Ох, медленно идет дело, сказал оператор.
Медленно, согласился художник, подправляя изображение зайца. Чтобы этот зайчик пробежал по экрану, мы потратим рабочий день, не меньше.
И тут появился изобретатель.
Ну, заяц, погоди! решительно сказал он. Мы тебя расшевелим
Как вы думаете что предложил изобретатель?
«Триумвират», включающий вещество, ферромагнитный порошок и магнитное поле, получил название фепо́ль (от слов «ферромагнитный порошок» и «поле»). Но ведь такие «триумвираты» можно строить и с другими полями. Вспомните хотя бы задачу 13 об упрямой пружине. Наверное, вы догадались, что пружину
надо «упрятать» в лед, а для этого составить «триумвират» из теплового поля Пт, пружины В1 и льда В2.
Управлять пружиной непосредственно очень неудобно в этом суть задачи. Управляют ею, намораживая и размораживая лед (лучше всего сухой лед, чтобы при таянии не было воды).
В задаче 9 об укрупнении капель жидкости дано одно вещество капли. Можно сразу сказать: для решения задачи понадобится еще одно вещество и поле. В простейшем случае можно добавить в жидкость ферромагнитные частицы и управлять «слипанием» капель с помощью магнитного поля.
А если нельзя добавлять в жидкость никаких посторонних частиц?
Возникает противоречие: второе вещество должно быть и второго вещества не должно быть. Разделим поток на две части, зарядим одну из них положительно, другую отрицательно. Противоречие устранено! У нас одно вещество, мы не добавляли других веществ и все-таки у нас как бы два разных вещества Система из двух веществ и электрического поля построена, задача решена: разноименно заряженные капли будут слипаться. Такой системой легко управлять, увеличивая или уменьшая величину зарядов.
«Триумвираты» с любыми полями (не только магнитными) условно названы «веполями» (от слов «вещество» и «поле»). Так что феполь частный случай веполя. Как прямоугольный треугольник частный (хотя и очень важный) случай треугольника вообще.
Я не случайно сравнил веполи с треугольниками. Понятие «веполь» играет в теории решения изобретательских задач столь же важную роль, как и понятие «треугольник» в математике. Треугольник минимальная геометрическая фигура. Любую сложную фигуру можно разбить на треугольники. И если мы умеем решать задачи с треугольниками, мы осилим задачи с любыми другими фигурами. Так и в технике: если мы умеем решать задачи «на веполь», то справимся и с задачами, связанными со сложными техническими системами.
Азбука вепольного анализа
Вепольные формулы можно сравнить с формулами химическими. Вот, например, запись «реакции», дающей ответ на задачу 17:
Волнистая стрелка означает «действует неудовлетворительно», двойная стрелка «надо перейти к системе».
Как строить и преобразовывать веполи? Нам пока достаточно знать несколько простых правил.
Правило первое: если в задаче дана часть веполя, для решения нужно достроить веполь.
Разберем, например, задачу о бензобаке. Дано вещество В1 (пустой бак), неумеющее подавать сигнал о своем состоянии. Руководствуясь первым правилом, можно сразу записать решение задачи:
Обратите внимание: поля, которые действуют на вещества, мы записываем сверху, над строчкой; поля, которые создаются веществами и «выходят наружу», под строчкой.
Итак, в вепольной форме задача решена. Остается уточнить: что такое В2 и П. Поле должно действовать на человека; значит, оно может быть электромагнитным (оптическим), механическим (звуковым) или тепловым. Оптическое поле неудобно: дополнительные оптические сигналы будут отвлекать водителя. Еще неудобнее сигналы тепловые. А звуковые? Теперь понятна роль В2. Это вещество, когда бак пустеет, должно взаимодействовать с ним, создавая звуковой сигнал. Задача решена! Бросим в бак какой-нибудь поплавок. Пока в баке есть бензин, поплавок плавает «молча» (боковые стороны поплавка должны быть мягкими, чтобы поплавок не стучал о стенки бака).
Но как только горючего станет мало, поплавок застучит о дно бака, и водитель услышит сильный посторонний звук.
Получившуюся вепольную систему можно записать в виде ромба:
Механическое поле П1 (сила тряски) действует на поплавок В2, который взаимодействует с баком В1, и благодаря этому получается звуковое поле П2. Очень многие задачи на измерение и обнаружение решаются присоединением к веществу, которое дано по условиям задачи, «вепольной приставки»:
Эта приставка так же типична для решения «измерительных» и «обнаружительных» задач, как присоединение группы COOH к радикалу R в формулах органических кислот:
R может быть разным, но каждая органическая кислота, как известно, содержит группу COOH.
Теперь о втором правиле вепольного анализа. Суть его такова: если по условиям задачи дан ненужный веполь, то для его разрушения следует ввести между веществами В1 и В2 вещество В3, являющееся видоизменением В1 или В2. Это можно записать схемой:
Разрушить веполь можно по-разному. Изменить П, В1 или В2. Убрать П. Убрать В1 или В2. Ввести П2. Ввести В3. Последнее проще всего. Но обычно по условиям задачи вводить В3 нельзя. Возникает противоречие: надо вводить В3 и нельзя вводить В3. И вот правило указывает хитрый обходной путь: введем В3, но пусть это будет одно из имеющихся веществ, только слегка видоизмененное. Тогда противоречие легко преодолевается: В3 есть и В3 как бы нет.