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BÜCHER UND ARTIKEL
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Bücher und Artikel / Und dann kam der Erfinder
Laut Münchhausen gelang es dem Fuchs, den er gefangen hatte, aus seiner eigenen Haut zu springen. Lassen wir diese Jagdgeschichte auf dem Gewissen des Barons. Aber bei erfinderischen Problemen passiert etwas Ähnliches! Die Suche nach einer Antwort hat also begonnen, ein technischer Widerspruch wurde entdeckt, und es scheint, als ob die Antwort bereits in der Hand liegt ... Doch dann entgeht die Antwort unerwartet. Selbst wenn Sie einen technischen Widerspruch fest im Griff haben, können Sie nicht sicher sein, dass Sie die Antwort verstanden haben. Derselbe technische Widerspruch kann grundsätzlich durch viele verschiedene Techniken überwunden werden. Technische Widersprüche werden durch die eine oder andere physikalische Ursache verursacht: In den Tiefen eines technischen Widerspruchs verbirgt sich ein physikalischer Widerspruch. Es sieht so aus: „Ein bestimmter Teil eines technischen Systems muss die Eigenschaft A haben, um eine Aktion auszuführen, und muss die entgegengesetzte Eigenschaft Anti-A haben, um eine andere Aktion auszuführen.“ Bitte beachten Sie: Ein technischer Widerspruch bezieht sich auf das gesamte System oder mehrere Teile davon, während sich ein physikalischer Widerspruch nur auf einen Teil bezieht. Dies erleichtert den Weg zur Antwort erheblich. Nehmen wir zum Beispiel Aufgabe 5 – das Entfernen von Sand von Teilen. Der physikalische Widerspruch bei diesem Problem ist: „Die Sandkörner müssen schwer zu reinigende Teile sein, und die Sandkörner dürfen nicht fest (flüssig oder gasförmig) sein, damit sie sich leicht vom gereinigten Teil entfernen lassen.“ Sobald ein solcher Widerspruch formuliert ist, liegt die Antwort auf der Hand: Es braucht die Technik „den Aggregatzustand zu ändern“, genau diese Technik und keine andere! Lassen Sie die „Sandkörner“ aus Trockeneis bestehen: Beim Reinigen der Teile werden diese „Sandkörner“ fest und verwandeln sich dann selbst in Gas. Bei Aufgabe 6 (über Löcher in einem Gummischlauch) ist der physikalische Widerspruch fast derselbe: „Der Schlauch muss hart sein, damit man leicht Löcher hineinbohren kann, und der Schlauch muss weich sein, damit er elastisch bleibt.“ Die Technik ist die gleiche: Frieren Sie das Rohr ein (oder frieren Sie das Wasser ein, indem Sie es mit Wasser füllen) und erhitzen Sie es, nachdem die Löcher gebohrt wurden. Es gibt spezielle Regeln, die es ermöglichen, bei der Analyse eines Problems Schritt für Schritt von einem technischen Widerspruch zu einem physikalischen zu gelangen. Aber oft lässt sich ein physikalischer Widerspruch direkt aus den Bedingungen des Problems formulieren. Problem 12. TROPFEN AUF DEM BILDSCHIRM Im Labor wurde der Elektroschweißprozess untersucht. Wissenschaftler interessierten sich dafür, wie ein in einen Lichtbogen eingeführter Metallstab schmilzt und wie sich der Lichtbogen selbst verändert. Sie schalteten den Bogen ein, drehten einen Film und sahen ihn sich an. Und dann stellte sich heraus, dass auf dem Bildschirm nur der Bogen zu sehen war. Es ist heller als Metalltropfen und daher nicht sichtbar. Wir beschlossen, das Experiment zu wiederholen. Sie schalteten einen zweiten Lichtbogen ein, einen helleren, richteten dessen Licht auf Metalltropfen und drehten den Film erneut. Jetzt waren nur noch Metalltropfen sichtbar (sie wurden durch den hellen zweiten Bogen hervorgehoben), und der erste, weniger helle Bogen war nicht auf dem Bildschirm zu sehen. Die Forscher fragten sich: Was tun? Und dann tauchte ein