH3, OH,  NH2, SO42->) 'R'과 결합하는 화학적 원자단 
COOH 와 같은 방식이다. 즉 S1이  R과 유사하면, '흔드는 힘-S2-소리'는 COOH와 유사하
다. 'R'은 다른 것으로 바뀔 수 있지만, 무든 유기산에서는 COOH가 있다.
  규칙2 : 문제 속에 개선해야 할 물-장이  있으면, S1과 S2사이에 S3를 도입하는 것이 필
요하다. 이때 S3는 S1또는 S2를 변형해서 만들  수 있다. 이 관계를 그림으로 나타내  보았
다.
  이때 물-장은 다음과 같은 방식으로 파괴('물-장'의 파괴에는 '교체',  '제거' ,'도입' 이라는 
방법이 포함된 rd 다는 점을 명심해야 한다. 저자는  이 중에서 s3를 도입하는 방법이 가장 
쉽다고 말한다. 또한 s3는 가능하면 S1 또는S2를 변형한 것이어야  한다고 한다. 그 이유는 
외부 물질의 도입이 상위 체계 또는 하위 체계에 부작용을 일으킬 가능성이 크기 때문이다. 
7장 앞 부준분과 문제 19번참조)할 수 있다.
  가.F,S1,S2중 하나이상을 다른 것으로 바꾼다.
  나. F,S1,S2중 하나 이상을 제거한다.
  다.F2나 S3등을 도입한다.
  문제 해결에는 일반적으로 S3를 도입하는 방법이 더  쉽다. 만일 문제의 조건상 S3를 도
입할 수 없는 상황이라 면 이  때문에 모순이 발생하낟. 다. S3를  도입할 수 도 없고 하지 
않을 수도 없다는 모순이다. 이러한  모순은 다음과 같은 규칙을 적용함으로써  제거 할 수 
있다. S1과 sS2를 변형해서 S3를 만들면 된다.  이 규칙으로  위의 모순이  제거된다. 이때 
S3가 생겼다고 할 수도 있고, 생기지 않았다고 도 할 수 있기 때문이다.
  이 규칙에 대한 더 깊은 이해를 위해 예를 하나 들어 보자. 많은 발전소들이 연료로 석탄
을 사용한다. 기차로 수송된 석탄은 철근 콘크리트로 만든 구멍을 통해 대형 창고에 보관된
다. 이   시설에는 구식  육류  분쇄기에 사용되던   것과 비슷한  스크루  컨베이어(screw 
conveyer, 원통 안의 나사 날개를 일정한 방향으로  회전 시키게 한 기계이다. 원통의 한쪽 
끝에 재료를 넣어서 날개의 기울기를 이용하여 나른다. )가 있다. 이  컨베이어의 기능은 석
탄을 분쇄하는 것이 아니라, 그 끝에 설치되어 있는 대형 파이프까지 이동시키는 것이다. 컨
베이어의 끝에 도달한 석탄은 경사진 대형 파이프를 따 라 강구파쇄기(ball mill, 분쇄하고자 
하는 물건이 강철 구슬과 충돌해서 분쇄시키는  파쇄기의 일종)까지 저절로 흘러 들어간다. 
강구 파쇄기는 무거운 강철 구슬이 많이 들어 있는, 원기둥모양의 대형 회전 장치이다. 석탄
은 이 파쇄기에서 잘게 분쇄된다. 이런  과정을 거쳐 만들어진 석탄 분말은, 강력한  바람에 
실려 분리기로 이동한다. 이곳에서 미세한  석탄 분말은 발전소의 주화로  속으로 분리되어 
들어가고, 그 나머지는 다시 파쇄기로 돌아가게 되어 있다. 잘 건조된 석탄이라면 이 장치에
서는 아무런 문제가 없지만, 간혹 젖은 석탄이 들어가는 경우 문제가 발생헌다. 젖은 석탄이 
컨베이어의 나사 날개, 대형 파이프의 내벽, 파쇠기 입구  등에 달라붙기 때문이다. 물론 이 
젖은 석탄도 나중에 마르기느 하지만, 이때는 이미 많은 피해를 보고 난 후이다. 여러  나라
의 많은 발명가들이 이 문제를 해결하기  위해 노력해 왔다. 석탄을 말려도 보고,  파이프의 
모양을 바꿔도 보고, 파이프를 흔들어도 보았다. 석탄 분말은 매우 위험한 물질이다. 실험도
중 저절로 불이 난 적도 있다.
  마침내, 미국인들이 파이프의  내벽에 덮어 씌울  목적으로  '폴리 플루오로 에틸런'(테플
론: Teflon,polyfluoroethylene: 불소 수지 의 한가지로 , 4불화 에틸렌을 방사하여 얻은 합성 
섬유의 상품이름. 산, 특히 왕수(진한 질산과 진한염산을  1:3의 비율로 섞은 액체. 금, 백금
도 녹일 수 있으며 용해 정도가 가장 높다)에도 잘 견디면 고온에도 강한 염소나 염산을 취
급하는 장치, 전기 절연 테이프, TV나 레이더의 특수 부속품에 쓰인다) 이라는 새로운 물질
을 개발하였다. 많은 비용이 문제였지만, 어쨌든 문제는 해결된 것처럼 보였다. 그러나 얼마 
지나지 않아 테플론도 이 조건 속에 서느 는 급속히  마모된다는 것이 밝혀졌다. 이 발전소
가 가진 주된 문제는 '젖은  석탄이 파이프의 내벽에 달라 붙는다'는  말로 표현할 수 잇다. 
따라서 이 문제 속에는 두 가지 물질(S1,S2)과 점착력(F)인  물리장으로 구성된 물-장을 개
선해야 함이 나타나 잇다.
  그래서 앞에서 말한 미굴인들은 제3의 물질인 테플론을  개발했다. 그러나 그들은 원칙을 
깼다.(7당의 앞부분과 문제17번 참조 .모든 기술적 체계위에는  상위체계(supersystem)가 있
고, 아래에는 하위체계(subsystem)가 있다.  이와 같은 종속의 고리에  어떤 변화가 생기면 
양자가 모두 이 영향을 받는다. 사람들이 이 원칙을 망각하는 데에서,기술적 모순 관게가 생
긴다. 따라서 기술적 모순 관계를  발생시키지 않기 위해서는 가장 작은  변화를 추구 해야 
한다는 점이 모든 문제의 전제 조건이라고 할  수 있다. ) 여러분들은 'S3는 가능하면 젖은 
석탄(S1)이나 젖은 파이프(S2)를 변형해서 만들어야 한다'는 사실을 알고 있을 것이다 .그렇
다면 어떤 해법이 가능 할까? 마른 석탄은 젖은 석탄(s1)의 변형이다. 그렇다면 마른 석탄은 
젖은 석탄(s1)의 S3의 역할을 할 수 있지 않을까? 그렇다 .이것이이 정답이다.  만약에 파이
프의 내벽에 아주 얇은 층의 마른 석탄이 늘 붙어 있다면, 젖은 석탄은 내벽에 달라붙지 않
을 것이다. 요리사는 고기가 프라이팬에 달라붙는 것을 막기위해,고기위에 빵가루를 뿌린다. 
이 요리사는 자기도 모르게 물-장 분석 이론을 사용하고 있는 것이다. 구체적으로 말하자면 
마른 석탄 가루의 일부를 스쿠루 컨베이어쪽으로 다시 되돌리는  것이 이 문제의 정답이다. 
아주 간단한 방법으로 문제를 훌륭히 해결했다고 할 수 있다.
  여러분들은 농약 입자와 젖은 석탄에  대한 문제와 유사성에 주목해야  한다: 전자에서는 
문제로 주어진 부분적인 물-장을 '완성'해야 했고, 후자에서는 개선해야 할 물-장을 '파괴'해
야 했다. 두 문제에서 모두 새로운 물질을 도입해야 했지만 그것이 불가능하거나  어려웠다. 
이런 모순을 극복하기 위해, 주어진 물질을 변형해서 새로운 물질을 만드는 방식이 두 문제 
모두에서 쓰이고 있다. 역설적인 상황이다 .주어진 물질을 활용했다는 면에서는 새로운 물질
이 생기지 않았다고 할 수 있고, 주어진 물질을 변형  했다는 면에서는 새로운 물질이 생겼
다고 할 수 있다. 틀에 박힌 사고는 단순논리를 사용한다: '예'는 '예'이고, '아니오'는 '아니오
'이다. '검은색'은 '검은색'이고 '흰색'은 '흰색'이라는 식이다.  우리의 창의적 문제 해결 방법
론은 변증법 논리에서 기초하여 그와는 다른 사고를  전개한다. '예'와 '아니오'가 공존할 수 
있다: "예가 아니로로 될 수 있고, 검은 색이 흰색이 될 수 있다."
    11장 스스로 풀어보자
  2부에서 배운 방법론들을 정리해 보자.
  (6)상충하는 요소들은 시간적으로 또는 공갖적으로 분리할 수 있다.
  (7)특수 용어는 평범한 말로 전환하라.
  (8)같은 종류의 대상들, 또는 다른 종류의 대상들을 하나의 체계 속에 통합한다.
  (9)분할과 통합
  (10) 동적인 전환
  (11)한  물질에서 자성을 띤 분말을 섞은 후 자기장을 이용한다.
  (12)물-장 분석
  이제, 위의 방법론들을활용해보자. 다음의 문제들을 풀어보자. 지금까지 배운 방법론과 규
칙들을 활용해서 풀어야  한다. 맹목적으로,주먹구구식으로, 시행착오식  방법론으로 해답을 
찾으려는 습관은 버려야 한다.
    문제 24 폭풍우 속에서도 일할 수 있는 방법
  해변에서 그리 멀지 않은 바다에 수력 준설선(물 속의 흙이나 모래 따위를 파내는 기구를 
갖춘 배)이 작업을 하고 있었다. 이 배는 큰 배들이 지나다닐 수 있도록 해협을 더 깊이 파
내는 작업을 하고 있었다. 바다 밑에서 퍼올린 흙은 바닷물과 혼합되어 5km 길이의 파이프
를 따라 운반되고 있었다. 이 기다란 파이프는 수면에 떠있는 형태로 설치되어 있었다. 속이 
빈 철제 통을 연결한 일종의 부교가 파이프를 수면에 띄우는 역할이었다. 조장이 대책을 설
명했다. "일기예보에 따르면 심한 폭풍우가 몰려온답니다.  작업을 중단하고, 배와 파이프의 
연결을 해체한 후 만에 가  있다가, 폭풍우가 지나가고 나면 다시  와서 결합을 시도하도록 
합시다. 해체 하는데 하루 종일이 걸릴지 모르니 서두릅시다." 어떤 정비사가 걱정스러운 표
정을 지었다. "만약에 폭풍우에 파이프가 파손되기라도 하면 큰 일인데, 어떻게 하죠?" 이때 
어디선가 발명가가 나타났다. "폭풍우가 치는 동안에도 작업을 할 수  있습니다. 부교장치를 
바꿔서..." 부교 장치를 어떤 종류로 바꿔야 한다는 말일까? 또 그 새로운 시설은 어떻게 작
동시켜야 할까?
    문제25 칼슨의 프로펠러
  대형 장난감 가게의 이사가 장난감 공장에 찾아와서 책임 엔지니어에게 걱정을  털어놓았
다. "손님들이 칼슨이라는 날아 다니는 인형을 달라고 하는 데, 우리 가게에는  그런 인형이 
없어요. 이 인형을 사러 왔다가 울고 가는 아이들이 많이 있습니다. 이 문제를 해결할  방도
가 없을까요?" 책임 엔지니어가 말했다.  "우리에게 칼슨이라는 인형 견본이 두  개 있는데, 
한 번 봅시다...." 둘 중에  하나는 진짜 칼슨과 비슷한 모양을  하고 있지만, 날개가 작아서 
날아다닐 수가 없었다. 그렇지만 서 있을 수는 있었다. 또 하나는 인형의 몸체보다 훨씬  큰 
날개가 달려 있어서, 서 있을 수가 없었다. 그렇지만 날 수는 있었다. 이사는  실망했다. "문
제로군요. 하나는 모양이 같지만 날 수가 없고, 다른 하나는 날 수는 있지만 모양이  다르니 
말이에요. 거의 풍차 같이 생겼군요." 책임 엔지니어가 손을 내밀며 설명했다. "기술적 모순
이군요. 프로펠러를 작게 만들면 날 수 있을 정도로 충분한 힘이 나오지 않고, 크게  만들면 
모양이 흉해질 뿐만 아니라 서 있지도 못하니 말이에요. 정말 대책이 없군요."  이때 어디선
가 발명가가 나타났다. "일단 물리적 모순에서 출발  합시다. 프로펠러느 커야 하지만, 동시
에 커서는 안 됩니다. 모든 것이 명백해요. 방법론으로 ...." 그는 어떤 방법론을 이용해야 한
다고 말했을까?또 그 방법론을 어떻게 사용해야 한다는 이야기일까?
    문제26 1만 개의 피라미드
  어떤 연구소에서 표면 광택을 내는 다이아몬드가 부착된 도구를 개발하고 있었다. 기능이 
좋은 도구였지만, 제작하기가 힘든 단점이 있었다. 이 도구에는 피라미드 모양의 아주  작은 
다이아몬드 입자를 접착해야 했다.  그것도 피라미드의 뾰족한 부분이 바깥 쪽을 향하게 되
어 있었다. 그러나 아지까지는 입자를 손으로 일일이 세우고 붙이는 것밖에 다른 방법이 없
었다. 실무자들은 불만이 대단했다. "1만 개의 피라미드를 일일이 손으로  분이라니? 기계화
할 방법이 없다는 말이야?" 연구팀장이 설명했다.  "새로운 기술을 개발하려고 노력하고 있
지만, 아직까지는 좋은 방법이 ....." 이때 어디선가 발명가가 나타났다. "참 재미있는 문제군
요. 우리가 기억해야 할 방법론은...." 어떤 방법론을 기억해 내라는 말일까? 기계화할 수 있
는 방법론은 없을까?
    문제 27 거의 완벽한 기계이기는 한데
  어떤 농업관련 산업 박람회에서 어떤 엔지니어가  과일 포장켄베이어를 선보이고 있었다. 
이 컨베이어가 나오기 전에는, 과일 포장을 일일이 손으로 해야 했다. 이 새로운 기계로  인
해 수 작업의 기계화가 이루어진  것이다. 컨베이어가 포장 상자를 작업대위로  이동시키면, 
과일은 홈통을 따라 상자 속으로 굴러 들어간다. 이렇게 상자 속으로 들어간 과일은, 모터에
의 한 작업대의 진동으로  적절한  위치를 찾아간다. 이 포장 컨베이어는  이러한 방식으로 
거의 완벽한 성능을 가지고  있었지만, 한가지 단점이 있었다.  과일이 상자에 굴러  들어갈 
때, 과일끼리 부딪혀서 멍이 든다는 점이었다. 관람객 중  한 명이 물어 보았다. "과일이 굴
러 나오게 되어 있는 홈통의 높이를 낮출 수는 없을까요?" 기계를 발명한 사람이 대답했다. 
"가능하기는 하지만, 상자에 과일이 채워지는 속도에 맞추어서, 홈통이 다시  위로 올라가야 
한다는 문제가 있어요. 그렇게 하려면 자동 장치를 사용해야 하는 데, 결국 기계가 너무  복
잡하게 되지요. 그렇다고 상자를 아래쪽으로 내리자니,  그것은 더 복잡하고요..." 이때 어디
선가 발명가가 나타났다. "사과끼리 서로 부딪친다고요? 이  문제에서는 물-장 파괴의 원칙
을 이용해야 겠군요. 우선 가져와야 할 것은 ...." 그는 아주 약한 과일일지라도 멍들지 않고 
포장할 수 있는 기계에 대해 설명했다. 과연 어떤 방법이었을까?
    문제28 세계에 하나 밖에 없는 분수를 만드는 법
  어떤도시에서 분수를 설치하기로 결정했다. 이에 대해서 경쟁 입찰이 공고 되었다. 그리고 
입찰 심사 위원회가 구성되어 건축가들이 제출한 설계도를 심사하게 되었다. 위원들은 설계
도가 진부함을 알고 실망하지 않을 수없었다.  "뭔가 특별한게 없어요. 다른 분수들과  다를 
것이 없어요. 우리는 전세계에서 단 하나밖에 없는 우리만의  분수대를 건축하고 싶은 건데 
말예요." 한위원이 말했다. "더 좋은 방법이 없을까요? 분수는 아주 오래전부터 시작된 건축
물입니다. 대부분의 사람들이 똑같은 방식으로 분수를 만들어 왔습니다. 물줄기를 서로 교차
시키는 방식이지요. 그래서 어떤 건축가는 분수의 내부에 전등을 활용하자는 제안을 했습니
다. 그렇지만 이것도 새로운 것이 아니예요. 불, 전등, 심지어는 색깔 음악을 활용하고  있는 
분수들도 많이 있어요." 이때 어디선가 발명가가 나타났다. "제가 세계  최초의 분수를 제시
해 보겠습니다. 가장 아름답고, 아주 경탄할 만한 장관이 될 것입니다." 발명가가 제안한 분
수는 어떤 것이었을까? 발명가가 어떠한 제안을 했건간에, 그것이 발며의 끝이 아니라는 점
을 명심해야 한다. 여러분들은 그 이상의 것을 만들 수도 있다. 



3부 발명의 과학
    12장 비법과 물리학
  독자들은 이미 이 책의 3분의 1 가량을 읽었다. 지금까지 의 내용을 총정리해 보자.  아주 
오랜 옛날에 사람들은 '시행착오의 방법론'으로 창의적인 문제를 해결했다. 그런데 불행히도 
요즘 나오고 있는 발명의 대부분도  이 방식을 따르고 있다. 그러나  이 방법론은 효과적인 
방법론이 아니며 많은 시간, 노력, 돈이 필요하다. 몇 년의 시간이 낭비되기도 한다. 과학 기
술의 혁명을 위해서는, 기술적 문제를 해결하는 완전히 새로운 방법론이 필요하다. 이런  목
적으로 창의적 문제 해결 이론(Theory for Solving Inventive Problems; TRIZ)이 창안 되었
다. 이 이론은 공허한 전통적인 방식을 쓰지 않고 문제를 해결하는 방법을 가르친다. 이것이 
트리즈의 기초 개념이다. 기술적 체계의 발전은 다른 것들과  마찬가지로 발전의 일반 법칙
을 따른다. 따라서 이 법칙을 연구함으로써 문제를 해결하는 창의적 방법론을 개발할 수 있
다. 여러분들은 지금까지 세가지의 방법론을 학습했다.
  1.다양한 비법(예: 미리 해 놓는다)
  2.물리적 효과와 현상을 이용한 방법론(예: 물질의 물리적 속성변화를 생각하라)  3. 비법
과 물리학을 포함하는 복잡한 방법론(예: 물-장의 구성)  문제를  풀 때 우선 비법이  없나 
찾아보고, 그 다음에 물리학적인  해결책을  찾는 경우가 많다. 그러나  이 두 가지 방법을   
함께 적용한다면 성공할 가능성이 높아진다. 따라서  문제 해결  과정에서 물리학적 지식을 
적용하는 것은 창의력이론의 주요 영역 중 하나가 된다.  비법과 물리학을 결합시키는 방식
을 살펴 보자.
    문제 29 고장없는 기계!
  어떤 공장에서 로봇(robot)이 빈번하게 고장을 일으키고 있었다.  아주 훌륭한 로봇이었는 
데, 자꾸 한 부분에서 말썽을 일으켰다. 이 부분은 바로 압축 공기를 이용해서 강철  쇠구슬
을 고속으로 운반하는 구부러진 관이었다. 구슬은 이 관의 굽은  내벽과 충돌할 수 밖에 없
었다. 그때마다 내벽의 쇳조각이 미세하게 잘려져 나갔다. 몇시간 만 작업을 해도 두껍고 억
센 관에 구멍이 날 정도로 심각한 문제였다. 작업 감독이 의견을 냈다. "관을 두  개 설치합
시다. 하나가 탈없이 사용되는 동안, 다른 것을  수리하면 되니까요." 이때 어디선가 말명가
가 나타났다. "어차피 계속 수리를 해야 하는데 좋을 게  뭐가 있습니까? 저에게 아주 좋은 
생각이 있습니다. 이 기계를 고장 없는 기계로 만들어드리조!" 그의 아이디어를 실행하는 데
에는 겨우 5분밖에 걸리지 않았다. 어떤  아이디어였을까? 물-장 분석을 해보자. 물질S1(강
철구슬)은 물질S2(관의 내벽)와 물리적인 상호 작용을 한다. 이것은 개선해야 할 물-장이다. 
회사의 직원 중 한 사람이 제3의 물질(S3)로 이 개선해야  할 물-장을 파괴하려고 햇다. 내
벽에 새로운 층을 덮어 씌울생가을 한  것이다. 그러나 이  방버은 옳지 않다  이 경우에는 
내벽 자체를 강화하기 보다는 내벽을 보호할 수 있는  재3의 물질(S3)이 더 바람직하다. 이 
경우 강철 구슬, 즉 S1은 아무변형없이 S3가 될 수 있다. 다시 말해 강철 구슬이 내벽을 보
호하는 제3의 물질이 될 수 있다. 강철 구슬을  구부러진 부분의 내벽에 고정시키면 그만이
다. 결국 강철 구슬로 이루어진 층이 내벽을 보호하게 되는 것이다. 때에 따라서는 날아오는 
구슬의  충격으로 구슬층이 한두 개 구슬이 떨어져 나가기도 하겠지만, 그 빈 자리는 곧 날
아오는 다른 구슬로 채워진다. 이것이 비법이다.
  이것이 방법론 13이다: 자체적 해결.
  이제 자체적 해결 방법론에 이용되는 물리 법칙에 대해 공부해 보자. 관의 내벽에 구슬층
을 형성하기 위해서는 자석을 이용해야 한다. 먼저 자석을 구부러진 관의 외부에  설치한다. 
자기가 형성된 관을 지나는 구슬 중일부가 내벽에 달라붙는다.  이것으로 모든 문제가 해결
되었다! 한가지  더 언급하면,  이 장치가   발명되기 오래 전에는  '작은 구슬분사기(pellet 
blasting guns, 금속 강도를 높이는 데 사용한 분사기의 일종. 펠릿이란 지름2~5mm 정도의 
작은 구슬을 말한다.)'를 사용했다. 이 장치는 강철의 표면을 강화시키기  위한 도구인데, 자
력을 이용한 261207번 특허가 나오기 약 25년 전에 사용되었던 방법이다. 문제를 알고 있던 
대부분의 사람들이 잘못된 방향으로 접근한 것이다. 그들이 접근한 방향은 내벽에  막을 씌
우거나 그 부분을 더 단단한 강철로 제작하는 등 창의적 문제 해결 이론과는 정반대였다.
    문제 30 초정밀 밸브
  어떤 화학 연구소의 소장이 어떤  발명가를 초대했다. "우리는 두  개의 용기를 연결하는 
금속관에 흐르는 가스량을 조절 해야 합니다.지금은 매끄러운 유리  막대로 만든 밸브로 조
절하고 있지요. 그런데 이런 밸브로는 정확한 조절이 어렵습니다. 다시 말해 가스가  흐르는 
통로 입구의 크기를 정확히 조절하는 것이 어렵다는 겁니다." 발명가가  말했다. "러시아 차 
주전자인 사모바르(풍로의 기능까지 가진 러시아식 주전자)의 밸브와 똑같이 생겼군요."  소
장은 아무것도 듣지 못 했다는 듯이 말을 이었다. "고무 호스와 클립을 설치할 수 있겠지만,  
그것도 정확하지 못할 겁니다." 발명가가 웃음을 터뜨렸다. "클립이라고요?  옷핀 같은 것을 
말하는 거예요?" 소장의 얼굴이 붉어졌다. "왜 그러세요?우리는 수백 년 동안 그 런 방식으
로 작업을 해왔어요. 클립이나 사모바르 밸브처럼단순하지만  정밀도가 월등하게 높은 밸브
를 생각해 달라는 겁니다." 이때 어디선가  발명가가 나타났다. " 이 문제를  풒려면 10학년 
수준인 물리 지식과 재치만 약간 있으면 됩니다..."
  발명가는 어떤 생각을 했을까? 트리즈이론에 익숙한  사람에게,밸브라는 기계는 전형적인 
물_장구조이다. 밸브의 몸체는 S1이고, 유리막대는 S2이고, 물리자은 FM이다. 물리장인 FM
이 유리막대를 움직이기 때문에  S1과 S2 사이의 간격이  좁아졌다 넓어졌다 한다. 이것은 
개선해야 할 물-장이다. 여기에서는 오차를 일으키는 주원인이 물리장, 즉  FM이다. 따라서 
다른 F(장)을 도입해서 새로운 물-장을  만들어야 한다. 어떤 종류의  장을 사용해야 할까? 
전기, 자기, 전자기,열 중에 어느  것이 좋을까? 이 정도에서 발명비법에  대한 활용을 잠시 
멈추고 과학 지식을 동원해 보자. 물리  교과서에는 열과 물체의 팽창에 대한 부분이  있다. 
이것이 우리가 찾고 있는 내용이다. 열을 이용한 S1과 S2 사이의 간격 조절이 그것이다.
  이것이 방법론 14이다: 열 팽창.
  구체적으로 교과서를 인용해 보자. 다음은 열팽창 실험에 대한 서술부분이다.  "차가운 반
지를 통과하지 못하던 구슬이, 열을 받은 반지를 통과하게 되었다...." 이것이 우리에게 필요
한 밸브의 모델이다. 교과서 내용을 특허 179489번과 비교해 보자. 밸브 본체와 그 속에  단
단히 고정되어 있는 유리막대로 구성된 가스량 조절 장치가  그것이다. 정확한 가스량 조절
을 위해서 밸브 본체는 팽창지수가  높은 물질로, 본체 속에 있을  막대는 팽창지수가 낮은 
물질로 만들어야 한다. 여러분은 이미 이  밸브의 작동 원리를 짐작할 것이다. 열을  가하는 
즉시 밸브 본체는 막대보다 더욱  팽창하기 때문에 본체와 막대 사이에  공간이 생긴다. 더 
많은 열을 가하면 가할수록 간격은 더 커진다. 이 장치에서  주목해야 할 중요한 사실은 움
직이는 큰 부품을 여러 개 사용하는 대신에 결정 구조를 띤 부품이 사용되었다는 점이다.
  결정 구조(crystal grid)의 수축과 팽창은 열장에 의해서만 이루어  질 수 있는 것은 아니
다. 예를 들어 세네트염(seignette salt, 로셀염, 타르타르산칼륨나트륨, KNaC4H4O6)과 전기
석(붕소, 알루미늄 따위를 포함한 규산염 광물, 육방정계(수정, 방해석,전기석처럼 알맞은 으
뜸축이 있고, 이에 수직으로 만나되, 각을 120도로 이루는 세 축을 써서 결정면을  나타내는 
결정 계통)의 주상 결정이고, 유리 광택이  나며, 열을 가하면 결정의 양 끝에  전기가 생긴
다) 같은 수정 종류는 전기장에서도 결정 구조가  변한다. 이것은 12학년 물리 교과서에 나
오는 내용으로 '역 피에조 효과(Reverse Piezoeffect, 전압을  가할 때  역학적인 힘을 발생
시키는 효과)' 라고 한다. 독자들은 이 효과가 초정밀 밸브에 이용될 수 있다는 사실을 추측
할 수 있을 것이다. 이와 유사한 효과가  또 하나 있다. '자기 변형(Magneostriction, 자성체
(자계에 놓이면 자성을 갖게 되는  물체, 대부분 물질이 정도의 차는  있어도 어느 정도 이 
성질을 가지고 있는데, 그 자화하는   형편에 따라 상자성체,반자성체,강자성체로 나뉜다)가 
자화(자성체가 자기 가운데 놓였을 때에 자기  유도에 따라 자성을 띠게  됨)할  때 변형이 
약간 일어난다)' 이라는 효과이다.  자기장이  금속을 팽창시키거나  수축시키는 현상이다. 
이것도 또 하나의 해법으로 활용될 수 있다.
    문제 31. 미래에는 새로운 물건이 나올 수 있나?
  거의 빈 치약통에서 남아 있는  치약을 꺼내려면, 딱딱한 물건 위에  놓고 연필로 짜내는 
방법이 있다. 이것은 연동식 펌프 원리와 마찬가지이다. 롤러가 물렁물렁한 호스를 펌프  몸
체에 대고 누른다. 롤러가 펌프 벽을 따라 움직이면 액체  또는 반죽 모양의 물질이 호스를 
통과한다. 책임 엔진지어가 조수에게 말했다. "현재, 우리 회사에서는 20종의 펌프를 생산하
고 있네. 다음 달에는 세 가지 종류를 더 출시할 예정이야. 그런데 펌프의 원리가  동일함에
도 불구하고, 크기와 용도는 모두 다르거든. 앞으로도 어쩔 수가 없을까?" 그 조수가 대답했
다. "앞으로도 변하지 않을 것 같아요. 원리는 마찬가지니까요." 이때 어디선가 발명가가 세 
명이나 나타났다! 첫 번째 발명가가 자신있게  말했다. "틀림없이 새로운 펌프가 나을  겁니
다." 두 번째 발명가가  이어 받았다. "연동 방식은  유지되겠지만, 작동은 미세한 수준가지 
발전할 겁니다." 세 번째 발명가가  구체적으로 설명했다. "저희들은 물리적  효과를 사용할 
것을 제안합니다. 그 원리에 따라 세  가지 종류의 새로운 연동식 펌프를 만들  수 있어요." 
발명가들은 설계도를 꺼냈다. 그들이 말하는 새로운 펌프란  어떻게 작동하는 것일까? 어떤 
물리적 효과를 사용하고 있을까? 
    13장 미래의 문제를 현재에 푼다.
  금속 부품의 둔탁한 운동에서 분자나 원자 운동이라는 미세한 운동으로 전환하는 것이 기
술 혁명에 있어서 또 다른 원칙이다.
  이것이 방법론 15이다 : 거시 구조에서 미세 구조로의 전환.
  이  방법론의  예로   특허 438327번을   들  수   있다. 이   특허에서  진동식   회전
의(vibrogyroscope, 회전의란 팽이를 수평,수직으로 된 방향으로 기울게  세 개의 테로 받쳐 
만든 기계, 이것을 여러 방향으로 굴려도 팽이가 돌고 있을  때는 그 회전축의 방향은 변하
지 않는데, 지구의 회전을 증명하거나 배의 동요   감소장치 따위에 쓰인다)는 외부의 교류
전기에 의해 진동하며, 전자와 전하를 띤 이온(원자 또는 분자가 전기를  띤 원자나 원자단, 
원자나 원자단은 전자를 하나 이상 다른 것에 주면 양전하를,   다른 것에서 받으면 음전하
를 띠게 된다)을 진동 질량(vibrating mass)으로 이용한다.
  축에 육중한 물체를 부착하는 것이 재래의 진동식 회전의의  구조이다. 그러나 이 새로운 
회전의의 원리는 육중한 물체 대신에 전자나 이온 같은 소립자(물질과  에너지의 기본이 되
는 가장 작은 알갱이. 더잘게 쪼갤 수 없는 전자,양자,중성자,광자 따위를  들 수 있다)를 사
용한다는 것이다. 일ㄴ 종류의 회전의는 더 작은 공간을 차지하면서도 비교가 되지 않을 정
도로 정확한 기능을 가진다. 9장에서, 독자들은  기술 발전의 4단계 시대 구분에 대해  읽은 
바있다. 여러분은 혹시나 이런 의문을 가지고 있을지 모른다. "그런데 4단계를  모두 거치고 
나면 그 다음에는 뭐지?" 이미 이야기한 바와 같이 두 가지 가능성이 있다. 첫째는 어떤 체
계가 더 이상 발전할 수 없다면, 다른 체계와 결합해서, 새롭고 더 복잡한 체계가  출현하는 
가능성이다. 이런 방식으로 발전이 계속 지속할 수 있다. 자전거와 내연 기관의 결합으로 오
토바이가 탄생했음이 그 예이다. 오토바이는 다시 4단계의 발전을 거친다. 때때로  두 체계
를 결합할 수 있는 길이 막혀 있는 경우가 있다.  결합을 원하지만 결합이 불가능한 상황을 
말하는 것이다. 이런 모순의 경우, 해결책은 기존체계를 해체해서 새로운 체계로 재결합하는 
방법이다. 상이한 체계들이 결합할 때 제약이 발생하는 경우가 많았다. 그리고 이제까지  우
리는 그 제약들을 깨지 않았다. 만약에 결합도 해체도 할 수 없는 경우에는 어떻게 해야 할
까? 가령, 이런 문제가 있다고 하자. 외부  사물을 더하거나 그 자체를 해체하거나 하지 않
고, 나선형 용수철의 탄력성을 높여야 한다. 이 목적에 가장 알맞는 재료를 이미 선택해  놓
은 상태이기 때문에, 그 재료를 교체할 수도 없는 상황이라고 가정하자.
  언뜻 보기에 단념해야할 것처럼 보인다. 어떤 것도 바꿀 수 없는 데, 어떻게 새로운  체계
로 전환할 수 있단 말인가? 그렇지만 해결책은 있다! 새로운 체계는 기존 체계속에 숨어 있
다. 우리는 보통용수철을 쇠로 만든 물건이라는 정도로 생각하고 있지만, 바록 그 쇠의 내부
에는 소립자의 세계가 있다. 그 속에 엄청난 세계가 존재하지만,그것을 사용하고 있지  않기 
때문에 없는 것이나 마찬가지이다! 각 고리마다 같은 자극이 형성되도록 용수철을 자화시킨
다. 같은 전하끼리는 서로 밀쳐내기 때문에 용수철의 압축이 더 힘들어진다.  이렇게 문제는 
해결되었다. 겉으로 보기에 용수철은 전혀 변한 것이 없다.  그리고  외부 사물을 더하지도, 
해체하지도 않았다.
  결론.
  더 이상 발전의 여지가 없어 보이는 체계도 발전할 수 있는 두 가지의 방향이 있다.
  첫째 방향은 기존의 체계와  다른 체계를 결합하거나 ,하위  체계로 분리했다가 재결합을 
통해 새로운 다른 체계를 만들어 내는 것이다.
  둘째 방향은 거시 구조에서 미세구조로 전환하는 것이다. 미세구조란 소립자.분자. 원자로 
구성된 세계를 말한다.
  특허 489662번을 그 예로 들어보자. 이것은 중합체(여러분자가 결합해서 생긴 화합물) 분
말을 바르는 데 쓰는 화장도구이다. 이 도구는 칸막이 부분과 전극(전지에서 전류가 들어가
고 나가는 끝으로 나가는 데가 양극, 들어가는 데가 음극이 된다) 으로 구성되어 있다. 피부
에 바른 분말 층을 양질의 층으로 만들기 위해서, 전극이 미세나사 에 의해 이동할 수 있도
록 되어 있다. 이것은 2단곙데서 3단계로의  체계 전환이다. 여러분들은 이미 2단계에서 3단
계로 옮겨가는 전환이 무엇인ㄷ지 알고 있다. 우리들은 기술적인  체계의 발전법칙을 잘 알 
고 있기 때문에, 위체계가 어떻게 발전해 나갈 것인 지 예측할 수 있다. 다음의 과정은  3단
계에서 4단계로 전환하는 과정이다. 이 단계에서  체계는 조절하기  쉽다는 특징 뿐만 아니
라, 스스로 조절할 수  있는 기능을 가져야 한다. 전극은 환경의 변화에 따라 스스로 움직여
야 한다. 이와 같은 체계의  마지막 전환은 미립자를 이용하는 단계로의  전환이라고 할 수 
있다. 다른 말로 하자면 전극의 조절을 위해 나사 대신에  열장(themal  field), 피에조 효과
(piezoeffect), 자기변형(magnetostriction) 등이 이용되어야 한다는 것이다.
  우리는 아직 드러나지 않은 문제들의 해법을 연구하고 있다는  점을 기억해야 한다! 세월
이 지남에  따라 더 정밀한 체계가 필요하게 될 때,  이 문제는 그 모습을 드러내기 시작할 
것이다. 우리가 이미 해결해 놓은 문제가 말이다! 시행착오식 방법론으로는  문제해결이 훨
씬 늦을 수밖에 없다. 
트리즈는 재래식 방법론의 한계를 뛰어넘는다.  우리는 기술적인 체계의 발전  원리를 알고 
있기 때문에, 앞으로 대두할 문제를 예견할  수 있을 뿐만 아니라, 해결 방법까지도  제시할 
수 있다.
    14장 코로나 방전의 이용
  물리  교과서에 나오는 여러 효과와 현상들은 매우 '중립적'으로 서술되어 있다. "열을 가
햐면 모든 물체는 팽창한다." 이런 식이다. 같은 물리적 효과라고 할지라도 조금 더 창의 적
인 방식으로 기술할 수 는 업을까? 예를 들어 보자: 열을 받은 물체느 팽창ㄷ 하게 되어 있
다. 따라서 이 현상은 아 주  미세하고 정밀한 운동을 저절해야 하는 모든  경욱 에 응용될 
수 있다. 교과서를 이런 방식으로 재집필핸다면 어떻게 될가까? 교과서는 물리적 효과와 현
상을 담은 아주 유용한 참고 서더적이 될 것이다.
  11학년 물리 교과서에 나오는 '코로나 방전'(Corna Discharge : 기체 속에서, 두  도체 사
잉에전압을 높여 갈 때, 불꽃이 생기기 전에 도체의 표면  위에 약간의 전류가 흐르고 빛을 
내는 방전) 현상에 대한 서술을 그 예로 들어 보자.우리들은 정상적인 기압 상태에 있는 불
균질(heterogeneous) 전기장에서 방전이 일어나는 것을 관찰할 수 잇다. 이 방전에 의해 왕
관(crown) 모양의 빛이 방출되기 때문에 이것을 '코로나(corona, 태양대기의  가장 바깥 층. 
