第四講 物場分析實戰(zhàn)

第四講物場分析實戰(zhàn)第一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五第四講物場分析發(fā)明課題基本理論1發(fā)明課題水平及課題矛盾（2學(xué)時）2課題模式（2學(xué)時）3物場分析（6學(xué)時）4解決課題的措施（6學(xué)時）第二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五第五講物場分析方法物場構(gòu)成與定義物場組建規(guī)則物場分析方法1場的選擇與引進2技術(shù)系統(tǒng)的改造3物場系統(tǒng)的改造4物場系統(tǒng)的進化5案例第三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五1場的選擇與引進例子1：分選樹皮與木塊的課題，已給出兩個物質(zhì)，為構(gòu)成物場需要引進場。探索方案范圍大大縮?。喝绻姾腿醯南嗷プ饔玫膱?，只剩下電磁場和引力場?？紤]到樹皮與木塊在比重上的差別不大，應(yīng)當(dāng)立刻將引力場也屏去，就剩下唯一的場——電磁場。由于磁場不作用于樹皮和木塊，可以立刻就提出如下的決定性試驗：劈材在電場中表現(xiàn)怎么樣？結(jié)論：在電場中樹皮的微粒帶負電，而木塊的微粒帶正電，依此可以制造出分選機，它能保證將劈材中的樹皮和木塊準(zhǔn)確無誤的分離開。第四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五1場的選擇與引進再思考一下：如果劈材不帶電，怎么辦？構(gòu)成物場的規(guī)則仍有效。問題在于分出一種劈材來，即要拿走一種物質(zhì)。我們這樣來構(gòu)成物場：想著物質(zhì)添加一對“物質(zhì)和場”。比如，在劈碎樹干和樹枝之前，向樹皮撒上鐵磁性微粒，在劈碎后用磁性分選機。不需要試驗就能知道磁場完全能挑出“上了磁的樹皮”。經(jīng)驗之談：構(gòu)造“復(fù)合物場”（S2、S3）代替原有S2，大大地擴大了構(gòu)成物場的規(guī)則的應(yīng)用范圍。第五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2技術(shù)系統(tǒng)的改造例子2:使用過濾器從燃氣中消除非磁性塵粒，過濾器由多層金屬網(wǎng)組成。這些濾網(wǎng)能很好地擋住塵粒，但正因為如此，也很難清洗：必須經(jīng)常將過濾器斷開，長時間地向相反方向鼓風(fēng)，以使網(wǎng)上塵粒脫去。怎樣解決才好?答案：利用鐵磁性顆粒作為過濾器，它在磁極中間形成多孔的結(jié)構(gòu)。關(guān)斷和接通磁場就能有效地控制過濾器。當(dāng)捕捉塵粒時，過濾器的孔可以小，當(dāng)清洗時，過濾器的孔可以大。分析：在此課題的條件中已經(jīng)表達出物場體系；有S1(塵粒)，有S2(一迭金屬網(wǎng))，有場F(形成空氣流的力的機械場)。物場需要改造，解法如下：第六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2技術(shù)系統(tǒng)的改造建立物場過程：——將S2分裂成鐵磁性顆粒S磁；——場F的作用不是指向S制品，而是指向S磁(工具)；——場本身不是機械場(F機械)，而是磁場(F磁)

這可以寫成如下表達式：

F機械

F磁↙↘S1←→S2S制品←S磁第七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2技術(shù)系統(tǒng)的改造經(jīng)驗：隨著S2(工具、S磁)分散程度的增加，物場的有效性也增加了；F磁對工具的作用，比對制品的作用有效；電場(電磁場、磁場)比非電磁場(機械場，熱場等)有效；改變工具(它取決于我們)比改變制品(它常常是天然物)更合適。第八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五3物場系統(tǒng)的改造掌握：物場破壞與添加的四個方法第九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五物場改造方法一：方法1：如果物場中的兩個物質(zhì)之間出現(xiàn)有害作用，且兩物質(zhì)不必直接接觸，則將免費的或便宜的S3引入到兩個物質(zhì)之間第十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五例子：冬天用爐子取暖時，為使整個教室變暖，在火上放一鍋水作為蓄熱器，問題：蒸汽使整個教室霧氣騰騰——怎樣使水不冒氣且能長時間保暖？第十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五物場改造方法二方法2

如果禁止或不適于利用別的物質(zhì)時，可使用S1或S2的變形體作為S3引入兩物質(zhì)之間第十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五例子2：發(fā)電廠用皮帶運輸煤粉問題：濕煤進入系統(tǒng)引起一連串問題——濕煤粘在輸送器的螺旋部分，粘在管道壁上，粘在粉碎機的入口和頸部……思考：把煤弄干，改變管道形狀，甚至振動管道，但煤粉是非常危險的物質(zhì)，在試驗時會自燃、甚至爆炸新型管材——聚四氟乙烯，雖然解決問題，但材料貴，易破壞分析：濕煤粘在管道壁上——有一個無用的物場（兩種物質(zhì)，一個力學(xué)場）——加入S3（必須是S1或S2的變種）——答案：在管道壁和濕煤之間有一層薄薄地干煤，即可避免……第十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五例子3

管道系統(tǒng)輸送液體產(chǎn)生由于突然關(guān)閥而產(chǎn)生液壓沖擊問題：如何在瞬間消除液壓沖擊力，來不及引入氣體物場分析：輸送液體（S1）、管道（S2）液壓沖擊（F），需要加入S3（S1’或S2’）答案：利用物理效應(yīng)——空化從液體里分離出溶解氣體，用超聲波激發(fā)氣穴，則S3由液體本身產(chǎn)生，關(guān)閉超聲波氣穴瞬間消失——從專業(yè)角度，也有一定副作用第十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五例子4：訓(xùn)練新的跳水動作問題：如何保護運動員在動作失敗時不受傷物場分析：運動員S1，水S2，重力場F（不好），需要引進S3或（S1’、S2’）削弱重力撞擊答案：第三種物質(zhì)是充氣的水S2’第十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五物場改造方法三方法3