Erfinder auf. „Typischer physikalischer Widerspruch“, sagte er. - Die Sache ist die... Was ist also der physikalische Widerspruch hier? Und wie kann man es überwinden? Nachdem Sie die Bedingungen sorgfältig gelesen haben, können Sie leicht einen physikalischen Widerspruch formulieren. Es muss einen zweiten Lichtbogen geben, sonst sind die Metalltropfen nicht sichtbar, und es darf keinen zweiten Lichtbogen geben, sonst sehen wir den ersten Lichtbogen nicht. Ein technischer Widerspruch wird meist milde formuliert, zum Beispiel so: Um die Geschwindigkeit eines Lkw zu erhöhen, muss das Gewicht der transportierten Ladung reduziert werden. Geschwindigkeit widerspricht der Tragfähigkeit, aber es ist möglich, dass ein Kompromiss möglich ist. Im physischen Widerspruch wird der Konflikt extrem verschärft. Die Welt der Erfindungen hat jedoch ihre eigenen Gesetze: Je schärfer der Konflikt formuliert wird, desto einfacher ist es, ihn zu überwinden ... Ein Lichtbogen, der Metalltropfen beleuchtet, kann nicht gleichzeitig existieren und nicht existieren. Das bedeutet, dass es entweder sein muss oder nicht – aufflammen und erlöschen muss. Dann sind auf einigen Bildern des Films nur Metalltropfen zu sehen, auf anderen nur ein Bogen. Wenn der Film gezeigt wird, werden beide „Plots“ kombiniert: Wir werden sowohl den Bogen als auch die Tropfen sehen. Widersprüchliche Ansprüche werden hier zeitlich getrennt. Sie können sie auch räumlich trennen. Erinnern wir uns an die Lösung des Rohrproblems: Das Stahlblech ist teilweise geschnitten, das heißt, an einigen Stellen gibt es einen Schnitt, an anderen jedoch nicht. Es gibt auch eine raffiniertere Möglichkeit, inkompatible Dinge zu kombinieren: Geben wir dem Objekt eine Eigenschaft und seinen Teilen eine andere, entgegengesetzte. Auf den ersten Blick scheint das unglaublich: Wie baut man aus schwarzen Würfeln eine weiße Pyramide?! Aber hier ist eine Fahrradkette: Jedes Glied ist starr und unflexibel, aber die Kette als Ganzes ist flexibel ... Mit einem Wort: Physikalische Widersprüche, die die Kombination unvereinbarer Dinge erfordern, führen nicht in eine Sackgasse, sondern bahnen den Weg um das Problem einfacher zu lösen. Beispielsweise ist Problem 10 – „Wasser enthärten“ – schwer zu lösen. Es ist nicht einmal klar, woran man sich festhalten soll. Formulieren wir einen physikalischen Widerspruch. Das Becken muss mit Wasser gefüllt und mit etwas Weicherem gefüllt sein, damit sich der Sportler bei schlechten Sprüngen nicht verletzt. Was ist weicher als Wasser? Gas, Luft. Fazit: Sie müssen den Pool füllen... mit Luft. Es scheint, als wären wir in einer Sackgasse angelangt. Das Wasser hält den Schwimmer, ist aber beim Aufprall „hart“. Das Gas ist „weich“, aber man kann nicht in ein mit Gas gefülltes (also leeres) Becken springen. Nachdem wir einen Widerspruch erkannt hatten, verschärften wir das Problem, doch seltsamerweise blitzte in der Ferne ein Funke einer Antwort auf. Nun, lass es beides gleichzeitig sein! Lassen Sie den Sportler in ein „Gemisch“ aus Wasser und Luft, in „kohlensäurehaltiges“ Wasser, springen. Genau auf diese Weise lösten die sowjetischen Erfinder das Problem und erhielten das Urheberrechtszertifikat Nr. 1127604, wonach das Wasser unter dem Turm – vor dem Sprung – durch vorbeiziehende Luftblasen „kohlensäurehaltig“ wird. Der Widerspruch ist beseitigt: „Kohlensäurehaltiges“ Wasser bleibt Wasser, aber die Auswirkungen darauf sind kaum wahrnehmbar. Achten Sie darauf, was im Zickzack auf dem Weg zur Lösung zu tun war. Unter den Bedingungen des Problems ist „Wasser“ gegeben – und die Antwort ist nicht klar. Wir haben auf „Anti-Wasser“ umgestellt, also auf Gas und Luft. Die Aufgabe schien noch schwieriger geworden zu sein. Der nächste mentale Schritt: Wir müssen „Wasser“ und „Ameise und Wasser“ kombinieren. Erst hier begann sich die Idee einer Lösung zu entwickeln. Problem 13. DÜNN UND DICK Das Werk erhielt den Auftrag, eine große Charge ovaler Glasplatten mit einer Dicke von 1 Millimeter herzustellen. Wir haben die rechteckigen Rohlinge ausgeschnitten, es blieb nur noch, ihre Kanten zu glätten, sodass sie oval wurden. Bei der Bearbeitung auf einer Schleifmaschine brachen dünne Platten jedoch häufig. „Wir müssen die Platte dicker machen“, beschwerte sich der Arbeiter beim Vorarbeiter. „Auf keinen Fall“, antwortete der Meister. - Uns wurden dünne Teller bestellt... Und dann tauchte ein Erfinder auf. - Physikalischer Widerspruch! - er rief aus. - Die Rohlinge müssen dick und dünn sein. Dieser Widerspruch lässt sich zeitlich aufteilen: Die Werkstücke werden bei der Bearbeitung dicker... Aufgabe 14. Wie kommt man aus der Sackgasse? Das Werk begann mit der Produktion eines neuen Mechanismus – und sofort traten unerwartete Schwierigkeiten auf. Ein Teil des Mechanismus bestand aus einer Stahlplatte. Durch das Werkstück wurde ein Strom geleitet, der das Metall auf 1200 Grad erhitzte. Die heiße Platte wurde gepresst und erhielt dadurch die gewünschte Form. Und es stellte sich heraus, dass bei Temperaturen über 800 Grad die Oberfläche des Werkstücks schnell beschädigt wird: Luft wirkt sich schädlich auf das Metall aus. Der Ladenleiter berief dringend eine Besprechung ein. „Die Situation ist wie im Märchen“, sagte er. - Wenn du nach links gehst, wird es schlimm, wenn du nach rechts gehst, wird es noch schlimmer... Das Werkstück muss auf 1200 Grad erhitzt werden, sonst kann es nicht bearbeitet werden. Und man darf es nicht über 800 Grad erhitzen, sonst ruiniert man die Metalloberfläche. - Alles ist sehr einfach! - rief der jüngste Ingenieur aus. - Es muss auf 1000 Grad erhitzt werden. Bis mittlere Temperatur. „Das geht nicht“, wandte der Altmeister ein. - Und wir werden die Platten verderben - die Erwärmung ist immer noch höher als zulässig und wir können keine Verarbeitung durchführen - die Temperatur ist niedrig. „Das ist eine knifflige Aufgabe“, seufzte der Ladenleiter. - Und es muss schnell gelöst werden, und zwar sofort. Und dann tauchte ein Erfinder auf. „Es gibt eine Lösung“, sagte er. Was denken Sie: Was hat der Erfinder vorgeschlagen? Aufgabe 15. EINE STARKE FRÜHLING Stellen Sie sich vor, Sie müssen eine Spiralfeder (ihre Länge beträgt 10 Zentimeter, ihr Durchmesser beträgt 2 Zentimeter) zusammendrücken, sie flach zwischen die Seiten eines Buches legen und das Buch schließen, damit sich die Feder nicht entspannt. Sie können die Feder mit zwei Fingern zusammendrücken. Aber dann muss man die Finger lockern, sonst klappt man das Buch nicht zu. Und die Feder wird sich entspannen... Ingenieure sind auf diese Situation gestoßen, als sie ein Gerät zusammengebaut haben. Es war notwendig, die Feder zusammenzudrücken, abzulegen und mit einem Deckel zu verschließen. Wie geht das, damit sich der Frühling nicht entspannt? - Zu binden? sagte ein Ingenieur. „Sonst wird man sich diesen Frühling nicht überanstrengen. „Das geht nicht“, sagte ein anderer. - Die Feder im Gerät muss frei sein. Und dann tauchte ein Erfinder auf. - Wunderbar! - er rief aus. - Die Feder muss frei sein und darf nicht frei, zusammengedrückt und nicht zusammengedrückt sein. Da ein Widerspruch vorliegt, bedeutet dies, dass wir vor einer erfinderischen Aufgabe stehen. Wie würden Sie dieses Problem lösen?
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