Нурали Латыпов - Инженерная эвристика

• Название: Инженерная эвристика
• Автор: Нурали Латыпов
• Жанр: Техническая литература

В книге представлены классические и новейшие — от эвристических до логических — методы активизации инженерно-технического мышления. Авторы демонстрируют междисциплинарный подход к решению изобретательских задач и тренингу интеллекта на основе универсальных языков. Последовательность в решении научно-технических проблем достигается методом выявления и разрешения противоречий. При этом формулировка проблемы в виде парадокса оказывается сильнейшим стимулом для развития творческой мысли.

Книга содержит более 170 вопросов и задач, на которых заинтересованный читатель может проверить качественный уровень собственного мышления, а в случае затруднений — обратиться к приводимым решениям и ответам. Многие из этих задач озвучены авторами в 2011–2012 гг. в ходе семинаров и тренингов в рамках проекта ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «Академия молодого инноватора», на интеллектуальных состязаниях молодых специалистов компании.

Рекомендуется инженерам, преподавателям и учащимся инженерно-технических и естественнонаучных специальностей вузов, инновационно ориентированным молодым специалистам производственного и исследовательского комплексов, а также всем читателям, заинтересованным в формировании у себя эффективного, продуктивного, действенного мышления, достижении нового интеллектуального уровня развития.

---

ВОПРОС № 72

Вышеупомянутый Александр Алексеевич Остужев был вынужден выступать под этим псевдонимом, под ним и стал знаменит. Мало кто знает, что настоящая фамилия актёра совершенно иного свойства, до того, что заставляла зрителей часто вскакивать со своих мест и в панике покидать зал. Назовите истинную фамилию актёра Остужева.

Как работает приём «сделай наоборот», «переверни проблему» на уровне фазовых состояний? Читатель наш слышит каждый день: «погоду передают»! А ведь мало кто задумывается, что честь изобретения стоградусной шкалы термометра принадлежит шведскому геофизику и астроному Андреасу Цельсию — профессору Упсальского университета. Правда, Цельсий принял за ноль градусов температуру кипения воды при нормальном атмосферном давлении, а за сто градусов — температуру таяния льда. Когда же стали использовать термометры, шкалу оказалось удобнее перевернуть, поменять местами 0 и 100 градусов, принять таяние льда за ноль. Эту идею выдвинул великий шведский натуралист Карл Линней. Он в те же годы — первая половина XVIII века — преподавал в Упсальском университете медицину и естествознание.

Бытует легенда: хотя физик Фаренгейт изобрёл новый инструмент, названный затем ртутным термометром, идея использовать его для измерения температуры человеческого тела пришла к нему не сразу. Это произошло, когда Фаренгейт докладывал в Академии наук в пользе своего изобретения, и в Академии ему сказали, что пусть он лучше этот прибор засунет себе в з… С тех пор это, в самом деле, способ измерения температуры тела, в том числе и ряда домашних животных.

Далее всё происходит точно таким же образом, как и ранее, когда мы знакомили нашего читателя с первыми универсалиями и их преобразованиями. Так же, как и состояния вещи во времени, меняется её состояние и в смысле пространственных отношений. Иными словами при движении вещь «вращается», образуя циклы. С различием тонов, фаз и состояний происходит разделение Пространства вещи на внешнее и внутреннее, что неизбежно порождает разные качества, а значит, и свойства, как переходы качеств. Переход качеств, то есть рождение свойства, описывается оператором рождения одного внутреннего измерения.

ВОПРОС № 73

Задано 9 точек. Соедините их все подряд одной непрерывной ломаной линией из четырёх отрезков, не отрывая ручки от бумаги.

В физике элементарных частиц это носит общепринятое название «заряд» (масса покоя в частности). Например, если о/ — это фермион-электрон, то о\ — уже позитрон, а движение (связь) между, взаимодействие между ними, бозон-носитель этой связи есть ни что иное, как фотон о/о\.

Заряд — это оператор, вектор связи во внутреннем пространстве вещи. Исходя из этих соображений, попробуйте вообразить себе нейтрино, с учетом, что оно существует в нейтральном зарядовом состоянии? Частицы могут существовать в различных «зарядовых фазах». У электрона она единственная «отрицательная», у его антипода, античастицы позитрона, такое состояние тоже одно — «положительное». В общих чертах утверждение, что частица существует в различных зарядовых состояниях, означает следующее: частицы, имеющие разные заряды, в остальном близки друг к другу, что вполне логично рассматривать их как некие различные проявления «одной и той же» частицы.

Для полного знакомства с частицей необходимо иметь данные о её взаимодействиях со всеми другими частицами. Свойства этих взаимодействий, а на сегодня известны четыре из них: сильное, гравитационное, электромагнитное и слабое, пока ещё достаточно не изучены и служат предметом интересных исследований. Наиболее поразительной развязкой взаимодействия частицы служит её превращение в другие частицы, вездесущие преобразования симметрии.