개기 일식때, 해의 가장자리에 나탄는 흰 빛. 광관. 광환.백광이라고도 한다. )방전이라고 한
다. 전도체의 표면에서 일어나는 방전밀도는 전도체의 굴곡과 상관 관계가 있다. 구체적으로 
말하자면 굴곡이 심하면 심할수록 방전량도 많아진다. 방전 밀도가  가장 높은 곳은 전도체
의 뾰족한 끝 부분인데, 그 이유는 이곳에서 가장 강력한 전기장이 형성되기 때문이다. 전압
이 분당 3X106볼트를 넘어설 때,  방전이 일어난다. 이런 조건이라면, 일반적인  기압에서도 
이온화(1. 원자 또는 분자가 전기를 띤 원자나 원자단으로 되는 일. 2. 전기분해 (전류에 따
라 생기는 화학 변화를 이용하여 화합물을 성분원소로 갈라내는 일 ) 때처럼  용약 속의 분
자 일부가 전기를 띠는 원자나 원자단으로 되는 일. 기체로소  고온 저압이 아니면 이 일이 
일어나지 않는다. )현상이 일어난다.  이때 전하량은 전도체에서 거리가  멀어질수록 감소한
다. 따라서 이온화와 빛의 방출은 공간적인 제약을 받는다고 할  수 있다. 또 '코로나 방전'
은 아주 높은 전압을 유도하기 때문에 매우 주의 하여야한다. '코로나 방전'은 얇은 전도체
나 돌출 부분에서 일어난다. 한편  코로나 방전은 전도체 주위의 기압  뿐만 아니라 기체의 
구성과도 관계가 있다.
  이것이 방법론 16이다 : 코로나 방전 효과.
  코로나 방전은 전구 내부의 압력을 측정하는  문제였던 1번 문제를 푸는 데도 도움이  된
다. 만약에 전구의 필라멘트에 높은 전압을 가하면, 코로나 방전이 일어난다. 이때 '왕관'의 
밝기는 전구 내부의 기압과 상관관계를 가진다. 다시 교과서로 돌아가 보자. 코로나  방전이 
일어나면 이온화한 기체가 발생한다. 만약에  기체 속에 파우더나 먼지의  입자같은 미세한 
입자가 있다면, 이온들은 그 입자에 달라붙는다. 결국 코로나 방전으로 고체 또는 액체 물질
로 된 입자들이 전기를 띠는 것이다. 입자들이 전기를 띠게 되면 다루기가 쉬워진다. 따라서 
'코로나 방전'은 기체에서 먼지를 제거 하거나, 가스관을 떠돌아 다니는 입자들을 제거하거
나, 서로 다른 입자들을 이동시키거나, 가스 속에 있는 첨가물이 무엇인지를 알아내는  데에 
이용될 수 있다. 코로나 방전의 가장 중요한 기능은 전기를 띤 입자를 만드는 것이다.  이와 
같이 아주 간단한 물리적 현상 속에 엄청난 발명의 가능성이 숨어 있는 것이다.
    15장 소장님, 어떻게 하실래요?
  지금까지는 학교 다니는 사람이라면 누구나 다 아는 단순한  물리적 효과만을 다뤘다. 그
러나 물리학에는 이를테면 대학생들이 배우는 물리학처럼 더 복잡한  것도 있다. 이런 고급 
물리학  지식은 발명가에게 더 강력한  힘을 제공한다.  이번에는 아주 초보적인  물리학적 
지식으로 풀수 있는 문제를 공부해 보자. 뒤에 대학 수준의 물리학적 지식이 활용되는 경우 
어떤 이점이 있는지를 설명하도록 하겠다.
    문제 32 전선을 끊어 먹는 얼음.
  눈 앞에 장관이 펼쳐져 있었다. 장관이란 다름이 아니라  솜털같은 눈송이에 덮인 전선의 
모습이었다. 하지만 전기 기사들은 이 광경을 보고 기뻐할 수가 없었다. 눈 녹은 물이 얼고, 
그 얼음층이 두터워지면 얼음의 무게를 이기지 못한 전선이 늘어나거나 끊어질 염려가 있었
기 때문이다. 북부 지방의 어떤 작은 도시에 발전소가 하나 있었다. 이 발전소는 그  도시의 
중심에서 약 1백km 떨어진 곳에 있었다. 이곳에서는  겨울마다 강한 전류로 전선을 뜨겁게 
데우는 것이 연례 행사처럼 되어 있었다. 전선 위에 얼어붙은 얼음을 녹이기 위한 방편이었
다. 이 작업을 할 때마다 온 도시는 정전으로 암흑세계가 되어야 했다.
  어느 해인가 굉장히 추운 겨울이 있었다. 이 때문에 발전소장의  걱정은 더 클 수밖에 없
었다. 그래서 그는 다른 해보다 더 자주 전선을 데우라는 지시를 내렸다. 당연히 정전이  되
는 회수도 늘어났다. 그 때마다 공장 가동도 중단되고, 가정의 전등도 모두 꺼져 버렸다. 불
만에 가득 찬 시만들의 항의가  빗발치기 시작했다. 소장은 정전 횟수를  감소시킬 수 밖에 
없었다. 그러자 얼음의 무게를 감당하지 못한 전선이 끊어져 버려서, 문제가 더 심각해져 버
렸다. "기술적인 모순 상황인데, 이를 어쩌나! 얼음을  녹이자니 고객들의 불평이 이만 저만
이 아니고, 그대로 놔두자니 전선이 끊어질 위험이  있으니 말이야. 최악의 상황이군만." 소
장은 달력을 쳐다보며 한숨을 쉬었다.
  북부의 겨울은 아직도 몇 개월이나 남아 있었다. 이때 어디선가 발명가가 나타났다. " 8학
년 물리 교과서에 문제 해결의 열쇠가 숨어 있습니다. 이 문제를 풀기 위해서는,  먼저 물-
장 구성을 완성하고, 그  다음에 전자기 유도 효과(the effect of  electromagnetic induction, 
자기장 안에서 도체가 움직이거나,  도체를 지나는 자기 다발이 변하여 생기는 기전력(전류
를  일으켜 전기회로에 흘려보내는 작용. 전기회로를 통해서 전자기  유도, 열전기 효과, 화
학  반응 등 전기적으로 한 일을  전류로 나눈 값이다. 단위는 볼트이다))를 활용해야 합니
다." 왜 발명가는 물-장 구성을 완성하라는 말을 했을까? 또 전자기 유도 효과는 어떻게 활
용할 수 있는가? 이 문제에서는 S1이 되고,  전류는 FE가 된다. (E는 전류 electric current
를 의미한다). 전선 위에는 얼음이 없어야 한다.
  결국 한 물질과 한 장만이 존재해야 한다. 여기에서 물-장이 형성되기 위해서는 정상적인 
전류가 흐른다는 조건에서 스스로 가열되어 전선을  덥힐 수 있는 제2의 물질이 있어야  한
다. 좋은 방법이 없을까? 전선은 저항이 아주 적은 물질로  만들어지기 때문에 전류가 흘러
도 뜨거워지지 않는다. 만약에 저항이 큰 전선을  사용한다면, 전선은 뜨거워지겠지만, 중간
에 전기가 다 소실되어 버릴 것이다. 이것은 물리적  모순이다. 저항이 높아도 안되고, 낮아
도 안 될 상황이다. 발명가는 제2의 물질을 추가하는 방법을 제안했다. 전선은 그대로  놓아
두고, 4m마다 페라이트(ferrite: 금상학(금속 및 합금의  내부조직의 조성 및 물리적, 화학적
성질과의 관계를 연구하는 학문. 좁은의미에서는 금속의  현미경적 조직을 연구하는 학문이
다)에서 보통 순수한 쇠를 일컫는 말. 768도 이하의 온도에서는 강자성을 띠지만 그 이상의 
온도에서는 자성을 잃는 것들이다) 고리를 설치하는 방법이다. 이 고리의 전기 저항은 매우 
높다. 한편 이고리의 내부에서는 전자기 유도 효과에 의해 전류가 발생한다. 그 효과에 의해 
고리는 급속히 뜨거워진다. 이 발명도 특허로 등록된 것은 사실이다. 그러나 이 문제는 물-
장 분석의 기초를 아는 어린 아이도 풀 수 있는 문제였다. 일단 문제가 해결된 것처럼 보인
다. 좋은 해결책이라고 할 수 있다. 그러나 페라이트 고리로 일년 내내 전선을 가열시킬  수
는 없다. 얼마나 많은 에너지가 낭비 되겠는가? 또 겨울에도 전선 전체를 가열할 필요가 없
다. 실제로 화씨 32도(섭씨 0도)  이하로 떨어지는 부분만 가열해도  충분하다. 이제 새로운 
문제가 생길 것이다. 날씨가  추울 때만 페라이트에서 열이  나게 할 수 있는  방법은 없을 
까?
  이 문제를 풀려면 페라이트 고리가 퀴리 온도(강자성체(자계에  의해 강하게 자화되어 자
계를 없애도 자기가 남는 물체)를 상자성체(물체를 자장 안에 놓으면 자장과 같은 방향으로 
자화되는 성질을 지니는 물체. 자장을없애면 자성을 잃는다. 망간, 백금, 알류미늄등이 있다)
로 변화시키는 온도, 또, 강유전체(전장을 주지 않아도 이미  자연 상태로 분극(전매질을 전
기장에 놓으면 그 양쪽 끝에 양전기와 음전기가 나타나는 현상)을 일으키고 겉면 전하가 나
타나는 물질)로 하여금 자발 분극을 잃게하는 온도. 퀴리가 발견하였다)까지만 강자성체  상
태를 유지한다는 사실을 알아야 한다. 강자성체들은 퀴리 온도가 서로 다르다. 그리고  화씨
32도를 퀴리 온도로 하는 강자성체를 만드는 것이 가능하다.  이런 강자성체로 만든 고리는 
화씨32도 이하에서만 가열 기능을 하고, 그 이상의 온도에서는  아무 기능을 발휘하지 않는
다. 퀴리 온도를 통과하면서 자기적 특서이 나타나거나 사라지는  현상은 많은 다른 문제를 
해결하는 데에도 사용할 수 있다 .이 흥미로 운 물리적 현상은 반드시 기억해야 한다.
  이것이 방법론 17이다: 강자성체의 퀴리 온도.
    16장 방대한 물리학을 어떻게 할것인가?
  정신 병원 입원 환자인 앤리 그리조는 발명에 몰두하고  있었다. 그는 200도 밑에서는 녹
지 않는 얼음을 발명하려고 했다. 그 이야기는 이렇다. 폴란드 작가인 스티븐 바인벨의 미친 
사람이라는 소설의 주인공인 그리조는 흰색의 과립형 가루를 가지고 있었다. 이것은 고온에
서 맑은 물로 변하는 신기한  가루였다. 이 소설은 1966년  출판되었다. 그로부터 3년 뒤인   
1967년에는 실제로 고체 물이 발명되었다.  이 물은 90퍼센트의 물과  10퍼센트의 규산으로 
구성되어 있었다. 이 고체형 물은 흰색 가루의 형태였다.  독자들은 궁금할 것이다. 왜 고체
물이 필요할까? 앤리 그리조가 하곤 했던 말을 들어 보자. "내 발명품 덕분에 이제 천연 자
원은 풍부하지만 물이 부족한 지역에 공장을 세울 수 있게  됐지. 요즘엔 물을 물탱크로 날
라야 하지만, 미래에는 종이 봉투에 넣어 수송할 수 있을 거야. 상업에도 큰 변화가  생기겠
지. 액체를 담기 위해 사용되는 모든 종류의 금속, 유리, 흙으로 만든 용기가 완전히 없어져 
버릴걸. 액체가 가루로 팔릴 텐데 뭐." "가루 물의 쓰임새는 수천, 수만가지나 있어. 이로 인
해 일상생활에서 기술 혁명이 일어날거야. 액체인 물을 사용하는  것은 불빛을 내려고 나무
에 불을 붙이는 것이나 마찬가지로 터무니 없는 일이 될거야."
  과학자들은 규산이 2내지 3퍼센트만 포함된 고체 물을 개발하려고  하는 단계에 있다. 그
러나 아직까지 이러한 내용이 물리 교과서에 실린 적은 없다. 물리학은 무서운 속도로 발전
하고 있고, 계속적으로 새로운 효과와 현상이 발견되고 있다. 독자들께서는 발명가들이 최신 
정보에 대해 아는 것이 얼마나 중요한지 상상할 수 있을  것이다. 여기에 대표적인 예를 하
나 들어 보자. 한 과학자 집단은 고체 물을 개발하고 있었고, 다른 과학자 집단은 더 유동적
인 물을 개발하고 있었다. 1948년 영국의 과학자인 B. 토머스는 아주 놀랄만한 물리적 효과
를 발견했다. 파이프 내부에서 일어나는 물의 마찰은 중합체를 극소량(1/100)만 섞어도 감소
한다는 사실이었다. 일반적으로 물의 마찰은 빠른  속도로 지나가는 물에서 생기는 교류(물
이 서로 섞여서 흐름)에  의해 발생한다. 길다란 중합체 분자들은 물의 흐름을 따라 자리를 
잡는 데, 이런 현상이 물의 소용돌이를 감소시켜서, 그 결과 저항이 적은 물이 되는 것이다. 
토머스의 연구 내용이 출판되자, 곧 이 효과를 이용한 많은 발명이 뒤따랐다. 토머스 효과는 
배의 속도를 증가시키고, 관으로 액체를 수송할 때 에너지 소모를 줄이고, 소방 호스에서 나
오는 물의 사정 거리를 증가시키는 데 도움이 되었다. 최근에는 모스크바 대학 출신의 발명
가가 스케이트 경기장의 얼음에 중합체를 첨가하는 아이디어를 제안했다. 이런 발명 덕분에 
스케이트 날의 압력에 물이 더  쉽게 녹게 됐다. 이것은 중합체의  첨가로 스케이트와 얼음 
사이의 마찰이 감소한다는 것을 의미한다. 그 외에도 유사한 예가 많이 있다. 발명가는 물리
학 지식이 풍부해야 한다. 많은 물리적 효과들을 알아야 한다. 그러나 물리학자들 중에도 완
벽한 물리학 지식을 가지고 있는  사람은 없다. 또 발명가가 물리학자보다  물리학을 더 잘 
알고 있을 필요도 없다. 따라서 발명가들이 참고할 수 있도록, 물리적효과와 현상 등을 정리
한 참고 책자가 있다면 이 문제를  해결할 수 있지않을까? 또 발명가들을 위해서  물리학의 
정보는 더 완벽하고 정확해야 한다. 그러한  최초의 참고 서적은 1970년 초에 출판  되었다. 
과거의 참고 서적은 물리적 효과들을 발명에 응용하는 데  초점을 맞추었다. 앞으로 출판될 
참고 서적은 물리적 효과들 사이의 결합에 대해서도 다루어야 할 것이다. 아직까지 그런 책
이 나온 적은 없다. 왜냐하면 그 양이 너무 방대하기 때문이다.
  이것이 방법론 18이다: 다양한 효과의 결합.
  그 예로 다음의 세가지 물리적 효과의 결합을 살펴보자.
  첫째 효과는 빛의 편광(일정한 방향으로만 진동하는  빛의 파동. 자연광을 전기석이나 편
광프리즘에 통과시키면 얻을 수있다) 현상이다. 빛은 특정한 물체를 통과할 때 편광 현상을 
일으키는 것으로 알려져 있다. 진동이 오로지 한 평면 상에서만 일어나는 것이다. 예를 들어 
수직 평면에서만 진동이 일어날 수도 있다.
  둘째 효과는 편광이 특정한 결정체를 통과할 때 입사각(입사광선이  입사점에서 경계면의 
법선(입사광선이 경계면과 만나는 점으로부터 그 면에 수직으로 그은 직선)과 이루는 각)이 
바뀌는 효과이다.
  셋째 효과는 열을 받으면 일어나는 물체의 팽창효과이다. 만약에  이 세가지 현상을 결합
한다면 온도계를 얻을 수 있다. 온도가 높아지면, 유리판이 팽창해서, 그 유리판을 통과하는 
편광의 각도가 더 커지는 현상을 이용한다면 가능하다. 다양한  효과들을 서로 결합하는 원
칙은 아직 알려져 있지 않다. 그렇지만 이것이야 말로 수 많은 창의적 문제를 해결해 줄 발
명 이론의 새로운 분야이다.
    17장 뫼비우스의 띠. 
  공상과학소설 작가인 아서 C. 클라크 가 쓴 어둠의 벽이라는 책을 보면, 현자인 그레일이 
동료인 브레일든에게 이렇게 말하는 장면이 나온다. "여기 종이가 한 장 있네.  모든 종이에
는 두 면이 있지. 그런데 한 면만 있는 종이가  있을 수 있을까?" 브레일든은 그럴 수 없다
고 생각했다. "그건 불가능한 일이에요." 그레일이 계속했다. "아니야, 조금만 생각해보면 이
것은 가능하다네. 긴 종이가 한 장 있다고 하세. 분명  양면이 있네. 그리고 종이 끝에 풀을 
발라서 고리를 만든다면 여기에도 역시 두 개의  면, 즉 안쪽과 바깥 쪽 면이 있네.  그런데 
만약에 한쪽 끝을 180도 꼬아서 붙인 다면  어떻게 될까? 그레일은 꼬인 종이의 끝을 풀로 
붙인 다음 말했다. "이제 손가락으로 한쪽 면을 따라가 보게." 브레일든은 시키는 대로 하지
는 않았지만, 이 늙은 현인의 생각을 이해할 수 있었다. "이해가 갑나다! 이제 분리된 두 면
이 없어지고 연속적인 평면만 남았네요.  결국 한쪽면을 가진 셈이군요." 이  띠는 처음으로  
그 놀랄 만한 성질을 자세히 기술한 독일 수학자의 이름을 따라 '뫼비우스의 띠'라 부른다.
  이것이 방법론 19이다: 뫼비우스 띠의 기하학적 효과.
  뫼비우스 띠의 바깥쪽으로 기어가고 있는 개미를 상상해 보자.  만약에 개미가 띠의 가장
자리를 벗어나지 않고 면을 따라 기어  간다면, 개미는 결국 출발한 곳으로 다시  돌아온다. 
뫼비우스 띠에서 출발한 곳으로 다시 돌아오는  시간은 일반적인 띠보다 두배가 걸릴  것이
다. 개미는 띠의 안쪽과 바깥쪽을 다 다닌  셈이 된다. 어둠의 벽의 주인공 중 한명은  어떤 
미지의 행성에서 이 개미와 같은  여행을 경험한다. 여러분들은 이것이  광상에 불과하다고 
생각할지 모르지만, 뫼비우스 띠의 이  놀랄 만한 특징은 많은 창의적  문제를 해결하는 데 
이용되고 있다.
  일반적인 고리 모양의 띠가 있다고 하자. 이띠의 바깥 면에서는 연마  물질(돌, 쇠붙이 따
위를 갈고 닦는 데 쓰이는 물질)이 덮여 있다. 이 띠는 어떤 기계에 설치하게 되어 있다. 어
떤 물건에 광을 내고 싶은 사람이 있다면, 그 물건을  회전하는 띠에 대고 눌러주기만 하면 
돤다. 이렇게 사용하다가 연마작용을 한는 쪽의 표면이 다 닳아 버리면 당연히 띠를 교환해 
주어야 한다. 갈아주는 회수가 늘어나면 늘어날수록, 작업시간의 손실은 더 커진다. 띠의 길
이를 두 배로 늘이지 않고도 띠의  수명을 두배로 늘일 수 있는 방법은  없을까? 몇 년 전, 
러시아 발명가인 A. 구바이둘린은 뫼비우스 띠  모양으로 만든 벨트를 끼운 연마기로 틀허
를 획득했다. 띠의 규격은 마찬가지지만, 연마  표면의 면적이 두 배나 되기 때문에  수명도 
두 배나 길다. 정말 아주 참신한 아이디어 아닌가? 액체를 정화하는 벨트식 여과기가 있다. 
여과기를 한참 사용하다 보면 침전물로  막히기 일쑤다. 독자들도 필자가  무엇을 말하려고 
하는 지 벌써 짐작하고 있으리라. 그렇다. 뫼비우스 띠를  끼우는 여과기가 그것이다. 이 발
명품도 특허로 등록되었다. 뫼비우스 띠를 활용한 녹음 테이프로 특허를 취득했다. 세계적으
로 뫼비우스 띠의 원리를 활용한 장비, 기계에  대한 특허가 약 1백 건이나 된다.  여기에서 
우리는 '발명의 비법 + 물리학'  뿐만 아니라 '발명의 비법 +  기하학'도 발명의 좋은 도구 
가 됨을 알 수 있다.
  박스 종이에서 두 개의 원반을 오려 낸다. 한 원반을 탁자 위에 올려 놓고, 그  원반은 원
기둥의 윗면이고, 다른 원반은 밑면에 해당한다. 그 다음 두 원반의 가장자리에 나무못을 박
아 둘을 연결한다. 그리고 망사를 이용하여 원기둥 모양으로 만든다. 이제 윗면인 원반은 시
계 방향으로 회전시키고 , 밑면인 원반은 시계 반대 방향으로 회전시킨다. 허리가 잘룩한 모
래시계 모양인 곡선 도형이 나올 것이다. 두 원반을 서로 반대 방향으로 비틀면, 오목한  부
분은 더 오목해진다. 이러한 도형을 회전 쌍곡면이라고 한다. 이 도형은 발명가들의  상상력
을 자극하는 여러 가지 특징을 가지고 있다. 쌍곡면의 표면은 직선들이 모인 곡선의 형태를 
띤다. 쌍곡면을 만드는 것은 별로 어렵지 않다. 모스코바 텔레센터의 슈코프 타워는  쌍곡면
의 형태로 되어 있다. 탑은 쇠막대기들로 만들어져 있다. 이 비틀린 모양의 조형물은 안정감
과 역동감을 준다. 쌍곡면이 아닌 다른 곡선 도형은 탑으로 건축하기가 쉽지 않다. 그런  조
형물은 곡선형의 쇠 막대기로 만들어야 하기 때문이다.
  쌍곡면의 가장 큰 특징 중에 한 가지는 그 형태를 아주 쉽게  바꿀 수 있다는 것이다. 원
반을 조금만 돌려도 만곡부(활처럼 굽어 있는 부분)의 모양이 달라진다. 이러한 특징이 수많
은 발명품에 이용되었다. 일본에서는 컨베이어  벨트에 사용되는 쌍곡면 롤로(롤러컨베이어
의 주요 부분. 롤러 컨베이어는 많은 수의 롤러를 평행하게  잇달아 늘어 놓은 형태로, 그위
에 물건을 올려 놓고 운반하는 장치이다. 약간 경사지게 하여 물건을 운반한다)가 특허품이
다. 쌍곡면의 만곡형태는 쉽게 바꿀 수가 있기 때문에, 그것을 이용하여 컨베이어 벨트의 만
곡도 바꿀 수가 있는 것이다. 이것은  아주 중요한 장치이다. 흐르기 쉬운 물질을  이동시킬 
때에는 움푹한 벨트가 필요하고, 박스를 나를 때에는 평평한 벨트가 필요하기 때문이다.
  이것이 방법론 20이다: 회전 쌍곡면의 기하학적 효과.
  특허 426618번의 내용을 살펴보자. "감자 수확기의 바퀴는 많은  쇠 막대로 연결된 두 개
의 원반으로 제작된다. 쇠 막대와 원반은 유연하게 연결되어 있다..."  쌍곡면이라는 말이 구
체적으로언급되지는 않았지만, 쌍곡면의 특징을 이용해서 만곡의 형태를 바꾼 예이다. 이 밖
에도 포물선, 나선형 등을 활용한 기하학적 발명품들이 많이 있다. 결국 발명가들은  물리학 
뿐만 아니라 수학도 알아야 한다. 그렇다고 수학에 머물러서도 안 된다. 만약에 우리가 창의
적 문제 해결 이론에 고등학교 수준의 화학 지식을 활용한다면,  발명할 수 있는 것들은 훨
씬 많아질 것이기 때문이다.
    18장 이상적인 최종 결과를 목표로 한다.
  최근에 이런 일이 있었다. 어떤 기술자가 금속성 윤활유를 뿌리고 있었다. 이 재래식 윤활
유 속에는 2퍼세트의 금속성 분말이 첨가되어 있다. 이 금속 입자는 기계가 작동할 때 마찰
이 일어나는 곳에서 마모를 감소시키는 역할을 한다. 서로 맞닿는 금속 표면 사이의 간격이 
좁을수록, 윤활유 속 입자의 크기가  미세해야 한다. 기술적 모순이  있는 상황이다. 입자의 
크기가 작을수록 좋지만, 작으면 작을수록 제조하기가 어렵다는 것이다. 기술적문제 해결 이
론에 따르면, 이상적인 최종 결과(IFR: ideal final result: 문제 해결에 도달하기 위한 방법론
으로서, 동화에서나 가능한 이상적 결과를 상상해 보는 것이다. 이 방법론으로 문제  해결의 
실마리를 발견하는 것과 고정 관념에서 심리적으로 탈출하는 것이 가능하다)를 먼저 상상해
야 한다. 이를 위해서는, 다음과 같은 질문을 스스로 던져 보는 것이 필요하다. 이상적인 해
결책을 찾기 위해서 무엇을 해야 하나? 이상적인 최종결과는 환상이고 꿈이다. 비록 거기까
지 가는 것은 불가능할지 몰라도, 정답으로 가는 과정에는 도움이 된다. 독자들은 앞에서 기
술적 문제 해결 이론을 다리에 비유했던 것을 기억하고 있나? 그렇다면 이상적인 최종 결과
는 다리의 받침대 중 하나라고 할 수 있다.
  윤활유 문제에서는 이상적인 최종 결과가 무엇일까? 이건 별로 어려운 질문이 아니다. 이
상적으로 말하자면, 입자는 최대한도로, 즉 원자의 크기까지  미세해져야 한다. 이 정도에서 
다음과 같은 역설적인 생각이 머리에 떠오르지 않는가? "아주 작은 금속 입자를  만드는 것
은 힘들다고? 그러면 초미립자를 만드는 것은 더 쉽지 않을까?" 여기까지는 문제 해결 이론
을 활용한 것이다. 여기부터는 화학 지식이 필요하다. 금속 입자와 기름의 혼합은  물리적인  
혼합이다. 만약에 금속을 더 잘게 부순다면, 그것은 콜로이드(분자보다 크지만 현미경으로만 
볼 수 있는 작은 알갱이가 액체 따위에 풀려 있는 상태. 아교, 녹말, 한천,  계란의 흰자위들
의 수용액 등을 말한다) 용액이 된다. 그리고  마지막으로 입자를 원자 크기로 분해해 버린
다면, 진짜 용액이 되어 버리는 것이다. 이제 우리는 주어진 문제에 대한 이상적인 최종  결
과를 더 정확하게 서술할 수 있다. 이문제의 이상적인 최종  결과는 기름에 금속이 녹아 있
는 용액을 만드는 것이다. 이 용액이란, 더 정확하게 말하자면, 금속 원자가 들어 있는 기름
이다.
  그러나 애석하게도 이 이상적인 최종 결과는 현실적으로 불가능하다.  물질은 그와  유사
한 물질 속에서만 분해될 수 있다는 것은 삼척동자도 아는 사실이다. 기름은 유기물이기 때
문에, 유기물만을 녹일 수 있다. 금속은 유기물이 아니다. 지금까지 이상적인 해답을 향해가
다 보니, 물리적 모순이 발생했다: 금속  원자를  기름 속에 용해시키는 것이 우리  목표인
데, 화학 법칙에 따르자면 그것은 불가능하다. 그렇다면 이상적인 최종 결과에서 한  걸음만 
물러나 보자. 금속 원자를 용해시키지 말고, 분자를 용해시키면 어떨까? 여러분들은 이미 이 
방법론을 알고 있다. 필요한 것보다 조금 부족한 듯하게 해보라. 금속을 원자 크기로 만드는 
것이다. 모순은 이미 사라져 버렸다. 실제로 원자 속에 숨겨져 있다는 의미에서는 기름 속에 
원자가 있다고  할 수 있고, 원자 대신 분자를 사용한다는  의미에서는 원자가 없다고도 할 
수 있다. 아직 한 가지 문제가 남아 있다. 어떤  종류의 분자를 사용할 것인가 하는 점이다. 
그 속에 금속 성분을 포함하고 있는 유기물이어야 한다. 그것은 금속성 유기 화합물이다. 이 
물질은 기름 속에 잘 용해되면서도 금속 원자를 지니는 물질이다.  이 문제를 푸는 데 사용
된 방법들을 정리해 보자: 이상적인 최종 결과, 물리적 모순,  '조금 부족한 듯하게 해 보라
'는 방법론, '물질은 그와 유사한 물질 속에서 용해된다'는 화학 법칙. 하지만 이 문제가 아
직 다 풀린 것은 아니다. 금속성 유기  물질의 분자가 금속의 원자를  포함하고 있기는  하
지만, 우리가 필요로 하는 것은 분리된  금속  원자이다. 여기에서 또 하나의  화학 법칙을 
기억해 내야 한다. 분자를 금속 원자로 바꾸기 위해서는, 분자를  분해해야 한다. 어떤 방법
이 있을까? 이것은 아주 간단한 일이다.  이 물질을 일정 온도까지  가열하면 된다. 기계가 
가동할 때, 기름은 가열된다. 만약에 이 온도에서 분해되는 금속성  유기 물질이 있다면, 문
제는 해결된 것이나 마찬가지이다.
  이것이 방법론 21이다: 이상적인 최종 결과(IFR).
  실제로 발명가가 이 문제를 해결하기 위하여 어떠한 과정을 거쳤는지 검토해 보자. 그 엔
지니어는 시행착오를 거치며 적절한 해결책을  찾고 있었다. 금속을 분해하기  위해 다양한 
방법을 시도해 보았다. 다양한 실험을 해보기도 했고, 많은 문서를 찾아보기도 했다. 그러는 
사이에 몇 년이란 세월이 흘렀다. 하루는 서점에서 어떤 사람이 금속성 유기 화합물에 대한 
책을 찾고 있는 것을 우연히 보게 되었다. 엔지니어는 이때 '바로 이거다' 라는 느낌이 들었
다. "첫째, 금속성 유기 물질 속에는 금속이 들어 있고, 둘째, 그럼에도 불구하고 유기물임에 
틀림없어. 이런 화합물이라면 기름 속에 용해되겠는데! 이것이 바로  내가 찾던 것이야!" 그 
엔지니어는 그 책을 구입하여 그  속에서 가장 적당한 물질을 선택했다.  초산 카드뮴 염이  
그것이다. 발명 기록들을 보면, 이와 유사한 경우가 많다.  이런 방식이 전형적인 시행 착오
식 방법론이다. 그들은 원칙없이 해답을 찾아 내려고 한다. 또한 과학적 방법론을  사용해서 
문제를 해결 할 수 있다는  사실을 깨닫지 못한다. 이를테면 이상적인  최종 결과를 공식화 
해 보고, 물리적 모순을 찾아내는 일 등의 가치를 이해하지 못한다고 할 수 있다.
  처음에는 문제들이 너무 어려워 보이기 때문에, 가능한 모든 방법을 시도해 보려고  한다. 
결국에는 우연히 서점에서 금속성 유기 물질을 찾는 사람을  보는 상황까지 이른다. 만약에 
그런 우연이 없었다면, 이 문제는 얼마나 오랜 세월 동안  해결되지 않는 숙제로 남아 있었
을까? 또 엔지니어는 얼마나 더 많은 시간을 허비해야 했을까? 우리는 앞에서 다음과 같은 
방법론을 공식화 한 바 있다. "만약, 기존에 있는 물질에 어떤 다른 물질을  꼭 도입해야 하
는 상황인데도 전제 조건 때문에 제약이 있다면, 그 대신  기존의 물질을 조금 바꾸어서 사
용할 수 있다." 여기에서 '조금 바꾼다'는 말은 어떤 뜻일까? 이것은 가열, 냉각,  다른 환경
에서의 사용 등과 같은 물리적 변화일 수 있다. 또 이것은 필요한  물질을 추출해 낼 수 있
는 화합물을 사용한다든가, 필요한 물질이  제 기능을 다한 다음에 다시  화합물로 바뀔 수 
있도록 조작한다든가 하는 화학적 변화일 수도 있다.
  이것이 방법론 22이다: 제 2의 물질 도입.
  이 방법론의 예를 한 가지 더 들어 보자. 산화 알루미늄의 결정은 아주 순수한 용해 과정
을 통해서만 생성될 수 있다.  따라서 산화 알루미늄 결정을 만드는  일은 플라티늄 노에서  
조차 하지 못하게 되어 있다. 왜냐하면 플라티늄 원자가 용해 물질 속에 침투할 수 있기 때
문이다. 이것은 물리적 모순이다. 용해를 위해서는 노가  필요하지만, 순수한 용해를 위해서
는 노를 사용할 수 없다. 그렇다면 산화 알루미늄속에서 산화 알루미늄을 녹이면 되지 않을
까? 아무 용기 속에다가 산화 알루미늄을 넣고, 중간 부분만 녹일 수 있도록 가열한다. 이렇
게 하면 고체 산화 알루미늄 속에서 용해된 산화 알루미늄을  얻을 수 있다. 이를 얻으려면 
전자기 유도를 이용해야 한다. 이 경우, 에너지원은 가열된 물질과 어떤 접촉도 없는 상태이
다. 그런데 문제는 산화 알루미늄이  절연체이기 때문에, 전류를 전도시키지 못한다는  것이
다. 결국 전자기 유도가 일어나지 않는다는 것이다. 물론 용해된 산화 알루미늄은  전도체이
다. 그러나 이것을 용해시키기 위한 산화 알루미늄 자체가 절연체라는 것이 문제다.  따라서 
산화 알루미늄의 가열은 불가능하다.
  이런 종류의 일은 매우 흔하게 일어나는 일이다. 하나의 모순을 해결하면, 다른 모순이 나
타나고, 그것을 해결하면 또 다른 모순이 나타난다. 마치 장애물 경주의 장애물과 비슷하다. 
어쨌든 이것은 또 하난의 물리적 모순이다. "전자기 유도를 일으키려면 산화 알루미늄에 금
속을 첨가해야 한다. 그러나 순수한 물질을 얻기 위해서는 산화 알루미늄에 금속 물질을 첨
가해서는 안 된다." 이런 모순을 넘어서기 위한 방법은 극히 단순하다. 용해하기  전에 산화 
알루미늄에 알루미늄을 첨가하는 것이다. 알루미늄은 아주 우수한 전도체이다. 전자기  유도
로 알루미늄이 가열되고 그것이 산화 알루미늄과 함께 녹아 내린다.  그 후 한참 동안 고온
의 상태를 유지하면 녹아 내린 알루미늄은 연소되어 산화  알루미늄으로 변한다. 결국 오염
되지 않은 순수한 산화 알루미늄이 생성된 것이다. 이제 간단한 문제를 하나 더 풀어  보자. 
이 문제를 풀려면 다음의 두 가지 단계를 따르는 것이 좋다.
  1단계: 이상적인 최종 결과(IFR)를 상상해 보자. 독자들이 마술사라서 모든 사물이 독자의 
말을 따를 것이라는 식으로 생각해 보자.
  2단계: 최소한의 변화로 이상적인 최종 결과(IFR)를 얻을 수 있는 방법을 생각해 보자.
    문제33 자기가 알아서 신호를 보내는 가스등.
  오늘날 많은 가정에서는 프로판 가스를 쓰고 있다. 이  가스는 일반적으로 금속성 가스통
에 저장한다. 가스통에 가스가 조금밖에 남지 않으면, 주인은  가스를 다시 채워야 한다. 문
제는 "통에 남은 가스량을 어떻게 아는가?" 하는 문제다. 큰 가스 제조 화사의 직원들은 이 
문제를 풀기 위해 노력해 왔다. 방법은 간단해야 하고,  사용하기도 쉬워야 한다. 그리고 마
지막 10% 정도가 남았을 때, 그것을 알 수 있도록 설계해야 한다. 한 엔지니어가 말했다. "
가스의 압력을 잰다? 아니야, 그건 안  돼. 가스가 한 방울이라도 남아  있는 한, 그 압력은 
일정하지. 왜냐하면 이미 사용된 가스는  기화 작용 때문에 액체가스가 계속  채워 주잖아." 
다른 엔지니어가 그 뒤를 이었다. "무게를  재면 어떨까? 아니야, 이것도 좋은  방법이 아니
야. 남은 양을 알고 싶을 때마다 무게를 잰다면 너무 불편하겠는데." 이때  어디선가 발명가
가 나타났다. "이상적인 해결책이 뭔지는 다 아시잖아요? 통이 자기가 알아서 남아 있는 양
을 알려 준다면 가장 이상적일 겁니다." 그는 이  이상적인 해결책을 찾아내는 방법에 대해 
설명했다. 통이 알아서 알려준다는 말이 무슨 말일까? 단, 유리관은 위험하기 때문에 사용할 
수 없다는 것을 알아 두고, 시작해 보자.
    19장 '두뇌라는 다락방' 속의 질서.
  이  장에서는 여러분들에게 반발심이 생길지 모른다.  이 책은 복잡한  문제를 풀기 위해 
수 많은 대안 중 대책 없이 마음에 끌리는 것에 다가가서 하나씩  가려내는 '시행착오식 방
법론'을 비판하면서 출발했다. 그런 방식으로는 시간이 낭비되고, 또  정답을 찾으리라는 보
장도  없다. 그리고 이미 창의적 문제  해결 이론의  상당 부분, 즉 법칙, 규칙, 공식이라고 
할 수 있는 것들을 설명하였다. 우리는 기술 발전의 법칙, 모순(어떤  것이 있으면서 동시에 
없다)에 대한 이론, 물-장 분석등을 이용하는 문제  해결 방법론과 비법등이 필요하다는 것
을 알게 되었다. 더 나아가, 물리학, 즉 발명에 이용할  수 있는 물리적 효과와 현상에 대해
서도 알아야 한다는 점을 강조한 바 있다. 그리고 수학과 화학의 중요성도 지적하였다. 생물
학도 알아야 한다. 왜냐하면 자연에는 수 많은 발명의 원리가 숨어 있기 때문이다. 그렇다면 
차라리 5천 년 동안이나 지속되어 온  방법이 더 쉬울 것이 아닐까? 그렇다.  옛날 식이 더 
단순한 것은 사실이다. 굴착기를 이용하는 것보다 구덩이를 삽으로 파는 것이 더 쉽다. 걷는 
것이 운전보다 훨씬 쉽다. 그러나 속도, 힘, 효율성을 위해서는 그만한 대가를 치러야  한다. 
