電路創意/發明家的工具
在我們熟悉了構成發明視角的最一般原則之後...壓制批評和自我批評,
- 比喻性思維,
- 使用類比,
- 使用隨機性,
...讓我們看看一些產生新想法的具體方法,將自己限制在其中最普遍的那些(它們是由 根裡奇·阿爾特舒勒 提出的)。
世界本質上是連續的,但為了瞭解它,人們將它分成不同的塊。這些是各種物體,即構成世界的“磚塊”。為了將它們彼此區分開來,這些物體被賦予了名稱,從那一刻起它們“凍結”,變得不可改變。如果我們克服思維的慣性,繼續分解物體,我們可以得到一個新的、積極的效果。
例如,一艘被水密隔艙分成許多獨立艙室的船實際上是不會沉沒的。由幾個相互獨立的部分組成的汽車輪胎是“防刺穿”的。一輛分成獨立部分,以可移動方式相互連線的車輛是靈活且可操控的(火車、帶拖車的卡車等)。光學器件,分成許多獨立的透鏡,可以增強幾乎失明的人的視力(順便說一句,這是自然界的一種專利——所謂的“複眼”,例如蜜蜂就有)。將光學影像在空間和時間上進行分割的想法,導致了照片電報和電視的誕生。分割可以無限地繼續下去,這表明了這種方法的無限可能性。但是請注意,只有當分割的結果是獲得新的積極效果(如船和輪胎的例子,獲得高可靠性)時,才會有發明。
它是產生新想法最基本的方法之一,它誕生了許多偉大的發明。例如,輪船(蒸汽機 + 船),汽車(內燃機 + 汽車),炸藥(硝化甘油 + 多孔物質)等等。合併可以包含各種組合——“舊 + 舊”,“舊 + 新”,“新 + 新”。電子電路工程領域幾乎所有的發明都是透過組合舊 + 舊來創造的。事實上,電子元件(電晶體、電阻器、電容器等)已經存在很久了,但是透過將它們組合起來,一個電路可以“誕生”,這是一種發明。
在這種方法中,為了產生髮明,必須獲得一種新的積極效果,這種效果不能分解為對應於各個元素的部分。此外,新效果必須超過各個效果的總和。換句話說,最終效果必須出乎意料。這正是發明與製造的區別所在。通常,製造的任務、解決任務的方法以及製造的最終目標都是預先知道的,而發明只有任務是已知的。因此,在製造中,對初始解決方案的改變是量化的,而在發明中,則是定性的。
這是一種解決發明問題的極其強大的方法,它在所有技術領域都有應用。以下版本是可能的
A. 如果物體是連續作用的,則切換到間歇脈衝作用。
誰沒有見過閃光燈的刺眼光芒?您是否曾經想過它為什麼不一直亮著,而只亮千分之一秒?閃光燈包含一個與脈衝氣體放電燈並聯連線的電容器,該燈被充電到低於其點火電壓的電壓。在短控制脈衝的幫助下,燈被“點亮”,電容器透過它放電——獲得高強度的光脈衝。該過程可以分為兩個階段:長時間暫停(電容器積累大量能量)和短脈衝(能量釋放)。這樣做有什麼用?閃光燈的優勢在於,要獲得相同的效果(被攝物體的照明),它消耗幾瓦特的電力,而白熾燈消耗幾千瓦特。這使得閃光燈可以由電池供電,進而確保其體積小、重量輕。
B. 如果物體具有周期性脈衝作用,則使用脈衝之間的暫停執行另一個動作。
例如,這種方法在雷達站中得以實現。發射機週期性地發射脈衝訊號,在脈衝之間的暫停時間內,測量發射機到物體的距離。該方法在計算中得到了廣泛的應用。電子計算機的核心(處理器)比單個輸入輸出裝置(例如,穿孔卡片閱讀器)快很多倍。為了不閒置,在連續讀取兩張穿孔卡片之間的暫停時間內,將該過程載入到解決其他程式中。
幾乎每個人都聽到過音樂會期間揚聲器發出的令人討厭的尖叫聲——所謂的麥克風嘯叫。這是由於麥克風和揚聲器之間透過空氣介質形成的聲反饋引起的,它們分別連線到放大器的輸入和輸出。這個現象被貼上了“有害”的標籤,專家們盡力避免它。然而,由於它,可以製作一個非常簡單且有效的警報系統。為此,將麥克風放置在受保護的房間內,揚聲器放置在房間外。當開啟門、窗戶或在房間牆壁上形成任意孔洞時,揚聲器會發出麥克風嘯叫的特徵聲音。許多發明是由於人們發現給定的“負面”效果可以找到有用的應用。這裡也是一樣,對現象進行“硬性”分類阻礙了新想法的產生。現象本身並不有害,而是在與某事物相關的情況下才是有害的。在一個領域有害的現象,在另一個領域可能是有益的,反之亦然。但是,要確定這一點,需要廣泛的一般技術文化和發明性的眼光。由此得出結論,發明家不應該是狹隘的專家,而應該無所不知。這將使他能夠輕鬆地從一個領域轉移到另一個領域,找到他對觀察到的有益和有害現象的合適應用。
它的本質在於物體的特性在不斷變化,並且在任何時刻都是最優的。這意味著什麼?以大型金屬加工機床(壓力機、衝床、剪床等)中使用的飛輪電機為例。對這種發動機的飛輪提出了相互矛盾的要求。一方面,它應該儘可能地龐大,以積累大量的動能,但另一方面,這會使發動機的啟動和加速變得困難。存在一個明確的技術矛盾,它可以透過所謂的“可變慣性矩飛輪”來解決。它是一個帶有空心輻條的大鑄鐵輪,在輻條內放置一個活塞,沿著輻條的長度移動,空餘空間被水銀填充。當發動機啟動時,水銀靠近中心,飛輪的慣性很小。隨著轉速的增加,水銀被推向外圍(在離心力的作用下),飛輪的慣性增加。換句話說,物體適應了環境條件。乘客汽車上的自動安全帶也是根據動態方法工作的。在正常情況下,它們是鬆散的,不會限制乘客的活動。在緊急情況下(突然停止),它們會透過簡單的慣性裝置鎖定,防止乘客向前“飛出”。
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