– Как, например, изобразить твердое вещество?
К доске выходит Таня и рисует шеренги человечков, крепко взявшихся за руки.
– Какие особенности у этих человечков?
– Они никогда и никого не пропускают. Через них можно пройти, только разорвав их руки. Человечков можно немного растянуть в разные стороны, потом они снова сойдутся. Или сжать…
Человечки жидкости толстые, а ручки у них слабые. Разорвать ряд ничего не стоит. А сжать трудно. Человечки газа просто не любят друг друга и стараются разбежаться во все стороны.
А теперь рассмотрим две группы человечков, расположенных одна над другой – «верхние» и «нижние». Каждую группу можно охарактеризовать силой (F) взаимодействия человечков между собой. Человечки притягиваются – F положительная, человечки отталкиваются – F отрицательная, человечки «равнодушны» друг к другу – F нулевая. Точно такие же значения может принимать сила взаимодействия между человечками разных групп. Все это можно записать в таблицу:
Представим себе, что и в верхней, и в нижней группах силы положительны – человечки притягиваются. А между группами взаимодействия нет. Какой картине это соответствует?
– Два твердых тела просто лежат один на другом.
– Хорошо. А теперь между группами появились силы притяжения, причем достаточно сильные. Что будет?
– Человечки верхней группы начнут притягивать человечков нижней и наоборот. Как два магнита.
– Правильно. А если в верхней группе притяжение между человечками исчезло?
– Сверху, значит, жидкость. Она растечется по нижнему твердому телу.
– Это явление называется смачиванием. А если сейчас между группами появятся отталкивающие силы? Таня рисует, как человечки верхней группы собираются в комок. Совсем оттолкнуть их нижние человечки не могут – сила тяготения не позволяет. Получается что-то вроде круглой капли.
– Это несмачивание! Как капля жидкого масла на тарелке.
– А если «твердые человечки» одного вещества пролезают между твердыми человечками другого, смешиваются с ними?
Ребята задумались, потом Женя вспомнил – это же диффузия! Только надо, чтобы температура была высокой.
Наша табличка маленькая. Но даже она может дать двадцать семь различных эффектов, хотя и не все они реализуются в природе. А мы рассмотрели только одно свойство человечков – притяжение-отталкивание. Но ведь у человечков может быть множество других свойств: они могут нести электрический заряд, иметь собственный «магнитик», светиться (человечек с «фонариком»). У каждой группы человечков есть начальники – поля – младшие и старшие. Старшие могут отменять приказы младших. Например, если мы нагреем магнит выше определенной температуры (так называемой точки Кюри), то магнитные свойства исчезнут – тепловое поле «главнее», чем магнитное.
– А можно здесь применить МАТХЭМ? Чтобы найти нужного «хозяина» для наших человечков?
– Конечно! Ведь подавляющее большинство физических эффектов связано с действием на вещества тех или иных полей при разных условиях.
– А может быть не одно, а два поля? Или даже больше?
– Да, чаще всего комбинация разных полей дает самые высокоуровневые решения. Преподаватель вешает еще один плакат.
Конечно, ребята знают далеко не все эффекты, но это – не беда. Если возникнет необходимость, все можно найти в интернете – надо только знать, что искать.
Итак, у человечков есть множество возможностей. Существует масса разных эффектов, и любой эффект можно с помощью человечков изобразить. Вот только что это даст изобретателю?
Ответ на этот вопрос быстрее всех находит Таня. Занятия в художественной школе развили у нее образное мышление, и ей метод ММЧ дается легче всех.
– Сначала нарисуем с помощью человечков нужное действие, а потом ищем эффект! Сначала придумать, а потом искать!
Задача 47На производстве для зачистки деталей используют вращающийся фанерный круг, к которому маленькими гвоздями прибит кусок наждачной бумаги. Всякий раз, когда бумага износится, необходимо останавливать станок, вытаскивать гвозди, забивать новые. Как ускорить работу?
Исходная вепольная ситуация: В1 – фанера, В2 – бумага. Поля нет (гвозди не в счет, они нас не устраивают). Нужно ввести поле.
Но какое? Бумага и фанера немагнитны. Электрическое поле нежелательно по требованиям безопасности. Можно вместо наждачной бумаги взять ферромагнитный порошок, а круг сделать из магнита. Это решение соответствует вепольным формулам, но очень сильно меняет исходную систему. Нужно постараться найти решение, которое как можно меньше требует изменений. В ТРИЗ это называется – решить мини-задачу.
Рисуем человечков. Человечки круга хватают и держат человечков наждака – эта схема соответствует ферромагнитному порошку и магнитному кругу. Тогда по-другому: человечки наждачной бумаги сами «липнут» к кругу.
– Нужно откачивать воздух между бумагой и кругом! Тогда она будет прилипать.
– Правильно! Поставить насос…
– А без насоса нельзя обойтись?
– Может быть, и можно. Какие у нас ресурсы есть?
– Энергия вращения круга. А можно, чтобы круг работал как вентилятор?
– Конечно, можно.
Так и была решена эта задача: на обратной стороне круга поставили лопасти, а в самом круге просверлили отверстия, и бумага стала послушно прилипать.
Задача 48Растения нуждаются в микроэлементах – очень небольших количествах некоторых металлов: меди, железа, марганца и других – доли миллиграмма на квадратный метр поля. Удобнее всего вводить их во время полива, но металлы в воде не растворяются, а измельчить их до нужных размеров практически невозможно. Как быть?
– Есть человечки воды и металла, например меди. Нам нужно, чтобы человечки воды «хватали и несли» человечков меди. Но последние крепко держатся друг за друга, и у человечков воды не хватает сил. Нужно им помочь.
– Ввести поле, которое будет «выгонять» человечков меди в воду! Да это просто электрический ток. Электрорастворение – вот что нужно.
Техническое решение ясно. Сделать из меди или другого нужного металла кольца, вставить их в шланг, по которому вода течет, и подвести к кольцам и к воде полюса батарейки. Меняя ток, можно регулировать количество уходящего в воду металла.
– Неужели существуют любые эффекты, какие бы ни понадобились?
– Конечно, не любые. Но что-то подходящее всегда находится, в крайнем случае – сочетание эффектов, с добавлением изобретательских приемов или других эффектов, например, химических.
– А химическое решение можно найти с помощью маленьких человечков?
– Давайте посмотрим.
Задача 49Электрические лампочки накаливания перегорают из-за того, что с раскаленной вольфрамовой нити испаряются атомы вольфрама. Они осаждаются на внутренней поверхности стекла, снижая его прозрачность. Как быть?
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 летучее соединение. А когда оно попадет на раскаленную нить, пусть соединение распадется и выделит вольфрам.
– 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.
