Приложения

Формулировка задачи

Боб:

Вот моя задача. Стол, на котором установлен проигрыватель, немного качается. Как только кто-либо касается стола, игла перескакивает на другую дорожку. Мне нужен надежный способ зафиксировать ее.

Задача не совсем ясна

Джим:

Предусмотрена ли какая-либо защита от вибрации?

Боб:

Да. Имеются четыре демпфирующие пружины - по одной с каждой стороны угла проигрывателя.

Первая идея.

Обратите внимание на психологи ческую инерцию

Джон:

Может быть, нужны другие пружины - более жесткие или, быть может, более упругие?

Попытка сформулировать задачу

Билл:

Ты говоришь, что стол качается. Что вызывает вибрацию - вертикальные или горизонтальные толчки?

Боб:

Я думаю, что главным образом горизонтальные перемещения. По вертикали пружины работают нормально.

Формулировка задачи

Билл:

Итак, вот наша задача. Здесь, по-видимому, пружины предназначены только для того, чтобы гасить вертикальные колебания. Мы должны заняться поиском способа, позволяющего избавиться от горизонтальных колебаний. Ну, давайте посмотрим...

Вторая идея. Обратите внимание на психологи ческую инерцию

Джон:

Горизонтальные пружины! Имеющиеся пружины работают в вертикальной плоскости. Все, что нужно сделать, - это добавить несколько пружин в горизонтальной плоскости.

Обратите внимание на использова нис своего рода инверсии. Кроме того, преодолевается психологическая инерция, обнаружившаяся в предложении Джона

Джим:

Пружины не должны быть ни вертикальными, ни горизонтальными. Их следует установить под углом. Можно установить их под некоторым углом и вернуться к четырем пружинам.

Боб:

Сейчас стоят вертикальные пружины. Идея об установке пружин под некоторым углом может нас подвести.

Джон:

Хорошо. Перейдем к следующей проблеме.

Билл:

Подожди. Мы же только начали. Поищем другие идеи. Попробуем применить некоторые методы, например, эмпатию. Эл, ты силен в этом. Представь себе, что ты под проигрывателем, и постарайся удерживать его неподвижно, пока я трясу стол. Что при этом происходит?

Эл:

(Выходит на середину комнаты, поднимает руки вверх и раздвигает их в обе стороны, как будто держит над головой большой груз). Мне нужны бедра на шарнирах. Когда ты по-

ворачиваешь стол, мои ноги тоже поворачиваются вместе с ним, а ведь верхняя часть туловища должна оставаться неподвижной. Нужно иметь бедра на шарнирах, как у тех девчонок, что отплясывают рок.

Джим:

Шаровая опора...

Эл:

(Все еще в той же позе). Единственное, что можно еще сделать, - это поставить пока проигрыватель на пол и посмотреть, смогу ли я удержать стол неподвижным. Столу можно придать большую устойчивость. Боб, ты говорил, что стол качается. Можно ли его закрепить?

Боб:

Мы уже делали все, что можно. Когда проигрыватель стоит на полу, происходит то же самое, хотя и в меньшей степени. Дрожит весь этот дурацкий дом.

Джим:

Шаровая опора все-таки подошла бы. А что если взять шарики? Пусть проигрыватель катается на шариках.

Обратите внимание на аналогию

Билл:

Знаете, нам нужен своего рода «эффект скатерти». Помните, как выдергивают скатерть из-под тарелок? Нам нужно, чтобы при горизонтальной вибрации стола проигрыватель оставался неподвижным.

Эл:

(Возвращается на свое место). Эффект скатерти имеет место вследствие того, что мы преодолеваем трение. Если бы у нас был низкий коэффициент трения...

Боб:

Смазка! Проигрыватель плавает в масляной ванне!

Аналогия

Джон:

Или можно использовать воздушную смазку. Это бы сообщило упругость и по вертикали. Один способ - воздушная подушка, другой -воздушная смазка. Как в «плавающем» пылесосе. Но откуда должен поступать воздух?

Эл:

Сейчас это не имеет значения.