발명도 예외가 아니다. 복잡한 문제를 풀기 위해서는, 문제  해결 방법론과 '창의적 물리학'
을 비롯하여 과학 전반에 대한 지식이 있어야 한다.
  여기서 우리는 아주 재미있는 사실을 한 가지 알고 있어야  한다. 창의적 문제 해결을 위
해서는 , 많은 지식을 갖는  것보다는 기존의 지식을 적절히 활용하는  것이 더 중요하다는 
점이다. 요즘은 학생들도 상당히 많은 지식을 가지고 있다. 단지 체계적으로 정리가 되어 있
지 않을 뿐이다. 또 그들은 이 지식을 효율적으로 활용할  수 없다. 겨우 1,2퍼센트나  활용
할 수 있을까? 결국 학교 교육에 문제가 있다고 할 수 있다. 학교에서 많은 것을 배우고, 많
은 것을 암기하는 것은 사실이다. 그러나 지식을 실용적으로  이용하는 방법을 배우지 못한
다. 그 지식은 마치 뒤죽박죽 정리가 되지 않은 채로 창고에 쌓여 있는 물건들과  흡사하다. 
바구미에 대한 문제를 기억하는가? 이 문제가 파이오니어  트루스에 실렸을 때, 독자들로부
터 많은 편지가 왔다. 그런데 그 중 절반 이상이 다음과 같은 답을 보내 왔다. "컵 속에 2백 
마리의 바구미를 집어 넣고 온도를 잽니다. 그 다음에 그 온도를 바구미의  수로 나눕니다." 
이런 편지는 주로 5학년에서 8학년 학생들이 보내 왔다! 만약에 그들에게 이런 질문을 하면 
어떻게 대답할까? "손가락 하나의 온도가 36도이다. 그렇다면 주먹의 온도는 얼마일까?" 이
때 180도라고 말하는 사람은 없을 것이다. 왜냐하면 현실적인 경험과 모순되기 때문이다. 그
러나 바구미 문제와 비슷한 유형의 문제를 풀 때에는, 이와 비슷한 실수가 맣이 나온다.  열 
에너지와 온도에 대한 적절한 지식을 가지고 있지 못하기 때문이다.
  이런 지식은 기억이라는 창고에 들어 있는 쓸데 없는 물건에 불과하다. 이런 지식을 어떻
게 하면 되살려 낼 수 있을까? 코난 도일 경의 셜록 홈즈를 읽어보면 셜록 홈즈야말로 이런 
문제를 처음으로 발견한 사람이 아닌가 싶다. 홈즈 이정의 형사들은 '시행착오식 방법론'으
로 사건을 풀었다. 그러나 홈즈는 나름대로 체계를 만들었을 뿐만 아니라, 실용적으로  활용
할 수 있는 지식이 많아야 한다는 점을 알고 있었다. 홈즈의 말에서도 이 점을 알 수 있다. 
"나는 인간의 두뇌가 텅 빈 조그만 다락방과 같은 것이라고 생각해요. 그 방에 필요한 가구
들을 갖다 놓아야 합니다. 바보들은 눈에 보이는 대로 잡동사니라는 잡동사니는 다 갖다 놓
으려 하지요. 그래서 유용하게 쓰일 지식들도 잡동사니와 섞여  무용지물이 되어 버려 어떻
게 사용할 지 모르게 됩니다. 하지만 노련한 사람들은 다락방  같은 머리 속에 무엇을 넣어 
둘지에 대해 아주 신중합니다. 그는 작업에  꼭 필요한 것들만 넣어 둡니다. 그것도  완전히 
질서와 체계를 잡아서 말이죠."
  취사선택한 학교 교육의 지식은 이론적으로 보자면 훌륭하다. 물리, 화학, 수학, 생물학 교
과서의 모든 페이지마다 문제 해결 과정에 강력한 힘을 실어 줄 수 있는 도구들이 실려  있
다. 그러나 중요한 것은 이 지식에 생명을 불어 넣어서, 그 지식 속에 담겨 있는  창조의 힘
을 올바르게 지각하는 것이다. 어떤 물리적인 현상을 이용해서 기술적인 문제를 해결하고자 
할 때, 그 물리적 현상을 마치 처음 접하는 지식처럼 느끼는 것은 우리가 극복해야 할 문제
이다. 초,중,고등학교에서 배우지 않은 지식들도 마찬가지이다. 이런 지식들도 역시 창의력을 
발휘하는 훌륭한 도구로 활용될 수 있지만, 대부분 두뇌라는  다락방에 무질서하게 쌓여 있
을 뿐이다. 이제 아주 재미있는 문제를 하나 풀어 보자. 이 문제는 지식이 제대로  정리되어 
있다면, 유치원에서 배우는 지식을 활용해서 풀 수 있는 문제이다.
    문제 34 바람이 부는 방향을 아는 법.
  어떤 농장에 소 우리가 건축되었다. 우리 내부의 공기는 항상 깨끗해야 하기 때문에, 농장 
주인은 환기가 제대로 되고 있는지를 조사해 보려고 전문가들을  초빙했다. 전문가 중에 한
사람이 말했다. "내부의 공기를 검사해야 해요. 공기  흐름의 속도도 측정해야 하고요. 건물 
규모가 크고, 천장이 높군요. 공기의  속도는 벽과 지붕의 온도와  밀접한 관계를 갖습니다. 
측정해야 할 것들이 너무 많아서, 몇 개월 정도 걸리겠는데요." 이때 어디선가  발명가가 나
타났다. "여러분들이 상의하고 있는 동안, 저는 벌써 첫 번째 우리에 대한  조사를 끝마쳤습
니다. 구석구석 모든 지점의 공기  흐름에 대한 조사를 끝냈어요.  지붕 밑도 조사했습니다. 
아주 간단한 방법으로..." 발명가가 사용한 방법은 뭘까? 막연한 짐작을 하는 습관에서 벗어
나서 생각해 보자.
  이상적인 최종 결과(IFR)에서 출발해 보자. 우리가 꿈꿀 수 있는 것은 "우리의 모든 곳에
서 화살표가 나타나서 공기의 방향과 속도를 알려주는 것"이다. 어떻게 하면 이것이 가능할
까? 양초를 켜 놓고, 촛불의 방향을 관찰하는 것은 어떨까?  열 곳이나 백 곳만을 측정하는 
것으로 충분하다면 이 방법도 좋을 것이다. 그러나 이상적인 최종 결과의 조건은  "열곳, 백 
곳이 아니라 모든 곳"이다. 따라서 양초는 충분치가 않다. 촛불만 양초에 따로 떼어 확인 할 
수도 없는 문제이다. 더구나 우리를 불길로 가득 채우는 것은 더더욱 불가능하다.  연기라면 
어떨까? 이것도 만족스럽지 못하다. 연기는 투명하지 않기 때문에 앞을 볼 수 없을 것이다. 
모순적인 상황이라고 할 수 있다. 연기로 가득 채우지 않을 수도 없고 가득 채울 수도 없는  
상황이다. 앞에서도 이와 비슷한 모순들이 있었다. 공기에 무언가를 첨가해야 할 상황인  동
시에 그렇게 해서는 안 될 상황이다. 불과 연기, 두  가지가 모두 이런 모순을 가지고 있다. 
그렇다면 바로 전의 문제와 똑같은 방식으로 해결할 수 있지 않을까? 우리의 공기 속에 그 
공기와 색깔이 조금 다른 공기를 첨가하면 어떨까?
  어떻게 하면 공기에 색깔을 들일 수 있을까? 두 가지  방법이 있다. 전체적으로 물들이거
나, 아니면 부분적으로 물들이거나 둘 중의 하나이다. 그렇다면, 얇은 막으로 둘러싸인 어떤  
것으로 일부를 물들이면 어떻겠는가? 여러분들은 이미 해답을 감지 했으리라. 바로 비누 방
울을 말하고 있는 것이다. 비누 방울을 많이 띄워 놓으면,  우리의 공기 흐름을 볼 수 있다. 
또한 사진을 찍어 놓으면, 공기 속도가  빠른 곳의 비누 방울이 길게 줄지어  있는 것을 볼  
수 있다. 여러분들은 비누 방울과 그 속성에 대해 이미 오래 전부터   알고 있었던 것이 분
명하다. 하지만 그 지식은 다락방의 쓸모없는 짐짝처럼 쌓여 있을 뿐이었다. 이제  독자들은 
비누 방울들을 가지고 앞에서 제시한 모순을 해결할 수있다. 첨가한 물질이 있다고도 할 수 
있고,  없다고도 할 수 있다.
  이것이 방법론 23이다: 물방울과 거품의 활용.
  물방울은 다양한 문제 해격에 강력한 수단으로 사용된다. 더구나, 우리는 이 문제의  해법 
속에서 문제 해결 방법론의 '미학'을 느낄 수 있다. 우리는 이 새로운 방법론을 말끔히 정리
해서, 다른 방법론들 옆에 가지런히 배열해 놓아야 한다. 
    20장 미래는 발명가의 시대.
  아직 발명가라는 직업은 존재하지 않는다. 단지 엔지니어가 일을 하다가 우연히 발명하게 
될 뿐이다. 이 말에 동의하지 않는 사람들도 있을 것이다. "그럼 에디슨은 뭐요?  그 사람은 
1천 개가 넘는 특허를 취득했는데!" 에디슨의 발명은 주로 시행착오식 방법론으로 이루어졌
다. 새로운 배터리를 만들기 위해 5만 번이 넘는 실험을 하기도 했다. 이것은  개인으로서는 
불가능한 일이었다. 그는 자신만의 힘으로 발명하지 않았다.  그에게는 연구소가 있었고, 거
기에는 직원이 1천 명정도 근무하고 있었다. 그 연구소는 회사라 할 수 있을 만큼 컸다.  확
실히 그가 이룬 발명은 개인적인 것이 아니었다. 우리는 모르스가 전신을 발명했고,  포포프
는 라디오를 발명했으며, 풀턴은 기선을 발명했다고 말한다. 그러나 그들 중 누구도  직업적
인 발명가는 아니었으며 단지 몇몇 창의적 문제에 매달렸을  뿐이었다. 심지어는 너무 바빠
서 제품을 만들어 시장에 내놓을 겨를도 없었다. 제임스 와트는 직업적인 기계공이었다.  그
는 증기 기관을 발명하여 특허를 냈고, 그 외에 몇 가지 발명을 더 했다. 하지만  그는 죽을 
때까지 자신의 발명품을 이용해서 돈 버는 일을 궁리하던 사업가였을 뿐이다.
  창의적 문제를 해결하는 것으로 생계를 꾸려 가려고 했던 발명가들은 대체적으로 죽을 때
까지 가난을 면치 못했다. 이것은 어쩌면 당연한 일인지도 모른다. 시행착오식 방법론으로는 
짧은 시간 안에 문제를 해결할  수 있다는 보장이 없기 때문이다.  화가는 언제까지 작업을 
끝마쳐야 할지를 알고 있고, 작가는 소설 한 권을 쓰기 위한 시간을 알고 있다. 그러나 시행
착오식 방법론에 의존하고 있는 발명가는 언제쯤 문제를 해결할 수 있는지 도저히 알 수가 
없다. 오늘 끝날 수도 있고, 아니면  평생 해결되지 않을 수도 있다.  시행 착오식 방법론에 
익숙한 발명 전문가들로 구성된 개발부가 있다고 하자. 그 사람들은 문제 해결을 위한 대안
들을 대책없이 떠올리고 있을 뿐이다. 부장이 옆에 있는 연구원에게  이런 말을 할 수도 있
다. "여보게, 자네는 10년간 생각에 잠기는 일말고는  아무 것도 한 연구가 없구먼." 그러면 
연구원은 이렇게 대답할지도 모른다. "이건 정말 어려운 문제예요. 지금까지 6천  가지의 가
능한 해결책을 검토 했지요." 부장이 다시 말한다. "차라리 산보나  하면 어떻겠어? 혹시 산
보 중에 해결의 실마리를 발견하게 될지도 모르는 일이잖아?" 연구원은 한 술 더 뜬다. "차
라리 낮잠을 자겠어요. 꿈을  꾸다가 영감이 떠오르는 경우도  있거든요. 그런 일도 있다는 
거, 아시잖아요?"
  이것은 웃으라고 하는 이야기가 아니다. 심리학 잡지의 최근호에 미국 심리학자인 맥키넌
에 대한 다음 기사가 났다. 그는 깊은 잠에서 깨어나는  과정의 연구를 통해 깨달음과 직관
의 원천을 찾으려 하고 있다. 이와 유사한 연구들이 50,60년 째 계속되고 있지만, 아직 이렇
다 할 성과가 없다. '시행착오식 방법론'은 그 가능성에 있어서 이미 바닥을 드러낸 상태이
다. 따라서 더 이상 시행착오식 방법론에 매달리는 일은 무의미하다. 이제 발명을 위해서 그
와는 다른 방법이 필요하다. 우리가 필요로 하는 방법론은 기술적인 체계의 발전 법칙을 활
용한 방법론이다. 지난 몇 년 동안 창의적 문제 해결 이론, 즉 트리즈를 이용해서 문제를 해
결해 온 단체들이 있다. '컴퓨터 프로그래머들'과 마찬가지로 이들은 곧 주변에서 쉽게 찾아
볼 수 있는 집단이 될 것이다. 그 때가 되면 트리즈 전문가들은 기술-발명가, 또는 기술 시
스템 엔지니어라고 부를지도 모른다. 약간만 상상의 날개를 펼쳐 보자. 아직 생기지도  않은 
상태지만, 이러한 발명 단체 중 하나를 살펴 보자.
    문제 35 교육생이 문제를 푼다!
  어느 공장에서 아주 가느다란 줄을  만들고 있었다. 버튼을 누르면  거미줄같이 가느다란 
은빛 선이 아주 빠르게 뽑혀서, 커다란 실패에 감겼다.  기계는 전반적으로 우수 했지만, 줄
의 직경을 조절하는 기능이 매우 원시적이었다.  기계의  가동을 중단 시키고, 줄을 끊어서 
무게를 재는 방식이었다. 즉, 줄의 중량으로 줄의 직경을 계산하는 방식이었다. 
직경을 측정하기 위해, 그와 다른 여러 가지 방법을 시도해 보았지만, 더 좋은 방법이  없었
다. 정밀 측정기구를 사용하는 방법은 너무 복잡해서 문제였고, 간단한 방법은 부정확한  것
이 문제였다. 어느날 작업 책임자가 공연을 보러 갔다. 기타 주자가 무대에 나올 때  갑자기 
그의 머리를 스치는 것이 있었다. "유레카(Eureka, 아르키메데스가 왕관이 함유한 금의 순도
를 재기 위한 측정법을 발견했을 때 지른 소리)!"  다음날 이 책임자는 동료들에게 자기 생
각에 대해 설명했다. 줄은 기타 줄과 유사하다. 줄의  진동수는 직경과 관계가 있다. 따라서 
문제가 되는 가느다란 실을 진동시켜서 그 진동수를 측정할 수 있다면 당연히 직경도 알 수
있다. 이것이 그의 생각이었다. 그의 착상은 단 이틀  만에 새로운 공법으로 채택되어, 뛰어
난 효과를 발휘하게 되었다.
  감독에 대한 특별 보너스를 인준하던 사장이 말했다. "아주 훌륭했습니다.  하지만 새해에
는 더 가느다란 줄을 생산할 계획이에요. 이번에도 직경을 정확히 재는 것이 중요합니다. 이 
줄은 더 가늘기 때문에, 새로운 방법이  필요합니다. 좋은 방법이 없을까요? 이번에도  좋은 
생각이 떠오르는 사람이 나올 때까지 한 2년쯤 기다려야 할까요? 그러지 말고 이번에는 전
문가들에게 부탁해 봅시다." 그 다음날 책임자가 한 발명 회사를 찾아갔다. 책임자의 설명을 
듣자마자 발명 회사의 사장이 말했다. "이건 아주 간단한 문제예요. 옆 방으로 갑시다. 새로 
들어온 교육생이 도와 줄 수 있을 겁니다." 그 교육생은 아주 젊은 사람이었다. 책임자는 의
심스러운 마음을 떨쳐 버리지 못한 채 그 청년에게 문제를 설명했다. 그러나 교육생은 자신
만만하게 대답하기 시작했다. "아주 쉬운 문제네요. 먼저  주어진 조건을 정리해 봅시다. 줄
을 S1이라고 합시다. 이 물질이 어떤 형태로든  직경을 알려주는 신호를 보내야 합니다. 이  
신호를 F라고 합시다. " 그는 종이에 다음과 같은 그림을 그렸다. "물질 자체는 이런 신호를 
보낼 수가 없어요. 그렇기 때문에 다른 '장'의  도움을 받지 않을 수 없습니다. 이것이 귀하
의 회사에서 개발한 직경 측정법의  물-장을 도해한 그림입니다. 줄을 퉁긴다는  것은 줄에 
진동을 일으키는 물리장인 FM을 적용하는 겁니다. 이 진동을 F2라 합시다. 첫째, 측정의 정
확도를 높이기 위해서는 물리장을 전자기장으로 바꿔야 합니다. 둘째, 기존의 물-장을 개선
하기 위해서는 제2의 물질인 S2를 도입해야 합니다.
  이 새로운 물-장은 이렇게 그릴 수 있겠네요. 전자기장인 F1은 줄(S1)에 영향을 주고, 줄
은 다시 제2의 물질인 S2와 상호 작용을 합니다. 이때 S2가 F2의 형태로 신호를 보내는 겁
니다. 이때 신호를 통해 중의 직경을 알 수 있는 것이죠. 어떤 종류의 신호가 좋을까요?" 신
기한 듯 쳐다보던 책임자가 얼떨결에 대답했다.  "빛이 좋겠는데요. 그게 편리하겠어요." 젊
은이가 계속 설명했다. "그러시다면 F2는 광학적인 장이  되겠군요. 정리하자면, 전자기장인 
FEL은 S1에 여향을 미치고 S1은 다시 S2에 영향을 미치면, S2는 줄의 직경에 대한 광학적 
신호 F2를 보내는 겁니다. 이제 끝난 것이나  마찬가지입니다. 이제 10학년 수준의 물리 지
식을 적용하는 일만 남았습니다. 자 그럼 보실까요..."
  젊은이는 책임자에게 교고서를 보여 주었다. 젊은이가 가리킨 부분을  다 읽고 난 감독은  
신기해 하였다. "맞는 것 같네요. 아주 훌륭한 방법이군요.  왜 우리들은 그 생각을 못 했을
까요? 이상한 일이군요!" 우리는 아주 가느다란 줄의 직경을  측정해야 한다. '코로나 방전'
이 이렇게 가는 줄에서는 아주 쉽게 나타나며, 방전은 줄의 직경과 밀접한 관계가 있다.  우
리는 '왕관' 모양과 밝기를 통해 줄의 단면모양과 직경을 알 수 있다. 만약에 단면의 모양이 
타원형이라면, '코로나 방전'의 모양도 그렇다.  다음 이야기는 실화이다. 창의적 문제  해결 
방법론을 가르치는 어느 기술 과학 학교에서 수학을 전공한 학생이 있었다. 그는 학교를 졸
업한 후, 다른 도시에서 직장에 다니게  되었다. 곧, 그는 편지를 한통 썼다. 다음은 그 편지
에 담겨 있던 아주 흥미로운 문제이다.
    문제36 1도 이내의 정밀성을 확보하다.
  과학 기술을 개발하는 회사의 홀에서 회사의 중역이 새로  입사한 젊은 수학자를 만났다. 
"발명가 양성 학교를 졸업했다고? 솔직히   말하자면, 나는 모든 것이  개인의 재능에 달려 
있다고 생각하네. 그런데... 이번에 팀을 하나 만들기로  했어. 아주 어려운 문제를 해결해야 
할 일이 생겨서 말이네. 사실 어떻게 발을 들여 놓아야  할지도 모르는 무척 어려운 상황이
야. 15명으로 팀을 구성하게 되어 있는데, 자네가 그 팀에 들어가면 어떻겠나? 젊은  수학자
는 호기심이 생겼다. "어떤 문제인데요?" 중역이 설명했다. "해충인  굼벵이가 종종 곡식 속
에 있는 경우가 있네.  원래 굼벵이는 곡식을 포장하기 전에 박멸해야 하네. 최선의 방법은 
곡식을 정확히 65도로 가열해  주는거야. 그 이상도, 그 이하도  안 되네. 이 범위를 벗어나
면 모든 것이 상하게 돼. 1도의 정밀도가 필요한 일이지. 하지만 많은 양을 가열하자니 어떤 
부분에서는 규정 온도를 초과해 버리는 일이 일어나고, 적은  양을 가열하자니 속도가 너무 
느려지는 일이  생기니, 참으로 큰 문제네. 여러 가지  방법을 시도해 보았지만 아직까지 이
렇다 할  묘안이 없어. 이제 마지막으로 한  가지만 더 시도해 보려고 하네. 뭐냐 하면 곡식 
사이로 뜨거운  공기를 불어 넣는 방법이야. 이 방법은 잘  될 것 같기는 한데..." 젊은 수학
자가 말을 가로막으며 입을 열었다. "그러실 필요 없어요. 해결책은 간단합니다." 그가 해결
책을 설명했다. 독자는 벌써 감을 잡았을지도  모른다. '퀴리 온도'가 65도인 강자성체 분말
을 곡식에 첨가한다. 여기에 전자기 유도를 일으키면 곡식의  온도는 정확히 65도까지 올라
간다. 처리가 모두 끝나면 자력  여과기를 이용해서 분말을 제거할 수 있다. 이 젊은 수학자
는 편지를 이렇게 마무리 지었다. "중역은 충격을 받은 듯  몇 분 간이나 물끄러미 저를 쳐
다보고 있었습니다. 전혀 예상치 못한 반응이었죠. 옆에  지나가던 사람들이 '이사님!' 하고 
부르는 소리에도, 답할 생각도 하지 않고 계속 저를 쳐다보더라구요..."
    21장 몇가지 연습문제.
  이제 우리는 방법론 목록에 몇 가지를  더할 수 있게 되었다.
  (12)물-장 분석
  (13) 자체 해결
  (14)열 팽창
  (15) 거시 구조에서 미세 구조로 의 전환
  (16) 코로나 방전 효과
  (17) 강자성체의 퀴리온도 이용
  (18) 다양한 효과의 결합
  (19) 뫼비우스의 띠의 기하학적 효과
  (20) 회전 쌍곡면의 기하학적 효과
  (21)  이상적인 최종결과(IFR)
  (22) 제2의 물질 도입
  (23) 물방울과 비누 거품의 활용.
  이제 여러분들은 첫 번째로 해야  할 일이 이상적인 최종  결과(IFR)를 구상하고, 그것을 
얻기 위해 노력하는 일이라는 것을 알고 있다. 최선의 해결책은 항상 이상적인 최종 결과에
서 가장 가까운 곳에 있다. 이 도구를 사용해서 몇가지 연습문제를 더 풀어 보자.
    문제 37 슬라이드의 이동? 이제 나사가 필요 없어요.
  현미경으로 물체를 관찰하는 사람들은 때때로   유리판이나 관찰하던 사물을 이동시켜야 
한다. 경우에 따라서는 1/100mm 또는 1/1000mm 거의 머리카락의 직경 크기만큼  이동해야 
할 때도 있는데, 이럴 경우 일반적으로  나사를 이용한 도구를 사용한다. 하지만 이  도구의 
제작은 무척 복잡하고 비용이 많이 드는 일이다. 어느 날 엔지니어들이 모였다.  "이런 기능
을 가진 도구를 더 정확하고, 쓸 만하면서도, 값싸게 만들 수 있는 방법이  없을까?" 그들은 
해답을 얻기위해 애쓰고 있었다. 그들 중에 한명이  말했다. "기술적 모순이 있는 문제군요. 
정밀한 나사는 값도 비싸고, 수명도 짧아요. 골이 넓은 나사를 사용하면 원하는 정밀도를 얻
을 수 없고요." 이때 어디선가 발명가가 나타났다. "이제 나사는 더 이상 필요가 없습니다. 
정밀도를 높이기 위해서는 어떤 방법으로 유리판을 이동시켜야 할까요?" 아마  여러분은 37
번 문제를 다 읽기도 전에 답을 찾았을지도 모른다. 이 장을 꼼꼼하게 읽었다면 세 가지 정
답을 제시할 수 있을 것이다.
    문제 38 복잡한 방법은 누구나 생각할 수 있다.
  모든 중합체들은 시간이 지남에 따라 성질이 변한다. 이 변화 과정은 금속의 산화를 떠오
르게 한다. 왜냐하면 산소가 산화의 주범이기 때문이다. 즉, 산소가 중합체 분자를 분해한다
는 말이다. 변질을 막기위해서는, 끓는 중합체에 미세한 쇳가루를 혼합해야 한다. 철의 원자
가 산소를 흡수해서, 중합체의 변질을 막아 주기 때문이다. 그러나 쇳가루의 입자가  미세하
면 미세할수록 산소와의 작용 속도가 빨라서, 심지어는 중합체와 혼합되기도 전에 산화하기
도 한다. 이렇게 생성된 산화철은 중합체를 보호할 수 없다. 이 문제에 대한 자문을 해 주고
자 방문한 화학자가 말했다. "그런 목적이라면 중합체를 불활성 기체(다른 원소와 화합하기 
어려운 기체로서 헬륨, 네온, 크세논, 아르곤, 크립톤, 크세논, 라돈의 여섯가지  원소를 일컫
는 말. 비활성 기체라고도 하며 공기 중에 극히 적은  양이 존재하므로 희유 기체라고도 한
다. 이들 원소의 분자는 어느 것이나 단일 원자로 되어 있으며, 빙점과 비등점이 매우  낮아
서 액화하기 어렵다) 속에 놔두면 됩니다."  이공장의 한 엔지니어가 실망한 표정으로 말했
다. "하지만 그건 아주 복잡하고, 어려운 일인데요. 좀더 간단한  방법이 필요해요." 이때 어
디선가 발명가가 나타났다. "그만 하시죠. 아주  간단한 방법이 있습니다." 발명가의 방법은 
무엇이었을까? 여러분에게도 아주 쉬운 문제였을 것이다. 현실적이고 실용적인 방법을 생각
해 보자.
    문제39 컨베이어로 분말 나르기.
  광산의 한 건물에서 다른 건물로 컨베이어 벨트가 설치되어 있었다. 용광로에 들어가려면 
아주 고운 입자의 광석이 한 컨베이어에서 다른 컨베이어로  운반되어야 한다. 그런데 광석
의 입자가 너무 고운 나머지 약간의 바람에도 날리기 쉬워서, 노동자들의 불만이  대단했다. 
그들 중 한 명이 불평을털어 놓았다. "도대체 어떻게 해야 하냐 말야? 물을 뿌려도 아무 소
용이 없고... 금방 증발해 버리니  말이야. 물을 너무 많이 뿌려도  문제가 있고, 컨베이어를 
무엇으로 덮어 놓으면 될까? 그러면 일이 너무  많아지는데, 덮었다가, 열었다가..." 이때 어
디선가 발명가가 나타났다. "광석이 날리지 않게 하려면 무언가로  덮어 놓아야 할 것 같은
데, 덮어 놓자니 일이 복잡해지지요? 그렇기 때문에..." 어떻게 해야 할까?  컨베이어를 없앨 
수는 없다. 해결해야 할 과제는 먼지를 막는 일이다.

4부 발명의 기술
    22장 발명에 이르는 길
  발명에는 여러 가지 측면이 있다. 문제를 찾는 일,  문제를 해결하는 일, 새로운 아이디어
에 근거하여 실제 모형을 만드는 일, 고안품이나 방법을 현실화하는  일 등이 포함된다. 물
론 이들 기술 중 가장 중요한 것은 문제를 해결하는 일이다. 그리고  모형이나 그것에 근거
한 최종적인 결과물을 만드는 일은  그 분야의 전문가에게 위탁할 수도  있는 일이다. 물론 
발명가가 이러한 과정까지 참여할 수 있다면 그것이 최선이다.  그러나 설사 발명가가 문제
해결 과정에만 참여한다하더라도,  그것으로 충분하다고  보아야 한다.  이것은 발명가만이 
할 수 있는 일이기 때문이다. 따라서 문제 해결이 발명의 핵심이다.  19세기의 발명가들은 '
다재다능한 사람들'이었다. 그들은 손수  기계를 제작하기도 하고,  개량하기도  했다. 그러
나 현대의 발명가들은 생각을 본업으로 하는 지식인이다. 발명가가 손재주까지 좋다면 더할 
나위없는 일이다. 그러나 발명가에게 절실히 필요한 것은 아주 정교한  사고력이다. 어떤 것
을 문서로 작성하기 전에, 해결책에  대한 구상이  끝나야 한다. 이것은 아주  어려운 일이
다. 처음에, 발명가가 선택해야 할 것이  있다. "이 문제에 달려들어야 할까,  아니면 이  문
제를 다른 문제로 대체한 후 다른 문제를 통해  정답을 얻어야 할까?" 사실상, 기존의 체계
에 더 이상 개선의 여지가  있느냐를 판단하는 일은 매우 중요하다.  만약에 개선 가능성이 
없을 때에는 새로운 체계로 바꿔야  한다. 이러한 점을 구체적인 예를  통해 검토해 보도록 
하자.
    문제40 막연한 짐작은 그만하세요.
  용광로에서 광석을 용해시킬 때, 광찌꺼기가 발생한다. 광찌꺼기는 산화 마그네슘과  산화 
칼슘의 혼합물이다. 약1000도의 광찌꺼기는 커다란 용기에 담겨져, 철도를 이용해서  재생품 
가공 공장으로 운송된다. 용해된 광찌꺼기는  건축자재로서 아주 좋은 재료가 된다.  반면에 
냉각된 광찌꺼기는 좋은 재료가 될 수가 없다. 더구나 일단 굳은 광찌꺼기는 처음에는 액체 
상태이다. 그러나 수송을 하는 사이에 표면이 굳기 시작한다. 굳은 표면을 분쇄하기  위해서
는 대형 특수 장비가 필요하다. 이렇게 구멍을 뚫는 다 하더라도 속에 들어 있는 액체 광찌
꺼기를 전부 꺼낼 수 있는 것은 아니다. 결과적으로 남아 있는 액체 광찌꺼기의 2/3 정도만
이 사용될수 있을 뿐이다. 나머지는 폐기물이 된다. 게다가 딱딱하게 굳은 광찌꺼기가  담긴 
용기를 청소하는 것과 공장 바닥에 쌓이는 폐기물을 제거하는 것은 많은 인력을 필요로 하
는 일이다.
  마침내 이 문제를 해결하기 위해  특별위원회가 구성되었다. 과학자 중에  한명이 의견을 
냈다. "철저하게 단열이 되는 용기를 만들어야 합니다." 공장 엔지니어가 반대하고 나섰다. "
그것도 시도해 보았지만, 문제가 있더라구요. 철저하게 단열을 하려면 상당한 공간이 필요합
니다. 용기가 너무 넓어져서 철도법에 어긋납니다."  과학자들이 입을 모아 말했다. "용기에 
뚜껑을 씌우면 어떨까요? 완벽하게 단열처리를 한 뚜껑을 덮으면 될 것 같은데요? 열이 주
로 방출되는 곳은 공기와 접하고 있는 윗부분이니까요?" 다른 엔지니어가 한숨을 내쉬었다. 
"그렇게도 해봤어요. 뚜껑 크기가 웬만한 방 정도는 되겠더라구요. 얼마나 큰지 짐작이 되세
요? 그 정도의 뚜껑이라면 크레인으로 닫고,  크레인으로 열어야 할 거예요! 배보다 배꼽이   
더 커지지요!"
  이번에는 다른 과학자가 나섰다. "제 생각에는 이 문제는  다른 방향에서 접근해야 할 것 
같습니다. 아예 광찌꺼기를 이렇게 서둘러  수송할 필요가 없도록, 시스템 전체를  개선하는 
것이 좋겠어요," 그러나 옆에 있던 과학자의 생각은 달랐다. "그럴까요?  그게 아닌 것 같은
데요, 저는 조금 다른 방법을 제시하고 싶어요, 광찌꺼기를 더 빨리 수송할 수 있는  방법을 
찾아보는 것이 어떨까요?" 이 끝없는 대화를 또 한 명의 과학자가 이어 받았다. "문제의 뿌
리를 봐야 합니다. 부산물로 광찌꺼기가 나오지 않는 제철 방법을 찾아 봅시다. 이때 어디선
가 발명가가 나섰다. "막연한 짐작은  그만 하시지요. 우선 문제를 체계적으로  공식화 해야 
합니다..." 체계적인 공식화라? 어떻게 해야 할까? 실제로 하나의 문제 속에는 여러 가지 문
제들이 포함되어 있다. 그들 중 전체적인 문제 해결의 열쇠가 될 수 있는 적절한 문제를 선
택하는 일은 무척 어려운 일이다.
    문제 41 상황을 분석해 봅시다.
  판유리를 만들려면, 우선 유리띠를 빨갛게 가열해서 컨베이어로 운반해야 한다.  유리띠는 
한쪽 컨베이어에서 다른 쪽 컨베이어로 옮기는 사이에 식는다. 이 과정이 끝나면 유리에 광
을 내는 작업이 시작된다. 왜냐하면 뜨겁고 흐늘흐늘한 상태에서 이쪽 저쪽으로 옮겨다니다 
보면, 아래쪽으로 조금 처지기도 하고 표면이 울퉁불퉁해지기도 하기 때문이다. 처음 이  문
제를 접하는 엔지니어들은 컨베이어 롤러의  지름을 줄이는 방법을 생각하게  된다. 지름이 
작으면, 유리가 덜 처질 것이라고 생각하기 때문이다. 조금 더 일정한 모양의 유리를 생산하
기 위한 방법이다. 그러나 여기부터 기술적 모순이  나타난다. 롤러가 작을수록, 컨베이어의 
제작은 어려워진다. 만약에 롤러의 지름이 성냥의 지름 정도라면,  1m의 컨베이어를 마드는 
데 5 백개의 롤러가 필요할 것이고, 설치를 하는 데에도 정밀기구 전문가가 와야 할 것이다. 
그렇다면 과연 실 정도의 굴기라면 어떨가? 어떤 젊은 엔지니어가 말했다. "겁낼 것 없어요. 
우리 주변에는 재주 있는 사람들이 많아요. 양귀비 씨에 그림을 그리는 사람도 있는데요. 아
주 가느다란 롤러가 달린 컨베어어를 만들어 봅시다. 조립할 사람은 주변에서 찾을 수 있을 
거예요." 다른 엔지니어가 반론을 제기했다.
  "잘 들어 봐. 그런 컨베이어를 제작하려면 비용이 얼마나 들지 생각해 봤어? 차라리 지금
처럼 큰 것을 만드는 것이 낫지. 유리에 광을 내는 공정을 개선하면 되잖아. 유리에 난 롤러 
자국을 효과적으로 없애면 되는 거야."  아주 과격한 사람이 끼여들었다.  "아예 컨베이어를 
없애 버리면 어떨까요?" 이것을 완전히 다른 어떤 것으로 대체해 버립시다." 이때 어디선가 
발명가가 나타났다. "상황을 세밀하게 검토해 봅시다. 우리가 가진 문제점 중에서 하나를 골
라야..." 발명가는 문제점 중 하나를 선택하였다. 어떤 것을 선택했을까? 40번과 41번 문제는 
비교적 쉬운 문제이다. 40번 문제 속에는 '광찌꺼기의 수송'이라는  체계가 있다. 이 체계는 
상위 체계인 '철의 생산'의 일부분이다. 상위 체계에는 문제가 없기 때문에, 결국 하위 체계
를 바꾸어야 한다. 하위 체계는 광찌꺼기를  수송하는 고유의 기능을 하고 있다. 수송  중에 
광찌꺼기의 일부가 굳어 버린다는 것을 빼고는 아무런 문제가  없다. 따라서 전체의 체계를 
바꾸는 것은 이치에 맞지 않는다. 자동차 앞 유리가  더러워진다고 차를 치워버리는 것이나 
마찬가지이다.
  이런 경우, 문제를 접근하는 방법은  간단하다. "모든 것을 그대로  놔 눈 채로, 단점만을 
제거한다."는 원칙을 따르는 것이다. 결국 전과 마찬가지로 뚜껑이 없는  용기로 광쩌꺼지를 
수송하는 것이 바람직하다. 단, 딱딱한 껍질만 안 생기면 된다. 41번 문제의 구조는 조금 다
르다. 기계가 기본적인 기능도 수행하고 있지 못한 예이다. 첫째, 컨베이어는 유리띠를 평평
하게 해 주는 역할을 한다. 둘째, 컨베이어는 화로로부터 유리띠를 이동시키는 역할을  해야 
한다. 이 경우 롤러는 더 이상 개선의 여지가 없다. 롤러 일반이 개선의 여지가 없다는 것이 
아니라, 이 장치에서의 롤러가 그렇다는 말이다. 따라서 다른  장치로 교체해야 한다. 이 두 
문제에 대해 다른 종류의 해법도 있을 수 있다. 만약에 무엇을 선택하고, 무엇을 제거할  것
이가, 또는 기존의 체계를살려 둘 것인가, 아니면 새로운 체계를 도입할 것인가에 대한 확신
이 서지 않는다면, 기존의 체계를 살리는 방향으로 문제를 공식화 하는 것이 좋다. 노련함을 
필요로 하지 않는 정밀과학은 없다. 예를 들어 똑같은 망원경을 사용한다 할지라도,  사람에 
따라서 다른 결과를 낼 수도  있다. 결과는 사용자의 노련함과 그의  목표에 따라 달라지기 
때문이다. 예를 들어 재래식 선박을 완전히 새로운 신형  선박으로 교체해야할 상황이 있다
고 하자. 이때 선박은 대개 대형 체계이다.  선박의 주요 부분인 동체, 프로펠러, 엔진  등의 
크기도 대단히 크다. 혹자들은 믿지 않을지 모르지만, 언젠가는 선박도 아주 미세한  구조로 
전환될 것이다. 창의적문제 해결 이론은 이 점에 대해 다음과 같은 입장을 가지고 있다.
