Инженерная эвристика - Нурали Латыпов

ВОПРОС № 65

В чёрном ящике находится то, с чем древние мудрецы сравнивали Вселенную. Они говорили, что у нынешнего момента может быть бесконечное количество прошлых, которые привели к «сейчас». И такое же количество будущих, проистекающих из «сейчас». Что в чёрном ящике?

ВОПРОС № 66

В конце XIX века в одной английской газете разместили объявление: «Двадцатилетняя девушка из хорошей семьи, располагающая состоянием в 2 миллиона фунта стерлингов, желает познакомиться с нормальным юношей в целях замужества». А каково было хобби автора этого объявления?

ВОПРОС № 67

Обсуждая законы термодинамики, Вальтер Нернст обычно говорил: «Как известно, первый фундаментальный закон термодинамики сформулировали и обосновали Майер, Джоуль и Гельмгольц. Второй закон термодинамики сформулировали великие Клаузиус и Томсон. Третий закон я открыл самостоятельно». Какой же вывод из всего этого делал Вальтер Нернст?

Операторы рождения нового и исчезновения старого Качества. Фазы

В одном из сюжетов телепередачи «Мнения знатоков» (Вассерман, Латыпов, 2012, С. 238–242) рассказывалось о том, как Антони ван Левенгук в 1673 году открыл одноклеточные микроорганизмы. Случилось это благодаря тому обстоятельству, что он изобрёл и изготовил микроскопы непревзойдённого по тому времени качества. Более того, Левенгук строил эти микроскопы сотнями, если не тысячами. И мало кто задумывается: как удалось скромному часовщику вести у себя на дому столь массовое производство сложнейших оптических приборов? Ведь по сравнению с оптической точностью даже нынешние достижения часовой технологии чудовищно грубы. А уж в его эпоху вовсе не существовало такого оборудования, каким мы располагаем сейчас. Линзы у Левенгука крошечные — менее булавочной головки, а порою едва ли не сопоставимы по размеру с самими объектами наблюдения.

После смерти изобретателя осталось 273 микроскопа и 172 линзы, собственноручно изготовленных им. Великий экспериментатор, регулярно — каждые два месяца — распространявший сообщения о новых открытиях, мог рассматривать предметы размером в 1,5 микрона.

Даже изощрённейшие современные технологии требуют немалых сил, денег и времени для достижения подобных результатов. Левенгук же работал в одиночку, не располагал и сотой долей нынешних знаний об оптике вообще и свойствах стекла в частности, а уж технологии расчёта, используемые конструкторами сегодня, в его эпоху и вообразить было невозможно. И, тем не менее, он производил свои линзы многими тысячами. Причём сравнительно недорого. Чаще всего он даже не пытался рассматривать в одну линзу несколько разных образцов. Линза, стекло с образцом, удерживающая их конструкция собирались раз и навсегда. Левенгук был одним из первых мастеров высшего класса, сделавших ставку именно на массовое производство и скромные цены. Как же смог ремесленник — пусть и необычайно искусный, и знакомый едва ли не со всеми тогдашними науками (они были далеко не так обширны, как сейчас, и полное их изучение оставалось в пределах человеческих сил) — на века опередить уровень всей доступной ему техники?

Инженеры и учёные исследовали сотни линз Левенгука самыми современными способами. И после нескольких лет анализа ничтожных следов возможных методов обработки пришли к парадоксальнейшему выводу: никакой обработки стёкол вовсе не было. Линзы у Левенгука сразу получались готовыми.

Мастер плавит стекло на весу — для этого у стеклодувов с незапамятных времён накоплено более чем достаточно приёмов. Капли свободно падают в воду. В полёте они оказываются в состоянии невесомости. Поверхностное натяжение придаёт невесомой капле правильную сферическую форму. В воде крошечный комочек стекла остывает так быстро, что не успевает деформироваться. Правда, чем меньше капля, тем ощутимее сопротивление воздуха и тем сильнее отклонение от невесомости. Да и удар о воду хоть немного да скажется на форме. И внутренние напряжения в стекле тем сильнее, чем быстрее оно остывает. То есть капли Левенгука всё же не идеальны.