Английский математик Уильям Кингдон Клиффорд (1845–1879) в статье «О пространственной теории материи» писал: «Я считаю: 1. Что малые участки пространства действительно аналогичны небольшим холмам на поверхности, которая в среднем является плоской, а именно: там несправедливы обычные законы геометрии. 2. Что это свойство искривленности или деформации непрерывно переходит с одного участка пространства на другой, наподобие волны. 3. Что такое изменение кривизны пространства и есть то, что реально происходит в явлении, которое мы называем движением материи, будь она весомая или эфирная. 4. Что в физическом мире не происходит ничего, кроме таких изменений».

Эту программу уже на основе общей теории относительности развил великий американский физик-теоретик Джон Арчибальд Уилер(1911–2008), коему, кстати, принадлежат пионерские разработки по части «чёрных дыр» и «кротовьих нор» Вселенной, равно как и эти термины, ныне широко распространённые. Уилер предполагал, «в мире нет ничего, кроме пустого искривленного пространства. Материя, заряд, электромагнетизм и другие поля являются лишь проявлением искривленного пространства. Или, иначе говоря, физика есть геометрия». Эту программу он воплотил в теорию, названную им «геометродинамикой» (Уилер, 1962)[74].

Но там, где есть «заряд», предполагается и «поле» — причём в самом широком смысле этого слова «поле действия сил». В ТРИЗ это находит отражение в специальном разделе — учении о веполях (Вещество-Поле).

В Диале простейший «веполь» представлен таким оператором:

ВОПРОС № 74

Вооружитесь чистым листом бумаги и карандашом. Диаметр планеты Земля составляет около 13 000 км. Изобразите схематично, как будет расти на планете ель, от корней до макушки которой 39 000 км. Род дерева не так важен, но пусть будет ель — все знают, как она выглядит. И конкретные цифры не важны, суть в том, что дерево много длиннее диаметра планеты.

ВОПРОС № 75

После сборки агрегатов холодильников нужно проверить, нет ли течи в агрегатах, не проходит ли сквозь неплотности и отверстия рабочая жидкость. Очень важно обнаружить даже маленькую просочившуюся капельку жидкости. Но сделать это трудно: приходится очень тщательно осматривать каждый участок агрегата, а на это требуется много времени. Что вы предлагаете? (Альтшуллер и др, 1989, С. 91).

ВОПРОС № 76

Для изготовления высококачественных зеркал необходимо листовое полированное стекло. Последнее изготавливают из обычного стекла тщательной полировкой. Процесс это малопроизводительный и весьма затратный по времени. Стекло зачастую трескается при неравномерных усилиях, приложенных к нему. Предложите способ изготовления стеклянных листов с зеркальной поверхностью в промышленных масштабах, чтобы полировка не требовалась (Лисичкин, Бетанели, 1990, задача 4.5).

ВОПРОС № 77

Многие хозяйки и по сей день собственноручно делают домашние заготовки на зиму. Они-то знают, как это непросто: чистить сладкий перец. Нужно аккуратно вырезать и вынуть шляпку с семенами. Так как же поступают на консервном заводе? Неужели сотни работников успевают вручную проделать те же операции и обработать сотни килограммов перца?

Согласно ТРИЗ, функция должна выполняться, а исполнительный механизм (в данном случае — человек) должен отсутствовать. Это формула идеального конечного результата.

Для очистки перца от семян в заводских условиях используют эффект разницы давлений внутреннего пространства перца и внешнего пространства. Согласитесь, было бы здорово, чтобы шляпка с семенами сама бы исчезала из перца.

В огромном баке с сотнями килограммов перца медленно поднимают давление (до нескольких атмосфер). Сквозь поры перца воздух проникает внутрь. Затем открывают клапан и быстро сбрасывают давление. Поскольку воздух не успевает выйти обратно через поры, а разница давлений внутри перца и снаружи велика, воздух ищет выхода и находит в самом слабом месте — у шляпки. Она вылетает вместе с семенами, как пробка из бутылки. Во всех сотнях килограммов сразу (Злотин, Зусман, 1988, С.127, № 48).

ВОПРОС № 78

В цехе в контейнере для отходов находится вперемешку стружка разных известных нам дорогих марок стали. Как разделить эту стружку по маркам?

Сталь — вещество. Структура временная. Это магнитное вещество. Это его отличительное качество перед абстрактным веществом. Стоит задача разделения стружки в пространстве, пустоте. Но коли у веществавремени есть отличительное качество, то и у пустоты-пространства от него, есть такое же отличительное качество. Значит, речь идёт уже о магнитном поле.

Но магнитна вся стружка. Значит, надо сделать так, чтобы для одной стружки «отключить» магнитное поле, а для другой — сохранить. То есть надо перевести неразличённую часть стружки в новое качество, чтобы она либо сохраняла, либо не сохраняла свой магнетизм.

Это возможно применением поля теплового. Явление исчезновения ферромагнитных свойств при нагревании ферромагнитных материалов открыто Пьером Кюри в 1895 году и широко используется в геологии, например, для разделения гематита и ильменита.