  첫째, 미세한 구조로의 전환은 보편적으로 가능하다.
  둘째, 선박이라는 체계는 아직 3단계에도 진입하지 못한 상태다. 3단계에서는 경직되고 고
정적인 구조가 유연하고 유동적인 구조로 바뀐다. 하지만 아직도  선박은 지금 단계에서 더 
개선될 여지가 있다. 따라서 미세구조로의  전환이 이루어지기 위해서는 아직도  몇 십년을 
더 기다려야 할지 모른다.
  이것이 선박의 현 단계이다. 이론이 할  수 있는 역할은 이 정도이다. 구체적으로  풀어야 
할 문제를 선택하는 일은 어디까지나 개인적인 일이다. 어느  방향으로 나갈 것인지를 결정
하는 것도 개인 자신이다. 따라서 개인들은 문제를 명확히 이해하고 있어야 한다. 만약에 어
떤 체계가 아직도 개선될 여지가 있음에도  불구하고 전혀 새로운 기술 체계를  개발하려고 
한다면, 찬사와 성공의 길은 멀고 험난 할 것이다. 아직 때가 되지도 않은 방향으로  나가는 
일이기 때문이다. 그리고 무엇보다 어려운 일은 새로운 체계가 필수적인 장치이며 현실적이
라는 점을 증명하는 것이다. 앞에서 나는 진동식 회전의에 대해 언급한 적이 있다. 이  장치
를 고안한 사람은 1954년에 특허를 신청했지만, 20년 뒤인  1975년에 가서야 특허를 획득했
다. 이 기계 구조의 유용성과 현실성을 증명하는 데 20년이 걸린 것이다. 한 번 이런 상상을 
해 보자. 약 2백년 쯤  전에 어떤 발명가가  선박 회사에  가서 말했다. "무엇 때문에 돛을   
가지고 그 고생을 합니까? 돛을 떼어 버리고, 광산에서  사용하는 증기 기관을 달면 어떻겠
어요.  수력 제분소처럼 엔진으로 외륜을  돌려 봅시다." 이 이야기를 진지하게  받아들이는 
사람은 거의 없었을 것이다. 그러나 이것은 다름 아니라, 역사적으로  위대한 발명품 중 하
나인, 기선에 대한 이야기이다.
  러시아 출신의 A.G.프레스니아코프는 1955년 특허를 신청했다가,  퇴짜를 맞았다. 모든 전
문가들이 반대했기  때문이다. 엔진을 전자기 펌프로 대체한다는  생각은 우습게 들릴 뿐이
었다! 이 발명가가  자신의 주장을 설득하고  증명하는  데에는 14년이라는 세월이 필요했
다. 그는 1969년이 되어서야 특허를 겨우 취득할 수 있었다. 전문 과학자와 기술자의 인정을 
받는 데 14년의 세월이 걸린 것이다. 그러나 그의 발명이  제품화 하기까지는 다시 몇 단계
의 과정을 거쳐야 했다. 디자인, 모형, 시험 등이  필요했다. 프레스니아코프 엔진을 장착한 
배는 아직도 없다. 하지만 시간이 조금 지나면 나올 것이 분명하다. 기술  체계가 미세 구조
로 전환한다는 것은 하나의 법칙이다. 하지만 기술 체계의 발전 법칙에는 다음과 같은 내용
이 있다: 기존의 체계를 개선할 수 있는 여지가 더  이상 없을 때에 미세 구조로 전환된다. 
프레스니아코프는 발명에 대한 보상을  전혀 못 받고 있다. 그의 발명은  아직 문서 상태를 
벗어나지 못하고  있기 때문이다. 그러나 MHD(magnetohydroddynamic,  고온, 고속 가스를 
강력한 전자석의 자계속을 통과시켜 가스 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키고자  한는 
방법)엔진을 처음 사용한 배로 누리게 될 명예는 어디까지나 프레스니아코프의 것이다.
  새로운 것을 만들었다는 사실, 또는 미래의 문제를 해결했다는 사실에서 느낄 수 있는 즐
거움과 만족감이야 말로 발명가가 누릴 수 있는 진정한 보상이다. 엄밀히 말해 이것은 개인
의 승리이기도 하고 사회 전체의 승리이기도 하다.  '선박'을 미세구조로 전환시킬 때가 오
면, 과학자들도 그 징후를 감지하게 된다. 최종 판단을 내려야 할 이 시기에, 시대를 앞질러 
미리 발명된 것들의 역할은 아주 중요하다. 또 하나의 길이 있다. 아직 '선박'이  미세 구조
로 전환될 단계가 아니라는 점을 염두에 둔 현실적인 접근 방법이다. 이러한 태도를 가진사
람들은 현재 단계인 거시 구조의  차원에서  선박을 개선 하는 데  노력을 집중시킨다.  몇 
년 안에 그들은 특허를 취득하고, 발명품을 시장에 선보이고, 그래서 이익을 거두고, 마침내
는 도움을 준 사람들에게 고맙다는 인사까지 받을 수 있게 된다.
    문제 42 비가 와도 지장이 없다.
  부두에서 선적 작업을 하고 있었다. 아주 강력한 기중기를  이용하여 짐이 실린 받침대를 
갑판 밑 창고 속에 집어 넣는 작업이었다. 그런데 갑자기 폭우가 쏟아지면서,  빗물이 창고 
속으로 들이닥치기 시작했다. 배에서 짐을  쌓아 올리던 인부들이 투덜거렸다. "왠  비가 이
렇게 오나? 몸이 다 젖어 버렸잖아!" 다른 인부가 말했다. "그렇다고 어떻게 하겠어? 선적을 
하자면 창고 문을 닫거나 지붕을 씌울 수는 없는  일이니 말이야." 이때 어디선가 발명가가 
나타났다. "아주 특수한 지붕이 필요하겠군요. 비를 피하게 해 주면서 동시에  선적도  계속
할 수 있는 그런 지붕 말예요. 어디 봅시다..." 그는 어떤 지붕을 제안했을까? 부두에는 수천 
대의 배가 정박해 있다. 그리고 수만 명의 인부들이 기상에 관계없이 일을 하고 있다.  창고
에 지붕을 씌우는 일이 정말로 필요한 상황이다. 이러한 시설을 발명하는 일은 별로 어려운 
일은 아니다. 이와 비슷한 문제들은 이미 오래 전부터 있었던 것들이다. 공장에서 외풍을 피
하려면 문을 닫아야 한다. 하지만 포크리프트(forklift,  차의 앞부분에 전후로  약간 경사질 
수 있는 포스트를 갖추어 이에 따라서 승강할 수 있는 포크를 구비한 운반차)가 드나들려면 
문을 열지 않을 수 없다. 이러한 모순은 아주 쉽게 해결된다. 아주 육중하고, 유연하고, 투명
하고, 길쭉한 재료를 사용해서 문을 만드는  방법이다. 이러한 문은 항상 당힌 상태를  유지 
하게 하면서도, 포크리프트를 통과시킬 수 있다.
  그렇다면 선박 창고의 문은 어떻게 만들  수 있을까? 선박 창고의 문은 일반적인  문보다 
훨씬크다. 그렇다. 이문은 공기 포대를 이용해서 만들 수  있다. 양편으로 갈라진 문을 만들
면 된다. 화물은 이 문을 밀치며 창고 속으로 들어간다. 이 아이디어에 대한특허는 아주  신
속하게 이루어졌다. 문제에는 다양한 종류의 것들이 있다. 문제들은 크기에 따라 소형, 중형, 
대형, 초대형 문제등으로 나눌  수있다. '시행착오식 방법론'의 단점은  문제가 대형화 함에 
따라서 더욱 명백해진다. 따라서 큰  회사들은  가능하면 기존의 대형 시스템을  개선 하는 
방법을 택한다. 이러한 회사가 완전히 새로운 시스템을 개발하는 경우는 거의 없다.  그러나 
이 새로운 기술적 문제  해결 이론만 있다면 상황은 완전히 뒤바뀐다. 우리는 조만간 먼 장
래에 발생할 문제를 해결하는 것을 전문으로 하는 기술 혁신 회사들이 설립될 것을 확신한
다.  가장 유리한 상황은 기존의 체계가  더 이상 개선될 수 있는 여지가 없어서, 다른 원리
에 기초한 새로운 체계로 전환되어야 할 시점이다. 이  때쯤이면 기존 체계의 단점이 다 드
러나서, 새로운 아이디어가 환영을 받을 만한 상황이기 때문이다. 41번 문제의 상황이  이와 
비슷하다. 더 가는 롤러를 사용하는 것은  이익이 되지  않는다. 롤러를 사용한 컨베이어를 
다른 원리에 기초한 다른 기계로 바꿔야 한다.
    23장 연산자 STC(size, time, cost)라는 이상한 거울.
  한 번은 사람들이 호야 나스레딘에게 기적을 보여달라고 요구했다. "좋아요.  기적을 보여
드리지요. 그러나 한 가지 조건이 있습니다. 지금부터 어떤 사람도 흰색 원숭이를  생각하면 
안됩니다." 나스레딘은 흰색 원숭이의 모습을 상세히 묘사한 후, 그 조건을  다시 한번 강조
했다. "흰색 원숭이를 절대  생각하면 안 됩니다." 그러나 너무도 당연하게  누구도 흰색 원
숭이에 대한  생각을 떨쳐 버릴 수가  없었다. 꾀가 많았던 나스레딘과 마찬가지로, 창의적 
문제도 우리들에게 '흰색 원숭이'를 자꾸 생각나게 만든다. 문제 41번에서 우리는 주저 없이 
롤러 컨베이어를 없애 버리기로  결정했다. 그러나 우리들의 머리 속에는  자꾸만  롤러 컨
베이어나 벨트 컨베이어의  모습이 떠오른다. 늘 생각해 오던 형상을  머리 속에서 지워 버
린다는 것은 매우 어려운 일이다.  왜냐하면 아직 새로운 컨베이어의 모양을 모르기 때문이
다. 아주 재미있는 이야기가 있다. 어떤  공장에서 컵이나 접시같은 유약을 바르는 도자기류
를 수 백만 개씩 생산하고 있었다. 모든 제품은 도가니에서 두 번씩 구워졌는데, 초벌구이가 
끝나면 제품의 질에  따라 분류 작업이 행해졌다. 이때 분류한 집단에 따라서 두벌 구이 때
의 온도가 달라졌다. 이들을 분류하는 작업에는 소리가  이용되었다. 기술자는 접시를 들고, 
특수 망치로 살짝 두드려 본 다음, 그 음색에 따라 구워진 상태를 판단했다. 기술자들은  이 
과정을 '종치기' 라고 부른다. 이것은 쉬운  일이 아니었다. 모든  조에 속한 기술자들이 컵
이나 접시를 두드려,  소리를 들어 보고 나서, 제품을 분류했다. 마침내 어떤 발명가들이 사
람 대신 이 일을 담당할 로봇을 개발해야겠다고 마음 먹었다.
  이것이 시대에 뒤떨어진 어떤 체계를  새로운 것으로 대체해야 하는  전형적인 경우이다. 
그 발명가들은 상황을 이해하고는 있었지만, '흰  원숭이'의 이미지를 쉽게 떨쳐 버릴 수가 
없었다. 그래서 두 개의 손이  달린 기계를 만들었다. 하나가 접시를  잡고 있는 동안, 다른 
하나는 망치로 접시를 두드리는  역할을 했다. 마이크 장치가 이  소리를 전기 신호로 바꾸
면, 전자 장비가 그것을 분석하고 접시를 놓을 장소를 지정해 주었다. 기계가 공장에 설치되
자마자, 이 기계의 속도가 사람보다도 늦다는 것이 밝혀졌다. 발명가들이 속도를 더  내려고 
해 보았지만, 그 부작용으로 접시가   깨지는 확률이 높아졌다. 결국 기계를  치워  버리고, 
기술자들이 선별하는 방식으로 되돌아갈 수밖에  없었다. 언뜻 보기에, 사람의 손을  기계로 
바꾸는 일이 간단한 문제처럼 보인다. 그러나 사람의  손,  손바닥, 손가락은 정교한 조작능
력을 가진 가장 섬세하고 유연한 도구이다. 그리고 손을 조절하는 것은 인간의 뇌이다. 이것
은 완성하는 데 1백만 년이나 걸린 '두뇌-팔' 체계라고 할  수  있다. 기술 박물관에 가 보
면, 팔이 달린 재봉틀, 팔이 달린 벽돌 쌓는 기계, 팔이 달린 과일 수화기 등이 있다. 이  기
계들은 모두 성능이 우수한 편이 못 된다. 그 이유는  이 기계들이 인단간의 팔을 모방하고 
있다는 점이다. 인간의 손과 손가락이 하는  일을 기계화 하려면, 조금 다른 방법을  찾아야 
한다. 기계화, 자동화 하기 쉬운 다른 원리, 다른 방법을 찾아야 한다. 창의적 문제  해결 이
론에는 아주 특별한 원칙이 있다.
  이것이 방법론 24이다: 연산자  STC(Operator STC: size, time, cost의 첫글자)
  발명가들은 다음의 사항을 고려해야 한다.
  만약에 한 물체의 크기를 축소한다면 어떻게 될까?
  아니면 거꾸로 크게한다면 어떻게 될까?
  만약에 동작이 일어나는 시간을 줄이면 어떻게 될까?
  아니면 거꾸로 늘리면 어떻게 될까?
  만약에 비용이 하나도 들지 않아야 한다는 조건이 붙으면 어떻게 될까?
  아니면 비용에 제한이 없다는 조건이 붙으면 어떻게 될까?
  이런 조건이라면 문제가 어떻게 해결될 수 있을까? 연산자 STC가 포함된 세가지 질문은 
굴절 거울처럼 문제의 조건을 변형시키고 우리의 상상력을 자극해서 기존 체계의 단점을 제
거하는 데 도움을 준다. 10센트짜리 동전 크기,  더 나아가 먼지 크기의  접시를 상상해 보
자. 그런 접시라면 손가락으로 집어  들 수도 없고, 망치로 두드려  볼  수도 없다. 그런 접
시에는 무게가 없는 망치가 필요할 것이다. 또 기계의  속도를 늘리면 어떻게 될까? 접시가 
평범한 크기일 때, 검사 시간은 1초가 걸린다. 그 속도가 1/1000초 또는 1/1000000초라면 어
떻게 될까? 이렇게 짧은 시간에 소리가  더 빠른 신호가 필요하다. 소리보다  빠른 것은 빛 
밖에 없다. 접시에 빛을 비추면  어떨까? 이것이  무게가 없는 망치이다. 이때 반사된 빛을 
감지해서 분석할 수 있는  방법이 있을까? 연산자 STC는 답까지  제시하지는 않는다. 이것
의 역할은 사고의  전개를  가로막는  심리적 무력감을   허무는 것이다.  따라서  연산자 
STC라고 하는 굴절 거울은 문제 해결의  첫 단계에 필요한 도구일 뿐이다.
  독자가 납땜을 해 본 적이 있다면, 1단계 작업이 산으로 표면을 닦는 일이라는 것을 알고 
있을 것이다.  연산자 STC를 사용한다는 것은 이와 비슷한 일이다. 이 연산자를 사용한 다
음에 문제가 명료해지고, 풀기도 쉬워지는 일이 많이 일어난다. 다시 도자기  문제로 돌아가 
보자. 우리는 연산자 STC 로 재래식  망치 대신에 빛을 사용하는 방법이  좋겠다는 생각을  
하게 되었다. 이것은 도자기 선별을 위한 방식으로는 새로운 방식이다. 그렇다면  혹시 다른 
제품에서 이미 사용되고 있는 방식은 아닐까?  혹시 다른 사람들이 이런 검사 도구를  이미 
개발하지 않았을까? 만약에 그렇다면, 그 도구를 가져다, 도자기의  시험에 적용하기만 하면
된다. 이 방식은 이미 전기 저항기의 생산에 이용되고 있다. 이 분야에 과심이 있는  사람이
라면 모두가 아는 사실이다. 전기 저항기의 시험에 빛이 이용되고 있다. 저항기는  접시보다 
훨씬 작다. 저항기가 반사하는 빛의 양은 열을 받은 정도에 따라 다르다.  이때 사용되는 장
치는 시간당 수천개의 저항기를 시험한다. 이 장치를 조금만 개조하면 접시를 시험할 수 있
고, 그 결과  기술자들을 단조롭고 어려운 일에서 해방시킬 수  있다. 오피셜 가젯 지를 보
면, 우리들의  접근 방법이 옳다는 것을 알  수 있을 것이다. 작은 물건들은 소리가 아니라 
빛으로 검사를  한다.
예를 들어 곡식이 포장 또는 저장하기에 알맞을 정도로 건조 되었는가의 여부도 빛을 이용
해서 알 수 있다. 이것도 특허가 발급된 기술이다. 연산자 STC는 어떤 효과를 지니고 있을
까? 연산자 STC를 통해, 우리는  일부러 문제를 더 복잡하게  만들고 있다. 그러나 이것은 
간편화된 해결책을 찾기 위한 방편이다! 연산자 STC가 심리적 무력감을 제거하고  편견 없
이 문제를 관찰하는 것을 가능하게 해 주기 때문에, 이것은 가능하다.
    문제 43 전문가가  조사를 하긴 했지만...
  어떤 수사관이 전문가 앞에 놓여 있는 탁자 위에 소총을 올려 놓았다. "이 소총을 검사해 
주세요. 일주일 전에 총알을 발사한 사실이 있는지 여부를  알아야 해요." 전문가는  소총을 
샅샅이 훑어 보았지만, 왠지 자신 없는 표정이었다." 이 문제에  어떻게 접근해야 할지 모르
겠군요. 총신이 깨끗하게 청소가 되어  있어서, 탄소 찌꺼기를 발견할   수가 없어요." 이때 
어디선가 발명가가 나타났다." 저는  어떻게 해야  할지를 알겠는데요. 연산자 STC를 사용
합시다."
  연산자 STC를 사용해서, 하루 전, 한 시간 전, 혹은 5분 전에 총을 발사했다는 식으로 상
상의 날개를 펴보자. 문제의  조건 상, 총신 속에 탄소의 찌꺼기는  남아 있지 않다. 만약에 
총을 10초 전에 쐈다면 총신이 아직도 뜨끈뜨끈할 것이다. 그렇다면 눈을 감고도 발사 여부
를 알 수 있다. 그러나 온도로서  남는  흔적은 금방 없어져 버리기 때문에  시간이 조금만 
지나도 전혀 도움이 되지 않는다. 그렇다면 금속이 남기는 다른 흔적을 찾아보자. 총이 발사
되는 순간에 변화되는 속성에는 어떤 것들이 있을까? 고압선을 데우는 방법을 찾았던 32번 
문제를 기억하는가? 강철은 퀴리 온도를 넘으면  자성을 잃는다. 뿐만  아니라 강한 충격을 
받을 때도 자성이 사라진다. 화약이 점화하면서 생기는 가스는  총알과 더불어 총신의 내벽
에도 충격을 준다. 일반적으로 총신은 지구가 지니고 있는 자기장 때문에 약간의 자기를 띠
고 있다. 그러나 총알이 발사되면, 총신은 자기를 잃게 된다. 자기는 3,4주 동안 서서히 회복
되어, 그 이상의 시간이 지나면 정상적인 자력에 거의 가까워진다.  따라서 1주일 전에 사용
된 총을 골라 내려면 두 총기의 자력을 비교하는  것으로 충분하다. 이  경우, 연산자 STC
는 정답으로 가는 길을 찾는 데 절반 정도 밖에  기여하지  못했다. 이것 덕분에 '온도라는 
흔적'을 생각해 낼 수 있었다. 그러나  '자기라는 흔적'으로 넘어가기 위해서는 약간의 물리
학적 지식이 필요했다. 이것이 연산자 STC의  기능이다. 연산자 STC는 우리들에게 힌트와 
자극을 준다. 그 뒤를 이어 이상적인 최종결과(IFR)를 공식화하고, 물리적 모순을 찾아내고, 
물-장 분석의 원리와  물리학적 지식을 활용하는  작업이 진행되어야 한다.  롤러 컨베이어
와 관련된 41번 문제에도 연산자 STC를 사용해 보자. 롤러를 머리카락보다  가령 1백 배나 
1천 배 정도 더 가늘게 만들 수 있을까? 그것은  현실적으로 불가능하다. 그러나 상상을 하
는 데 두려워 할 것이 무엇이 있겠는가? 한 걸음 더 나아가서 분자 정도의 굵기라고 생각해 
보자. 분자를 늘어 놨다고 보면 된다. 가장  작은 분자는  원자의 크기이다. 그것보다 더 작
게 만들려면 분자를 더 쪼개야 할 것이다. 결국  용해된 유리띠는 원자로 구성된 층위로 이
동시키는 것이 가장 이상적이다. 이상적으로 보자면, 이것이 가장 평평한 컨베이어이기 때문
이다.
  연산자 STC는 우리의 사고에 신선한 자극을 주었다. 여기에서 받은  영감을 그대로 활용
해 보자. 이상적인 방식은 유리띠를 원자위에 펼쳐 놓은 것이었다. 그렇다면 어떤 원자의 층
이 좋을까? 우선 기체원자의 층은 곤란하다. 왜냐하면 증발할 염려가 있기 때문이다. 딱딱한 
물체의 원자도 안 된다. 왜냐하면 움직일 수가 없기 때문이다. 결국 마지막 남은  한가지의 
가능성은 액체 원자를 사용하는 방법이다. 빨갛게  달궈진  유리띠가 액체 위로 이동한다?! 
이것이야말로 정말로 이상적인 컨베이어이다.  이런 컨베이어에는 어떤 종류의 액체가 좋을
까? 막연한 짐작은 하지 않는 것이 좋다. 체계적인 사고의 장점을 너무나도 잘 알고 있었던 
셜록 홈즈의 말을 참고해 보자. "나는 어림짐작은 절대로 하지 않습니다.  그것은 아주 나쁜 
습관이에요. 잘못하면 논리적인 사고력이 마비됩니다." 그의 말에 주의를 기울일  필요가 있
다. 따라서 우리에게 필요한 액체를 논리적인 방식으로  찾아 보자. 첫째, 쉽게 녹는 액체가 
필요하다. 둘째, 끓는점이 높아야 한다. 그렇지 않으면  이것이 끓을 때 유리의 표면이 울기 
십상이기 때문이다. 이 액체의  비중은 유리의 비중보다 커야 한다, 그렇지  않으면 유리띠
는 액체위에 떠 있을 수 없을 것이다.
  따라서 우리가 찾고 있는 액체는 다음의 성질이 있어야 한다. 녹는점은 200에서 300도 정
도, 끓는 점은 1500도 정도,  비중은 5.0에서6.0g/cm3 정도 되어야  한다. 이런 특성을 갖는 
물질은 금속 밖에 없다. 희귀한 금속을  제외하면 창연(bismuth, 금속원소, 기호는 Bi,  번호 
83, 붉은 빛을 띤 흰 은빛 금속으로 납의 일종이다.  주석, 카드뮴 따위와 합금을 만들며 약
용, 안료 따위에 쓴다), 납, 주석이 남는다.  창연은 비싸고, 납은 유해하기 때문에 마지막으
로 주석 밖에 남지 않는다.  결국 컨베이어 대신에 용해시킨 주석을  가느다란 롤러 대신에 
원자를 사용하 게 된  것이다. 이로써 이  장치는 미세 구조로의 전환이  이루어졌다. 한편,  
특허가 발행된 뒤에, 이 새로운 장치의 설계상의 개선점을 제안한 수 많은 특허들이 나왔다. 
예를 들자면, 용해된 주석에 전류를 흐르게 한다면, 자석을 이용해서 주석 표면의 모양을 바
꿀 수 있다. 결과적으로 유리표면의 모양을  조절할 수 있는 것이다. 이 아이디어를  활용한 
발명도 1백 건이 넘는다. 연산자 STC를 활용해서 다음  문제를 풀어 보자. 문제 44 참신한 
아이디어가 필요하다. 어느 회사에 오일 파이프라인을 개선하기 위한 아주 특별한 프로젝트
가 들어왔다. 하나의 파이프라인을 이용해서 교대로 다른 액체를  수송하는 방법을 찾아 내
는 것이 프로젝트의 과제였다.  액체들이 서로 섞이지 않게  하기 위해서는, 특수한  장치를  
사용하여 액체들을 서로 분리해야 했다. 한  가지 종류의 액체 수송 작업이 끝나면, 피스톤 
역할을 하는 커다란 구슬을 삽입한 후, 다른  액체에 대한 작업을 시작하는 것이 기존의 방
식이었다. 프로젝트 팀장이 문제점을 지적했다. "이 장치엔 문제가 있어요. 파이프라인의 압
력이 너무 높아요. 수천 파운드는 될  겁니다. 그 때문에 액체들이 구슬의 틈새로  스며들어 
서로 섞일 가능성이 있습니다." 어떤 엔지니어가 제품 목록을 꺼내며  질문을 던졌다. "아무
래도 액체를 분리하는 다른  장치를 사용해야 하지 않을까요?" 그가 꺼낸 목록에는 세 겹의 
고무 원반으로 만든 분리기의 그림이  있었다. 팀장이 대답했다. "그건 자주  걸리는 단점이 
있어요. 문제는 200km마다 펌프장이 있다는 점이에요. 할 수 없이  분리기가 펌프장에 도달
할 때마다 제거해야 합니다. 왜냐하면 펌프장을 통과할 수가 없기 때문이지요. 따라서  원반
과 구슬 둘다 적절치 않습니다. 기름이 섞이지 않게 하면서도 펌프를 통과 할 수 있는 분리
기가 필요합니다." 이때 어디선가 발명가가 나타났다.
  "연산자 STC를 사용해 봅시다. 참신한 아이디어가 필요하지  않을까요?" 그는 정말로 참
신한 아이디어를 내놓았다. 어떤 종류의 아이디어였을까? 6개의 질문 중 첫 번째 것, 즉  파
이프라인의 크기를 줄이는  것을 생각해 보자.  파이프라인의 내부를  수평적으로 분리하는  
방법은 문제의 조건상 금지되어 있다. 왜냐하면 여러 액체가 섞이지 않고 '교대로' 파이프라
인을 따라 수송되어야 한다는 조건이기 때문이다.
    24장 초소형 난쟁이들
  연산자 STC는 강력한 도구이니지만 심리적인 무력감을 극복하게 하는 유일한 수단은 아
니다. 심리적 무력감은 용어, 특히 기술적 용어와 관계가  있다. 이 용어들이란 이미 알려져 
있는 것들을 지칭하는 것들이다. 그러나 발명가는 이미 알려진  용어들과 그 용어들이 연상 
시키는 형상으로부터 벗어나야 한다. 따라서 모든 문제는 가장 단순한 언어로 재정리 할 필
요가 있다. 창의적 문제 해결 이론에 대한 세미나에서 있었던 일들이다. 어떤 선원이 문제를 
호소해 왔다. "북극의 얼음을 분쇄하는 쇄빙선의 작업 속도를 증가시킬 수 없을까요?" 그런
데 쇄빙선과는 아무 관련이 없는 엔지니어가 이 문제를 풀었다. 그것도 칠판에서  즉석으로, 
다음은 그 엔지니어가 칠판에 적었던 내용 중 일부이다.  "마치 얼음이 없는 것처럼 그곳을 
달릴 수 있는 어떤 것이 있어야 한다." 나는 우연히 선원 바로 옆에 앉았다가 그가 화를 내
는 소리를 들을 수 있었다. "말을 함부로 하는 사람이구먼. 어떻게 쇄빙선을 '어떤 것' 이라
고 말할 수 있지?" 그러나 '어떤 것'이라는 말이  더 적절하다. 왜냐하면 '쇄빙선'이라는 말
은 반드시 배가 얼음을 깨야 한다는 선입견을 강요하기 때문이다. 만약에 얼음을 깨지 않고
서도 자유롭게 그곳을 다닐 수 있다면 어떻겠는가? 따라서 '어떤 것'이라는 단어는 매우 적
절한 것이다. 이것은 수학에서의 'X'와 마찬가지이다. 그리고  실제로 '어떤 것'은 쇄빙선과
는 완전히 다른 것이다. 얼음과 맞부딪히는 부분이 없는 선박의 동체를 상상해 보자. 아니면 
7층이 없는 10층 건물을 생각해 보자. 선박의  동체는 10층 건물과 비슷하다. 만약에 한 개 
층이 없다면, 얼음은 그 곳을 자유롭게 통과할 수 있을 것이다. 그렇다면 선박은 얼음을  깰 
필요없이 이동할 수있다.
  이상적으로 생각하자면 동체의 윗부분과 아랫 부분이  연결되어 있지 않은 것이 가장  좋
다. 그러나 현실적인 대안은 단지 이상적인 것에 근사한 것일 수 밖에 없다. 그렇다면  이상
에서 조금만 뒤로 물러나보자. 두  부분을 두 개의 얇고 강하고  날카로운 지지날로 연결해 
보자. 얼음을 날카롭게 자를 수 있을  것이다.  이 방법이 얼음 전체를 깨는 것보다는 훨씬 
쉽다. 문제가 멋지 게 해결 되었지만, 선원은 만족하지  않았다. 당시는 사람들이 얼음을 깨
기 위해 물총 등 다양한 방법을 시험하던 때였다. 따라서 '얼음을 깨자'라는 주제와 관련된 
발명품이 많이 나오던 시절이다. 물론 깨지 않고 얼음을 통과하는 '어떤 것'은 전혀 이치에 
맞지 않는 듯 싶었다. 6년 뒤, 반잠수함에 대한 특허가  나왔다. 이에 따라 새로운 용어들도 
생겨났다. 그 뒤를 이어 다른 특허들도 줄을 이었고, 지금은 실제로  조선소에서 '얼음을 통
과하는 선박'이 건조되고 있다. 이와 같이, 어떤 아이디어를 정확하게 평가하기 위해서는 훌
륭한 상상력과 기술체계 발전에 대한 지식이 있어야 한다.
  트리즈에서 사용하는 심리적 무력감 극복의 방법론은 순전히 심리적인 방법인 것처럼  보
인다. 실제로, 이 방법론의 목적은 기술 체계 발전의 방향을 보여 주고있는 것이다. 약 30년 
전, 미국인 기술자인 윌리암 고든은 문제 해결 과정에서 자신이 상상 속의 기계가 되어,  기
계의 삶을 살아 보고, 그 속에서  해결책을 찾아내려는 것이었다. 이것도 문제를  관찰하는 
새로운 방식을 발견할 것을 목적으로 하는 순전히 심리적인  방법론이었다. 우리는 이 방법
론을 검증해 보기로 결정하고, 수 차례에 걸쳐 실험을 해  보았다. 그 결과 '감정 이입법'이 
효과를 발휘하는 경우도 있지만, 더 많은 경우에 있어서는 전혀 효과가 없다는 것이 입증되
었다. 자신을 기계라고 상상하게 되면, 기계의  해체와 관계된 생각을 할 수  없게 된다. 즉 
부품을 떼어낸다든지 산산이 해체해 버리든지 냉동시키든지, 용해 시키든지 하는 것들을 생
각하지 못한다는 것이다. 살아있는 생물에게 그런 것들은 받아들일  수 없는 것이기 때문이
다. 따라서 그런 것들은 아예 제외해 놓고 상상의 과정이 진행된다. 실제 기계와 그  부품들
은 분명히 분해하거나 부숴버리는 것이 가능하지만, 이들은 그러한 생각을 할 수 없다. 왜냐
하면 이들은 생물의 개념을 기계에 적용시키기 때문이다. 그렇다면  우리는 어떤 방식을 이
용했는가를 살펴보자. 예를 들어, 롤러 컨베이어 문제를 검토해 보자. 정답을 찾아가는 과정
에서, 우리는 롤러의 크기를 원자의 크기까지 줄였다. 기계를 이리저리 해체해 본다는  것은 
기계의 개발에 있어서 아주 중요한 방향이다. 작은 부품일수록, 조절하기도 쉬워지고 개선의 
가능성도 커진다.
  그 예로 '허버크래프트'(Hovercraft: 바닥면에서  지면으로 압축 공기를  분사시켜서 만들
어진 공기막을 이용하여 작은 힘으로 자유롭게 이동할 수  있는 운송 수단)를 살펴보자. 바
퀴의 크기가 분자의 크기까지 축소되었기 때문에, 기동력이 더 커졌을 뿐만  아니라, 다양한 
지형에서의 주행이 가능해졌다. 트리즈는  '감정 이입법' 대신에 '초소형  난쟁이'를 이용한
다. 방법은 간단하다. 기계나 장비가 수많은  초소형 나쟁이들로 구성되어 있다고 상상하면 
된다. 이 방법도 부분적으로는 '감정 이입법'을 연상시킨다. 그러나 이 방법으로 난쟁이들의 
눈을 통해 기계의 내부로부터 문제를 관찰할 수  있다. 이것은 '감정이입'이 없는, '감정 이
입법'이라고 할 수 있다. 이 방법론에서는  '감정  이입'이 부작용을 일으키지 않는다. 축소
하고 해체한다는 개념을 매우 쉽게 받아들일 수 있기 때문이다. 단, '초소형 난쟁이'들이 분
리되고 재조직되면 그만이다. 한 번은  실험적인 차원에서  엔지니어 집단에게 '감정  이입
법'을 이용해서 쇄빙선 문제를 풀어 보라고 지시했다.  엔지니어들은 얼음을 깨뜨리는 방법, 
배를 해체하는 방법을 자유롭게 제안하였다.  그뒤에, 같은 문제를 다른 엔지니어  집단에게 
제시한 후,
  방법론 25번: 초소형 난쟁이  모형(MMD: model with miniature  dwarfs)을 사용할 것을 
지시했다.
  그들 중 몇 명이 아주 유사한 의견을 냈다. 사람의 떼거리(배의 동체)를 두 편으로 나누어
서 얼음(대상 사물)의 양쪽으로 지나가도록 하자는 것이었다. 이것은 너무나 파격적인 생각
이었기 때문에 아무도 이 생각을 진지하게 받아들이려 하지  않았다. 어떤 엔지니어가 변명
처럼 말했다. "저희는 이  의견을 무의미한 말이려니  생각하면서 제안한 거예요." MMD는   
강력한 상상력을 필요로 한다. 대상 물건이 살아나서 사고화하는  수없이 많은 초소형 단위
로 구성되어 있다고 상상해야 한다. 원자나 분자라고 생각해서는 안된다. 그들은 어떨게  느
끼고 있을가? 그들은 어떻게 움직여야 할 까? MMD를 이용해서 작업을 해본  적이 있다면, 
이것이 아주 유용한 방법론임을 알 수 있을 것이다.
    문제 45 말 안 듣는 시소
  계량기는 시소의 원리를 이용해서 제작된다. 왼쪽에는 액체를 담을 수 있는 용기가  있다. 
그 용기에 액체가 가득 차면, 계량기는  용기 쪽으로 기운다. 그러면 용기에 담겼던  액체는 
밖으로 쏟아진다. 이제 왼쪽이 더 가벼워져서 시소는 다시 오른쪽으로 기운다. 하지만  문제
는 계량기의 정밀도가 떨어진다는 점이다. 용기에 담긴 액체가 100% 쏟아지지 않기 때문이
다. 용기에서 액체가 쏟아지기 시작하자마자, 다시 오른쪽르로  돌아가려고 하기 때문에, 다 
쏟아지지 않는다. 용기를 조금 더 크게 만들어서, 아예 조금 더 많은 액체가 담기도록  하면 
어떨까? 그렇게 하더라도 제어가 쉽지 않은  여러 요소 들 때문에 원하는 만큼의  정밀도를 
얻을 수 없다. 따라서 다른 방법을 사용해야 한다. 그렇다면 MMD를 활용해 보자.
  시소위에 소녀들과 소년들이 있다고 하자 소녀들은 액체이고, 소년들은 반대편에 있는 평
형추이다. 액체가 담겨지면, 시소의 왼편이 내려간다. 소녀들이 한명  두 명 뛰어 내리기 시
작하면 그와 동시에 소녀들이 타고 있는 쪽은 다시 올라가기  시작한다. 모든 소녀가 다 내
리도록 하려면 어떻게 해야 할까? 해답은 소녀들이 내리는 동안에 소년들이 중간 부분으로 
이동해 주는 방법이다. 소녀들이 다 내리면, 소년들은 다시 원래 있었던 곳으로 돌아가면 된
다. 이제 구상 단계에서 현실적인 단계로  넘어가 보자. 계량기의 오른쪽에 있는 추는  오른
쪽, 왼쪽으로 쉽게 굴러갈 수 있어야 한다. 따라서 주어진 문제의 해결에는 구슬 형태의  추
가 가장 적절하다. 문제는 해결되었다. MMD로 문제를 해결한 것이다.  기술적 모순을 발견
하고, 그것을 제거한 셈이다. 시소의 오른쪽에 작용하는 힘의  모멘트(물체를 움직이게 작용
한 힘의 양)는 액체를 쏟아지게 하려면 작아야 하고, 액체를 담으면 커야 한다. 움직이는 부
품이 없던 기계가 이제 '동적' 기계로 전환되었다고 할 수 있다. 이제 이 기계는 발전 단계
로 볼 때 제 3단계에 진입한 것이다. 따라서 아주 훌륭한 해결책이라고 할 수 있다.
    문제 46 언뜻 물리적으로 불가능해 보이는 것을 한다.
  만약에 액체로 가득 찬 용기를 회전시킨다면, 원심력의 작용으로 액체가 용기의 벽쪽으로 
밀리는 현상이 일어난다. 이 현상은 서로  다른 물체에 압력을 가해야 할 경우에  이용된다. 
