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.

---

№ 56

Если читатель правильно ответил на предыдущий вопрос, этот не составит для него особого труда. Мерный объём жидкости с плавающим внутри этого объёма сырым яйцом плотно закрыли в стеклянном сосуде так, что этой жидкости нельзя ни долить, ни отлить. Почему утром яйцо всплывает, а вечером опускается ко дну?

№ 57

Уровень воды, попавшей в лодку, совпадает с уровнем воды в озере. Где уровень воды будет выше, если в лодку бросить полено? Полено свободно плавает в воде внутри лодки. (Задачник по физике журнала «Квант», № 79).

№ 58

В закрытом сосуде на поверхности воды плавает шар. Как изменится глубина погружения шара, если в сосуд накачать воздух так, чтобы давление воздуха в сосуде увеличилось в два раза?

№ 59

Почему солдат в летних походах издавна кормили селёдкой?

№ 60

Почему флаг «полощется» на ветру?

№ 61

Поверхность реки образует наклонную плоскость. Может ли тело свободно плыть по реке со скоростью, превышающей скорость течения?

№ 62

На улице целый день моросит холодный осенний дождь. В кухне развесили много выстиранного белья. Быстрее ли высохнет белье, если открыть форточку? И почему.

№ 63

Почему велосипедист может перемещаться значительно быстрее бегуна, хотя в обоих случаях работа совершается за счёт энергии мышц человека?

№ 64

Представьте себе три коробки. На них надписи: «груши», на второй — «апельсины», на третьей — «груши и апельсины». Все надписи неверны. Из коробок можно доставать, не заглядывая в них, по одному фрукту. Сколько фруктов надо достать, дабы точно установить, что где лежит?

№ 65

На чём утром ходят, днём сидят, вечером отдыхают, а ночью спят?

№ 66

Имеется два абсолютно одинаковых на вид железных стержня. Известно, что один из них намагничен, а другой нет. Как узнать, какой из двух стержней намагничен, не прибегая к помощи прочих предметов и устройств?

№ 67

Представьте себе, что вы находитесь в жарко натопленной бане, а за окном — мороз. Куда повалит пар, если вы откроете форточку, внутрь или наружу?

№ 68

Внутри одного из музеев установлены старинные часы, которые ходят без подзаводки уже почти два, если даже не три, столетия. Как это достигнуто?

№ 69

Знаменитый фармацевт, алхимик и естествоиспытатель, известный нам как Парацельс (1493–1541) был не без оснований заподозрен в связях с нечистой силой. Он любил демонстрировать созданное им же полотно. Картина изображала зимний пейзаж с деревьями под снежным покровом. На глазах изумленных зрителей снег быстро сходил, на земле зеленела трава, деревья покрывались листьями. Как ему это удавалось?

№ 70

Селянки подоили бурёнок и направляются домой. У одной молоко в ведре обычном — оцинкованном, у другой — в пластиковом. Вдруг гроза! Женщины спрятались под раскидистой ивой, чтобы переждать непогоду. Приходят они домой: «Батюшки!» — у одной-то молоко погибло, свернулось. Впрочем, у другой по-прежнему свежее. У какой из селянок испортилось молоко и почему?[105]

№ 71

В США на довольно пустынных пространствах существует развитая сеть газопроводов. Службы эксплуатации столкнулись с изобретательской задачей выявления утечек газов из труб. Микротрещины обнаружить визуально при последовательном (даже сезонном) плановом осмотре трубопроводов — времени не хватит, а оборудовать десятки тысяч километров труб тысячами датчиков — дорого, если же трубы под землёй, задача усложняется многократно. Тем не менее, любой, даже низкоквалифицированный, работник теперь легко опознает место утечки с точностью до десятка метров, не выходя из инспекционной машины. Каким образом американцы решили проблему?

№ 72

В прежнее время нефтяные супертанкеры мыли из мощных брандспойтов. Но были вынуждены отказаться от этого из соображений производственной безопасности, поскольку такое «мытьё» неоднократно приводило к пожарам и взрывам. Почему?

№ 73

Неподалёку от африканского города Сиди-Бель-Аббес есть особое чернильное озеро: вода в нем черна, как ночь. Но самое поразительное, что в реках, впадающих в это озеро, кристально чистая вода. На дне озера также не обнаружено никаких веществ, которые могли бы придать воде чернильный цвет. Чернила из этого озера можно купить в магазинах канцелярских товаров как Алжира, так и других стран. Откуда же берутся чернила в озере?

№ 74

Если на торец аквариума, в который брошено несколько кусочков сахару без размешивания, перпендикулярно упадёт узкий луч света, например, от лазерной указки, то он искривится вниз, а затем отразится ото дна и, продолжив путь, выйдет перпендикулярно второму торцу. Почему луч изгибается вниз? Почему он отражается? Почему, наконец, отражённый ото дна луч снова искривляется при подъёме к другому торцу аквариума.

№ 75

На столе лежит плотницкий пузырьковый уровень. Если к нему поднести большой постоянный магнит, то пузырёк сдвинется. В какую сторону сдвинется пузырёк воздуха и почему?

6. Контрольные ответы и советы к задачам и вопросам

Ответы к некоторым задачам и вопросам разделов 1–4

№ 1

Этот штатный сотрудник выполнял важную работу — он ловил мышей. Кот Уилберфорс, пожалуй, самый знаменитый в Великобритании. Его карьера началась в 1973 г., когда кота без определённого места жительства, промышлявшего воровством, подобрали на улице и принесли в резиденцию премьер-министра, где завелись мыши. И «мышиная проблема» вскоре была решена. О кончине любимца М. Тэтчер (ушла в отставку в ноябре 1990 г.) сообщили на заседании кабинета министров.

№ 2

Вы встретили горожанина той эпохи в повседневной одежде. Представьте, каким бы шутом показался наш читатель в своём нынешнем костюме средневековому горожанину!

№ 5

Представьте себя пернатым. Чего боятся любые птицы, даже если садятся на полное корма поле? Чучела! Как вариант — надо поставить вокруг и в середине пятна нефти поплавки с чучелами, которые «размахивают руками», качаясь на волнах и при действии ветра, а для усиления эффекта снабдить чучела блестящими «штуковинами», чтобы отбрасывать блики света, создавать движение теней, и отпугивать птиц от посадки на нефть.

№ 6

Ганнибал поставил себя на место животных и понял, что их надо либо обмануть, либо напугать. Всех слонов собрали на берегу, вожака удалось привести в ярость, и он бросился за своим погонщиком в реку. За ним устремилось стадо, когда животные теряли брод, само течение выносило их на берег. Возможно, что слоны бросились в воду не «за», а «от» вожака. «Подумали», что их собрат взбесился, и, зажатые между «бешеным» и рекой, предпочли меньшее зло. Существует также версия, что слонов всё-таки перевезли на плотах. Ганнибал приказал прикрепить к деревьям на берегу покрытый дерном широкий помост, к которому примыкали плоты, также покрытые дёрном, и по внешнему виду ничем от суши не отличались… Тем самым, поменяв состояние реки, он изменил и настроение у слонов.

№ 7

Если эрудиция и память не позволяют вам выдать решение, наденьте очки или представьте себя человеком в очках. Для чего носят очки обычные? Чтобы улучшить зрение. А специальные? Чтобы зрение сохранить. Защитить очи от солнца, например, или от токарной стружки. Представьте себя сидящим в вагоне одного из первых пассажирских поездов. Представили? Учтите, что то были платформы со скамьями, причём не крытые. Вы, скорее всего, уже догадались, что из паровозной трубы прямо вам в лицо летят дым, искры и угольная пыль… Для того, чтобы глаза меньше уставали от мелькания окружающих предметов, стёкла тех очков были окрашены в красный цвет.

Небольшая притча для инженеров. В годы правления императора Николая Павловича Романова при открытии первой железной дороги между Москвой и Петербургом, некая мадам, увидев паровоз, закричала: «Не поедет! Не поедет!». Но вот он тронулся с места, и тогда дама, не переставая, заголосила уже иное «Не остановится! Не остановится!»

№ 8

Если вы по каким-то причинам затрудняетесь с ответом, представьте себя кошкой — пушистой и мягкой кошкой, которая не только ловит мышей, но и служит людям для их умиротворения путём её, кошки, почёсывания и поглаживания. Кошкой, которая гуляет, где вздумается и ходит сама по себе. А ещё, даже если вы ничего не знаете об устройстве инструмента «спектроскоп», кроме того, что он — длинная полая труба (по условиям задачи), представьте себя такой трубой. Хотя бы закопченной печной. Теперь уже нетрудно догадаться, что кошка очищала трубу спектроскопа от пыли и паутины, когда её запускали внутрь прибора.