А.В. Ревенков - Учебник - Теория и практика решения технических задач (А.В. Ревенков - Теория и практика решения технических задач), страница 5

Например, при использовании оптических волокон для средств связи столкнулись с такими нежелательными эффектами„как чувствительность волокна (изменения его свойств) к электрическому полю (эффект Керра), к магнитному полю (эффект Фарадея), к вибрациям, температуре, давлению, деформациям (например, к изгибу). Прием превратить вред в пользу привел к разработке волоконно-оптических первичных преобразователей (датчиков). Они позволяют измерять многие величины, например, давление, температуру, расстояние, положение в пространстве, скорость врашения, скорость линейного перемешения, ускорение, колебания, массу, звуковые волны, уровень жидкости, деформацию, коэффициент преломления, электрическое поле, электрический ток, магнитное поле, концентрацию газа, дозу радиационного излучения и т.

д. Приведенные примеры показывают практичность этих простых приемов, которые часто используются при решении задач на интуитивном уровне, спонтанно. Проблема заключается в том, чтобы научиться применять их осознанно. 2.3. Прямая аналогия Аналогия — слово греческого происхождения, которое имеет два значения: 1) сходство в каком-либо отношении между предметами или явлениями.

Например, такое сходство можно наблюдать у звуковых и электромагнитных волн: интерференция, законы отражения и преломления; 2) умозаключение, в котором на основании сходства двух предметов или явлений в каком-либо отношении делается вывод об их сходстве в другом отношении. При рассуждении по аналогии сопоставляются два объекта. На основании их сходства в некоторых признаках, делается вывод об их сходстве в других признаках.

При таком рассуждении знания, полученные при рассмотрении одного объекта, переносятся на другой менее изученный объект. Д. Пойа отводит аналогии весьма важную роль: «Аналогией проникнуто все наше мышление; наша повседневная речь и тривиальные умозаключения, язык художественных произведений и высшие научные достижения.

Степень аналогии может быть различной. Люди часто применяют туманные, двусмысленные, неполные или не вполне выясненные аналогии, но аналогия может достигнуть уровня математической точности. Нам не следует пренебрегать никаким видом аналогии, каждый из них может сыграть определенную роль в поисках решения» 1871. Раздел 1. Общие приеиы поиска решений Выделяют четыре вида аналогий: прямая, личная, фантастическая и символическая. В этом разделе рассматривается только и ря и а я аналогия, а другие — в гл. 4. Прямая аналогия предполагает сопоставление исследуемого или проектируемого объекта с естественными или искусственно созданными объектами этой же или другой области, а также решаемой задачи с подобными задачами в рассматриваемой или другой предметной области.

При этом активизируется целый ряд мыслительных процессов, Припоминание — извлечение информации из долговременной памяти. Восползинание — то же, но локализуемое во времени и в пространстве. Воображение — создание образов, соответствующих описанию объекта. Воображение позволяет представить результаты труда до его начала, тем самым, ориентируя человека в процессе деятельности. Оно создает некоторые модели конечного продукта труда — результата, что способствует его предметному воплощению. Представление — образы предметов, сцен, событий, возникающие на основе припоминания (путь пчелы) и продуктивного воображения (путь паука). Преобразования представлений играют важную роль в мыслительных процессах, особенно тех случаях, когда требуется новое видение ситуации.

Применение прямой аналогии связано со свободным ассоциативным поиском, основанным на родстве внешних форм, выполняемых функций и процедур. В зависимости от способа сопоставления различают аналогию: операций (функций, принципа действия), строения, формы и отношений. 2.3.1. Аналогия операций Аналогия операций является одной из наиболее распространенных видов прямой аналогии. Она характеризует направленность мышления, связанную со свободным ассоциативным поиском в области материальных объектов выполняемых операций, принципов действия, функций, а также способов решения задач. Поиск осуществляется, прежде всего, в сторонних отраслях знаний, например, биологии, геологии, астрономии. Еше У.

Гордон 11271 подметил, что биология — самая продуктивная область для нахождения аналогий. Это подтвердилось фактом создания новой науки на стыке биологии и техники — бионики. Для поиска аналогий необходимо сначала определить, какие операции (действия), функции должен выполнять объект, а потом искать, кто или что в окружающем мире выполняет такие же или близкие операции. 2.

Приемы, активизирующие иышление при решении задачи Пример 2.7. Некоторые аналогии операций. Детская игрушка волчок натолкнула изобретателя Э. Сперри на создание гироскопических приборов для автоматического управления самолетом. Г. Лейбниц уподобил процесс логического доказательства вычислительным операциям в математике.

Вычисление суммы или разности чисел осуществляется на основе простых правил, принимающих во внимание только форму чисел, а не их смысл. Лейбниц попытался преобразовать умозаключения в вычисления по строгим правилам. Примерно через два столетия эта аналогия между математическими и логическими операциями привела к появлению новой науки — математической логики. В. Вестингауз долго бился над проблемой создания тормозов, которые бы одновременно действовали по всей длине железнодорожного состава (Х!Х в.). Случайно прочитав в журнале, что на строительстве тоннеля в Швейцарии буровая установка приводится в действие сжатым воздухом, передаваемым от компрессора с помощью длинного шланга, Вестингауз увидел ключ к решению своей проблемы. И.

Мечников размышлял о том, как человеческий организм борется с инфекцией. Однажды, наблюдая за прозрачными личинками морской звезды, он бросил несколько шипов розы в их скопление; личинки обнаружили эти шипы и «переварили» их. Мечников тут же связал этот феномен с тем, что происходит с занозой, попавшей в палец человека: занозу окружает гной, который растворяет и «переваривает» инородное тело. Так родилась теория о наличии у животных организмов защитного приспособления, заключающегося в захватывании и «переваривании» особыми клетками — фагоцитами — посторонних частиц, в том числе, микробов и остатков разрушенных клеток.

Когда потребовалось создать прибор, обнаруживающий приближение шторма, то выяснилось, что в природе очень точно за 10...15 ч предугадывает шторм обыкновенная медуза. Исследования показали, что медуза очень чувствительна к инфразвуковым волнам частотой 8...13 Гц. Оказалось, что эти колебания являются предвестником надвигающегося шторма.

Таким образом была поставлена задача разработки прибора с соответствующей чувствительностью, которая и была решена. Устройство для движения в грунте было создано инженерами после тщательного изучения «принципа работы» корабельного червя тередо, прокладывающего себе тоннель в бревне. Первые машины для подземных работ отбрасывали грунт назад. Инженер А. Требелев поместил крота в ящик с утрамбованной землей и просвечивал ящик рентгеновскими лучами. Оказалось, что крот все время вертит головой, вдавливая грунт в стенки туннеля, что явилось удачным решением для создания искусственного крота. В 1919 г. Н.

Е. Жуковский в созданной им аэродинамической лаборатории решил сразу две задачи — по борьбе со снежными заносами для железнодорожного транспорта и с заиливанием рек, мешающим речным судам. В аэродинамической лаборатории установили модели снегозашитных щитов. В устье аэродинамической трубы насыпали снег, и поток воздуха от вентилятора имитировал ту самую поземку, что доставляла много хлопот путейцам. Измерялась скорость падения снежинок в зависимости от их размеров.

Раздел 1. Общие приемы поиска решений 24 В отчете о выполненной работе было написано: «Благодаря тому, что башня не отапливалась, а также непосредственно прилегающие помещения имели температуру окружающего воздуха, никаких восходящих потоков не было».

Точность результатов обеспечивалась работой на жестоком морозе. Н. Е. Жуковский в своем докладе «О снежных заносах» сказал: «Кажется мне удалось открыть истинную причину образования снежных заносов и засорения речного русла». Как показывает практика, для того чтобы пришла подходящая аналогия, нужно, чтобы сознание человека было постоянно погружено в поставленную перед ним задачу, эта задача все время должна находиться в подсознании, даже если он в это время занят другими проблемами. Я.З.г.

Аналогия плроения Изобретатель А. М. Игнатьев, оцарапанный котенком, задумался: почему когти кошки, зубы белки и зайца, клюв дятла постоянно острые? Он пришел к выводу, что самозатачивание происходит благодаря многослойной конструкции зубов: более твердые слои окружены более мягкими. Этот принцип он воплотил в самозатачивающихся резцах. Буровая коронка построена по образцу зубов вымерших ящеров, многоярусные башни В.

Г. Шухова по строению подобны стеблю растений. Пионеры воздухоплавания долго боролись с продольным изгибом крыла самолета. В 1895 г. Ф. Шаню создал биплан с крыльями, соединенными стойками — подкосами. Конструкция была похожа на ажурный мост. Шаню был инженером-мостостроителем и увидел аналогию между своим делом и проблемой укрепления крыльев аэроплана без значительного их утяжеления, Я.З.З. Аналогия формы Этот вца аналогии заключается в том, что вновь создаваемый объект по внешнему виду делается подобным уже известному, свойства которого желательно получить. Например, трехслойные конструкции с сотовым заполнителем, радиаторы подобны пчелиным сотам. До создания теоретических основ гидродинамики строители лодок и кораблей для получения хороших ходовых качеств судов копировали форму тела рыб.

Аналогизирование — это прием мышления, заключающийся в умении находить сходство в непохожих на первый взгляд явлениях, умение создавать дополнительные ассоциативные связи между различными областями знаний, которые вводят в поле зрения специалиста богатый спектр полезных аналогий. 25 2. Приеиы, активизирующие иышление при решении задачи 2.3.«. Аналогия опзношенцб Еще в древности было замечено, что быть сходными по своим свойствам могут не только предметы, но и отношения между ними.