그런데 어떤 물체가 용기의 벽이 아니라 중간에 있다고 하자.  이런 경우에도 액체가 이 물
체를 압박하게 할 수 있을까? 이것은 물리학의 법칙에서 벗어난다. 역시 MMD 방법론 활용
해 보자. 여기에서의 물리적 모순은 '액체  인간'이 물체를 압박해야 하지만 물리학 법칙에 
따르면 그와는 반대방향, 즉 벽쪽으로 압력이 작용하게 되어 있다는 것이다. 이제 트리즈 이
론에 따라 이 문제를 풀어 보자. 모순을 조화시켜 보자. 서로 반대적인 운동이 동시에  일어
나고 있다고 가정해 보자. 그러나 애석하게도, 그것은 상상에  불과하고 실제로는 '초소형의  
인간들'은 사물 쪽으로 밀리지 않고 벽으로만 밀릴  뿐이다. 결국 벽으로 향한 압력이 방향
을 바꿔야 한다. 이것이 가능할까? 만약에 벽으로 향한  사람들에 맞서는 다른 한 줄의 '사
람들'을 삽입한다면 그 힘은 무력화  될 수있다. 이것은 줄다리기에서  양팀이 줄을 반대로 
당길 때, 힘이 평형을 이루는 것과  마찬가지이다. 더 나아가 기존의 사람들보다 더  무겁고 
힘이 센 '사람들'을 삽입해서 안 될 이유가 없다. 이것이 바로 정답이다.
  예를 들어, 어떤 물체가 들어 있는 용기에 기름과 수은이 담겨 있다고 하자. 용기를  회전
시키면, 수은의 압력이 기름의 압력보다 크기 때문에 수은은 용기 벽에 압력을 가하고 기름
은 물체에 압력을 가하는 결과가 생긴다. 도저히 해결이 불가능해 보이던 문제가 멋지게 해
결되었다. 이제 파이프라인의 분리기에 대한 44번 무제를 풀어 보자. 우리 자신이  분리기가 
되었다고 상상해 보자. '파란 사람들'의  집단이 '붉은 사람들'의 흐름을 두  개로 분리하고 
있다. 수송이 이루어지는 동안  '파란 사람들'은 무엇을 해야  할까? 또 펌프장을 통과하기 
위해서는 어떤 성질을 지녀야 할까? 여행을 다 끝내고, '붉은 사람들'과 함께 탱크 속에 빠
져있는 '파란 사람들'은 어떻게 행동해야 할까?
    25장 이상적인 기계는 몸체가 없는 기계이다.
  무겁고, 거칠고, 유연성이 없는 기계는 가볍고, '공기 같고'  , 때에 따라선 소모품적인 기
계로 전환되어야 한다. 이 생로운 기계는 서로 다른 장들에 의해 조절되는 미세한 입자,  분
자, 원자, 이온, 전자 등으로 만들어진다. 중량이 무겁거나 문제가 없으면서도 제 기능을  하
는 기계이다. 따서 이상적인 최종 결과(IFR)는 기계의 기술적 발전 법칙에 기초하여 구성될 
수 있다. 동시에 이상적인 최종 결과는 심리적인 방법이기도 하다. 일단 이상적인  최종결과
에 대한 생각을 시작하면, 기존의 기계에 대한 생각이 중단된다. 이상적인 최종 결과는 아주  
효과적인 방법론이다. 그것의 심리적인 효과 때문에 기존의 기계에 대한 생각에서 버서어나 
이상적인 최종결과를 정확하게 공식화하는 것이 가능하다. 여기에서는 더 상세한 설명은 하
지 않겠다. 어쨌든 가장 중요한  것은 모든 것을 동화처럼 저절로  풀리는 방향으로 유도해  
나가는 것이다.
    문제 47 동화 속에서나 일어나는 일일까?
  어떤 농장에서 새로 건축할 온실에 대해 토론하고 있었다 . 농장주가 말했다. "전반적으로 
그리 나쁘지는 않지만 자동화가 되어 있지않은  것이 흠이에요! 온실지붕을 보세요. 이것은 
한쪽에 경첩이 달린 가벼운 금속 틀로 되어 있어요. 이  금속틀은 다시 유리나 비닐로 씌워
집니다. 그런데 샐내온도가 20도를 넘으면, 틀을 들어 올려야  하고, 20도가 안 되면 닫아야 
해요. 낮에는 실내 온도가 열 번은 바뀔 거예요. 그 때마다 수동으로 열었다. 닫았다를 반복
하는 것은 불가능합니다." 엔지니어가 나섰다." 왜 손으로  합니까? 온도 릴레이(relay. 입력
이 어떤 값에 도달했을 때 작동하여 다른 회로를 개폐하는 장치)같은 특수 장치를 설치하면 
되는 데요. 온도가 변하면 자동으로 모터를 켜주는 장치죠. 모터와 금속틀을 연결하는  특수 
장치는 저희가 제작하면 되겠구요." 농장의 경리 담당자가 단호한 목소리로  끼여 들었다. "
그건 현실적으로 받아들이기 힘든 방법이에요! 온실이 수백 개나 되기 때문에, 모든 온실에 
그 기계를 설치하는 일은 너무 큰 공사가 될 겁니다. 뿐만아니라 비용도 막대할 거고요."
  이때 어디선가 발명가가 나타났다. "이상적인  최종 결과를 상상해 봅시다.  동화책에서나 
나올 만한 것들을 상상해야 합니다. 이상적인 최종 결과에 대한 적절한 구상과 10학년 물리 
지식 정도면 이 문제를 풀 수 있습니다." 이 문제에  대한 이상적인 최종 결과는 어떻게 구
성해야 할까? 그가 말한 10학년 수준의 물리  지식은 무엇을 두고 한 말일까? 함께 분석해 
보자. 무엇보다도, 우리에게 주어진 것은  문제가 아니라 하나의 상황이었다는 것에  주목할 
필요가 있다. 우리는 이 상황에서 문제를 '추출'  해 내야 한다. '온실'은 아주 짧은 역사를 
가지고 있기 때문에 아직 '동적 상태', '유연한 상태' 로의 전환이 이루어지지 않았다. 지금
은 새로운 단계로의 전환보다는 기존의  상태에서 단점을 제거해 나가는  것이 바람직하다. 
지붕이 이동식이 아니기 때문에 식물들은 과열에 시달리고 있다.  그러나 전기 모터와 전동 
장치들은 최근에 나온 기계들이기 때문에, 온실을 기계화하는 것은  아직 생각지도 못할 상
황이다. 어쨌든 이상적인 최종 결과는 이런  것이어야 한다: "온도가 올라가면 저절로  열리
고, 온도가 내려 가면 저절로 닫히는 지붕." 아직 이 방면에 경험이 없는 사람들은 "그건 말
도 안되요!" 라고 말할지 모른다.  그러나 우리는 이런 식의  '기적'이 얼마든지 가능하다는 
것을 알고 있다. 고압선을 보호하는 문제였던 32번 문제에서, 강자성체 고리는 스스로  자성
을 띠었다 잃었다 했다. 지붕이라고 그러지 말라는 법이 어디에  있는가? 열이 강자성체 고
리를 조종한 것과 마찬가지로, 열을 이용해서 지붕을 조종해 보자. 물질의 열팽창을  이용하
면 어떨까? 금속  막대를 사용해 볼까?  이건 아니다. 금속  막대는 아주  높은 온도에서도 
0.1%정도 밖에 팽창하지 않기 때문이다. 그렇기 때문에 열팽창은 미세한 운동이  필요한 경
우에만 이용된다. 우리는 지금 20에서30cm를 움직일 수 있는 것이 필요하다. 물리 교과서를 
검색해 보면, 바이메탈판(열 팽창률이 서로 다른 두 종의 금속판을 마주  붙인 것을 말한다. 
온도의 변화에 비례해서 상당히 크게 변형된다. 이 성질은 항온기, 온도계 등에 이용한다)을 
다룬 장이 있다. 구리판과 철판을 붙여 놓은 판을 말한다. 구리는 가열되었을 때 철 보다 큰 
폭으로 휘어진다. 이 판을 사용해서 온실 지붕을 만든다면,  온도가 올라갈 때는 열리고, 온
도가 내려 갈 때는 닫힐 것이다.
    문제48 21세기의 선박
  어떤 설계 회사에서, 동력 바지선( 운하나 하천, 항구 내어서 사용하기  위해 배의 밑바닥
을 평평하게 만든 화물선이 나 유람선)의 개선책을 연구하는 팀이 구성되었다. 작업은 지루
하기 이를 데 없었다. 이 작업에 새로운 것이라고는 하나도 없었다. 똑같은 바지선에 더  강
력한 엔진을 달아 빠른 속도를 낼 수 있으면 그것이  끝이라는 식이었다. 한 젊은 엔지니어
가 문제를 제기 했다. "21세기형 선박을 만들면 어떨까요? 21세기에는 모든 것이 달라질 텐
데요?!" 동료들의 눈이 둥그래 졌다. "동체도 달라질까?"  젊은이가 대답했다. "네 동체도요. 
동체를 가장 먼저 바꿔야 해요. 수천  년간 그대로 였으니까요. 전에는 나무였던 것이  이제 
강철이 되었다는 것뿐이잖아요?" 다른 엔지니어가 말했다. "그러게 말야, 어디 차이가 있나. 
아직도 상자 모양인 것은 똑같은 데 말아야." 어디선가 이런 소리가 들렸다. "동체는 앞으로
도 계속 상자 모양일 것 이 뻔해."
  이때 어디선가 발명가가 나타났다. "언쟁은 그만두고, 창의적 문제 해결 방법 이론을 사용
해 보세요. 요즘, 선박의 동체는 강철로 만든 유선형을 하고 있습니다. 선박은 이제 발전 단
계 중 2단계에 있어요. 이제 3단계,  즉 유연성 있는 동체로 나아가야  합니다. 그리고 거시 
구조에서 미세구조로 전환해야 할 필요가 있을지도 모릅니다. 어떤  장에 의해 제어되는 원
자나 분자로 배를 건조하면 어떨까요? 조금 더 도전적인 발상을 해봅시다. 이상적인 기계는 
몸체가 없으면서도 제 기능을 한는 기계입니다. 따라서 동체는 없으면서도, 정상적으로 운행
할 수있다면 그것이 가장 이상적인  선박이지요. 초소형 난쟁이들과 연산자  STC로 모형을 
만들어 봅시다." 동체의 벽을 상상해 보자. 두꺼운  강철판이 있다. 이것을 초소형 난쟁이들
로 바꿔 보자. 파도가 들이쳐도 난쟁이들이 흩어지지 않게 하려면  어떻게 해야 할까? 배의 
속도를 높이기 위해 난쟁이들이 할 수 있는 일은 없을까? 재래식 선박의 벽은 물과 커다란 
마찰을 일으켜서, 속도를 줄이는 역할을 한다. 그러나 난쟁이들로 벽을 만들었을 때에는, 그
들에게 명령만 내리면 된다. 그들은 우리가 시키는 대로 하게 되어 있기 때문이다. 난쟁이들
과 놀면서, 새로운 벽의 모양을 구상해 보자. 그 다음에 실제적인 과학 기술 분야로  넘어가
는 것이다. 현실 세계에서는 난쟁이들이  어떻게 할까를 조사해야 한다.  이 문제가 풀리면, 
다음 문제에 대해서는 연산자 STC를 사용햐야 한다. 배가 분자 정도의 크기라고 가정해 보
자. 현실적으로는 존재하지 않는 배이다. 분자가  하나 있고, 화물은 원자라고 하자.  분자는 
원자를 어떻게 수송할까? 상상해 보고, 그 개념을 실제의 배에 적용해 보자.



5부 아리즈(ARIZ)
    26장 포르토스의 양복.
  어떤 도시를 처음 구경할 때에는, 놓치는 것이 있기 마련이다. 트리즈라는 도시에 대해 집
필하면서도, 이와 비슷한 일이 일어나고 있다. 지금까지 집필한 것들을 모두 훑어보고 나니, 
전혀 언급되지 않은 흥미로운 방법론이 몇 가지 있다는 것을 알게되었다. 다음 문제를 통해 
이 방법론에 부드럽게 접근해 보자.
    문제49 5분안에 기차를 출발시키는 방법.
  무개화차(지붕이 없는 화차)에 대형 통나무를 싣고 있는 중이다. 검사관이 적재 화물의 양
을 계산하려고, 나무의 지름을 하나하나 측정하고 있다. 이 작업은 매우 느리게 진행되고 있
다. 마침내 검사 반장이 말한다. "출발 시간을 연기해야  겠어. 작업을 오늘 다 못 끝내겠는
데?" 이때 어디선가 발명가가 나타났다. "제게 좋은 방법이 있어요. 이 방법이라면 기차를 5
분이면 출발시킬 수 있을 거예요. 우선 가져와야  할 것은..." 그는 무엇을 가져다가, 어떻게 
해야 하는 지를 설명했다. 독자들의 생각은 어떤가? 이 문제가  젊은 이들의 잡지인 파이오
니아 트루스에 실렸을 때, 정답을 맞춘 사람들 중에는 어린이들도 있었다. 이들은 문제 해결
을 위해서는 기술적 모순을 제거해야  한다는 점을 알고 있었던 것이다.  다음은 오답의 몇 
가지 예이다. 한 번에 3백, 5백 명의 사람에게 이 일을 맡긴다. 눈으로 보고 평균 지름을 결
정한 다음, 통나무의 개수를 센다. 기차를 출발시킨 다음에,  운반 중인 기차 위에서 정확하
게 잰다... 정화도를 높이기  위해서는 일이 복잡해진다. 반대로,  측정 과정을 단순화시키면 
정확도가 떨어진다. 이런 모순 뒤에는 물리적 모순이 숨어 있다. 즉, 기차가 떠나도 안 되고, 
떠나지 않아도 안 될 상황이다.  기차를 출발시키면서도 멈춰 있는 것과  같은 효과를 내기 
위해서 '무엇인가' 를 해야 한다. 이 문제를  해결 하기 위해서는 또 하나의 원칙이 필요하
다. 만약에 대상 그 자체를 측정하기 어렵다면, 그것의 복제품을 측정하면 된다.
  이것이 방법론 26이다: 복제품을 만들어, 그 것으로 작업을 진행한다.
  통나무들의 사진을 찍는 일은 불과 몇 분안에 가능한 일이다. 사진을 찍을 때에는, 나중에 
참고할 수 있도록 통나무 옆에 자를 놓는다. 기차는 사진을 찍은 직후 출발할 수 있다. 모든 
측정은 기차가 떠난 뒤에 사진을 가지고 한다. 재미있게도, 이 아이디어에 대해 처음으로 언
급했던 사람은 '삼총사'의 작가인 알렉상데르 뒤마였다. 그 속에  십년 뒤라는 장이 있는데, 
여기에 포르토스가 양복점에서 정장을 맞추는 장면이  나온다. 포르토스는 재단사가 치수를 
재면서 자신의 몸을 건드리는 것을 싫어한다. 이때 그 가게에 있던 극작가 몰리에르가 해결
책을 가르쳐 준다. 포르토스를 거울 앞으로 데리고 가서, 거울에 반사된 포르토스의  치수를 
잰 것이다. 상세한 설명이 필요한 방법론은 많이 있다. 그러나 어떤 도시를 처음 방문한  사
람들은 몇 개의 대표적인 건물을 구경하고, 몇 개의 대표적인 길을 다녀 보고, 그 도시의 지
도를 검토하는 정도로 충분하다. 이제 여러분들은 기술적 체계의  발전과 방법론 26개를 알
게 되었다. 이와 더불어 몇 가지의 물리적 현상을 이용하는 법도 알게 되었다. 물론  이것은 
트리즈라는 도시의 일부분에 불과하다. 그러나 그와 동시에 트리즈의 대표적인 부분이다. 이
제 트리즈의 지도를 검토하며, 이 원칙들과 현상들이 통합된 체계 속에서는 어떤 모습을 띠
고 있는가를 살펴보자.
    27장 문제의 모형을 만들자.
  맨 처음 나온 창의적 문제 해결 연산법(1. 컴퓨터에 어떤 일을 지시하고자 할 때, 그 일을 
보다 작은 일로 분할해서 그 여러개의 실행 순서를 정해  두는 것. 일반적으로 순서도에 의
해 구체적으로 표현된다. 2. 아라비아  숫자를 써서 하느 셈),  즉 아리즈(ARIZ: 러시아어의 
약자. 문제 해결 이론을 연산적인 형태로 엮어 놓은 것이다.이 과정은 모두 7단계로  구성되
어 있다)가 개발된 것은 30년 전의 일이다. 알고리즘이라는 말은 연속된 동작을 프로그램화
한 것을 의미한다. 독자들도 수학 시간에 알고리즘을 공부한 적이 있을 것이다.  알고리즘은 
모든 곳에서 찾아 볼 수 있다. 길을 건널 때 지키는 규칙을 생각해 보자. 먼저 왼쪽을 쳐다
보고, 자동차가 안 오면, 건너간다. 중간쯤 가다가는, 이번에는 오른쪽을 확인하고 넘어간다. 
나는 독자들에게, 이 책의 1장에서, 문제로부터 정답을 이어주는 다리가 필요하다고 점을 지
적한 바 있다. 아리즈가 바로 그 다리이다. 아리즈에는 7단계가  있다. 또 각 단계에서는 다
시 몇 가지 씩의 하위 단계가 있다.  결과적으로 모두 합쳐서 약 50개 정도의 단계가  있다. 
그리고 이 각각의 단계속에는 서너 개의 과정이 포함된다. 한 단계에서 다른 단계로 전환할 
때 범하기 쉬운 실수를 피하는 규칙들도  있다. 이 규칙들은다리의 난간에 비유할 수  있다. 
이처럼 아리즈에는 물리적효과를 이용하는 방법에 대한 여러 개의  도표들은 물론, 주요 단
계들과 방법론들을 포함하는 일련의 목록이 존재한다. 이것은 "만약에 내가 이렇게 하면 어
떻게 될까?" 라는 질문과 응답으로 구성된 복합적인  이론 체계이다. 따라서 아리즈는 단순
한 규칙의 수준을 넘어선다.
  아리즈의 첫 번째 부분은 문제의 공식화이다. 독자들은 이미 이 내용을 알고 있다. 우리는 
언제 기존의 체계를 개선하는 방향으로 나아가고, 언제 완전히  새로운 체계로 대체해야 하
는 가에 대한 문제를 논의한  적이 있다. 연산자 STC가 아리즈의  첫 번째 장의 일부이다. 
그리고 또 하나의 중요한 부분인 표준을 활용하는 법은  아직까지 다루어지지 않았다. 단순
한 단계들이 있는 반면에, 몇 개의 단순한 단계들로 구성된 복합적인 방법론들도 있다. 각각
의 단계들은 보편성을 띠고 있어서, 아주 다양한 문제를 해결하는 데 사용할 수 있다.  방법
론이 복잡하면 복잡할수록 특정 부류의 문제들과 더 밀접한 관계를  가진다. 한 걸음 더 나
아가서 이 방법론 들을 한 번  더 결합 시킨다면, 이상적인 최종 결과에  아주 근접한 좋은 
해결책을 얻을 수 있을 것이다. 이와 같은 복합적 방법론  중에서 가장 두드러진 효과를 가
지 것들을 표준이라고 한다. 우리는 이미 표준 중에 하나를 알고 있다. 어떤 물질을  이동시
키고, 압축시키고, 잡아 늘이고, 분해하는 등의 제어를 하기 위해서는, 자기장으로 제어할 수 
있는 강자성체 입자를 첨가할 수 있다는 사실이다.
  아리즈의 첫 부분은 주어진 문제가 표준 중에 하나를 활용해서 풀 수 있는 문제인가를 판
단하기 위해 문제를 분석하는 법을 다루고 있다. 평범한 문제인 경우, 아리즈의 모든 단계를 
다 확인 할 필요는 없다. 그 문제에 해당하는 적절한  표준을 사용한다면 훨씬 쉬워질 것이
기 때문이다. 표준은 모두 80개가 넘는다. 이장은 유형화 할 수 있는 문제들을 선별해 내고, 
그렇지 않은 문제들을 다시 정리하는 데 도움이 된다. 이 과정을 거치면서 군더더기 투성이
의 애매한 문제들은 정확하게 서술된 문제로 바뀐다. 아리즈의 두 번째 부분에서, 우리는 문
제의 영역에서 문제 모형(아리즈에서 문제의 핵심을 공식화 해 놓은 것이다. 모형은 대상과 
도구로 구성된다. 이 속에서 모순을 찾아내고 그것을 해결해  나가는 것이 아리즈의 목적이
다)의 영역으로 넘어간다. 문제는 여러 개의 부분으로 구성되어 있다. 그러나 문제의 모형에
는 단지 두 개의 구성 부분이 있을 뿐이다. 이들 사이엔 기술적 모순이 존재한다. 문제의 모
형은 대상 자체와 그 대상을 둘러싸고 있는 환경으로 구성되어 있느 경우도 많다. 독자들은 
광찌꺼기를 주제로 한 40번 문제를 기억할 것이다. 이문제에서 대상은 뜨거운 광찌꺼기이고, 
화경은 그 표면과 맞닿는 찬공기이다. 어떤 상황이나 문제에 서 우리는 기술적 체계 전체를 
따져야 하지만, 모형에서는 체계의 두 부분만 따지면 된다. 뜨겁게 녹아 있는 광찌꺼기와 차
가운 공기가 있을 뿐이다. 이것이  모형의 전체를 구성하는 두가지 요소이다!  용광로, 기차
역, 그리고 용기 등은 모형에 포함되지 않는다. 모형 속에는 서로 모순되는 두 개의  부분만
이 포함될 뿐이다. 이것은 전진을 약속하는 매우 중요한 단계이다. 이 방법론을 사용하지 않
을 경우, 분석의 중요한 대상이 될 만한 부분들이, 이 모형에서는 단지 무의미한 요소가  될 
뿐이다. 아리즈에는 문제의 모형을 구성하는 규칙이 있다. 모형에는 대상 대상과 도구가  있
다. 도구는 대상에 작용하고, 대상을 변형시키는 역할을 한다.
  이것이 방법론 27이다: "문제의 모형을 만든다"
  모순되는 한 쌍의 요소를 정확히 찾아낸다면 바로 문제가 해결되는 경우도 많이 있다. 이
제 간단한 문제 하나를 예로 들어 이 이론의 효력을 확인해 보자.
    문제 50 아까운 금을 어떻게 쓰랴?
  어떤 작은 과학 연구실에서 과학자들이 다양한 합금물질에 뜨거운 산이 어떤 영향을 미치
는가를 연구하고 있다. 두꺼운 강철로 만들어진 용기 속에는  15내지 20종류의 합금 입방체
가 들어 있다. 그 다음 그 속에 산을 붓는다.  이어서 용기를 밀폐하고, 전기 오븐으로 데우
기 시작한다. 이 실험의 과정은 1,2주간 계속된다. 그 과정이 끝나면, 현미경으로 시료의  표
면을 관찰한다. 하루는 연구실장이 투덜거리기 시작했다. "문제가 심각해. 산 때문에 용기의 
벽이 다 부식되어 버렸어." 연구원 중  한 명이 말했다. "용기를 어떤 물질로  한 겹 입혀야 
겠어요. 금이 어떨까요?" 다른 연구원이 끼여들었다. "플라티늄은 어때?" 연구실장이 문제점
을 지적했다. "문제가 있어. 효과는 있을지 모르지만, 어디  그 만한 비용을 감당할 수 있겠
어? 계산해 봤더니, 금이 1파운드나 들겠더라구."  이때 어디선가 발명가가 나타났다. "금을 
쓸 필요가 있나요? 문제의 모형을 구성해 봅시다. 자동적으로 다른 해결책이  나올 겁니다." 
문제의 모형을 어떻게 구성할 수 있을까?
  첫째, 이 문제를 검토해 보자. 이 문제에는 하나의 체계가  존재한다. 그 체계는 3개의 부
분으로 구성되어 있다. 3개의 구성 부분이란 용기, 산, 합금 입방체를 말한다. 보통의 사람들
이라면 용기의 벽면이 부식되지 않게 하는 것이 과제라고만  생각한다. 이러한 사람들은 용
기와 산 사이의 모순 관계에  주의를 집중하게 된다. 따라서 그들은  벽을 보호하는 방법을 
찾으려 애쓴다. 이 문제에 주어진 상황은 매우 심각한 상황이다. 왜냐하면 합금 물질을 연구
하는 소규모 연구실에서 모든 작업을 중단하고, 그 동안 수천 명의 과학자들이 해결하지 못
한 어려운 문제를 풀려고 하는 상황이기 때문이다. 주어진 과제는 용기가 부식하지 않는 방
법을 찾는 것이다. 그러나 이 연구소의 학자들처럼 해 나가는, 설사 이 문제가 해결된다  하
더라도, 최소한 몇 년은 걸릴 것이다. 그러나 합금시험은 몇  년 후에 할 일이 아니라, 지금 
바로 하고 있는 일이다. 자, 그렇다면 우리는 모형 구성의 원리를 이용해 보자. 대상은 시험
하고 있는 입방체 금속이다. 산은 이  입방체에 작용한 물질이다. 이것이 이 문제의  모형이
다. 용기는 이 모형에서 제외시킨다. 따라서 우리가 진지하게 검토해야 할 모순은 입방체 금
속이다. 산은 이 입방체에 작용하는  물질이다. 그런데 여기에 아주  흥미로운 사실이 있다. 
산이 용기의 내벽을 부식시키고 있다는 사실이다. 따라서 산과  용기 사이에 존재하는 모순
은 쉽게 이해할 수 있다. 그러나  우리가 구성한 모형 속에는 오직 산과  입방체 만이 있을 
뿐이다. 이들사이에 무슨 모순 관계가 있을까?  그들 사이에는 아무 문제가 없는데  말이다. 
산이 입방체를 부식시키는 것이 바로 이 시험의 목적이 아닌가? 그들 사이에는 모순이 존재
하지 않는 것처럼 보인다. 그렇다면 모형 속에 존재하는 모순은 무엇일까?
  이 모순의 본질을 이해하기 위해서는, 모형 속에 용기를  포함시키지 않았다는 사실을 기
억해야 한다. 산은 용기 없이도 입방체와 접촉하고 있어야 한다. 산 혼자서는 그것이 불가능
하다. 산이 바닥으로 흘러 내릴것이기 때문이다. 이것이 모형 속에 존재하는 모순이다: 산은 
입방체에 붙어 있어야 하지만, 그것이  불가능하다. 이 모순을 제거해야  한다. 이제 어떻게 
하면 부식을 막을 것인가 하는  문제가, 어떻게하면 입방체 주변의 산이  흘러 내리지 않게 
할것인가 하는 문제로 바뀌었다. 더 이상 분석할 것도 없이 정답은 명백하다. 입방체를 움푹
한 모양으로 만들어서, 그속에 산을 붓는  방법이다. 우리는 물-장 분석법을 이용해서 똑같
은 정답에 도달할 수 있다. 중력장 FGR은 산(S1)의  모양을 바꾸지(흐르게 만든다), 입방체
(S2)의 모양을 바꾸지 않는다. 여기에는 물-장이 존재하지 않는다. 화살표 하나가 없기 때문
이다. 따라서 다음 두 가지 변형으로 물- 장을 완성하는 방법을 생각해 볼 수 있다.
  첫 번째 변형은 산의 중력이 입방체에 작용해서 입방체를  압박하는 경우이다. 이것은 산
이 입방체 속에 부어질 때 가능하다. 두 번째 변형은  산과 입방체가 중력장의 영향을 똑같
이 받는 경우이다. 즉, 둘다 밑으로 흐르는 경우이다.  이런 상황이라면 산은 입방체와 분리
되지 않는다. 이론적으로 보면 이것이 정답이다. 그러나  현실적으로, 문제의 목적에 비추어 
볼 때, 이것은 아주 복잡한 체계라고 할 수 있다. 추측을 통해서는 한 개의 정답을  얻은 반
면에, 분석을 통해서는 두 개의 정답을 얻었다는 것에  주목할 필요가 있다. 그렇기 때문에, 
셜록 홈즈는 추측을 거부하고 추리를 택하지 않았던가?
    28장 이미 알고 있는 비법을 다시 한번:어떤 물질이 존재하는 동시에 존재하지 않는다.
  지금까지 훑어본 바와 같이 아리즈의 첫 번째 부분은 주어진 문제를 공식화하는 것을 목
적으로 한다. 아리즈의 두 번째 부분은 문재에서  문제의 모형(model)으로의 전환을 목적으
로 한다. 여기에 서술할 아리즈의 세 번째 부분은 모형의 분석을 목적으로 결적한다. 여기에 
서술할 아리즈의 세 번째 부분은 모형의 분석을 목적으로 한다. 첫째, 모순되는 한 쌍의  요
소 중 어떤 것이 변해야 하는지를 결정한다. 여기에는 몇가지 규칙이 있다. 대부분의 경우에
는 '도구'를 바꿔야 한다. 단, 문제의 조건에 비추어 '도구'를 바꾸는 것이 불가능한 경우에
는, 주변 환경을 변화 시켜야 한다. 둘째, 이상적인 최종  결과(IFR)을 공식화해야 한다. '산
이 혼자 힘으로 입방체를 적시는 것' 이 이상적인  최종 결과(IFR)의 좋은 예이다. 혹시 앞
에서 정답의 도출 과정을 명료하게 이해하지 못했다면, 여기에서 확실히 해야 한다.  이것은  
이해를 돕기 위한 예로 사용된 아주  단순한 문제였다. 더 복잡한 문제에서는, 더  광범위한  
분석이 필요하다. 그리고 모형의 어느 부분이 이상적인 최종  결과의 조건과 맞지 않는가를 
먼저 판단한 다음 물리적 모순을 공식화한다. 다시 정리해 보자.
  첫째, 몇 가지 기술적 체계가 포함되어 있는 전체 상황을 다룬다.
  둘째, 그들 중 한 가지 기술적 체계만을 선택하여 이 상황에서 문제로 옮겨간다.
  셋째, 그 체계의 일부분 (두 개의 요소)을 선택하여 문제 모형을 구성한다.
  넷째, 둘 중에 한 가지를 선택해서, 바꿔야 할 점을 탐색한다.
  단계를 거듭함에 따라 대상 영역은 점점 좁아진다. 진단을 통해 아픈 장소를 골라내는 작
업이 반복된다. 마치 "여기를 수술해야겠구나"라는 식의 진단이 필요하다. 그렇다. "아픈 곳'
을 진단하는 것이다. 전체 상황을 다룰 때에는, 흔히 들을 수 있는 불평과 불만이 곧 진단이 
된다. 즉, "이거 좋지 않군. 이거 불편한데.  이거 너무 비싸"라는 식의 진단이 그것이다. 이
러한 진단에서 다음 단계인 기술적 모순(Technical Contradiction)으로 넘어가고,  거기서 다
시 물리적 모순(Physical Contradiction)으로 나아가야 한다.  물리적 모순과 '아픈 곳'에 대
한 판단이 섰으면, 분석이 끝난 것으로 본다. 그 예로, 광찌꺼기에 대한 문제였던 40번 문제
를 살펴 보자. 우리는 이미 이 문제의 전체 상황에서 문제로 들어가는 방법을 알고 있다. 모
든 것이 아무 변화 없이 그대로  남아 있지만, 더 이상 광찌꺼기 표면에  딱딱한 막이 끼지 
않는다. 우리는 이미 이 문제의 모형에 대해 논의한 바 있다: 차가운 공기와 닿아 있는 용해
된 광찌꺼기는 대상이다. 이 문제의 경우, 우리는 그 주변을 감싸고 있는 공기를 변화  시켜
야 한다. 이 문제의 이상적인  최종 결과는 '찬 공기가 광찌꺼기가  식는 것을 막는 역할을 
하는 것'이다. 언뜻 보기에, 이생각은 너무 무모한 것 같다.찬 공기가 찬 공기로부터 광찌꺼
기를 보호해야 한다니! 계속 진행시켜 보자. 공기의  어떤 부분이 이상적인 최종 결과의 조
건을 거스르고 있는 가를 살펴보자? 아마도, 광찌꺼의 표면과 접촉하고 있는 부분일 것이다. 
여기에서 물리적 모순을 벌견할 수 있다. 광찌꺼기 바로 위의  찬공기가 열을 간직할 수 있
는 무엇인가를 포함하고 있어야 하지만, 그와 동시에 광찌꺼기를  담거나 쏟기 위해서는 그 
자리에 아무 것도 없어아 한다. 다른 말로 하자면, 어떤 물질의 층이 광찌꺼기의 표면  위에 
있어도 안 되고, 없어도 안되는 상황이다.  우리는 이미 이와 비슷한 문제를  푼 적이 있다.  
여러분은 다음과 같은 규칙을 기억할 것이다: 외부의 물질을 첨가 할 수 없는 경우에는, 기
존의 것을 변형 시켜 만든 제3의 물질로 첨가 할 수 있다. 이 문제에서, 우리에게는 단지 광
찌꺼기와 공기 밖에 없기 때문에, 다음의 세 가지 가능성이 있다.
  1. 공기를 변형해서 사용한다. 광찌꺼기와 직접 맞닿는 부분의 공기층을 가열한다. 이것은 
좋지 않은 해법이다. 왜냐하면 이것을 하려면 공기를 오염시키는  특수 버너를 설치해야 하
기 때문이다.
  2. 광찌꺼기를 변형해서 사용한다. 가볍고, 단단한 광  찌꺼기로 작은 구슬을 만들어 액체 
광찌꺼기를 덮는다. 그러나 동시에 많은 불편함을 초래할 것이다. 구슬을 제작해야 하고, 광
찌꺼기를 부어 낼 때에는 구슬이 굴러 나오지 않게 하는 장치가 필요하다.
3. 광찌꺼기와 공기의 혼합물을 사용한다. 공기와 광찌꺼기를 혼합해서 거품을 낸다. 그렇다. 
이거야 말로 훌륭한 단열재가 된다! 광찌꺼기를 용기에 담은 다음에, 훌륭한 단열재의 역할
을 할 거품층을 만들면 된다. 그렇게 하면, 광찌꺼기를 덮고 있는 것에 신경을 쓸 필요없이, 
광찌꺼기를 쏟아 부을 수 있을 것이다. 액체 광찌꺼기는 수월하게 이 거품을 통과할 것이다. 
뚜껑이 있다고도 할 수 있고, 뚜껑이 없다고도 할 수 있다.
  원칙적인 면에서는 문제가 풀렸다. 이제 남은 일은 거품을  만드는 기술적인 방법에 대한 
연구 뿐이다. 가장 간단한 방법은 광찌꺼기를 담을 때 물을 조금 부어 주는 것이다.  이것은 
하나의 역설적인 방법이라고 할 수있다: 열을 보존하기 위해, 찬 물을 뿌려 준다는 것이. 물
은 뜨거운 광찌꺼기 속에서 거품을 만들어 준 것이다.이제는  러시아의 발명가인 미하일 사
라포프가 아리즈를 활용해서 처음으로 해결한 문제이다 .이 방법이 개발되자마자, 많은 제련 
공장들은 이것을 즉시 실행에 옮기기 시작했다. 광찌꺼기 문제에  대한 정답은 놀랄 정도로 
단순하다. 여러분들은 그 속에 담겨있는 '미학'을 느낄 수 있을 것이다. 논리적인 단계와  논
리적인 사고의 방향이 아마도 가장 어려운 부분일 것이다. 이 부분을 한  번 더 읽어 볼 것
을 권유하고 싶다. 우리가 전체 상황에서 문제로, 문제에서 다시 모형으로-여기에서는 이상
적인 최종 결과와 물리적 모순이 어떻게  공식화 되었는지-어떻게 전환하였는가 하는 점과 
존재하는 동시에 존재하지 않는 물질을 어떻게 찾았는지를 다시 한 번 검토해 보자. 그러나 
앞에서 서술한 아리즈를 이용한  문제의 단계적 해결 과정을  이해했다면, 아리즈의 핵심적 
의미를 이해한 것이라고 보아도 좋을 것이다. 그렇다면 이 책을  읽 있는 보람이 있는 것이
다.
    29장 문제가 끝까지 풀리지 않으면...
  AD 800년에, 로마 교황이 칼 대제의 대관식에서  왕관을 씌워 주게 되어 있었다. 이것은 
심각한 사건이었다. 한편으로 보면, 신하들의  생각에 교회의 승인을 받아야 합법적인  왕이 
된다는 사실이 아니꼽기는 했지만, 황제가 되자면  피할 수 없는 어쩔 수 없는  과정이었다. 
그러나 다른 한편으로 보면, 이것은 용납할 수 없는 일이었다. 왜냐하면 칼이 교황에게서 권
력을 부여 받는다면, 교황이 권력을 다시 회수 할 수도 있다는 논리가 성립하기 때문이었다. 
독자들도 알고 있다시피, 이 문제는  창의력을 필요로 하는 전형적인 문제이다.  다행스럽게
도, 실제 역사의 현장에서 칼 대제는 문제를 지혜롭게 해결하는 기지를 발휘했다. 대관식 예
배는 순탄하게 진행되고 있었다. 교황이 칼의 머리에 왕관을 씌우려고 할 때, 칼이 얼른  왕
관을 받아서 스스로 써 버린 것이다. 결국, 왕관은 반쯤은 교황의 손에 있었고, 반쯤은 왕의 
손에 있었던 셈이다. 모순적인 조건들은 시간이나 공간적으로 나뉘어져 있다.처음에는  왕관
이 교황의 손에 있었지만, 나중에는 칼의 손에 있었듯이... 아리즈의 네 번째 부분은  다음과 
같은 종류의 모순을 제거하는 것을 목적으로 한다.
  방법론 28: 모순적인 조건의 시간적 분리/공간적 분리
  문제를 분석만 한다고 항상 정답이 나오는 것은 아니다.  때에 따라서는 정확히 분석해도 
정답이 나오지 않는 경우도 있다. 모순을  진단하고 공식화까지 했지만, 그것을 제거 할  수 
있는 수단을 알 수 없는 경우도 자주 있다. 아리즈의 네 번째 부분에는 모순과 맞서 싸우기 
위한 수단들이 제시되어 있다. 처음에는 모순적인 조건들을 시간과 공간으로 분리하는 것과 
같이 단순한 도구가 사용된다. 그러나 만약에  이 방법으로 모순이 해결되지 않는다면, 물-
장 전환표를 이용한 더 복합적인 도구를 사용행야 한다. 우선 문제의 모형을 구성하는 물질
과 장을 정해야 한다. 이 과정이 끝나면, 물-장을 도해하는 일은  그리 어려운 일이 아니다. 
그리고 물-장 전환표를 이용해서 도해한 그림을 정답을  얻을 수 있는 방향으로 전환할 수
있다. 만약에 아직도 문제를 풀 수 없다면, 아리즈의 네 번째 부분이 또 하나의 무기를 제공
한다: 물리적 효과와 현상을 보여주는 표, 이 표에는 이러한 효과와 현상을 어떤 경우에 활
용해야 하는가도 보여준다.
  미세 나사에 대한 문제였던 37번 문제가 잘 풀리지 않는다고 가정해 보자. 도표에서 '미세
운동'부분을 찾아보면 된다. 여기서는 세가지 물리적 효과가 포함되어 있다. 즉, 열 팽창, 역 
피에조 효과, 자기 변형(magnetostriction)이 그것이다. 그리고 이들 효과에  대한 더 자세한 
지식을 원한다면 참고 서적을 검토해야 한다. 그래도 문제가 풀리지 않으면 어떻게 해야 할
까? 마지막 비장의 카드를 사용해야 한다.  방법론과 원리의 전형을 보여 주는 표. 나는 이 
표를 개발하기 위해 무려 4천 건이 넘는 특허를 분석해야 했다.  이들 중 최고로 뛰어난 특
허만을 골라서 이 표의 제작에  이용했다. 이 표에는 기술적 모순을  제거하기 위해 활용할 
수 있는 방법론들이 정리되어 있다. 본질적으로, 이 표에는 과거의 발명가들이 지금  여러분
들이 가지고 있는 문제와 유사한 문제들을 어떻게 해결했는지가 잘 나타나 있다. 만약에 이 
과정을 모두 거쳤음에도 불구하고 여전히 문제를 풀수 없었다면,  첫 부분에 실수가 있었다
고 봐야 한다. 이런 경우에는 다시 아리즈의 첫 번째 부분으로 돌아가야 한다. 문제가  풀렸
다고, 일이 모두 끝난 것은 아니다. 차후에 대두될 새로운 문제에 대비하기 위해, 정답에 대
한 치밀하고 차분한 분석이 이루어져야 한다. 이것이 아리즈의 다섯 번째 부분이다.  이것이 
끝나면 분석 작업이 시작되어야 한다. 이것이 아리즈의 여섯 번째 부분이다. 예를 들어 광찌
꺼기 문제에서 사용된 거품 보호층이라는 아이디어는 39번 문제(컨베이어  벨트를 사용하는 
석탄 운반)에도 적용될 수 있다.  컨베이어로 운반되는 광물에서 먼지를  제거하기 위해 그 
위에서 거품층을 씌우는 방법을 생각해 보자. 손쉬운 방법이다. 그리고 광물을 내릴 때 거품 
때문에 문제가 될 것도 없다. 아주 훌륭한 방법이다.
  아리즈의 일곱 번째 부분은 자체 검사이다. 이 단계에서는 문제 해결에 실제로 사용된 과
정과 아리즈를 비교 검토한다. 아리즈에서 벗어난 것이 있는가?  있다면 무엇 때문인가? 아
리즈의 단계에 문제가 있는 것은 아닌가? 있다면 무엇 때문인가? 표준들의 목록에 이 새로
운 표준을 추가 할 수있는가? 아리즈를 공부하는 학교와 그것을 주제로 열리는 세미나에서
는 해마다 수백 건에 달하는 문제 해결을 위한 아이디어들이 분석된다. 이 분석을 통해,  우
리는 학생들의 실수나 아리즈의 오류를 찾아 낼 수 있다.  이렇게 찾아낸 실수와 오류에 대
한 상세한 검토는 아리즈의 체계를 수정하는 근거가 된다. 처음에 나는 아리즈를 도시에 비
유했었다. 이제 우리는 아리즈를 계속적으로 신축 건물이 생기고 있는 도시에 비유할 수 있
다. 아리즈라는 도시는 새로운 블록이 생겨나고, 기존의 블록이 개조되고, 새로운 도로가 건
설되는 도시이다.
    30장 대가, 또는 거장이 되는 법
  나는 이런 질문을 수도 없이  받아 왔다. "어떻게 하면 발명가가  될 수 있을까요?" 어떤 
사람은 이렇게 말하기도 한다. "제가 한 것을 보시고, 발명가가 될 수 있는 지 없는 지를 말
해 주세요." 이런 경우, 일반적으로 그들이 해 놓은 작업은 대단한 것이 못 된다. 그러나 현
재의 상태는 발명가가 될 수 있는 능력과는 아무 관계가 없다. 4학년 때, 나는 이런  생각을 
한 적이 있다. "광고용 소형 비행선 속의 기체가 가벼우면 가벼울수록 뜨는 힘은 더 강해질 
텐데. 결국 비핸선 속을 진공  상태로 만들면, 부양력은 최고가  될거야." 당시 나는 이렇게 
하면 대기 압력이 비행선을 부숴 벌릴  것이라는 생각을 하지 못할 정도로  서툰 상태였다! 
어떻게 하면 발명가가 될 수 있을까? 작가, 의사, 배행사 등이 되는 방법과 다르지 않다. 모
든 사람이 분야에 상관없이 전문가가 될 수 잇다. 첫째, 전문가가 되려는 사람은 교육을  받
아야 한다. 가급적이면 대학을 졸업하는 것이 좋다. 대부분의 직종을 위한 교육기관이 있다. 
만약에  신종 직업을 갖고 싶다면, 독학을 해야 한다. 가령 1910년에는 어떤 과정을 거쳐 영
화 카메라맨이 되었을까? 피나는 노력으로 혼자 터득했을  것이다. 1930년에는 어떤 과정을 
거쳐 로켓 전문가가 어떻게 되었을까? 마찬가지로, 한편으로 책과 씨름하고, 다른  한편으로
는 이 분야에 관심이 있는 다른 사람들과 교류함으로써 로켓 전문가가 되었을 것이다. 1950
년 말에는 기술 미래학이라는 새로운 분야가 생겼다. 사람들은 어떤 과정을 거쳐 이 분야의  
전문가가 되었을까? 그들은 모두 다른 직업을 가진 사람들이었다. 엔지니어, 경제학자, 역사
학자 등.
  나는 모든 사람이 전문가가 될 수 있다는 것을 강조하고 싶다. 노력을 기울이기만 한다면 
누구든지 전문가가 되는 것이 가능하다. 또 고등학교 졸업 정도의 학력이면 충분하다.  그러
나 실제로 전문가가 된다는 것은 매우 어려운  일이다. 1천 명의 전문가들 중에, 대가라  할 
만한 사람은 1백 명정도 밖에 되지 않는다.  대가의 길은 모든 사람에게 열려 있다. 그러나 
앞에서 이야기하듯 이 전문가 열 명 중에 단 한 사람만이 대가가 된다. 왜냐하면 대가가 되
기 위해서는 엄청난 노력이 필요하기 때문이다. 5,6년,아니면  10년 정도 공부하면 전문가가 
될 수 있을지 모르지만, 대가가 되기 위해서는 평생을  공부해야 한다. 전문가는 하루에 7,8
시간 아니면 10시간 동안 일을 할지 모르지만, 대가는 잠잘 때도 일을 한다. 이렇게  말하는 
사람들이 있다: "야! 저 사람 봐! 대단한 재능인데! 모든 것을 쉽게 해 버리네." 한마디로 말
해 그 사람들은 실상을 완전히 잘 못 파악하고 있다. 왜냐하면 재능의 99퍼센트는 노력이기 
때문이다. 대가보다 더 높은 수준은  없을까? 있다. 대가의 위에는 거장이  있다. 그러나 열 
사람의 대가 중에 '거장'이 될 수 있는 사람은 겨우  한 사람 정도이다. 이 단계에 오르려면 
주변 환경의 도움도 있어야 한다. 따라서 개인의 노력과 능력만으로 거장이 되는 것은 불가
능하다. 무엇보다도, '거장'의 작품을  필요로 하는 손길이 사회로부터  나와야 한다. 이것은 
대가가 '거장'으로 성장 하는 계기가 된다. 그리고 그 이외의 외부요인도 있다. 대가의  활동 
분야가 전망이 있는 분야일 때에만 거장이 되는 것이  가능하다. 19세기에 돛단배를 설계하
고, 건조했던 많은 위대한 대가들이 있었다. 그러나 로버트 풀턴이 기선을 만들자, 돛단배의 
'거장'은 시계 제조업자와 칠장이가 되어야 했다. 이런 상황에서 돛단배의 대가는 거장이 되
기가 힘들다. 어떤 사람이 발명가가 되는 방법을 물어 올 때는, 사실상 어떻게 히면 '대가'나 
'거장'이 될 수 있는가를 알고 싶은 것이다. 이제  여러분들은 해답을 알고 있다. 먼저, 전문
가가 되어야 한다. 앞에서 말한 바와 마찬가지로 누구든지 전문가가 될 수 있다. 이제  전문
가가 되는 길을 조금더 구체적으로 살펴 보자. 한국에는  아직 발명가를 양성하는 교육기관
이 없다. 그러나 미국과 러시아에는 창의력을 지도하는 수많은 세미나, 강좌, 학교, 공공단체
가 있다. 그러나 이 책의 출간이 한국 창의력 혁명의 신호탄이 될 것이 분명하다.
  러시아를 예로 들어보자. 러시아에서는 많은 양의 유용한 정보가  다양한 잡지를 통해 인
쇄되고 있다. 물리적, 화학적, 기하학적 효과에 대한 기사들이 독자들의 흥미를 자극한다. 파
이오니아 트루스 지에 "발명? 너무 어렵다! 너무 쉽다!"라는 제목의 기사가 있다. 아주 유용
한부분이다. 이 제목의 의미는 명백하다. 창의적 방법론에 대한 지식이 없는 발명을 하는 것
은 어렵고, 그 지식이 있으면 쉽다는 뜻이다. 이 기사의 목적은 창의적 사고에 대한  독자들
의 관심과 경쟁심을 자극하는 데 있다. 독자들이 필요로 하는  모든 정보를 이 책이 제공한
다. 그리고 이책에서 개최하는 창의력 대회에서 입상한 사람들은  책이나 다른 선물을 상품
으로 받는다. 다음에 제시한 여섯 문제는 이 잡지에 실렸던 문제들이다. 자신의 실력을 테스
트해 보기 바란다. 여섯 문제 중에 네 문제 이상 맞추면, 입상할 가능성이 높은 사람이다.
    문제51 경찰견의 비밀
  최근에 벨로루시(백러시아)기술  연구소의 한   연구원이 경찰견이라는 장난감으로  특허
791389번을 취득했다. 이 개는 바닥에 깔려 있는 플라스틱 막대기 사이를 움직인다.  그러다 
갑자기 어떤 막대기 앞에 서서 짖기 시작한다. 이 장난감이 바닥을 어떻게 움직이는가를 이
해하는 것은 어렵지 않다. 그 기능을 위해서는  건전지, 전기 모터, 바퀴만 있으면 된다.  또 
이 개가 어떻게 짖는가를 이해하는 것도 쉽다. 건전지, 소형 스피커 등이 있으면 된다. 문제
는 개가 어떻게 여러 개의 막대기 중에 섞여  있는 한 개의 특별한 막대기를 찾을 수  있는 
가 하는 것이다. 진짜 개라면 냄새로 알 것이다. 그러나 장난감 개는 냄새보다는 다른  방법
을 택해야 할 것 같다. 첫째 문제는 그 막대기에 어떤 종류의  표시를 해야 하는가 하는 문
제이다. 둘째 문제는 개가 그 표시를 어떻게  감지 할 수 있는가 하는 문제이다. 쉽게  답을 
찾기가 어려울 때에는, 7학년 물리 교과서를 참고하기 바란다.
    문제 52 위험한 행성
  어떤 소설에 아주 특이한 행성이 묘사되어 있었다. 이 행성은  단 한가지 점만 빼고 모든 
점이 지구와 동일했다. 그 한가지 점이란 새와 곤충이 초음속으로 비행한다는 점이었다.  우
리의 관심은 그들이 어떻게 초음속 비행을 하는가에 있지 않다. 이소설의 핵심은 이런 생물
과 마주치는 것이 매우 위험하다는 사실이다.  그들은 총알처럼 우리를 죽일 수도 있다.  결
국, 대기가 '날아 다니는 총탄'과 '포탄'으로 가득 차 있다고 할 수 있다. 두명의 우주 비행사
가 우주선에서 내렸다가 거의 죽을 뻔한 사건이 있었다. 장갑차량조차 이 초음속 동물에 의
해 파괴되었기 때문이다. 독자들이 이  탐험대의 일원이라고 상상해 보라. 우주  비행사들의 
안전 대책을 세워보자.
    문제 53 홈통 속의 고드름
  봄이 되면 가로 홈통과 세로 홈통에 많은 눈이 쌓인다. 낮에는 일부가 녹았다가, 밤이되면 
다시 얼어 버린다. 세로 홈통 속에는 천천히 커다란 얼음 덩어리가 생긴다. 이 얼음  덩어리
의 길이는 때에 따라 3, 4m 씩나 되기고 한다. 이것은 겨울 내내  홈통의 내벽에 단단히 붙
어 있다. 봄철의 따스한 햇살이 비치기  시작하면, 홈통 속의 거대한 고드름의 표면도  녹기 
시작한다 .결국 얼마 안 가서 이  거대한 고드름은 아래쪽으로 추락할 수밖에 없다.  그러면 
홈통 아래쪽의 구부러진 부분은 박살이 나고 만다. 또 얼음 조각이라도 튀어 나가는 날이면, 
지나가는 행인이 다칠 염려도 있다. 홈통과 행인을 안전하게 보호  할 수 있는 방법을 찾으
시오.
    문제54 물감 한 방울의 위력
옛날에 B.트라프킨이라는 발명가가 치아 세척액 한 방울을 물에 떨어뜨리면 '움직이는 꽃'의 
모양이 생긴다는 사실을 발견했다. 이 효과를 더 정확히 관찰하기 위해서, 이 발명가는 치아 
세척에 검은 색 잉크를 섞었다. 이것이 Fokaj라는 발명의 시작이었다. Fokaj는 '유동하는 액
체와 접촉하여 생기는 무늬'라는 말의 러시아어 약어이다. Fokaj는 영화제작에도 이용할 수
있다. 예를 들어, 유리 접시에 노란색 액체를 부어 얇은  층을 만든다. 그 다음에 그곳에 파
란색 액체를 한 방울 떨어뜨린다. 그러면 노란색과 파란색의  경계부분에 고리 모양의 녹색 
테가 생긴다. 파란색의 액체는 서서히  퍼져 나가고, 노란색 액체와  섞이면서, 기묘한 색의 
변화가 일어난다. 유리 접시에 조명을 비추고, 카메라를 돌리기 시작한다. 이렇게 하면 마치 
파란색 태양이 비치는 어떤 혹성의 모습처럼 보인다. Fokaj는 니스, 글리세린, 물비누, 잉크, 
접착제 등 주변에서 쉽게 구할 수 있는 액체를 사용할 수 있다는 점에서 더욱 큰 매력이 있
다. 그러나 Fokaj는 한 가지 약점이 있다. 떨어뜨리는 액체 방울의 움직임과 색깔의 변화를 
제어하는 것이 불가능하다는 점이다. 따라서 원하는 모양이 나오지 않을 때에는 카메라맨은 
촬영을 중단하고, 솔이나 막대기로 모양을 수정해야 한다. 너무 번거로운 일이다. 우리의 목
표는 촬영을 하는 동안 떨어뜨린 액체 방울의 움직임을 제어하는 것이다.
  예를 들어 카메라맨이 번개나 천둥이 심하게 칠 때 나타나 공간을 떠도는 적황색 빛 덩어
리의 모양을 표현하고자 한다고 하자. 접시에는 파란색 액체를 2,3mm 두께로  담아 놓았다. 
이것이 하늘이 된다. 여기에 오렌지색 액체 방울을 떨어뜨린다. 방울이 접시에 떨어지자, 방
울 주변에 아름다운 왕관 모양이  나타난다. 원하는 모양이 만들어졌기 때문에,  여기까지는 
아무 문제가 없다. 문제는 어떻게 왕관의 움직임을 조절하느냐 하는 것이다. 이것은  회전을 
하며 나선형 모양으로 움직이든가, 아니면  다른 방식으로 움직여야 한다. 때때로  갈라지는 
경우도 있다. 어떻게 하면 액체 방울에서 갈라지는 모양이 나오게  할 수 있을까? 폭발하는 
모습은 어떻게 보여줄 수 있을까? 문제 자체는 아주 단순하다.  어떻게 하면 솔이나 막대기
를 사용하지 않고 액체 방울의 움직임을 조절할 수 있을까 하는 문제이다.
    문제 55 물방울을 조절할 수 있다.
  어떤 연구소에서 시험 장치를 조립하고 있었다. 중합체에 대한  아주 중요한 시험을 해야 
했기 때문이다. 이 장치에는 수직으로 된 관이 하나 있는데, 그 속에 중합체를 한 방울 떨어
뜨려야 한다. 조립을 끝낸 후  시험이 시작되었다. 그런데... 느닷없이 연구팀장이  소리쳤다. 
"꺼! 아직 안 되겠어. 작은 방울이 떨어져야 하는데, 이 장치로는 큰 방울 밖에 안 떨어지잖
아?!" 한 연구원이 말했다. "큰 방울  밖에 만들 수가 없어요. 우리로서는 어쩔  수 없어요." 
팀장은 생각이 달랐다. "떨어지는 도중에 방울이 갈라지게 해야 할 것 같은데. 어떻게 하지? 
중간에 걸렸다 내려가게 하는 장치를 만들어 볼까? 아니야, 그것은 안돼. 방울이 낙하를  방
해하는 것이 있으면 안되니까,  그 장치는 곤란하겠어." 이때  어디선가 발명가가 나타났다. 
"걱정마세요. 방울의 크기를 조절하는 방법이 있습니다. 지금은  한 가지 물질 밖에 없지만, 
여기에 다른 물질과 장을 한가지 씩 추가합시다. 아주 간단한 방법입니다. 이 장이 두  번째 
물질에 작용해서 그 결과 첫 번째 물질이 낙하 도중에 작은 물방울로 갈라질 겁니다."
    문제 56 A와 B를 연결하는 파이프
  강철 파이프로 연결시킬 두 개의 장비, A와 B가 있다. 보통 때에 는 A의 온도가  B의 온
도보다 높다. 파이프가 가열되면, 열이 파이프를 타고 A에서 B로  전도된다(차의 뜨거운 열
이 컵의 손잡이까지 전달되는 것과  마찬가지이다). 때에 따라서B의 온도가  치솟는 경우가 
있다. 그러나 열은 B에서 A로 전도되어서는  안 된다. 열이 한 방향으로,  즉 A에서 B로만 
전도되도록 하려면, 파이프를 어떻게 처리해야 할까?

6부 놀라운 발명의 세계
    31장 기지도 필요하다
  기술적인 문제의 해결은 인간의 모든 활동 분야에 필요한 일이다. 이들 문제의 핵심 이론
은 항상 모순을 제거하는 것이다.  언젠가는 이 창의적 문제 해결  이론이 과학, 예술, 행정 
분야에 확산될 것이다. 개별적인 이론들은 서서히 '창의적 사고이론' 속에 하나로 통합될 것
이다. 불과 20,30년 후에, 그렇게 될 가능성이 있다. 지금 우리가 해야 할 일은  창의적 문제
들을 해결하는 과정을 거쳐 창의적 사고 과정을 완성해  나가는 것이다. 처음에는 생각만으
로 풀 수 있는 문제부터 출발해 보자. 이런 문제들은 전문적인 물리 지식을 필요로 하지 않
는다. 6학년 학생들도 조금만 생각하면 풀 수 있는 문제들이다.
    문제 57 사냥꾼과 사냥개
  옛날에 어떤 사냥꾼이 개를 데리고 숲으로 사냥을 가곤 했다. 사냥감을 발견한 개가 마구 
짖어 대면, 사냥꾼은 소리가 나는 쪽으로 걸어갔다. 그런데 사냥꾼이 청력을 잃는 문제가 생
겼다. 사냥감을 발견하려면, 개는 사냥꾼으로부터 멀리 떨어져 있어야 했다. 그러나 이제 사
냥꾼이 개짖는 소리를 들을 수 없었기  때문에, 개는 사냥꾼이 볼 수 있는  거리를 벗어 날 
수가 없었다. 모순적 상황이 발생한 것이다! 이때도 어디선가 발명가가 나타나야 하나...? 아
니다. 이번에는 발명가가 나타나지 않아야 한다. 이 할아버지 사냥꾼은 며칠 씩 밥을 굶으며 
고민에 잡겼다. 결국에, 그는 해답을 찾았다고  한다. 우리도 한 번 이  문제를 풀어 보도록 
하자. 우선 문제의 조건을 도해해 보자. 개(S1)가 음향을 발생시키고 있다(화살표 1). 즉, 개
가 짖는다(FAC, Acoustical Field). FAC는 '사냥꾼의 귀' (S2)에 작용한다(화살표 2). 그러면 
사냥꾼은 개(S1)가 있는 쪽으로 걸어간다(화살표 3). 이것이 문제 조건 속에 드러난 물-장이
다. 모든 것이 쉽게 정리되었다. 그런데 청력을 잃은 사냥꾼은 개가 짖는 소리를 들을 수 없
었다. FAC는 아직있기는 하지만, 사냥꾼에게 영향을 주지 않는다(점선 화살표). 물-장이 파
괴된 것이다. FAC가 S2에 작용할 수 없기 때문에, S2도 S1쪽으로  이동할 수 없다. 그러면 
어떻게 해야 할까? 개를 샤냥꾼 옆에 놔둘 수도 없고, 보청기를 끼는 것도 안 된다. 이 문제
에 노인이 보청기를 끼어서는 안 된다는 조건이 있다고 하자.  이 문제를 풀 때, '시행 착오
식 방법론'은 피해야 한다. 이 문제는 숙제다. 답은 G. 페도세이예프의 '얌부의 악령'에서 찾
을 수 있다.
    문제 58 알리바이는 있지만...
  다음은 모험의 세계라는 잡지에 나온 이야기이다: 어느날 밤에 두 사람이 살해 되었다. 한 
사람은 조직 폭력배인 모건이었고, 또한 사람은 과학자인 레오래서 였다. 첫 번째 살인 사건
의 용의자는 모건과 경쟁 관계에 있는 조직폭력배 포이트였다. 그리고 두 번째 살인 사건의 
용의자는 그레이셔 교수였다. 그러나 두 사람의 알리바이는 모두 입증되었다, 그럼에도 불구
하고 검사는 두사람의 유죄를 입증해 냈다. 그들은 법죄를 저질렀으면서도, 어떻게 알리바이
를 입증할 수 있었을까?
    문제 59 로빈훗의 화살
  로빈훗이 화살을 발사했다. 화살은 치안 책임자가 보낸 염탐꾼을 향해 날아 갔다.  감독이 
소리를 질렀다. "또 빗나갔잖아! 목표물보다 2미터나 높은 곳에 맞았으니 말이야! 양궁 챔피
언을 대역으로 써도 소용이 없으니, 원!" 참다 못한 카메라맨이 말했다. "장면을 합성합시다. 
세 번을 찍는 거예요. 먼저 활을 찍고, 다음에 날아가는 화살을 찍은 다음, 로빈훗이 염탐꾼
에게 3미터 가까이까지 다가선 장면을 따로따로 촬영합시다. 설마 3미터에서 못 맞추겠어요. 
나중에 몽타주(따로따로 촬영된 화면을 효과적으로 떼어  붙여서, 화면 전체의 유기적인 구
성을 만드는 편집기법) 로  합성해서 완성하면 되잖아요?!"제작자가  반대했다. "안 됩니다. 
이미 관객들이 그 기법을 너무나 도 잘 알고 있어요. 무슨 일이 있어도, 이 장면만은 연속으
로 찍어야 합니다. 로빈 훗이 시위를 당기면, 바로 그 화살이 날아가서, 염탐꾼의 심장을 적
중시켜야 해요. 모든 사람들이 로빈훗이 먼거리에서 직접 활을 쏘는 것을 목격해야  합니다. 
사실적이어야 해요." 염탐꾼역을 하고  있는 배우가 윗도리 주머니에서 합판 조각을 꺼내며 
말했다. "그렇다면 차라리 저는 그만 두겠어요. 진짜 로빈훗을 데려와도 그 거리에서는 목표
물을 적중시키지 못할 거예요. 이건 말도 안 되요! 연기에 집중해야 할 사람이, 화살에 맞아 
죽지 않을까 걱정을 해야 하다니..."
  로빈훗의 대역이 미안한 표정으로  다가왔다. "올림픽 경기에  참가했을 때에도 지금만큼 
떨리지는 않았을 거예요. 혹시나 사람을 맞출까봐 마지막 순간에 활을 위로 치켜 올리게 되
요." 카메라맨이 다시 말했다. "내일은 비가 온다니까,  이 장면은 가능하면 오늘 끝내는 것
이 좋겠어요." 이때 어디선가 발명가가  나타났다. "걱정 마십시오. 오늘 찍을  수 있습니다. 
약간의 비법을 발휘해 봅시다. 정확하게 합판을 맞추게할 수 있을  거예요."촬영은 계속되었
고, 그의 아이디어에 따라 단 30분 만에  아무 문제없이 이 장면을 마무리 지을 수  있었다. 
도대체 발명가가 제안한 것은 무엇이었을까? 문제의 조건을 정확하게 분석해 보자. "몽타주 
기법은 사용하지 않기로 했다. 로빈훗은 염탐꾼으로부터 먼 거리에 서 있다. 관객들은  화살
이 날아와서, 염탐꾼을 맞추는 것을 보아야  한다. 염탐꾼 역을 하는 배우의 윗도리  속에는 
화살의 목표물인 작은 합판이 들어있다. 합판은 조그맣기만 한 것이 아니라, 움직일 수도 있
어서, 극도로 위험한 상황이다." 로빈훗은 나무 뒤에서 걸어 나오는 염탐꿈을 보고, 활을 쏜
다. 지금까지는 형사 추리와 영화 촬영  분야의 문제였다. 이제 연극과 관련된 문제를  하나 
풀어 보자.
    문제 60 가스 코뉴의 깃발
  로스탕 원작의 시라노 드 베르쥐락의 리허설을 하는 날이었다. 무대도 아름다웠고, 배우들
도 역을 훌륭히 소화했다. 그런데도 감독은 무언가 못 마땅한 표정이었다 .그가  조감독에게 
말했다. "가스코뉴 사람들이 적에게 끝까지 대항하는 장면인데, 깃대 위의 깃발은 그냥 매달
려만 있으니... 여기가 전투의 중심이라  할 수 있는 데, 그런  느낌이 들지 않는 것이  문제
야." 조감독은 감독의 뜻을 이해하지  못했다. "무슨 말씀이세요? 시라노가 그  깃발 아래서 
싸우고 있는데. 무슨 문제가 있나요?"  감독이 설명했다. "깃발이 날리지 않고  있다는 말이
야. 이거야 어디, 천 쪼가리 한  장 매달아 놓은 것이나 마찬가지니!  깃발이 날리는 모습을 
보여 줘야 할텐데." 조감독이 손을 내밀며 고개를 갸우뚱 거렸다.  "어떻게 그것이 가능하겠
어요? 이 커다란 무대에서 깃발을 날리려면, 아주 커다란 선풍기를 설치해야 할 텐데요.  거
의 비행기가 날아가는 소리가 날거예요. 그렇다고 선풍기 말고, 다른 방법이 있을 것 같지도 
않고..." 이때 어디선가 발명가가 나타났다. "깃발은 당연히 진짜 바람이 부는 것처럼 활기차
게 날려야 합니다. 특허 8000332번을 이용해 봅시다."
    문제 61 장난감가게에서 가서...
  어느 물리학과에서 아주  커다란 장치를  개발해서 조립하였다.  이 장치의  주요 부분은 
50m 높이의 거대한 자석이었다. 이것은 초정밀을 요하는 장치였다. 따라서  자석은 아주 정
밀하게 제작되었을 뿐만 아니라, 뒷마무리도  깨끗하게 되어 있었다. 그런데 최악의  사건이 
발생했다. 자석의 표면에서 쇳가루가 몇 킬로그램이나 발견된 것이다. 물리학자들은 깊은 고
민에 빠졌다. 자석에서 쇳가루를 제거 할 수 있는 방법이  있을까? 쇳가루를 잡아당기고 있
는 자기장의 힘이 워낙 대단해서, 바람으로 날리거나 닦아내는 방법은 통할 리가 없었다. 그
렇다고 스크레이퍼(기계로 깎거나 줄질한 공작물의  면을 더욱 정밀하게 다듬는  데 쓰이는 
칼)을 사용한다면, 잘 손질해 놓은 자석표면이 손상될 것이다. 산으로 쇳가루를 녹여 버리자
니, 그것도 문제가 있었다. 왜냐하면 산은 쇳가루뿐만 아니라 자석도 부식시킬 것이기  때문
이다. 이때 어디선가 발명가가 나타났다. "저라면 장난감 가게에 가겠습니다. 30분이면 쇳가
루를 다 제거할 수 있을 거예요." 여기에는 개선해야  할 물-장이 있다: 두 개의 물질과 한 
개의 장. 이 물-장을 해체하려면, 제  3의 물질을 도입해야 한다. 어떤  물질을 도입해야 할
까? 이 문제의 정답은 특허로 등록되어 있다. 그렇지만, 이 문제를 푼 사람들 중에는  4학년 
학생도 있었다는 점에 주목하지 않을 수 없다.
    문제 62 신비한 여인의 조각
  알렉산더 그린의 소설 '파도 위에서 달리기'의 내용을 보면, '겔-게'라는 이름의 광장에 '바
다위를 뛰어다닌다는 신비한 여자의 조각상'이 서 있는 것으로 되어 있다. 어느날 이 소설에 
나오는 조각상과 정확히 똑같은 것을  만들어 보겠다는 젊은 조각가가  나타났다. 달려가는 
모습의 우아하고 신비한 여자의 조상을 만드는 것은 어려운  일이 아니었다. 조각가는 그녀
의 발 밑에 파도가 넘실거리는 바다를 연상시키는 푸른빛이 비치는 흰색 자연석인 라주라이
트로 만든 석판을 깔기로 했다. 작업장에는 50개의 커다란 석재가 운반되었다. 석재로  입방
체를 만들기 위해서 가장 효과적인 방법이 사용되었다. 그리고  돌의 표면을 고르는 데에는 
토치램프(납땜이나 가스공사에서 사용하는 발열 램프)가 사용되었다. 뽀족한 곳이나 고르지 
못한 곳은 토치의 불꽃으로 녹여 버리는 방식이었다. 그러나 토치 작업의 단점은 속도가 너
무 느리다는 것이었다. 주기적으로 토치를 한 쪽에 치워 놓고 돌의 표면을 점검해야 하거나, 
과열로 인해 균열이 생길까봐 가끔 작업을 중단해야 했기  때문이다. 작업을 중단해야 하는 
일이 생기기 시작했다. 그린 기념 축제가 점점 다가오고 있는 데, 여인의 조각은 아직  완성
이 안 된 상태였기 때문이다. 그런데 어느날 조각가의  6학년짜리 딸이 10의 인수를 이용해
서 표면을 다듬는 속도를 증가시키는 간단한 방법을 제시해  주었다. 이때부터 중간에 작업
을 중단할 이유가 없어졌기 때문에, 작업 속도는 훨씬 빨라졌다. 조각가의 딸이 제시한 방법
은 무엇이었을까?
    문제 63 이상적인 해결책
  마찰을 이용한 용접은 두 개의 금속을 붙이는 가장 간단한  방법 가운데 하나이다. 둘 중
에 하나는 한 곳에 고정시킨 후, 또 다른 하나를 그것에 대고 회전시킨다. 금속들이 서로 떨
어져 있으면 아무 일도 일어나지 않다가, 두 부분이 접촉하게  되면 접촉 부위에 높은 열이 
발생하여 금속이 녹기 시작한다. 여기에 압력을 높이면, 두 부분은 하나로 용접되어 버린다. 
어떤 공장에서, 주조한 10m 짜리 쇠파이프를  재료로 관로를 만들어야 할 일이  있었다. 이 
파이프들은 마찰용접을 이용해서 접합시키기로 했다. 그런데  문제는 이렇게 긴 파이프들을 
회전시키려면, 아주 커다란 기계가 있어야 한다는  점이었다. 또 이 관로는 공장 내에  있는 
여러 작업장을 통과하게 되어 있었다. 책임 엔지니어가 다른 엔지니어들의 의견을 들어보기
로 했다. 그가 먼저 상황을 설명했다. "용접 방식을  바꿀 수는 없습니다. 마찰 용접법은 계
속 사용해야 해요. 문제는 이 용접기계가 관로가 지나가야  할 작업장에 설치하기에는 적절
치 않다는 점입니다. 한 엔지니어가 의견을 냈다.  "작업장의 생산을 중단하고, 기계들을 분
해한 다음에, 관로를 설치하고, 설치 작업이 끝나면 다시 기계를 조립하는 방식으로 하면 되
지 않을까요? 그리고 그 다음 작업실로  가는 겁니다." 다른 엔지니어가 다른 의견을  냈다.  
"안 되요. 엄청난 시간의 낭비입니다. 차라리 50cm 짜리 짧은 파이프를 회전킬 수 있고, 또 
작업을 중단하지 않고서도 관로를 설치할 수 있을 겁니다." 책임  엔지니어가 답했다. "그것
도 안 되요. 그렇게 짧은 파이프를 사용하면, 연결 부분의 숫자가 너무 많아져서, 관로의 기
능에 대한 신뢰도가 떨어질 겁니다. 게다가, 기본  계획에도 벗어납니다. 이미 10m 짜리 파
이프를 사용하기로 결정되었기 때문이지요." 이때 어디선가 발명가가  나타났다. "제가 이상
적인 해결책을 알려 드리겠습니다. 이 문제의 모순을 정리해 봅시다. 용접을 하려면  파이프
를 회전시켜야 하고, 대형 기계를  사용하지 않으려면 파이프를 회전시키지 말아야  합니다. 
이 모순을 조화시켜야지 이상적인 해결책이 나올 수 있을 겁니다. 그렇게  하려면..." 모순을 
조화시킬 수 있는 방법을 생각해 보자.
    문제 64 100% 정확한 기구
  어떤 화학 처리 공장에, 아주 부식성이 강한 액체가 용기에 담겨 있다. 현장 주임이  사장
에게 불만을 토로했다. "저희들은 이  용기에서 화학 반응기로 흘러  들어가는 액체의 양이 
얼마나 되는지 알아야 합니다. 그 양을 측정하기 위해서 금속이나 유리로 만든 기구를 사용
해 보았지만, 이 액체에 의해 곧 부식이 되는 것이 문제입니다." 사장이 말했다. "용기에 사
용되는 금속은 액체에 부식되지 않으니, 그 금속으로  만든 기구를 주문하면 어떻겠소?" 현
장 주임이 말했다. "시간이 너무 오래 걸릴  텐데요." 사장이 말했다. "용기 속에 있는 액체
의 높이를 측정하는 방법은 어떻겠어요?" 현장 주임이 대답했다.  "정확성이 떨어질 겁니다.
높이의 변화폭이 너무 작아요. 한 번 보세요,  게다가, 용기가 천장 바로 밑에 달려  있어서, 
너무 불편할 겁니다." 이때 어디선가 발명가가 나타났다. "제가 권하는 방법은 100% 정확할 
겁니다. 액체를 측정하려고 하지 말고,..." 액체를 측정하지 말고 무엇을 어떻게 한다는 말일
까?
    32장 문제 해결의 열쇠
  이제 앞에서 제시한 문제들을 풀어 보도록 하자. 다른 문제들을  푸는 데도 도움이 될 것
이다. 어린이용 목재 장난감에 색을 칠하는  것에 대한 11번 문제부터 시작해 보자.  해법은 
나무를 베기 전에 나무에 물을 들이는 방법이다. 페인트를 용해시킨 액체를 나무 뿌리에 뿌
려 준다. 이 용액은 나무의 수액과 섞여서 나무 전체로 퍼진다. 얇은 유리판을 갈아 내는 문
제였던 13번 문제도 그리 어렵지 않다. 얇은 유리판을  두껍게 포개서 한꺼번에 갈아버리면 
된다. 16번 문제는 들판에 비상착륙을 했던 비행기에 대한 문제이다. 기구를 사용할 수도 없
고, 사용하지 않을 수도 없는 상황이다. 두 개의 커다랗고 신축성 있는 자루를 날개 밑에 놓
고, 바람을 넣는다. 비행기는 이 자루  위에 사뿐히 올라 앉게 된다.  이 자루밑에는 바퀴가 
달린 커다란 판을 넣는다. 이제 비행기를 견인 할 수도 있다고 할 수도 있고, 없다고  할 수
도 있다. 에어백이 비행기를 떠 받치고  있기 때문이다. 문제 20번은 쌍동선에 대한  문제이
다. 이것도 복잡한 문제는 아니다. 여러분도 기억하다시피,  기술 체계는 3단계에서 더 동적
으로,  더 유연하게, 더 체계적으로 변한다. E.  라핀이라는 발명가가 쌍동선에 대해 524728
번의 특허를 취득했다. 그가 구상한 쌍동선은 늘어나는 막대기로  두 동체를 가깝게 연결한 
배였다. 이쌍동선은 강의 얕은 부분도 쉽게 통과할 수 있었다. 준설선에 대한 문제인 24번도 
이와 비슷하다. 관로를 동적으로, 유연하게  움직일 수 있는 구조로  전환해야 한다. 날씨가 
좋으면 물위에 떠 있고, 비바람이 치면 물 밑으로 내려가게 하면 된다.