Джим:

Я думаю, что мы еще не полностью исчерпали возможности опоры на шариках. Если бы мы посадили проигрыватель на шарики, он

оставался бы подвижным, даже если бы стол вибрировал по горизонтали.

Билл:

Да. но при этом нет защиты от вибрации по вертикали.

Эл:

А что, если поставить упругие шарики? Мягкие! Они будут действовать как пружины по вертикали и как смазка по горизонтали.

Инверсия и аналогия

Боб:

Хорошая идея. Шарики должны быть своего рода противоположностью так называемой «прыгающей смазки». Это вещество деформируется, когда на него давят медленно, но оно нс поддастся быстрой деформации. Мне нужно то, что должно остаться жестким при медленных движениях, но будет эластичным, когда наносится сильный удар.

Джим:

Хорошо, попытаемся еще раз применить эмпатию по другому поводу. Проблема состоит в том, что игла не остается в канавке пластинки, когда проигрыватель получает горизонтальные толчки.

Джон:

Так сделаем звукосниматель более тяжелым, тогда он не будет двигаться. Ой, нет, это испортит пластинку!

Боб:

Действительно, давление на пластинку должно оставаться прежним.

Эмпатия

Джим:

Подождите. Допустим, что я звукосниматель. Моя рука - это иголка. (Джим ложится на пол, вытягивает руку и опускает пальцы вниз, имитируя иглу).

Боб:

Это не совсем так, Джим. Звукосниматель сбалансирован относительно своей опоры.

Джим:

Все в порядке. Я сохраняю равновесие относительно оси качания. Это можно вообразить. Теперь потрясем пол, я имею в виду стол. Я должен стараться двигаться в такт. Однако в силу своей инерции я остаюсь неподвижным, в то время как все остальное вибрирует.

Эл:

Уменьшить вес звукоснимателя!

Боб:

Сохранив при этом заданное давление на пластинку.

Эл:

Это можно сделать, отрегулировав противовес относительно опоры звукоснимателя. Можно также уменьшить вес всего проигрывателя.

Боб:

Да, я думаю, что ты прав. Это можно сделать.

Джим:

(Поднимаясь с пола). Я запачкал рубашку, а Боб получил идею.

Инверсия

Джон:

Мы что. вообще отказались от пружин? Боб, ты говорил, что проигрыватель установлен на пружинах. А что если подвесить весь проигрыватель на пружинах?

Эл:

Установив их под углом.

Боб:

В чем же здесь преимущество?

Джон:

Я не знаю.

Джим:

А почему бы не подвесить проигрыватель к потолку?

Боб:

Весь дом дрожит.

Джим:

Действительно! Подвесив на длинных пружинах и. возможно, с демпфером, мы бы получили очень большой период колебаний. Своего рода медленное покачивание. Никаких резких движений. И игла, возможно, останется на месте.

Боб:

Возможно, при этом проигрыватель будет работать.

Фантазия

Эл:

Тебе нужен волшебный ковер, на который бы ты поставил свой проигрыватель. Прекрасный неподвижный волшебный ковер.

Джон:

Как воздушная подушка.

Эл:

А почему бы и не обычная подушка? Здесь же целая охапка перьев!

Боб:

Я не думаю, что это подойдет.

Джим:

А это идея! И ее легко проверить!

Боб:

Я получил уже много идей. Достаточно. Я проверю некоторые из них и сообщу вам, что из этого получится.

Джордж:

Дождевая вода.

Годон:

Каждый может иметь у себя бочку дождевой воды.

Дон:

Или собирать ее с крыши своего дома.

Стэн:

Большая воронка над каждым домом, когда идет дождь.

Гордон:

Крыша, сохраняющая дождевую воду.

Джордж:

Вызывать дождь искусственным путем.

Стэн:

А что если загонять облака в большой мешок и доставлять их туда, где они нужны?

Дон:

Нельзя создать магнитный или электрический «мешок»?

Гордон:

Большие вентиляторы на земле, управляющие воздушным потоком.

