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发明科学 点击和物理
你已经读了这本书的三分之一。 如果您尝试尽可能简洁地总结所读内容的含义，您会得到如下内容。 创造性问题长期以来一直通过反复试验来解决（并且今天仍在解决）。 这种方法效率低下，需要花费大量的精力、时间和金钱来解决问题。 发明常常被推迟很多年。 科学技术革命需要全新的发明方法。 发明性问题解决理论（TRIZ）出现了，它教导解决问题而不需要经历“空”选项。 其主要思想是：技术系统自然产生和发展； 对这些规律的研究提供了解决创造性问题的技术-工具。 您遇到的技术可以分为三组： - 各种技巧，例如“提前做”技术； - 基于物理效应和现象的技术，其中可归因于“改变聚集状态”技术； - 复杂的技术，包括狡猾和物理，例如，fepoles 的构造。 大多数情况下，在解决创造性问题时，人们必须首先运用狡猾，然后再运用物理。 成功来自于两者的结合。 因此，利用物理学解决发明问题是发明理论最重要的部分之一。 让我们看看狡猾和物理如何对接。 问题 29. 将永远有效！ 在一家工厂，一台自动机器经常出现故障。 这是一台非常好的机器，但其中一个简单的细节不断被破坏——一根弯曲的管子，压缩空气通过它高速驱动小钢球流。 球在转弯处撞击管壁并折断金属碎片。 每个球撞到墙上，都留下了几乎不明显的划痕，但几个小时后，球就刺穿了一根又厚又坚固的管道。 - 让我们放两根管子， - 工头说， - 当一根管子工作时，我们将有时间修理另一根。 然后一位发明家出现了。 - 一直修理是一门生意吗？！ 他惊呼道。 - 我有一个合适的想法......我保证：机器将永远工作！ 实现这个发明的想法只花了五分钟。 他有什么建议？ 因此，一种物质（钢球）与另一种物质（管壁）发生机械相互作用。 因此，给出了不必要的（甚至有害的）su-场。 在工厂，他们试图通过引入第三种物质——各种垫圈、层来破坏它。 这是错误的：第三种物质必须同时保护墙壁而不倒塌。 同样的球可以变成这种物质。 只是一动不动，停在管壁上。 如果弯管从内部被球覆盖，墙壁就会停止倒塌。 飞球可以将一个或多个球从保护层中击落，但它的位置立即被冲过管道的一个球填满。 这就是技巧结束的地方。 现在我们需要简单的物理学：如何获得球的保护层？ 你必须使用磁铁。 在管道弯曲的地方，我们在外面放了一块磁铁。 在里面，一层球会立即粘在管道上。 问题解决了！ 有趣的是，在作者的第 261 207 号磁性保护证书出现之前至少四分之一个世纪，用于硬化零件的抛丸机已得到广泛使用。 每个人都看到了这个问题，但他们解决了与理论相反的问题 - 他们安装了垫圈，用更坚固的钢制成了设备的壁...... 习题 30. 高精起重机 化学实验室的负责人请来了发明人，他说： - 我们需要控制通过金属管道从一个容器到另一个容器的气体流量。 我们有带有磨砂玻璃塞的水龙头，但它们不能提供所需的精度：很难调节气体流过的孔的尺寸。 - 当然， - 发明者说， - 你也可以放一个茶炊水龙头。 药剂师假装没有听到这句话。 - 他继续说道，- 可以放置一根橡胶管和一个夹子。 但这并没有给出所需的精度。 - 夹子， - 发明者轻笑。 - 衣夹... 在这里，化学家无法抗拒： 我们这样做已经有数百年了。 尝试设计一种不比“衣夹”或“茶炊起重机”复杂的起重机，但精度要高出十倍。 - 一滴狡猾加上九年级物理。 一定要这样... 发明者提出了什么建议？ 对于 TRIZ 专家来说，起重机是一个典型的超场系统：主体 B1、可转动部分 B2 和机械力场 Pmech。 在 Pmech 场的影响下，部分 B2 相对于主体 B1 移动，从而使 B1 和 B3 之间的间隙变宽，或者相反变窄。 