Найти идею

Соединим «дано» и «получено» двойной стрелкой, она заменит слова «для решения задачи надо перейти к»:

Было вещество В, которое плохо поддавалось непосредственному воздействию. Пришлось пойти в обход: взяли хорошо взаимодействующую пару «магнитное поле — ферропорошок» и объединили с имеющимся веществом в единую систему. Видно и противоречие, спрятанное в условиях задачи: поле не должно действовать на В (нет подходящих полей) и должно действовать на В (чтобы управлять им).

Запись «реакции» отражает суть всех изобретений, приведенных в начале раздела. В патентном фонде имеются тысячи изобретений, соответствующих этой «реакции». «Треугольник» из П_м, В_ф и В получил название феполь (от слов «феррочастицы» и «поле»). Существуют, однако, другие поля и другие вещества, хорошо работающие в паре с ними.

А. с. 236279. Дня сжатия порошка, заключенного в металлический корпус, используют охлаждение корпуса.

А. с. 359198. Для съема гребных винтов используют тяговые стержни, удлиняющиеся при нагревании.

А. с. 412428. Для точной регулировки клапана в вакуумном вентиле изменяют размеры штока клапана, пропуская внутри него охлаждающую жидкость.

А. с. 735256. Для микродозирования жидких лекарств нагревают воздух в полости пипетки.

Формула этих изобретений может быть записана так:

Дано плохо управляемое вещество — изделие В₁. Чтобы обеспечить хорошую управляемость, надо перейти к системе, в которой тепловое поле П_т действует на вещество — инструмент В₂, связанное с В₁. Структуры из П_т, В₂ и В₁ получили название теполей.

В общем случае возможны структуры, включающие любое поле:

Такую структуру принято называть веполь (от слов «вещество» и «поле»). Нетрудно заметить, что веполь является схемой минимальной ТС: он включает изделие, инструмент и энергию (поле), необходимую для воздействия инструмента на изделие. Любую сложную техническую систему можно свести к сумме веполей. Тут уместна аналогия с геометрией: любую сложную фигуру можно разбить на треугольники. Зная свойства треугольников, можно производить вычисления, связанные со сложными фигурами. Отсюда особое значение тригонометрии. Аналогичную роль играет и вепольный анализ. Записывая условия задачи в вепольной форме, мы отбрасываем все несущественное, выделяя причины возникновения задачи, т. е. «болезни» технической системы, например, недостроенность веполя. Поэтому вепольный подход не только удобная символика для записи изобретательских «реакций», но и инструмент проникновения в глубинную суть задачи и отыскания наиболее эффективных путей преобразования технических систем.

Задача 5.3. Дана смесь одинаковых по размерам и имеющих одну и ту же плотность кусочков коры и древесины (разрубили на щепки кривой ствол, с которого нельзя было снять кору). Как отделить кору от древесины?

Даны два вещества, причем ни одно из них не является инструментом. Кроме того, в системе нет поля. Обозначим ненужное (вредное) взаимодействие волнистой линией. Тогда решение задачи в общем виде можно записать так:

Прежде всего надо выбрать наиболее приемлемое для условий задачи физическое поле. Существует много физических полей: гравитационное, электромагнитное, тепловое, акустическое, силовое и т. д. Гравитационное поле явно не подходит, об этом сказано в условиях задачи (плотность веществ одинаковая). Попробуем для построения веполя применить наиболее управляемое электромагнитное поле. Можно ставить решающий эксперимент: если кора и древесина электризуются по-разному, задача решена.

Допустим, оба вещества электризуются одинаково. Тогда в одно из веществ — до рубки — придется ввести В, — хотя бы тот же ферропорошок. Получим комплексный веполь:

Разумеется, могут быть построены и более сложные вепольные системы. Но введение новых веществ и полей — отступление от идеала. Поэтому, составляя вепольные формулы, важно как можно меньше отойти от идеала — простого веполя, «треугольника». Такой отход необходим и допустим лишь в той мере, в какой усложнение вепольной структуры компенсируется увеличением числа функций, появлением новых полезных качеств и т. д.

Несколько слов о терминах «вещество» и «поле». В вепольном анализе (т. е. анализе вещественно-полевых структур при синтезе и преобразовании технических систем) под «веществом» понимают не только вещество, но и технические системы и их части, а иногда и внешнюю среду. Например, если в задаче идет речь о повышении скорости движения ледокола, то вещество — это ледокол и лед.

Вещества принято записывать в вепольных формулах в строчку, поля на входе — над строчкой. Веполь вообще обозначают (без конкретизации) треугольником. Действие в вепольных формулах показывают стрелкой или линией (без конкретизации). Взаимодействие — стрелкой с двумя остриями.