Джордж:

Обширные горячие или холодные зоны на поверхности земли для создания восходящих и нисходящих воздушных потоков.

Стэн:

Построить высокую, как горный хребет, стену и регулировать воздушный поток.

Дон:

На ней можно установить жалюзи; открывая и закрывая их, можно будет в какой-то степени регулировать воздушный поток.

Джордж:

А что если сохранять выпавший зимой снег? Весной у нас всегда слишком много воды, а потом се нс хватает.

Стэн:

Хранить его в большом холодильнике.

Дон:

Или просто в больших кучах.

Джордж:

Зачем? Пусть он тает, но сначала нужно сгрести его в большое водохранилище.

Гордон:

Построить побольше постоянных запруд и водохранилищ.

Стэн:

А как предотвратить большие потери воды за счет испарения?

Дон:

Защитить водохранилище радиационным экраном.

Гордон:

Накрыть их.

Стэн:

Заморозить их.

Дон:

Сделать их более глубокими - уменьшить отношение площади поверхности к объему.

Г ордон:

Накрыть химической пленкой.

Джордж:

Вырыть побольше колодцев.

Стэн:

Найти способ собирать грунтовые воды прежде, чем они стекут.

Дон:

Небольшие водохранилища на каждой улице, на каждом участке.

Джордж:

Упорядочить поливку газонов.

Стэн:

Заставить людей применять автоматические поливочные машины, которые нс допускают перерасход воды.

Дон:

Найти заменитель воды в таких случаях, как бритье, промывание туалетов, стирка.

Стэн:

Мне нравится идея о заменителе. У нас есть электрические бритвы, химические туалеты, сухая чистка одежды - что еще?

Джордж:

Алкоголь!

Дон:

Пиво!

Стэн:

Вино!

Гордон:

Сменим тему! Кому нужна вода?

Дон:

Очень многим нужна вода. Много воды потребляет промышленность, винодельческие предприятия, пивоваренные заводы.

Джордж:

Туалеты, но они расходуют воды намного меньше.

Дон:

Машина для мытья посуды также использует одну и ту же воду многократно.

Стэн:

Пам нужно устройство для очистки воды.

Гордон:

Да, для очистки загрязненной воды или опреснения морской.

Дон:

Кипятить се.

Стэн:

Замораживать.

Дон:

Фильтровать.

Гордон:

Использовать химические препараты.

Джордж:

Готов спорить, что много воды теряется за счет утечки из водонапорных труб. А что если оборудовать сигнализацию об утечке воды из труб?

Стэн:

Такая сигнализация должна быть в каждом доме.

Гордон:

А что если иметь два водопровода: один с питьевой водой, а другой - с водой для иных нужд?

Джордж:

Воду можно использовать два-три раза, прежде чем она попадет в канализационные трубы.

Дон:

Деревья. Деревья много потребляют воды. Что делать с ними?

Джордж:

Не знаю. А как насчет других растений?

Стэн:

Или животных?

Джордж:

Смогут ли они жить, потребляя что-нибудь другое?

Стэн:

В старом школьном учебнике воду называют «универсальным растворителем». Нельзя придумать другой универсальный растворитель?

Гордон:

Вода используется в установках для кондиционирования воздуха.

Стэн:

Нужны холодильники с воздушным охлаждением.

Джордж:

Более эффективные холодильные камеры.

Гордон:

Безводная холодильная установка.

Стэн:

Накрыть океан, чтобы предотвратить или регулировать испарение.

Джордж:

Нет, нам нужно усилить испарение воды из океана. На Земле очень много воды. Нам нужно лишь ускорить се круговорот.

Стэн:

Правильно! Каким образом можно ускорить испарение воды из океана?

Джордж:

Подогревать воду.

Дон:

Размешивать. Заставить ее фонтанировать, чтобы бил целый лес фонтанов.

Гордон:

Положить что-нибудь в океан, чтобы увеличить давление пара.

Стэн:

Образовать турбулентные потоки воздуха у поверхности океана, быстро отводить вверх влажный воздух из пустыни.