已经有一个 Vefield，但是效果不太好。 因此，我们必须替换 su-字段，使用另一个字段。 哪一项 - 电、磁、电磁、热？ 这就是技巧结束和物理开始的地方。 九年级物理课本有一整章讲热膨胀！ 我们只需要改变B1和B2之间的间隙宽度即可。 我们打开课本。 以下是实验的描述：一个球穿过一个加热的环，而该环以前从未穿过。 环和球的图纸是我们起重机的成品模型。 我们将所获得的方案与作者的第179 489号证书进行比较：“一种用于少量气体投放的装置，由本体和与本体内表面紧密配合的杆组成，其特征在于，为了高精度地投放少量气体，本体由热膨胀系数大的材料制成，杆由热膨胀系数远小于本体材料的材料制成。” 您可能已经了解这种起重机的工作原理。 受热时，主体强烈膨胀，而杆则较弱。 有一个差距。 外壳越热，间隙越大。
正如您所看到的，该发明的意义在于，建议利用晶格的拉伸和压缩，而不是移动大型部件“铁片”。 顺便说一句，不仅可以通过热场来拉伸和压缩晶格。 “一些晶体，如石英、罗谢尔盐和电气石，会在电场中改变它们的尺寸：根据电场的方向，它们被压缩或拉伸”这是来自十年级物理教科书的内容。 这种现象称为逆压电效应。 好吧，您自己已经猜到逆压电效应可以用来制造微型起重机。 还有类似的效应 - 磁致伸缩：磁场拉伸（或压缩）一些金属。 也是起重机问题的合适答案。 问题 31. 让我们展望未来 如果您需要从几乎空的管子中挤出牙膏残留物，请将管子放在坚硬的表面上，然后用铅笔滚动。 这就是蠕动泵的工作原理（见图）：滚轮将柔性软管压在泵体上，并移动，迫使液体或膏体流过软管。 我们生产二十种类型的蠕动泵，”工厂的总工程师告诉他的副手。 - 在接下来的几个月里，我们将掌握另外三个。 但原则上，所有泵都是相同的，只是尺寸和用途不同。 这些泵将来会改变吗？ “可能不会改变，”副手回答道。 ——毕竟原理是一样的。 然后是发明家。 一次三个！ 肯定会有新的泵，-第一位发明者保证。 - 蠕动原理将保留，但作用将转移到微观层面。 我们建议为此使用物理效应，”他的战友们说。 - 我们拥有三个全新的蠕动泵。 发明者开始展开蓝图…… 您认为如何布置这些泵？ 其中使用了哪些物理效果？ 从“铁块”的粗暴运动过渡到分子、原子的微妙运动，是技术发展的规律。 于是就有了解决很多问题的方法：“从宏观到微观的过渡”。 例如，版权证书第 438 327 号：“一种振动陀螺仪，其质量通过外部变量或电场设置为振荡运动，其特征在于使用电子或带电离子作为振荡质量。” 在传统的振动陀螺仪中，大量负载会振动——安装在杆上的“重物”。 本发明的想法是将微粒——电子或离子——视为“重量”。 这样的陀螺仪更加紧凑、更加精确并且更加可靠。 当你在上一章中读到技术系统发展的四个阶段时，你可能有一个问题：嗯，系统经历了四个阶段，但是接下来系统会发生什么？ 然后有两种可能性。 我已经讲过一个：一个系统已经达到了发展的极限，它与另一个系统结合起来，形成一个新的、更复杂的系统——发展仍在继续。 例如，自行车与内燃机结合，就变成了摩托车。 新的系统出现了，开发仍在继续。 有时与其他系统集成的路径是封闭的。 有必要团结起来——但又不可能团结起来……这样的矛盾可以通过碎片化来克服：我们将系统分成几个部分，并通过组合这些部分来构建新的东西。 该禁令涉及与第三方系统的关联，我们没有违反该禁令。 那么，如果既不能团结又不能分裂呢？ 假设设定了任务：需要增强螺旋弹簧的“弹力”特性，而不添加任何东西，也不压坏它。 我们假设弹簧是由最合适的钢材制成的，没有必要更换钢材。
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