  25번 문제는 칼슨에 대한 문제이다. 이 문제도 동적이고 가변적인 기계로 전환시킴으로써 
풀 수 있다. 프로펠러는 비행을 할 때는 커졌다가, 가만히 있을 때에는 작아져야 한다. 프로
펠러날개를 얇고 유연한 재료를 사용해서 장난감 혓바닥처럼 감겼다가 펼쳐졌다 할 수 있게 
만들 수 있다. 회전할 때에는 프로펠러 날개가 활짝 펼쳐지게 하고, 멈춰 있을 때에는  짧게 
감기게 하느 방식이다. 서로 다른  발명가들이 유사한 아이디어로 특허를  취득하는 경우가 
있는 데, 정말 흥미로운 일이 아닐 수 없다. 물에 빠진 사람을 구하기 위한 장비 중에, 두루
마리처럼 감겨 있는 신축성이 있는 파이프  형태의 물건이 있다. 공기를 불어 넣으면,  길게 
펼쳐지면서 허우적거리는 사람에게까지 뻗을 수 있다. 23번 문제는  윤곽선 영화에 대한 어
려운 문제이다. 독자들은 다음의 원리를 알고 있다. 어떤 물질에 첨가된 강자성체 분말은 자
기장의 힘으로 그 물질을 제어할 수 있다. 따라서 줄을 사용하는 대신에, 유연성 있는  튜브
를 사용해서 그 속에 강자성체 분말을 채워 넣는 방법이다. 아니면 실을 접착제에 담갔다가 
강자성체 분말을 묻히는 방법도 있다. 그 실을 얇은 판 위에 놓은 후, 판의 아래쪽에서 강한 
자기장을 보내 제어할 수 있다. 26번의 문제는 다이아몬드 입자를 정렬하는 문제이다. 이 문
제는 앞 문제보다 조금 더 복잡하다. 다이아몬드 위에 쇳가루를 뿌린 후, 자기장을 이용해서 
뾰족한 곳이 올라오도록 조절할 수 있다. 이 문제들은 사냥꾼과 사냥개에 대한 문제인 57번 
문제와 유사하다. 어떠한 장이 어떤 물체에 작용하기 위해서, 그 장에 반응하는 다른 물질을 
도입해야 한다는 점에서 그렇다. 소리에 반응하는 다른 사물이 사냥꾼에게 추가되어야 한다. 
27번 문제는 사과를 포장하는 문제이다. 여기에서는 물-장을 파괴하는  규칙을 이용해야 한
다. 과일과 비슷하게 생긴 제 3의 물체를 사과와 섞어 놓아야 한다. 사과 상자 속에  탁구공 
두 다스를 넣어 보자. 탁구공이 사과의 충격을 완화시켜 준다. 탁구공은 가벼워서 과일의 위
쪽에 모이기 때문에, 떨어지는 사과가 멍드는 것을 방지해 준다. 이런 의문이 생길 수도  있
다. "사과를 담았을 때, 탁구공은 어떻게 해야 하지?" 손으로 꺼내서  다른 상자에 넣는다는 
것은 말도 안되는 소리다. 사물을  움직이는 방법에 대한 문제는 이미  독자들도 알고 있는 
문제이다. 탁구공의 내부에 강철판을 하나씩 부착한다. 그리고 상자위에 전자석을 설치한다. 
사과가 다 담겼을 때, 전자석을 켠다.   공은 하나도 남김없이 자석에 달라붙게  되어 있다. 
컨베이어는 사과가 담긴 상자를 이동시키고, 그 자리에 빈 상자를 갖다 놓는다. 이때 전자석
을 끄면, 탁구공은 일시에 상자 속으로 들어간다. 이런  주기가 반복되면 된다. 38번 문제는 
쇳가루와 중합체의 혼합에 대한 문제이다. 이 문제는 3부에 나오는 윤활유 문제와 유사하다. 
정답도 동일하다. 뜨거운 중합체에서 분해되는 철 화합물을 사용하면 된다.
  기름 파이프라인에 대한 문제인 44번 문제는 더 난해하다.  파이프라인에는 두 종류의 액
체가 섞여 있다. 이 액체들은 커다란  고무 공에 의해 분리된 채로 파이프라인을  통과한다. 
연산자 STC를 활용해 보자. 공의 크기를 줄인다고 생각해 보자. 큰 공 대신에 테니스 공이
나 떠다니는 작은 공을 사용한다고 하자. 이런 종류의 분리기에 대해서도 특허가 나와 있다. 
이런 방향의 해결책이 나오는 것은 필연적인 경향이라고 할  수있다. 왜냐하면 고정적인 체
계에서 동적인 체계로의 전환을 의미하기 때문이다. 이는 기술의 발전 방향과 일치한다.  만
약에 이 문제에 대한 연구를 계속한다면, 작은 구에서 분자 정도까지 작은 입자로 접근해야 
한다. 실제로도 이러한 내용의 새로운 아이디어도 나오고 있다. 액체나 기체를 사용한  분리
기. 기체 분리기로는 기름이 분리되지 않는다. 왜냐하면  액체가 기체를 통과하기 때문이다. 
그러나 액체 분리기는 가능하다. 예를 들자면, 등유, 물(분리기 역할을 한다), 가솔린의 순서
로 파이프라인을 통과시키는 방법이다. 분리 물질로서 물은 많은 장점을 지닌다. 물은  파이
프라인 내벽이나 펌프장에 달라 붙지 않는다. 그러나 이 방법도 한가지 단점을 가지고 있다. 
물의 앞, 뒤를 통과하는 섞유물질이 서서히 물에 스며들어 혼합된다는 사실이다. 더 나아가, 
마지막에 그 혼합물에서 섞유물질을 분리할  수없기 때문에, 혼합물 전체를  버릴  수 밖에 
없다는 문제가 있다.
  이 문제를 해결하기 위해서 이상적인  최종 결과를 공식화 해 보자.  분리기 역할을 하고 
있는 액체가 스스로 석유 물질에서 분리된다면 가장 이상적이라 할  수 있다. 여기엔 두 가
지의 가능성이 있다. 액체가  고체가 되어서 가라 않든지, 기체가 되어서 증발하든지, 둘 중
의 하나이다. 전에 한 번 활용한 적이 있는 원리를 상기시켜보자. 물질은 유사한 물질  속에
서만 용해된다. 석유는 유기물질이다. 결국 석유에 용해되지  않을 물질이 필요하다. 따라서 
분리 물질은 비유기 액체여야 한다. 또 저렴하고, 안전할 뿐만 아니라 석유와 화합하지 않는 
성질이 있어야 한다. 정확한 조건이 정해졌으니, 이제 참고 책자에서 적절한 물질을  찾아내
는 일만 남았다. 암모니아수를 분리물질로 사용하면 파이프라인을 통해 아무 문제없이 석유
물질을 이동시킬 수 있을 것이다. 이 분리 물질도 조금은 석유 물질과 혼합되겠지만, 문제가 
되지 않는다. 왜냐하면 마지막에 암모니아는 기체로 증발되어 버리고, 저장통에는  석유만이 
남을 것이기 때문이다. 이제 선박의 동체에관한 문제였던 48번 문제에 도전해 보자. 이 문제
의 조건으로 볼 때, 배의  동체는 유연하면서도 가변적인 형태로  바뀌어야 한다. 그렇다면, 
배의 동체를 액체로 만든다고 상상해 보자. 미친 사람이 하는 이야기처럼 들릴지 모른다. 그
러나 우리에게는 이미 고체 물질에서 액체로의 전환에 대한 약간의 지식이 있다. 뿐만 아니
라, 초소형 난쟁이를 이용한 방법론도 자연스럽게 이러한 생각을 유도한다. 이제 강철판  시
대에 '액체' 물질을 사용하는 것으로 하자. 먼저  생각해야 할 것은, 액체가 새지 않게  하는 
방법이다. 이를테면 질긴 고무 같은 것을 연결해서 받쳐 준다. 이렇게 하면 동체의 벽은  온
수찜질 패드와 비슷한 모양이 될 것이다. 우습게 들릴지 모르지만, 어떤 발명가들은  돌고래
의 가죽이 이런 모양이라고 생각한다. 이런 방식으로 제작된 견본을 시험해 본 결과, 파도를 
덜 일으키기 때문에 물과 마찰이  적은 것으로 밝혀졌다. 그러나 이  유연한 동체의 표면은 
돌고래의 가죽에 비해 효과가 떨어진다. 돌고래는 다양한 환경의  변화에 맞추어 피부의 모
양을 바꿀 수 있다. 그러나 이 인공적인 피부는 모양을 바꾸는 것이 불가능하다. 또  하나의 
문제를 풀어야 한다. 어떻게 하면 이 유연한 인공 피부의 전 부분을 조절할 수 있을까?
  하나의 문제가 또 하나의 문제를 야기시키는 경우가 많다는  사실에 주목할 필요가 있다. 
하지만 우리는 계속 앞으로 나아가야 한다. 유연한 인공피부를  만드는 문제는 어려운 문제
가 아니다. 왜냐하면 이것은 '재배치' 문제에 불과하기 때문이다. 그러나 우리들은 이제 인공
피부가 담고 있는 액체의 운동을 제어해야 한다. 물-장을 구성해 보자: 액체에 강자성체 입
자를 첨가하면 전자석을 이용한 제어가 가능하다. 이것이 특허 457529번의 내용이다. 이  특
허를 취득한 사람들은 조선 기술자들이 아니라 과학자들이었다. 아직 한가지 문제가 남아있
다: 동체 없는 배가 있을 수 있을까? 그런배는 이미 존재한다. 독자들 모두가 알고 있는 뗏
목이 그것이다. 뗏목은 동체가 없다.  왜냐하면 떠내려가는 통나무들 자체가 화물인  동시에 
동체이기 때문이다. 영국 특허 1403191번은  컨테이너의 역할을 하는 강철  상자로 만든 긴 
뱀같이 생긴 동체에 대한 특허이다.  머리같이 생긴 작은 부분이 컨테이너  역할을 하는 긴 
동체를 끌어당기는 예인선이다. 
    33장 간단한 규칙들
  아마도 초보 발명가가 저지를 수 있는 가장 대표적이면서 가장 치명적인 실수는 입게 될 
손실은 생각하지 않고 무조건 결과만을 바라본다는 점이다. 프로판  가스에 대한 문제인 33
번 문제를 그 예로 들어보자. 수시로 통의 무게를 잰다면, 남은 연료의 양을 측정하는  일은 
어려운 일이 아니다. 그러나 통은 아주  무겁기 때문에, 그 무게를 수시로 측정한다는  것은 
비용도 많이 들고 불편하기 짝이 없는 일이다. 가스가 떨어졌을  때 통이 알아서 스스로 신
호를 보내 준다면 그것이 최선의 해결책이  될 것이다. 오른쪽 그림을 보자. 통의  밑바닥에 
경사진 부분을 만들고, 그곳에 추를 부착한다. 통에 충분한  액체 가스가 남아 있으면, 탱크
는 수직상태를 유지한다. 그러나 일단 가스의 잔류량이 일정량 이하가 되면, 탱크는  기울어
진다. 이 방법은 비용이 많이 들지 않는 방법이다. 가스통을 바꿀 필요도 없다. 한쪽에만 추
를 박은 나무판을 만들어서 부착하면, 보통 가스통이 '말하는 가스통'으로 변한다. 이 아이디
어를 처음으로 생각해 낸 프랑스 발명가들이 러시아 특허 456403번을 취득했다. 
    문제65 철도 노동자들을 위해서
  아마 여러분들은 철도 노동자들이 무거운 레일을 이동시키는 광경을 본적이 있을 것이다. 
서너 명의 사람들이 지렛대를 레일 아래 끼우고, 억지로 뒤집고 또 뒤집어서 원하는 장소까
지 이동시킨다. 이러한 방식은 힘도 많이 들고 위험하다.  만약에 졸기라도 하는 날이면, 지
렛대를 놓쳐서... 그들을 도울 방법이  없을까?  다음과 같은 단순한 규칙들을  사용해서 이 
문제를 풀어보자.
  규칙1 : 문제 풀이를 시작하기 전에, 왜 문제가 생겼는지를 판단한다.
  레일을 이동시키는 일이 어려울까? 무거워서 일까? 그러나 같은 무게가 나가더라도 파이
프라면 더 적은 힘으로 쉽게 굴러갈 수 있을 텐데. 결국 문제는 레일이 구르지 않는다는 사
실이다.
  규칙2 : 모순을 정리해 보자
  레일이 굴러가려면 원기둥의 모양을 띠어야 하지만,  철도 궤도로 사용되기위해서는 레일
의 형태를 유지해야 한다. 여기에서는  상상력을 발휘해야 한다. 모순을  다시 정리해 보자. 
레일은 레일이어야 하지만, 동시에 파이프처럼 굴러야 한다. 
  규칙3 : 이상적인 해결책을 상상해 보자(스스로 마술사가 되었다고 상상해 보자)
  모든 상상력을 총동원해 보자! 이상적인 해결책은 이를 테면 다음과 같은 것이다: 형태를 
전환시켜 레일을 구를 수 있게  만든다. 만약에 초래될 손실은 생각하지  않고 문제를 푸는 
데만 열심히라면, 간단한 해답이 나올 수 있다. 가령, 레일의 양쪽에 바퀴를 다는 방법. 그러
나 이렇게 하려면, 레일을 들어 올려야 하고, 들어 올리려면 기중기 같은 장비가 있어야  한
다. 다시 한 번 말하건대, 복잡하지도 비용이 많이 들지도 않으면서 원하는 결과를 얻을  수 
있는 해결책이 최선이다. 보가엔코라는 엔지니어가 간단한 방법으로 특허742514번을 획득했
다. 레일의 양 쪽에 두 개씩 꽂게 되어 있는 네 개 짜리 자기 반원형 도구가 레일을 일시적
으로 둥글게 만들어서, 굴러가는 것을 도와 준다. 이 도구는 쉽게 붙였다 떼었다 할 수있다. 
이제 이 규칙을 이용해서 풀 수 있는 문제를 두 개만 더 만나 보도록 하자.
    문제66 미생물을 뻥튀기 한다
  어떤 연구실에서, 물에 대한 미생물 검사를 하고 있다. 시료를 채취하기 위해서 다공질(구
멍이 많이 있거나 많이 생기는 특성)  금속판이 사용된다. 그 판을 물에 담갔다가  꺼낸 후, 
한쪽면에 압지(잉크,먹물 따위로 쓴 글씨가  마르기 전에 그위에 눌러서, 물을  빨아 들이는 
종이. 여기에서 압지는 시료를 빨아 들이는 종이를 말한다)를 갖다댄다. 이 종이가 금속판의 
한 쪽면에 묻어 있는 물을 흡수하면, 미생물은 그 자리에 그대로 남아 있게  된다. 미생물들
은 이 금속판의 구멍을 통과할 수는 없다. 이 과정이 끝나면 미생물이 있는 쪽을 현미경 밑
에 놓고, 미생물의 숫자를 계산한다. 이런  방식으로는 하루에 불과 10회 정도 밖에  실험을 
할 수 없다. 그러던 어느날 연구 계획이  바뀌어서, 하루에 5백회를 실시하지 않을 수  없게 
되었다. 연구 실장이 말했다. "한  번 하는 데도 이렇게 시간이  많이 걸리는 데... 지시대로 
하려면 판을 1백 조각을 내서 현미경으로 일일이 관찰해야  한다는 건데 말야. 차라리 현미
경 없이 할 수 있는 방법을 찾아 보자구." 어떤 연구원이 한술 더 떴다. "현미경을 치우자구
요? 그러자면 미생물이 동전 크기 정도 돼야 할 텐데요." 모두 웃음을 터뜨렸다.  이때 발명
가가 나타났다. "규칙을 이용해 봅시다."
  규칙 1: 왜 문제가 생겼는지를 생각해 보자.
  이미 알고 있는 사항이다. 미생물이 너무 작기 때문에,  현미경을 사용할 수밖에 없고, 그
렇기 때문에 작업 속도가 느린 것이다.
  규칙 2: 모순을 정리해 보자.
  그렇다! 미생물은 당연히 작을 수 밖에 없지만, 육안으로 관찰하려면 커야 한다.
  규칙3: 이상적인 해결책을 상상해 보자.
물 속에 있는 미생물은 작고, 물  밖에 나온 미생물은 컸으면 좋겠는데. 실장이  발명가에게 
인사를 했다. "고맙습니다. 이제 문제를 쉽게 풀 수 있겠어요."  한가지 힌트를 주자면, 환등
기, 스크린 같은 광학 장비는 이 문제의 해결에 도움이 되지 않는다는 사실이다. 오히려  아
주 단순한 도구가 필요하다.
    문제 67 그리스(grease)의 비밀
  파이프 압연 공장에서 빨갛게 달군 강철판을 재료로  10m 짜리 파이프를 제작하고 있다. 
금방 만들어서 아직 아주 뜨러운 상태인 파이프의 내벽에 3~4mm 두께의 그리스(grease, 윤
활유의 한가지. 기계의 부품, 또는 축의  마찰이 생기는 부분 중에서 기름이 오래  보존되지 
않는 곳이나 윤활유를 대어주기 어려운 곳에 쓰이는 끈적끈적한 기름으로, 기계의 움직임을 
부드럽게 해준다)를 입혀야 한다. 어떻게  할 수 있을까? 언뜻 보기에, 이 문제는 간단한 문
제처럼 보인다. 어떤 바퀴 달린 장치를 파이프 속으로 통과시켜서, 그리스를 바르는  방법도 
있을 수 있다. 파이프 속으로 통과시켜서, 그리스를 바르는 방법도 있을 수 있다. 그러나 애
석하게도 이 방법은 정답과는 거리가 멀다. 생산 속도를 떨어뜨릴 뿐만 아니라, 내벽에 그리
스를 바르는 복잡한 장치가 필요할 것이기 때문이다. 최근에 이 공정을 더 빨르고 정확하게 
할 수 있는 아이디어로 특허를 취득한 사람들이 있다. 그들과 한 번 시합을 해보자.  우리는 
이미 가장 먼저 생각해 봐야 하는 것이 무엇인지를 알고 있다:  이 문제가 왜 생겼을까? 평
평한 면에 그리스르 바르는 것은 전혀 어려운 일이 아니다. 그러나 파이프, 그것도 아주  뜨
거운 파이프의 내부이기 때문에 불편한 것이다. 여기에 모순이 있다: 평평한 면에 그리스를 
바르는 것은 쉽지만, 그리스를 발라야 하는 물건은 평평하지 않은 파이프이다. 이상적인  해
결책은 파이프나 강철판이 아닌 평평한 어떤것에 그리스를 바르는 것이다. 이 어떤 것이 파
이프에 그리스를 칠해 주고, ... 없어지면 된다. 이 규칙를  따라가다 보니, 이미 대체적인 정
답의 방향이 정해졌다. 나머지 부분은 바로 독자들의 논리적 사고력에 달려 있다. 정답은 이
상적 해결책과 근접한 것이어야 한다는 점을 기억해야 한다. 비법은 다른 물체의 표면에 그
리스를 발라 놓는 것이다. 파이프가 아직 제작단계에 있을  때, 그리스를 발라 놓는 것이다. 
파이프가 아직 제작단계에 있을 때, 그리스를  미리 다른 평평한 물건에 발라 놓아야  한다. 
예를 들자면, 종이 두루마리 같은 것을 말한다! 이제 이 평평한 면에 있는 그리스를 파이프 
내벽으로 옮기기만 하면 된다. 그리고 이 과정이 모두 끝났을 때, 평면 '매개체'는 아무 문제
없이 사라져 버려야 한다. 그렇다!  불에 타 버리면 된다.  이것이 특허 804038의 내용이다. 
문제 5번과 15번을 기억하자.
    34장 재치와 약간의 물리지식
  여기 몇 개의 연습 문제를 실었다. 어림짐작으로 풀려고 하지 말고, 지금까지 배운 규칙과 
방법론을 활용해서 정답을 찾아야 한다는 것을 명심해야 한다.  만약에 물리학적 지식이 부
족하면, 교과서를 참고하기 바란다.
    문제68 해적 플린트의 보물
  오랫동안, 한 탐험대가 해적 플린트의 보물을 수색하고 있었다. 마침내, 수중 망원 카메라
를 이용해서 보물이  담긴 상자를 발견했다. 이 굳게 닫힌 나무 상자는 수심 5백 미터 깊이
의 해저에 반쯤 모래에 묻힌 채로 놓여 있었다. 초기의 흥분이 사라지자, 탐험대원들은 어떻
게 이 상자를 수면위로 올릴 것인가를  고민하기 시작했다. 일반적으로는 부양함(침몰한 배
를 끌어 올리는 데 Tm는 상자모양의 물건)을 이용해서 수중에 잠겨있는 화물을 끌어 올린
다. 부양함은 밀봉된 금속통이다. 물로 가득 채운 부양함을 수중에 내려 보낸 다음, 꺼낼 물
건에 부양함을 연결한다. 그 다음 붕양함에 공기를 불어 넣으면, 부양함은 수면 위로 떠오르
게 된다. 이때 화물도 같이 따라  올라오는 것이다. 탐험대장이 소리를 질렀다. "돈이야  돈! 
그런데 이걸 어떻게 끌어 올리지? 부양함이 있지만, 연결한 방법이 없어. 다이버들도 그렇게 
깊이까지는 들어갈 수가 없고, 그렇다고 로봇이 있는 것도 아니고, 우리가 가진  것이라고는 
수중 카메라 하고, 부양함 뿐인데 어떻게 하지?" 이때 어디선가 발명가가 나타났다. "이상적
인 최종 결과를 공식화해 봅시다. 먼저 부양함을 상자까지 내려 보냅니다. 수중카메라  있기 
때문에, 여기까지 문제가 없어요. 이상적인 최종 결과는  부양함의 밑바닥과 상자의 윗면이, 
중간에 아무 매개체 없이, 딱달라 붙어 버리는 겁니다.  물이 많으니, 물을 이용해서 붙이면 
좋겠군요." 어떻게 물로 부양함과 상자를 붙일 수 있을까?
    문제 69 아이 볼리트 박사에게는 편리한 체온계가 필요하다.
  재래식 체온계는 오래 전에 발명되었다. 유리 시험관 속에는 선과 숫자가 그려져 있는 긴 
막대기가 들어있다. 그리고 그 막대기에는 수은이  들어 있는 더 작은 시험관이 붙어  있다. 
열에 따라서, 수은은 팽창해서 올라가거나 수축해서 내려가거나 한다. 독자들도  알고 있는 
것과 마찬가지로, 체온계는 아주 간단한 구조를 가지고 있다. 그리고 이것이 재래식  체온계
의 장점이다. 그런데 문제는 작은 관 속에 있는 수은의 위치를 식별하기가 어렵다는 점이다. 
아이볼리틀 박사가 아프리카에서 한 일을 기억하는가? "아이볼리트는 열흘 간을 잠도 안 자
고, 물도 안 마시고, 밥도 안 먹었어요. 아픈 사람들을 치료하고 또 치료했어요. 그리고 그들
에게 주었어요. 그들에게 주었어요 체온계를." 열흘 동안 쉬지 않고 계속 체온계를  읽는 일
은 끔찍한 일이다. 그러나 만약에 아이볼리트 박사가 읽기쉬운  수은지를 가진 체온계를 사
용했다면 훨씬 편안하게 일을 할 수 있었을 것이다. 여러분들은 시험관의 지름을 더 늘리는 
방법을 생각하고 있을지 모른다. 애석하지만 그런 체온계의 수은주는  온도가 내려 감과 동
시에 뚝 떨어지게 되어 있다. 따라서 이런 체온계는  의료용으로 적절치 않다. 그렇다면, 새
로운 체온계를 생각해 보자. 기존 체온계의 특징을 고루 갖추고 있으면서도, 읽기 쉬운 수은
주를 가진 체온계가 있어야 한다.
    문제 70 보안관을 도와라
  다음은 탐정 소설의 일부이다. 보안관이 범인에게 말했다. "너희들을 체포한다. 이제 너희
들의 운명은 법에 달려 있다. 도망가고 싶었겠지? 주피터 다이아몬드가 좋은 단서였어. 그것
을 증거로 너희들을 체포한다. 너희들이  다이아몬드를 몇 조각으로 잘랐다 하더라도,  죄만 
더 무거워질 뿐이야." 범인 중 한명이 말했다. "보안관님, 잠깐만요. 주피터 다이아몬드가 없
어졌다고요? 안됐군요! 그런데 무슨 말씀이신지 모르겠군요. 우리에게는 할머니께서 물려주
신 다섯 개의 작은 다이아몬드 알맹이 밖에 없는 데 말이에요." 다른 범인이 음흉한 미소를 
지었다. "맞아요. 과학적으로 생각하셔야지요. 무게와  모양이 다르고, 같은 것은 색깔  밖에 
없는데요. 물론 화학적 성분은 똑같겠지요. 모든 다이아몬드가 탄소로 구성되어 있으니까요. 
저희들을 풀어 주셔야 할 것 같은데요..." 보안관이 그들이 범인임을 밝혀낼 수 있는 방법은 
없을까?
    문제 71 무중력에서 커피를
  어떤 공상 우주 과학 소설에서, 우주 비행사가 커피를 마시기로 했다. 약간을 고민하던 우
주 비행사가 곧 무엇인가를 생각해 냈다. "아주 간단한 일이야. 물을 자화시킨 다음에, 손잡
이가 긴 쇠컵에다 커피를 타면 되겠네. 바로 그거야!  그럼 어디 한 번 터키식 키피를 마셔 
볼까? 우주 비행사는 이런 방식으로 커피를 마실 수 있었을까,  없었을가? 혹시 더 좋은 방
법은 없을까? 어떻게 하면 무중력 상태에서 커피를 탈 수 있는지 생각해 보자. 안전하고 간
단한 방법이어야 한다는 점을 명심해야 한다. 물론 커피의 맛에도 이상이 없어야 한다. 
    문제 72 물-장 의 구성을 완성하라
  어떤 공장의 노동자들이 땅을 파는 작업을 하다가 파이프를  발견했다. "속에 있는  액체
가 어느 방향으로 흐르고 있을까?"그들은 방향을 알아내기 위해 파이프를 여러 가지 방식으
로 두드려 보았다. 그러나 액체가 어느 방향으로 흐르고 있는지 알 수는 없었다. 어떤  기술
자가 말했다. "파이프를 잘라 봅시다. 다른 방법이 없잖아요." 이때 어디선가 발명가가 나타
났다. "파이프를 자를 필요가 없습니다. 이 문제에서는 부분적인 물-장이 제시되어 있기 때
문에, 물-장의 구성을 완성해야 합니다. 여기에는  두가지의 사물이 있습니다. 파이프(S1)와 
액체(S2)지요. 이제, 여기에다 장을 하나 더해야 합니다." 이 문제를 해결한 사람도 그 아이
디어로 특허를 획득할 수 있었다. 그러나 아주 쉬운 문제에 해당한다. 
    문제73 소방서에 전화 하세요
  라디오에서 가을 추위가 몰려올 것이라는  일기 예보가 방송됐다. 농장 관리인이  말했다. 
"이거, 낭패로군! 이 넓은 밭을 어떻게 하나? 그곳에 심어  놓은 식물들이 얼어 죽을 텐데." 
농부들의 걱정도 이만 저만이 아니었다. "너무 넓어서, 비닐을 다 덮을 수도 없고 보온을 할 
수도 없으니..." 이때 발명가가 나타났다. "그 넓은 밭을 보온해야  한다구요? 소방서에 전화
하세요. 좋은 생각이 있으니까요." 발명가는 왜 소방서에 전화를 하라고 했을까?
    문제74 저절로 꺼지는 용접기
  어떤 전시회에 용접기가 진열되어 있었다. 이 용접기는 과열이 될 때 자동으로 꺼지게 되
어 있었다. 이 용접기를 구경하던 사람이 옆 사람에게 물었다. "무슨 장치가  있기에 그렇게 
작동할 수 있을까요?" 옆 사람이 말했다. "아마 온도를 측정하는 변환기가  있을 거예요. 과
열되면 변환기가 신호를 보내고, 그러면 어떤 특별한 중계 장치가 용접기를 끄게 되는 거지
요." 이때 발명가가 나타났다.  " 이 장비에는 변환기도  중계장치도 없습니다. 이 용접기는 
저절로 꺼지는 거예요. 그 비밀은..."
    문제75 싼 콘덴서를 만들 수도 있어요.
  10학년 물리 교과서를 보면, 여러 가지의 콘덴서(축전기,도체에 다량의 전기량을 축적시키
는 기구) 그림이 나온다. 가장 간단한 것은 두 개의 금속판 사이에 절연체,  가령 공기 같은 
것을 끼워 놓은 것이다. 그 간격이  좁으면 좁을수록, 콘덴서의 성능은 올라간다. 학교에 있
던 콘덴서는 전시용이었기 때문에, 금속판을 움직일 수 있도록 만드어져 있었다. 미세  조정
나사로 움직이는 방식이었다. 전시용 콘덴서를 만드는 공장의 중역이 말했다.  "이거야 말로 
문제로군. 금속판은 싼데, 그것을 조정하는 나사가 비싸서..." 책임 엔지니어가 말했다. "그렇
다고 어떻게 하겠어요? 학교 실험실에서는 판을 미세하게 조절할 수 있는 콘덴서가 필요한
데 말이에요." 이때 어디선가 발명가가 나타났다. "싸게 만들 수도 있습니다. 그렇게 하려면 
우선..." 어떻게 싼 콘덴서를 만들 수 있다는 말일까?
    문제76 털을 세우는 방법
  어떤 모피 공장은 모피 처리 공정을 개선해야 할 처지였다. 처리 공정에서 모피는 특수액
에 담가 때를 뺀 다음, 물로 헹군다. 그 다음에 송풍기로 뜨거운 바람을 불어서 건조하게 되
어 있다. 그런데 문제는 이 뜨거운 바람으로는 모피의 윗부분만 건조되기 때문에, 위쪽에 털
이 서로 달라 붙어 있는 딱딱한 층이 생긴다는 점이다. 아래쪽에는 아직도 물기가 흥건한데 
말이다. 기술자들이 온도와 바람의 속도를 여러 가지 방식으로 바꾸어 보았지만, 아무  성과
가 없었다.어디선가 발명가가 나타났다. "저는 잡지에서 아주 재미난 그림을 본적이 있어요. 
이발사가 손님에게 아주 무서운 책을 읽어 보라고 주었답니다. 그런데 그 책이 어찌나 무서
웠던지 손님은 이발을 하는 동안  꼼짝할 수가 없었대요. 그 덕분에  이발사는 쉽게 이발을 
할 수있었구요." 무슨 말인지 궁금해하는 직원이 물었다. "모피를  어떻게 하라는 말인데요? 
직원들이 무서운 책을 읽어야 한다는 말인가요? 아니면 공포 영화를 상영하라는 말인가요?" 
발명가가 대답했다. "아닙니다. 아주 간단한 일이에요. 어떤 물리적 효과를 이용한다면, 털이 
계속 서 있을 거라는 말입니다." 발명가가 말하는 털을 계속 서있게 해 주는 물리적 효과는 
어떤 효과일까?
    문제 77 비밀의 두 번째 부분을 찾아라
  갖가지 종류의 낙하산을 연구하던  엔지니어들이 작은 모형을 하나  만들어, 유리관 속에 
넣었다. 유리관 속에는 물이 흐르고  있었고, 엔지니어들은 모형과 물의 움직임을  관찰하고 
있었다. 그러나 이 작업은 순조롭게 진행되지 못했다. 왜냐하면 투명한 물속에서 투명한  소
용돌이를 식별한다는 것은 어려운 일이었기 때문이다. 물에 잉크를 넣어야 할까? 그러나, 검
은 물 속의 검은 소용돌이라고 잘 보일 리가 없다. 어떤 사람이 모형의 표면에 수용성 물감
을얇게 한겹 칠해 보자는 의견을 냈다. 이 방법을 실행해 보니, 잠시 동안은 성공을  거두는 
듯했다. 그러나 10분쯤 지났을 때, 물감이 모두 녹아버리자, 시험이 중단되고 말았다. 이번에
는 물감을 두껍게 칠해 보았지만, 시험의 의미가  없어졌다. 어떤 엔지니어가 말했다. "물감
이 속에서 나와야 돼요. 낙하산의 줄은 너무 가늘어요. 잉크가 통과 할 수 있을 정도의 작은 
내부 통로를 만들어야 하는데, 어떤 방법이 가능할까요? 쌀알에 그림을 그리는 사람도 있다
잖아요? 지금은 그런 종류의 사람을 찾아야 할 것 같군요." 다른 엔지니어가 웃음을 터뜨리
렸다. "그런 모형을 만드느 데 시간이 얼마나 걸릴지 한 번 생각해  보세요." 이때 어디선가 
발명가가 나타났다. " 조금만 상상의 나래를 펴 봅시다. 여기에 모형 낙하산의  줄이 있습니
다. 물감을 바르지 않았기 때문에 모양에 아무 문제가 없습니다. 이제 물에 담가 봅시다. 그
런데 거짓말 같이 줄의 표면에 얇은 물감의 층이 나타납니다.  이것이 물에 씻기고 나면 다
른 층이 또 나타납니다. 이렇게 된다면  가장 이상적이겠군요. 한 겹이 사라지면 다른  겹이 
나타나는 식이라면 ..." 엔지니어 들이 펄쩍 뛰었다. "그런 불가능한 이야기 하지 마세요. 물
감이 나올 데가 어디 있어요?" 발명가가 대답했다. "물에서 나오면 됩니다. 나올 곳은 이 한 
곳 밖에 없습니다. 물이 줄과 접촉하면, 물감으로 변해서, 물과 구별할 수 있으면 되지 않을
까요? 여기까지가 문제 해결 과정의 절반입니다. 나머지  부분은 이것을 어떻게 하느냐하는 
것이지요." 뒷부분은 스스로 풀어 보도록 하자.
    마지막 문제
    문제 78 꽃잎에게 명령한다
  옛날에는 아침부터 저녁까지 벌이나 나비 같은 곤충들이 들판을 날아다니면서 꽃을  수분
시키는 역할을 했다. 그러나 요즘은 농약 때문에 곤충의 숫자가 줄어들고 있다. 이러한 문제
를 해결하기 위해 어떤 사람이  곤충 대신에 강한 바람을 이용하는  방법을 생각해 내었다. 
바람을 이용해서 꽃가루를 꽃에서 꽃으로 날리는 방법이었다. 어떤 연구소에서, 그의 아이디
어를 따라서 대형 선풍기를 개발하여, 밭에서 시험 가동을 해 보았다. 그런데 충분한 바람이 
부는 데도 불구하고, 꽃가루가 날리지 않는 것이었다. 바람 때문에 꽃잎이 다물어져  버렸기 
때문이었다. 한 과학자가 말했다. "수백  만년 동안의 진화의 결과로,  바람이 불 때 꽃잎을 
다문다는 것은 당연합니다. 꽃에게는 바람이 날씨가 나빠진다는 신호이기 때문이지요.  꽃이 
우리 심정을 이해하겠어요?" 동료가 물었다. "어떻게 하지?  새로운 식물을 개발할 수도 없
고, 그렇게 하자면 시간이 많이 걸릴 테고..." 이때 어디선가 발명가가 나타났다. "이미 여러
분들 모두가 알고 있는 물리적  효과를 활용해 봅시다. 바람이 부는  동안에도 꽃잎은 열려 
있을 겁니다." 발명가는 어떤 효과를 생각하고 있었을까?
    35장 발명가가 되자
  인류의역사는 발명의 역사와 함께 시작하였다. 최초의 석기가 개발되었을 때, 생각하는 사
람이라는 뜻의 호모 사피엔스가 지구상에  출현했다. 그때부터 인류가 얼마나  많은 발명을 
했는지를 따지는 것은 불가능하다. 우리  주변에 있는 모든 것들이 발명의  소산이라 할 수 
있기  때문이다. 예를 들자면, 우리들은 인류 역사상 가장 위대한 발명인 돛을 누가 발명했
는지 모른다. 이 발명품은 수천 년간  사라지지 않고 사용되어 왔다. 돛은 요즘도  사용되고 
있가. 심지어는 솔라 세일 (solar sail, 인공  위성이나 우주선의 자세 안정이나 태양 에너지
의 수집을 목적으로하는 돛)을 장착한 우주선이 계획되고 있을 정도이다. 처음으로 돛을 발
명한 사람은 어떤 느낌이었을까? 약간  바람이 부는 화창한 날씨였을  지도 모른다. 깔개로 
쓰던 천으로 조잡하게 만들어진 돛이 바람에 펼쳐지고, 처음에 조금 떨리는 듯하다가,  육지
에서 차츰 멀어져 갔을 것이다.  이 최초의 돛대는 구부러지기도 하고  심한 소음이 나기도 
했을 것이다. 찬란한 햇빛은 넘실거리는 파도 위에서 춤을 추고 있었겠지만, 그 사람의 관심
은 오직 돛에 있었을 것이다. 가슴이 벅차 올랐을 것이다. 뗏목이 어디로 가고 있는지  몰랐
기 때문에 두려운 마음이 들기도 했겠지만, 그것은 큰 문제가 아니었다. 이것은 정말로 역사
적인 승리의 순간이었다! 인류 역사상 처음으로 바람을 이용하게 된 것이다. 뗏목은 포효하
듯 파도를 부수며 전진했을 것이다.
  발명품을 개발하고, 시험하고 실행을 해보는 일은 항상 모험을 수반한다. 기술적인 문제와 
싸워서 이기려면 적응력있는 두뇌와 용기가 있어야 한다. 달타냥이 리슬류 추기경의 음모에
서 벗어날 때 필요했던 것도  바로 이것이다. 때때로 기술적 문제는  추기경의 음모보다 더 
어렵고 난해하다. 만약에 독자들이 지금 인류를 위해 할 수 있는 모험을 찾고 있다면,  발명
가가 될 것을 권유하고 싶다! 기술적인 독창성의 세계 속에는 여생을  다 보내고도 남을 정
도로 많은 매력적인 모험이 기다리고 있다. 발명이라는 분야에 뛰어들기 위해서는 일찍부터 
준비를 해야 한다. 스포츠와 마찬가지로 빠르면 빠를수록, 좋다. 따라서 지금 바로 시작하는 
것이 좋다.