Но среди главных изобретательских принципов есть и совет обратить вред в пользу. Левенгук использовал его в полной мере. Ведь для правильного изображения как раз и нужны асферические линзы с внутренним напряжением. Конечно, асферичность и напряжение нужно точно дозировать. А по Левенгуковой технологии они получаются случайными по величине. Ну и что же? Среди бесчисленных вариантов всегда можно выбрать нужный, лучший. Бесконечность, то есть неразличённость, количества обращается новым качеством.

Левенгук отливал десятки тысяч капель, просматривал их и отбирал те, с которыми получались наилучшие изображения. Работа громадная и кропотливая — но всё же несравненно проще и быстрее, чем расчёт и полировка требуемой формы. Скромный часовщик обратил случай в закономерность. Своею изобретательностью он на века опередил достижения всей науки и техники мира.

ВОПРОС № 68

Ирина Андржеевская в книге «Биология в открытых задачах» сообщает такие исходные данные: «В северном лесу весна медленно вступает в свои права, под пологом леса еще долго лежит снег, а температура воздуха лишь в солнечный полдень поднимается на несколько градусов выше нуля. И если купол муравейника все-таки прогревается, то в глубину солнечные лучи проникнуть не могут. Но без достаточного тепла муравьиная царица не начнет откладывать яйца, так как в холоде они не будут развиваться. И выползать повыше, чтобы отложить яйца, где теплее, царица не может — она никогда не покидает свои „покои“. Значит, должно быть тепло в глубине муравейника — там, где живет царица». Но как это сделать?

ВОПРОС № 69

Как известно, легирующие добавки бериллия снимают усталость стали. Фашистская Германия была отрезана от источников бериллия. А пружины из бериллиевой бронзы, способные выдержать 20 миллионов циклов нагрузки, были необходимы немцам для пулемётов. Мировая добыча этого ценного стратегического материала практически полностью находилась в руках США. Немцы оказались изобретательны и разместили в нейтральной Швейцарии заказ, но американцы сорвали сделку, разгадав уловку. Проявите инженерную смекалку и скажите, какой заказ гитлеровская Германия разместила в Швейцарии в этой связи?

Двигаясь по иерархическому стволу «операторов» Диала на уровень соотношение бесконечностей, «бесконечного числа бесконечного», мы обнаружим, что быстрое чередование повторений как в физике звука, так и в физиологии речи ведет к повышению тона. Изменение высоты тона Диале соотносится с возникновением меры и её превращениями (Куликов, Гаврилов, 2009–2012; 2011, № 4). Понятное дело, всё, что ранее уже сказано нами о ритмике языка, не в меньшей степени справедливо и для интонаций как переходов тональности речи. Тон речи, как и в музыкальной мелодии, обычно колеблется возле так называемой тоники (базового, опорного звука, основного тона голоса). Рождаться и исчезать теперь может не просто звук (его громкость), а тон звука (будь то один и тот же звук или разные звуки одного слова или предложения).

Тон звука «О», например, может быть ниже тоники, что обозначим для удобства как O, и выше тоники — обозначим это О/. На самом деле в реальной мелодике речи встречается множество разных уровней музыкальных тонов… Но письменность имеет свои ограничения, неведомые устной речи, а тем более, пению. Рождение одного тона из другого, скажем, низкого тона из тоники, отобразится в Диале как OO, а например, тоники из высокого тона как О/О. Какой смысл отображают в Диале переходы тонов? Поскольку сам звук (например, та же фонема О) при таких переходах не исчезает, речь идет лишь об изменении качества звука, и качества вещи, которую он обозначает, его, так сказать, «формы» существования, в том же самом смысле, как мы говорим о жидкой, газообразной или твердой форме существования вещества, например.

Можно строго показать, что вариации высоты тона звука естественным образом отображают изменение состояний объекта (молодой-взрослый-старый «А/АА», твёрдый-жидкий-газообразный «ООО/» и пр.). Отсюда и соответствующие параллели с множеством типовых принципов решения задач ТРИЗ. Отобразим лишь некоторые из них в той символике, которую уже использовали для операторов выше.

Таблица 2. Некоторые операторы качественных изменений языка Диал и приёмы разрешения технических противоречий в ТРИЗ

Попробуйте теперь по аналогии с учётом показанного здесь и сказанного в предыдущих разделах о пространственно-временных и количественных характеристиках сами дать графическую и звуковую интерпретации следующим приёмам ТРИЗ. Проговаривайте и пропевайте на все лады — варьируя громкости, длительности и тональность — операторы, используя гласные звуки русского языка: о, а, у, и, ы, э: