Воображайте! Школа креативного мышления
Шрифт:
Непонятно, с чего начинать. Значит, рисуем маленьких человечков.
– Вот человечек вольфрама оторвался от других и побежал. Нужны человечки-конвоиры, которые поймают его и вернут на место.
– Какие требования к конвоирам?
– Захватив человечка вольфрама, они не должны садиться на стекло, могут летать по всему баллону. Но если попадут на то место, откуда человечек вылетел, они должны его тут же отпустить.
– Отлично. Теперь переведем наше решение с «человеческого» языка на язык химии.
– Нужно, чтобы в баллоне был газ, который захватит убежавшие атомы вольфрама и образует
– А как сделать, чтобы вольфрам выделился именно на то место, с которого он ушел?
– А чем это место может отличаться от другого?
– Там, где вольфрама меньше, сопротивление нити выше, следовательно, там выше нагрев.
– Тогда все ясно. Нужно, чтобы температура, при которой разлагается соединение, соответствовала перегретой нити.
– Молодцы. Именно так все и должно происходить. Осталось взять справочник и найти, что это за газ. Нужными свойствами обладают галогены: хлор, фтор.
Занятие подошло к концу. Но тема информационного фонда ТРИЗ, конечно, не исчерпана, мы к ней еще вернемся, в особенности к использованию физических эффектов. Мы собираемся отпустить ребят, но Миша вспоминает:
– А как же решается задача с изгибом кристалла? В самом деле, забыли про задачу. Ну что же, вепольная схема проста – В1 и больше ничего. Нужно ввести В2 и поле. Рисуем человечков. Изогнуть кристалл – значит сжать человечков с одной стороны. Как заставить их сомкнуться? Какое поле может дать такую команду человечкам?
– Тепловое. Но оно одинаково действует на всех человечков, изгиба не получится.
– А мы забыли про B2! У нас же есть еще одна группа человечков!
– Верно. Если этих новых человечков расположить с одного края кристалла, то им можно скомандовать приблизиться. А они за собой потянут человечков на торцах кристалла.
– Получается что-то вроде биметалла, только без металла.
– Почему без? Новые человечки могут быть из металла.
– Нужно напылить на одну сторону кристалла металлическую пленку и нагреть. У кристалла один коэффициент теплового расширения, а у металла – другой. Вот кристалл и изогнется.
– Но когда кристалл остынет, он снова выпрямится.
– Верно. Но можно использовать прием наоборот: напылять металл в горячем состоянии. Кристалл изогнется, когда остынет.
– Получается, что эффекты – отличные ресурсы для решения любых задач. А сколько вообще существует эффектов? Можно все их выучить? Или хотя бы собрать в какой-то справочник?
– Такие справочники есть, и не только по физическим, но и по химическим и биологическим эффектам. Они созданы в рамках ТРИЗ, их можно найти в интернете. Проблема в том, что различных эффектов сотни тысяч, но реально «работают» не слишком многие из них. Для поиска нужных для решения задач эффектов можно использовать разные уровни строения материи, разные поля и разные состояния вещества.
В любой технической системе могут использоваться самые разные ресурсы, от верхнего уровня «мегасистем», связанных с общим развитием науки, технологий, культуры и т. п., и до систем атомного и внутриатомного уровня, или систем, построенных только
Ребята огорошены, но маленький Алеша находит выход – не надо перебирать множество вариантов, а надо посмотреть, что мы имеем в ресурсах, и на этой базе выбрать уровень структуры системы, поле и состояние вещества… Отлично!
На дрейфующей полярной станции случилось ЧП; уронили в прорубь важную часть прибора – медную трубку диаметром 100 миллиметров. Стали искать замену – нашлась только труба диаметром около 80 миллиметров. Но с такой трубкой прибор работать не будет. Как быть?
– Нужно расширить трубку до нужного диаметра.
– Понятно. А как это сделать?
– С помощью давления!
– Для этого понадобится очень мощный компрессор, такого на станции нет.
– Можно сначала нагреть, тогда не нужно будет большое давление.
– Все равно на станции никакого компрессора нет. Да температура плавления у меди больше 1000 градусов, на станции ее нечем нагревать. Там холодно.
– Нужно использовать холод! – догадался Алеша. – Налить в трубку воду и закрыть с обеих сторон. Вода замерзнет и расширит трубку!
– Ничего не выйдет! – возразил Женя. – Вода при замерзании действительно увеличивается в объеме, но не настолько, чтобы из трубки диаметром 80 миллиметров получилось 100.
Преподаватель:
– Ты прав. Объем льда больше, чем объем воды на 10 %, то есть при замерзании воды трубка такого диаметра может увеличиться примерно на 4 миллиметра. А надо – на 20.
– А почему же на 4? Раз 10 %, то должно увеличиться на 8 миллиметров? Ребята в недоумении, но Игорь соображает быстро:
– Если длина трубки не меняется, то объем пропорционален площади сечения трубки, а оно R2. Значит, если площадь выросла на 10 %, то радиус… – Женя немного попутался в вычислениях, – на 5 %. Да, 4 миллиметра, значит, с холодом ничего не выйдет… Жалко!
– Нет, выйдет! – возразил Миша. – Только нужно несколько раз повторить заморозку – каждый раз размер будет увеличиваться!
– Задача решена верно. Обратите внимание: вместо сложных и громоздких компрессоров, печей сработали холод и молекулы воды. В этом суть закона перехода технических систем к работе на микроуровень; вместо «железок» работают молекулы, атомы. Не всегда этот переход происходит так быстро, как на полярной станции, – там нужда заставила. Обычно этот переход совершается постепенно, по этапам.