  성공이 여러분과 함께 하기를 바란다!
  발명에는 4가지 특징이 있어야 한다. (1)문제에  대한 기술적인 해법이어야 한다. (2)참신
해야 한다. (3)이미 알려진 해법과 근본적으로 달라야 한다.  (4)유용성이 있어야 한다. 예를 
들어, 동물을 훈련시키는 새로운 방법은 발명이라고 할 수 없다. 왜냐하면 이 문제에 대해서
는 기술적인 해결책이 있을 수 없기 때문이다.  좌석이 네 개, 또는 다섯 개 있는  자전거도 
발명품이라고 할 수 없다. 자전거는 이미 지난 세기에 발명되었기 때문이다. 붓과 삽을 결합
시켜 보자. 뭔가 새로운 것처럼 보인다.  그러나 붓과 삽은 이미 마찬가지 방식으로  사용이 
되고 있다. 그들을 결합시켰다고 해서 새로운 성질이 생겼다고 보기 어렵다. 새롭고, 중요하
고, 확실히 구별이 되는 질적인 차이가 없다면 발며이라고 할 수 없다. 어떤 아이디어가  발
명으로 인정되려면 네 가지 엄격한 시험을 거쳐야 한다. 특허 심사관들이 특허를 얻기 위해 
신청된 아이디어를 심사한다. 러시아에서는 매 해마다 1십만 건 이상의 특허를 승인하고 있
다. 발명을 발견과 혼동하는 경우도 많이 있다. 발명은 아직 존재하지 않는 어떤 것이다. 예
를 들자면, 최초의 비행기는 발명이었다고 할 수 있다. 발견이란 자연에 있기는 하지만 아직 
알려지지 않은 것을 발견하는 일이다.  중력은 발명된 것이 아니라,  발견된 것이다. 뉴턴의 
법칙, 옴의 법칙, 물을 수소와 산소로 분해하는 것등은 모두 발견이다. 러시아에서는 1959년
부터 발견에 대한 등록 제도가 생겼다. 그 동안 약 3백 건의 발견이 있었다. 이제, 독자들은 
다음의 것들이 발명인지 발견인지 판단할 수 있을 것이다.
  1.선반 2.강철에서 철을 분류하는 방법 3.관성의 법칙 4.추의  진폭과 그 길이의 관계 5.시
계 추
    36장 발명가의 색인카드
  색인 카드를 만들어 보자! 줄 베른은 특허를 획득한 적은 없다. 단지 소설을 통해 자신의 
아이디어들을 묘사했을 뿐이다. 줄 베른은 자신의 기술적인 또는 과학적인 지식을 발전시키
기 위해 평생동안 책, 잡지, 신문으로부터 정보를 수집했다. 전기작가들에 따르면 그의 색인
카드 속에는 기술, 물리학, 지리학, 천문학 등에 대한 2만  개가 넘는 항목이 담겨져 있었다
고 한다. 요즘도 많은 발명가들이 색인 카드를 관리한다. 이 카드 속에는 물리, 화학, 기하학
적인 효과에 대한 정보가 담긴다. 그밖에도 성공적인 방법론이나 창의적인 비법, 더  나아가 
새로운 발명품에 대한 정보등이 기록된다. 다시 말해, 기술적인 문제 해결에 도움이 되는 것
이라면 모든 것을 기록하는 것이다.  서서히 모아진 색인카드는 새로운 아이디어를 찾고 있
을 때 매우 도움이 된다. 때때로 옛날에 기록해 놓은 잊혀졌던 카드가 풀기 힘든 새로운 문
제를 푸는 데 도움이 되기도 한다. 나의 색인 카드에는 출판된 지 백년이나 된 책에서 발췌
한 내용이 적힌 종이가 한 장 들어 있다. 이  책은 1886년에 출간된 '세계의 마술'이라는 책
이다. 다음은 그 책에서 발췌한 내용이다.
  #89. 전기장안에서의 속성 개화
마술사는 방금 자른 꽃봉오리를 가져다가(가능하면 줄기의 잘라진 부분에  밀랍을  발라 놓
는 것이 좋다)꽃이 피지 않았다는 것을 보여 준다. 그 다음에 밀랍을 제거하고, 줄기에 가늘
고 긴 철사를 끼워서, 탁자에 있는 구멍에 꽃아 놓는다.  이런 행위를 하는 동안, 그 행위에 
대한 자세한 설명이 수반되어야 한다. 관객들은 그 설명을 들으며 아무 변화가 없는 꽃봉오
리를 볼 수 있다. 그 뒤에 마술사가 조수에게 신호를 보내면, 조수는 축전지를 이용해서  봉
오리에 전류가 통하게  한다. 전기의 힘으로 꽃봉오리는 아주 빠른  속도로 그 자리에서 피
어난다. 관객들은 모두  경탄을 금치 못한다.
  1백 년 전에는 이것이 엄청나 묘기였다. 그러나 요즘엔 물리 시간에 같은 전하를 띤 입자
는 서로 밀쳐 낸다는 것을 배운다. 마술사는 꽃잎들이 서로  같은 전하를 띠도록 만든 것이
다. 이것이 그가 보여준 마술의 전부다! 그러나 이 간단한 방법으로 76번과 78번 문제를 풀 
수 있다. 같은 전하를 띤 모피의 털은 계속 서 있게 되어 있다.(특허 563437번). 그리고 같은 
전하를 띤 꽃잎은 바람이 불어도 열린 채로 있을 것이다. (특허 755247번). 이들은 1백년 전
에 사용된 비법을 활용한 최신의 발명가이다.
  발명가는 '맥박'을 측정한다.
  작동 중인 볼 베어링(마찰을 줄이기 위하여 쇠구슬을 전동체로서 외측  레이스와 내측 레
이스 사이에 끼우든가 2매의 원판 사이에 끼운 베어링.  전자를 레이디얼 볼 베어링이라 하
고, 후자를 쓰러스트 볼 베어링이라고 한다)에 균열이  있는지를  판단하는 방법이 있을까? 
정상적인 베어링은 일정한 진동수를 가진다. 이것은 사전에 측정해 놓을 수 있다.  그렇지만 
균열이 생긴 베어링은 실제로 반쯤 갈라진 상태이기 때문에, 진동수가 다르다. 지난 몇 년간 
이와 유사한 발명에 대해  많은 수의  특허가 승인 되었다. 금속 벨트에 광을  내는 공정이 
벨트의 두께를 측정하는 과정 때문에, 자꾸 중단되어야 했다. 그러나 지금은 벨트를  산성용
액에 담가 둔채로 진동을 이용해서 두께를 잰다. 의사들은 진찰의 일환으로 두께를 잰다. 진
동수는 맥박과 같은 것이다. 진동수를 보면  기계 전체나 부분의 상태를 알  수 있다. 길이, 
질량, 압력 등이 변화하듯이 진동수도  변화하기 때문이다. 간단한 문제를  하나 풀어 보자: 
땅에 막대기를 하나 박아 놓았다.  막대기가 땅에 얼마나 단단히 박혀  있는지를 판단할 수 
있는 방법은 무엇인가?
  공과 물의 환상적인 조화
  많은 나라의 사람들이 뚜껑이 없는 대형 기름 저장고에서 기름이 허비된 것을 줄일 방도
를 생각해 왔다. 특히 여름에는 날씨가 뜨거워 더 많은 양의 기름이 증발해 버린다. '뚜껑'을 
기름에 떠 있도록 제작 한다면 문제가 해결될 것 같다.  기름의 높이가 내려가면 이 뚜껑도 
내려갈 것이다. 그러나 문제는 저장고의 벽면이  일정치가 않다는 데 있다. 결국 벽과  뚜껑 
사이에 간격이 생기게 되고, 그 결과 기름이 증발하게 된다. 그래서 뚜껑의 가장자리를 유연
성 있게 만드는 방법을 생각해 낸 사람들이 있었다. 그러나  이 방법는 복잡할 뿐만 아니라 
비용도 많이 든다. 기술적 모순이라고 할 수 있다. 기름의 허비를 막자니 뚜껑의 구조가  복
잡해진다는 것. 마침내 아주 간단한 해결책이 나왔다. 기름의 표면에 테니스공보다 작은  공
들을 띄워 놓는 방법이다. 공들은 기름을 확실하게 덮어 줄 뿐만 아니라, 정확하게 저장고의 
형태를 띄게 되어 있다. 이거야 말로 멋진 해결책이 아닌가?
  발명가의 창의력은 복잡한 문제를 간단하게 풀어 낼 때 드러난다. 이제, 금속 부품을 크롬
이나 니켈로 도금하는 회사가 있다고 가정해 보자. 이 공장에는  기계가  있는 것이 아니라 
부품을 담가 놓을 커다란 탱크들이 있다. 안에는 유해한 용액이 들어 있다. 잘못하면 이  용
액 때문에 산업 재해 환자가 생길 수도 있는 상황이다. 이런  경우 어떻게 해야 할까? 뚜껑
을 만들어야 할까? 부품들을 계속 넣었다 뺐다 해야 할  입장이기 때문에 뚜꺼은 곤란하다. 
뚜껑이 있으면 그 과정이 지체될 것이기 때문이다. 기술적인 모순이다: 뚜껑이 있으면 작업
이 지체된다. 이는 앞 문제의 모순과 유사하기 때문에, 풀이 방법도 유사해야 한다. 역시 탱
크를 공들로 덮어야 한다. 공들로  구성된 뚜껑은 탱크를 확실히 덮어  주기 때문에 액체가 
튈 염려가 없다. 최근에 어떤 강철 공장에서 두꺼운 강철판을 생산해야 했다. 이 공정을  위
해서는 강철판을 이동시키고 뒤집는 일이 필요했다. 만약에 그 무게가 1.5톤이고 길이가 6m
라면, 어떻게 이것이 가능하겠는가? 역시 마찬가지이다. 물에 떠 다니는 공이 이 문제를  풀
어 준다. 공 하나하나는  일정한 무게를 나를수 있기 때문이다. 이동시키려는 사물의 무게에 
따라 공의 숫자와 크기도 바꿀 수 있을 것이다. 이것이 부유식 컨베이어의 개념이다. 이  컨
베이어의 단순함에 우리는 놀라지 않을 수 없다. 홈통으로는 물이 계속흐르고, 물건은  수면
에 떠있는 속이 빈 쇠공이 떠받친다. 이 공이 무거운 물건을 이동시킨다. 멋진 해법이다.
  백+공기
  깨지기 쉬운 유리로 만들어진 물건을 기차로 운반할 수  있는 방법이 없을까? 20년 전에, 
에어백을 이용할 수 있다고 생각한 발명가들이 있었다. 에어백을 이용하면, 제품을 안전하게 
수송할 수 있다. '백+공기'는 아주 간단하고 다루기 쉬운 방법이다. 따라서 두 물체를 단단하
게 붙여 놓아야 하는 경우에도 이 방법을 사용했다는 것은 놀랄 만한 일이 아니다. 예를 들
어, 아주 깨지기 쉬운 물체를 톱으로 자르고자 할 때에는 확실히 고정시켜야 한다. 역시  에
어백을 사용할 수 있다(특허409875번). 강력한  전기 스위치의 플레이트는 다른 플레이트와 
밀착해 있어야 한다. 역시 에어백이 사용된다(미국 특허  3305652번). 심지어는 골절된 곳에 
하는 깁스도 에어백으로 바뀌고 있다. 이제 문제는 이 '에어백'을 개선할 수 있는 방법이 없
을까하는 점이다. 여러분들은 이미 아주 강력한 방법론을 하나 알고 있다: 어떤 물질에 쇳가
루를 첨가해서, 자석 또는 전자석으로 제어하는 방법. 최근에 새로운 발명품이 나왔다.(특허 
534551번). 에어백 속에 쇳가루를  넣고, 외부로부터 전자석을 이용해서  쇳가루를 제어하는 
방법이다. 에어백이 새로운 성질을 갖게 된 것이다. 이제 사물을 적절한 압력으로 압박할 수
있도록 에어백의 압력을 조절하는 것이 가능하다. 처음에 이  새로운 에어백은 연마 공정에
서 부품을 고정시키는 도구로만 사용되었다. 그러나 다른 종류의 에어백을 자석으로 제어하
는 방법도 얼마든지 상상해 볼 수 있다.
  자연을 보고 배운다.
  땅속을 움직이는 기계가 있다면 어떻게 생겼을까? 이 문제는 파이오니아 트루스 지에 실
렸던 문제이다. 흔히 이렇게 대답하기 쉽다.  "트랙터의 앞 면에 땅을 파낼 수  있도록 삽을 
부착하면 되겠네요." 이 기계는 불과  몇 미터만 전진하려고 해도 아주  많은 흙을 파 내야 
한다. 트랙터의 몸집이 클 뿐만 아니라, 본래 좁은 공간에서 이동하도록 만들어진 기계가 아
니기 때문이다. 한 가지 종류의 일을 하도록 제작된 기계들을 다른 환경에서 사용한다는 것
은 어려운 일이다. 날개 모양의 장치가 달린 지하 자동차를 생각한 사람들도 있었다. 왜  그
런 생각을 했을까? 사람들이 지하에서 움직이는 차량을 개발하고자 할 때에는, 모두 앞에서 
퍼낸 흙을 뒤로 보내는 방식을  채택한다. 그러나 살아 있는 지하기계라  할 만한 두더지의 
운동방식은 이와는 다르다. 두더지는 자기 뒤에 다시 되돌아 갈  수 있는 빈 공간을 만들며 
전진한다. 약 20년 전, A.트레벨레프라는 기술자는 지하 차량을 개발하기 전에 두더지를 가
지고 실험을 해 보았다. 그는 두더지가 자신의 머리를 이용해  퍼낸 흙을 벽쪽으로 밀어 붙
인다는 사실을 발견했다. 몇 년 전, 몇 명의 러시아 기술자들이 '인공 두더지'에 대한 특허를 
획득했다. 그들은 기계의 앞면 에 원뿔형의 도구가 장착된 기계를 고안했다. 이 도구는 흙을
파내는 동시에 두더지 머리처럼 흙을 벽쪽으로 밀어 붙이는  역할을 한다. 이상에서 보았듯
이, 발명가들은 과학 기술 뿐만 아니라 자연에 대해서도 공부를 해야 한다. 
  아르키메데스의 원리를 우회적으로 이용해 보자
  알렉스 즈둔-푸시킨이 바쿠에 있는 기술 창의력 연구소를 방문했을 때, 입학 심사 위원회
는 망설이지 않을 수 없었다. 이  8학년 아이를 엔지니어나 전문가들과 함께  한 반에 받아 
들일 수 있겠는가 하는 문제였다. 알렉스는 이미 2년간  기술 창의력에 대한 방법론을 공부
한 학생이었다. 그는 이미 많은 발명을 해 놓은 상태였다. 그리고 특허 기금에 대해 알게 된 
후로, 특허를 획득하기도 했다. 따라서 입학을 신청했을 때에는 이미 특허까지 획득한  발명
가였다. 그의 발명에 대해 이야기해 보자. 물탱크 속에 부유물이 있다고 가정해 보자. 그 부
유물이 어떤 부품을 떠받치고 있다. 아르키메데스의 원리(액체 속에 있는 물체의 무게는 그 
물체가 밀어낸 액체의 무게 만큼 가벼워진다는 원리) 에 따르면 부유력은 그 부유물이 밀어
낸 물의 무게와 동일하다. 만약에 부유력을 열 배쯤 높이려면  어떻게 해야 할까? 부유물의 
크기를 늘릴 여유도 없다고 하자. 물 대신에 더 무거운 액체를 사용하면 어떻겠는가? 이 방
법은 비용이 많이 들 뿐만 아니라, 부유력은 기껏해야 2,3배 늘어날 수 있을 뿐이다 .그렇다
면 아르키메데스의 원리를 조금 우회적으로 이용해야 할 것이다. 그렇다면 구체적으로 어떤 
방법이 좋을까? 알렉스는 다음과 같은 아이디어를 생각해 냈다: 만약에 물에 미세한 쇳가루
를 첨가한 후 자기장으로물를 조절한다면, 물의  중력은 10,12배 까지 증가할 수 있을  것이 
다. 이 발명으로, 그는 기술 창의력 연구소의 졸업장을 받을 수 있었다.
  태양이 백조의 날개를 어루 만질 것이다
  안데르센의 동화 '미운 오리 새끼'를 연상시키는 발명들이 있다. 발로 차이고, 비웃음을 당
하고, 쪼이고... 최초로 대서양을 횡단한 기선은 항로의 절반 이상을 돛에 의존해야 했다. 이 
배에는 승객도 짐도 없었다. 오직  석탄으로 가득차 있었을 뿐이다.  그럼에도 불구하고, 그 
배에 실린 석탄은 전체 거리를  항해 하기에 충분치가 않은 양이었다.  당시 주요 신문들은 
이렇게 보도했다. "기선으로 대양을 횡단한다는 것은 난센스이다. 고작 석탄으로  가득찬 배
를 가지고 무슨 항해를 한다는 말인가!" 최초의 진공 청소기가 제작된 것은 1901년이다. 그 
크기는 마차에도 거의 싣기 힘들 정도였다. 이 기계가 집에 도착하면, 일꾼들은 호스를 풀어
서 방까지 끌어다 놓았다. 엔진이 가동되고 청소가 시작되면, 구경하려 모여든 사람들이  깔
깔대며 이 기계에 돌을 던지곤 했다... 최초의 주머니  시계는 너무 무거워서 주머니에 넣고 
다니기가 힘들 정도였다. 심지어는 시계를  들고 따라다닐 하인을 고용할 정도였다. 이렇듯 
최초의 시계는 조소 대상에 불과했다. 최초의 태양열을 이용한  엔진의 힘은 소형 인쇄기도 
가동시키기 힘들 정도였다. 흐린 날에는 아예 작업자체가 불가능했다. 그 결과 이 엔진의 성
능을 비웃는 수많은 농담, 풍자  만화가 유행할 정도였다. 태양에너지를 사용한다는  생각이 
잘못된 것이었을까? 천만에 말씀. 요즘은 많은 장비, 심지어는 우주선까지 태양 에너지를 사
용하고 있다. 새로 나온 기계들을 판단할 때에는 겉을 보고 판단해서는 안 된다. 그 속에 담
겨있는 아이디어의 가치를 평가해야 한다. 세월이 지나면, 미운오리 새끼가 아름다운 백조로 
변할 것이기 때문이다. 안데르센의 말처럼. "나이 많은  백조들이 그에게 고개를 숙이고, 태
양이 그의 아름다운 날개를 어루만질 때가 오고야 말 것이다."
  호랑이 가죽 옷을 입은 배
  G. 숯티아진이라는 발명가는 배의 표면을 호랑이 가죽으로 덮어서, 배, 물, 공기의 마찰을 
줄이자는 아이디어를 낸 적이 있다. 이런  종류의 배들이 정박해 있는 항구를 상상해  보자. 
표범가죽으로 덮여 있는 정기 여객선, 합성호랑이 가죽으로 덮여 있는 고속정, 곰  가죽으로 
덮여있는 유조선등이 있다고 하자. 그러나 이 아이디어는 아직  스포츠 보트의 제작에 응용
할 단계는 아니다.
  깨끗한 바다를 만들기 위해
  쏘어 헤이달이 RA-1호와 RA-2호를 타고 항해할 때, 대서양의 오염상태를 보고 놀랐다고 
한다. 어떤 때에는 유출된 기름이 이쪽 수평선에서 저쪽 수평선까지 펴져 있는 경우도 있을 
정도였다. 수송 원유의 1%인 수백 만 톤에 달하는 기름이 바다에 유출된다고  하자. 발명가
들도 이 문제를 해결하기 위해 많은 노력을 기울여 왔다.  사람들은 유출된 기름을 태워 버
리거나 합성수지로 만든 대형 스펀지로 빨아 들이려고 한다. 가장 흥미로운 아이디어 중 하
나는 기름이 흐른 현장에 자기 분말을  뿌리는 방법이다. 이 혼합물은 자성을 띠기  때문에, 
대형자석을 이용해서 한 곳에 모으는 것이 가능하다. 요즘엔, 유조선의 크기가 점점  커지고 
있는 추세이다. 최근에 50만톤 규모의 대형 유조선에 사고가 난 적이 있다. 다행히도 배에는 
기름이 실려 있지 않았다. 만약에  이 배가 기름으로 가득찬  상태였다면 어떻게 되었을까? 
이 거대한 기름 호수를 어떻게 한 곳으로 모이게 할 수 있었을까? 아직까지 만족스러운 해
결책이 없다.  발명가들이 아직도 연구하고 있는 분야이다.
  동화에서 힌트를 얻는다.
  언뜻 보기에도, 브룬겔(Vroongel, 거짓말쟁이)  선장이 한 이야기는   완전한 거짓말이다. 
그러나 잘 생각해 보면 그 속에도 뮌하우젠 남작의 이야기처럼 약간의 창의적 생각이 들어 
있다. '걸리버 여행기', '이상한 나라의 앨리스', '어린 왕자' 와 같은 동화속에도 수없이 많은 
창의적 생각들이 들어 있다. 작가들은  아주 특이한 이야기들을 지어낸다. 때때로  작가들은 
주인공이 도저히 헤어나지 못할 것  같이 보이는 위기 상황을 만들어  내기도 한다. 그러나 
주인공은 결국 그 위기 상황을 빠져 나오게 되어 있다. 만화책들도 우리들에게 단지 웃음만
을 선사하는 것이 아니라, 예상치 못한 상황에서 탈출하는 방법을 알려주기도 한다.  캐나다
에서 브룬겔 선장에게 어떤 일이  일어 났는지 기억하는가? 그는썰매를 타고  알래스카까지 
가야 할 상황이었다. '미스포춘'이라는 이름으로 불린 집단의  사람들이 사슴과 개를 구입하
지만, 곧 '사슴'은 실제로는 '소'이고 , '개'는 실제로는  늑대라는 것을 알게 되었다. 이 상황
에서 브룬겔은 아주 기발한 아이디어를 생각해  낸다. 늑대를 소 뒤에 매달기로 한  것이다. 
겁에 질린 소는 전력을 다해 썰매를 끌 수밖에 없었다.  이와 유사한 이야기가 뮌하우젠 남
작의 이야기에도 나온다. 사자에 쫓겨 도망가던 남작이 악어와 마주쳤다. 남작은 두  동물의 
약점을 이용해서 서로를 죽이게 만든다. 이러한 방법은 창의력 이론에도 있는 내용이다.
  유해한 요소는 서로 상쇄되도록 결합할 수 있다.
  한가지 예를 들어 보자. 의사들은 피부의 빨간색 모반(선천적으로  살갗에 나타난 사마귀, 
점, 주근깨 따위와 같이 얼룩얼룩한 점이나 무늬)을  없애려고 여러 가지 방법을 시도해 보
았다. 그러나 오랜 세월 동안 아무런 성공을  거두지 못하고 있었다.  결국 뒤에 가서는 이 
문제를 해결하게 되었는데, 이때 그들이 활용한 방식은 바로 브룬겔과 뮌하우젠의 방식이었
다. 그들은 피하에 녹색 물질을 주입하기로 했다. 녹색은  혼자 있을 때에는 녹색이지만, 모
반의 빨간색 색소와 결합하면 서로 상쇄 되어 버린다.
  한 개로 두 개의 역할을 하게 하라
  훌륭한 발명가에게는 나름의 특징이 있다. 브룬겔에게도 고유한 특징이 있다. 그의 기발한 
아이디어의 대부분은 어떤 사물에 또 한 가지의 역할을 부여하는 방식이다. 구명 조끼가 목
걸이로 변하고, '미스포춘'이라는 말이 새겨진  구리판이 말굽으로 변화하고, 소화기가  뱀과 
싸우는 총으로 변하고, 심지어는 다람쥐가 엔진을 대신하는 등... 한가지 사물이 두 가지  일
을 할 수 있게 하는 방법은 아주 강력하고도 널리 이용되는 창의적 방법론이다. 러시아인들
이 베니스 12호라는 우주 정거장을 만들 때, 마지막 순간에 6kg 무게의 장비를 추가해야 할 
일이 생겼다. 그러나 우주선을 설계한 사람들은 이 사정조차 들으려고 하지 않았다. 이미 철
저한 중량 계산이 끝났기 때문이다. 그러나 결국 묘안이 나왔는데, 이는 브룬겔 선장이 사용
했던 묘책과 다름 없는 것이었다. 항해를 갔다가 짐이 없이 돌아오는 배에는 물이나 모래를 
싣는다. 이것은 배의 안정성을 높이기 위한 수단이다. 브룬겔도 바닥짐(ballast, 배의 안전을 
위하여 바닥에 싣는 돌이나 모래)으로 흙을 실었다.  동시에 그 흙에 돛대로 사용할 야자수 
나무를 심어 놓았다. 베니스 12호의 한쪽에도 우주선의 착륙  방향을 조절하기 위한 바닥짐
이 있었다. 이 바닥짐 대신에 6kg 짜리 장비가 설치되었다. 이것은 장비의 역할과 바닥짐의 
역할을 동시에 하게 된 것이다.
  울타리에서 물구나무서기
  독자들은 앨리스가 거울 속의 세계에서 만난 이상한 기사를  기억하고 있을 것이다. 기사
가 말했다. "나는 울타리를 넘는 새로운 방법을 찾아 냈어. 얘기해  줄까?" 앨리스가 공손하
게 말했다. "네." 기사가 계속했다.  "어떻게 해서 이 방법을  알게 되었는지부터 이야기 해 
줄게. 우선 울타리를 넘을 때 가장 어려운  일은 다리를 들어 올리는 일이잖아?! 하지만 머
리는 이미 울타리 위에 올라가 있어. 따라서 만약에 울타리 위에 머리를 대고 물구나무서기
를 한다면, 다리가 위로 올라간 상태가 되는 거야. 이제 바로 넘어가기만 하면 돼..." 앨리스
는 기사를 믿을수 없었다. 그는 기이한 생각으로 가득 차 있는 사람이었기 때문이었다. 그러
나 이 울타리를 넘어가는 이상한 방법도 아주 흥미로운 발명이라고  할 수 있다. 러시아 발
명가인 G. 카티스와 I. 멜리첸코는  그와 똑같은 원리를 이용해서 모든  곳을 다닐 수 있는 
차량을 만들었다. 이 차량은 한 개의 차체에 연결된 두 개의 차량으로 구성되어 있다. 두 개
의 차량은 서로 겹쳐져 있다. 이 차량은 어떤 장애물을 만나게 되면, 우선 위쪽 차량을 장애
물 위에 올려 놓는다. 기사의 말처럼 이것은 별로 어려운 일이 아니다. 이제 차체를 따라 짐
을 아래 차량에서 위차량으로 이동시킨다. 그런 다음 아래쪽  차량을 차체의 위쪽으로 끌어 
올린다. 이러한 과정을 거쳐 차량은 앞으로 전진할 수 있다.
  공상과학 소설은 필요한가?
  어느날 파이오니아 트루스 지의 발행인에게 편지가 한 장  왔다. 편지는 학생들 사이에서 
공상과학 소설을 읽어야 하는 지의 여부에 대한 논쟁이 벌어졌다는 내용을 담고 있었다. 많
은 학생들은 이 이야기들이 실제 상황이 아니기 때문에 시간 낭비일 뿐이라고 주장했다. 이 
학생들 외에도 이런 의견을 가진 사람들이 아주 많다. 그러나 이것은 매우 잘못된 생각이다. 
공상과학 소설 작가들이 원하는 것은 미래의 모습응 미리 보는  것이다. 단지 너무 먼 훗날
의 이야기라서 현실적이라고 느껴지지 않을 뿐이다. 그들은 비행기, 잠수함, TV같은 물건이 
아직 나오기도전에 그것들에 대해 이야기했다. 작가들은 태양계 탐험, 로봇, 인간 신체의 개
조에 대한 소설을 써왔다. 그들 중 많은 것들은 이미 공상이 아니라 현실이다. 공상과학  소
설은 미래를 비추는 불빛이다. 지금 학교에 다니는 아이들은 바로 그 시대를 살 사람들이다. 
물론 전혀 비현실적인 공상도 있다. 그러나 그들도 우리의 상상력을 자극하고, 자유로운  사
고를 유도한다. 따라서 그들도 유익하다고 할 수 있다. 포탄을 타고 달나라까지 여행하는 것
은 불가능하다. 그러나 콘스탄틴 치올코프스키는 줄 베른의 '포탄으로 달나라까지'라는 소설
을 읽고, 처음으로 로켓에 대한 아이디어를 갖게 되었다고 말한 바 있다. 따라서 발명과  발
견을 위해서는 공상이 필요하다.
  정신의 힘: 공상과 상상력
  공상은 동적인 사고력을 말한다. 우리  시대의 발명가들은 공상과학 소설을 읽어야  한다. 
왜냐하면 이 과정은 심리적 무력감의 극복이나 상상력의 증진에  도움이 되기 때문이다. 공
상하는 능력은 이 책에서 서술한 방법론, 즉 연산자 STC와  이상적인 최종 결과(IFR)를 통
해서도 개발될 수 있다. 우리는 '기술 혁명 시대'에 살고 있다. '기술 혁명'에서  가장 중요한 
것은, 새로운 기계가 끊임없이 개발되고 있다는 사실이다. 체계적인 사고 방식이 혼란스러운 
방식을 대체하고 있다.'기술혁명의 시대'의 사고과정은  비행기를 조종하는 조종사의 움직임
과 같이 치밀해야 한다.
  인류의 초기에, 인간은 불을 정복했다. 이제 우리는 훨씬 더 거대한 것을 정복하려고 하고 
있다. 이것은 다름 아니라 미래라고 하는 미지의 세계를 꿰뚫어 볼 수 있는 정신의 힘을 말
한다.

    부록 정답
1.깰 것인가 말 것인가, 그것이 문제로다. 코로나 방전 효과를 이용해서 전구의 내부 압력을 
측정한다. 2.초콜릿 속에 담긴 비법.  액체 시럽을 얼려서 녹인 초콜릿에  담근다. 3. 고정된 
장소는 골랐는데... 수위측정 도구를사용한다. 4.A와 B가 똑같은 속성을 가졌으니 어떻게 하
지? A 와 B가 서로 끌어당기도록, 다른 전하를 띠게 한다. 5.저절로 사라지게 하는 방법. 드
라이 아이스를 사용한다. 부품을 깨끗하게 소제해 주고 증발해  버린다. 6.특허를 참조해 보
면... 고무를  냉동시킨 다음에 구멍을 뚫는다. 7.형사들도 찾아내지 못한 비밀. 탱크에 기름
을 넣기 전에 탱크의 내부에 양동이를 매달아 놓는다.  8.화성차. 타이어를 돌이나 쇠구슬로 
채운다. 9.한 대로 여러 대의 효과를 낼 수있다. 흐름을 둘로 나누어 한쪽은 양전하를,  다른 
한 쪽은 음전하를 띠게 한다. 10. 부드러운 물 만들기.  물에 공기를 섞어서 기체화한다. 11.
긁히지 않는 페인트. 식물의 세포에 색소가 침투할 수 있도록  염료 첨가물을 섞은 물을 준
다. 22.한개의 땅을 1백 40종류의 땅으로, 흙에 쇳가루를 혼합하고, 자력으로 제어한다. 23.토
끼의 속도를 늘이는 법. 강자성체 분말을 사용해서 자기장으로 조종한다. 24. 폭풍우 속에서
도 일할 수 있는 방법. 관로를 수면 아래 쪽에 설치한다.  25 . 칼슨의 프로펠러. 얇고, 유연
하고, 감기는 재질로 프로펠러를 만든다. 26. 만개의 피라미드. 강자성체 분말과 자기장을 이
용한다. 27 거의 완벽한 기계이기는 한데. 사과 상자 속에 안에 금속판이 들어있는 작은  공
들을 넣는다. 28.세계에 하나 밖에 없는 분수를 만드는 법. Unification of the system.Union 
with emptiness. 안개나 거품이 일어나는 분수. 거품을 제어할 수 있어야 한다. 29. 고장 없
는 기계! 구부러진 부분의 바깥쪽에  자석을 설치해서, 강철 구슬로 내벽  보호층을 만든다. 
30. 초정밀 밸브. 정밀한 흐름 조절을 위해 열팽창 효과를 이용한다. 31.미래에는 새로운  물
건이나 나올 수 있나? 피에조 효과, 자기변형 등 32.전선을  끊어 먹는 얼음. 전자기 유도가 
일어날 수 있도록 자석 고리를 전선에 설치한다. 33.  자기가 알아서 신호를 보내는 가스통. 
가스통을 중심이 쏠려 있는 받침대 위에 놓는다. 34. 바람이 부는 방향을 아는 법. 비누방울
을 이용한다. 35. 교육생이 문제를 풀어내다. 줄의 지름과 모양을 조절하려면 코로나 방전효
과를 이용한다. 36. 1도 이내의 정밀성을  확보하다. 곡식에 퀴리 온도가 65도(화씨)인  자성 
분말을 섞는다. 37. 슬라이드의 이동? 이제 나사가 필요 없어요. 열팽창, 자기변형. 38.  복잡
한 방법은 누구나 생각할 수 있다. 중합체 에 쇳가루를 섞는다. 39. 컨베이어로 분말 나르기. 
중유나 거품을 이용한다. 40. 막연한 짐작은 그만하세요.  광찌꺼기 위에 거품이 발생하도록 
물을 뿌린다. 41. 상황을 분석해 봅시다. 뜨거운 유리판을  지지하기 위한 용도로 용해된 주
석을 이용한다. 42. 비가 와도 지장이 없다. 창고의 입구를 막기위해 두 개의 풍선을 사용한
다. 43. 전문가가 조사를 하긴 했지만... 강철의 자성  변화를 이용한다. 44. 참신한 아이디어
가 필요하다. 석유 액체의 분리는 암모니아수를 이용해서 만들 수 있다. 끝에 있는 저장  탱
크에서 암모니아수는 저절로 증발되어 버린다. 45. 말 안  듣는 시소. 계량기를 더 동적으로 
만든다. 추의 강철 구슬의 형태로 움직일 수 있도록 만든다. 46.언뜻 물리학적으로 불가능해 
보이는 것을 말한다. 무게가 다른 두 개의 물질을  사용한다. 47.동화 속에서나 일어나는 일
일까? 지붕 창문의 열린 정도를 조절하기 위해 바이메탈식 스프링을 사용한다. 48. 21세기의 
선박. 자기 액체를 채워 넣어 물침대처럼 표면을 유연하게 만들고, 자기장으로 제어한다. 49. 
5분 안에 기차를 출발시키는 방법. 화차의 뒤쪽에서 통나무의 사진을 찍어 놓았다가, 축적을 
계산해서 통나무의 지름을 측정한다. 50. 아까운 금을 어떻게 쓰랴? 입방체을 움푹한 모양으
로 만들어, 그 속에 산을 붓는다.  51. 경찰견의 비밀. 한 개의  막대기 속에 자석을 넣는다. 
52. 위험한 행성. 어떻게 하면 환경 자체를 이용해서  위험을 피하는가를 연구해야 한다. 정
답없음. 53.홈통 속의 고드름. 물-장을 형성하기 위해서는, '도구'가  필요하다. 세로 홈통 속
의 줄이 '도구'가 될 수 있다. 54. 물감 한 방울의  위력. 자성체장을 완성하기 위해 자기 액
체를 첨가한다. 55. 물방울을 조절할 수 있다. 자기 액체를 첨가한 다음, 자기장을 이용한다. 
57. 사냥꾼과 사냥개. 개의 소리가 나는 쪽으로 사냥꾼을 인도할 개가 또 한 마리 있으면 된
다. 58. 정답이 없다. 59. 로빈훗의 화살.  물-장을 완성해야 한다. 속으로 나일론 끈이 통과
할 수 있도록 속이 빈 화살을 만든다. 나일론끈의 한쪽은 합판으로 된 목표물에 고정시키고, 
다른 한쪽은 활의 시위에 고정시킨다. 60. 가스코뉴의 깃발. 속이 빈 깃대를 만든 다음, 깃발
이 있는 부분의 측면에 구멍을몇개 뚫는다.  소형 선풍기를 사용해서 깃발을 날릴 수  있다. 
61. 장난감 가게에 가서... 공작용 찰흙을 사용한다. 63.  이상적인 해결책. 두 개의 파이프를 
연결하기 위해서는, 짧은파이프를 하나 갖다 긴 두 개의 파이프 사이에 끼운다.  파이프끼리 
압력이 작용하는 상태에서, 파이프가  서로 용접될 때까지,  짧은 파이프를 회전시킨다.  64. 
100% 정확한 기구. 탱크 속 공기의  공명 진동수를 측정한다. 65. 철도  노동자들을 위해서. 
자석 삽입물을 설치한다. 66. 미생물을 뻥튀기한다. 거품이 생길 때까지 액체를 가열한다. 이
때 거품은 돋보기의 역할을 하게 된다. 마지막으로 사진을 찍어 미생물의 수를 잰다. 67. 그
리스(grease)의 비밀. 그리스를 발라 놓은 종이 두루마리를 사용한다. 68. 해적 플린트의  보
물. 부양함과 보물 상자가 맞 닿는 부분을 얼린다. 69. 정답이  없다. 72. 물-장의 구성을 완
성하라. 파이프를 가열한 다음에 열의 전도 방향을 관찰한다. 73. 소방서에 전화하세요. 거품
은 이상적인 담요이다. 74. 저절로 꺼지는 용접기. 퀴리온도가 있는 강자성체 물질을 이용한
다. 강자성체가 온도 조절 스위치의 역할을 한다. 75. 정답이 없다. 76. 털을 세우는 방법. 모
피에 정전기를 일으켜서 털을 분리시킨다.  77. 비밀의 두 번째  부분을 찾아라. 전기분해를 
이용한다. 낙하산 모형이 전극 중에 하나가 된다. 모형에서 일어나는 기포가 물의 흐름을 알
려 준다. 78. 꽃잎에게 명령한다. 꽃잎이 같은 전하를 갖게 한다. 꽃잎끼리 반발력이 생긴다.