如果必須保持S1、S2直接接觸，則引入第二個場，以中和不良作用或轉(zhuǎn)變成第二種有益作用例子：用鋼粉制作軸套，給鋼粉通電時顆粒熔接在一起。在通電過程中產(chǎn)生強磁場使顆粒抱緊型芯，怎樣抽出型芯？答案：在型芯中的導(dǎo)線上加載反向脈沖電流物場分析：用F2與F1抵消，斷開S1與S2的作用力第十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五物場改造方法四方法4

如果必須消除場F對物質(zhì)S的不良作用，則引入第三種物質(zhì)把不良場作用吸引過去例子：保護盛水容器在水結(jié)冰時不破裂，在水里放一些彈性嵌入物，如橡膠和軟管。物場分析：用S3的空間吸收膨脹力F第十七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五物場改造小結(jié)課題情況：物場完備，但不好用，需要消除兩個物體間有害的相互作用，辦法是拆開這個物場三角形：

F

／＼

S1——S2經(jīng)驗：破壞物場最有效的步驟：引進第三種物質(zhì)S3（S1’或S2’）通過S3，引進第二種場F2阻斷、抵消或吸引F1，破壞有害作用。第十八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五4物場系統(tǒng)的進化物場是最小的技術(shù)單元，猶如機體中的細胞技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展基于物場鏈?zhǔn)桨l(fā)展與進化技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展對物場進化的需求增強有用的功能排除人的參與（自動化，智能化）賦予技術(shù)系統(tǒng)新的功能消除有害的、次要的功能物場進化法則——將物場復(fù)制增倍！第十九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五物場復(fù)制增倍方法1方法1：將物場的一部分變成可控物場，同時形成鏈?zhǔn)轿飯觯ㄈN形式）：第一種鏈?zhǔn)轿飯觯簩⑽飯鲋械奈镔|(zhì)擴展為物場第二種鏈?zhǔn)轿飯觯簲U展物場中的聯(lián)系第三種鏈?zhǔn)轿飯觯焊淖兗夹g(shù)系統(tǒng)中的重心第二十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五第一種鏈?zhǔn)轿飯隼诱n題：裝飾燈隨壓力變化改變發(fā)光顏色設(shè)置不同光的濾光器，并將其裝在真空波紋管上，壓力變化造成波紋管體積變化，從而移動相應(yīng)顏色濾光器進行濾光物場分析：自然光S1，濾光器S2，選擇性光學(xué)場F；將單一濾光器S2發(fā)展為子物場：多種濾光器S3，真空波紋管S4，壓力場F方法實質(zhì)：從上位體系走向下位體系第二十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五第二種鏈?zhǔn)轿飯隼樱赫n題：離合器，軸之間傳遞力矩的方式兩個轉(zhuǎn)軸分別固定在圓柱形離合器的兩邊，在離合器內(nèi)充入磁化液體（在磁場作用下會變硬,S3）斷電時兩個轉(zhuǎn)軸（S1，S2）自由轉(zhuǎn)動（F），通電（F）時液體S4變硬并連接兩軸剛性地傳遞S3,S1第二十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五第三種物場例子：玩具不倒翁的改進：通過對內(nèi)部重物的造使玩具動態(tài)化，增加了趣味性功能：站躺以不同頻率前后左右地搖擺錘子的改進:物理矛盾：為提高敲擊力錘子應(yīng)該重，為省力錘子應(yīng)該輕。答案：改為空心錘，內(nèi)部設(shè)有可自由移動的水銀解決：抬起手時重量進入手柄——輕落下時重量進入錘頭——重第二十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五物場復(fù)制增倍方法2方法2：如果需要提高一個物場的可控性，原物場必須保留，則可通過引入便于控制的第二個場，建立雙重物場例1：清洗試管（S1）時，向其中注入清洗溶液（S2）并振動試管（F1），為增強其功能，在其周圍增加一個負壓區(qū)（F2），使內(nèi)部洗液開始沸騰例2：為提高輪胎（S1）與道路（S2）的附著度，同時利用重力（F1）和輪胎表面花紋凹陷處產(chǎn)生的負壓吸力（F2）第二十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五簡單的邏輯：“是”意味著“是”，“不”意味著“不”，“黑”是“黑”，“白”是“白”……創(chuàng)造性問題解決的理論發(fā)展了基于辯證邏輯的另外的思考方法——“是”可以是“不”，“黑”可以是“白”第二十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五5案例第二十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五物場組建規(guī)則小結(jié)規(guī)則1：非完備物場，構(gòu)建完備的物場模型，進行物場轉(zhuǎn)換規(guī)則2：把易控的具有所需特性的補充物S3引入到物質(zhì)S2里，形成復(fù)合物場規(guī)則3：引入外部環(huán)境中現(xiàn)有的物質(zhì)，在外部環(huán)境中形成物場規(guī)則4：通過外部環(huán)境的置換、分解或引入補充物獲得這種物質(zhì)S3規(guī)則5：多做一點，再把多余的部分帶走規(guī)則6：把最大作用狀態(tài)作用于與之有關(guān)聯(lián)的另一物質(zhì)——媒介規(guī)則7：大作用場：在特定區(qū)域引入防護物質(zhì)，以屏蔽過強的作用場小作用場：在特定區(qū)域引入物質(zhì)用于生成局部的強化場第二十七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五物場分析方法（步驟）場的選擇與引進技術(shù)系統(tǒng)的改造物場系統(tǒng)的改造（四種方法）物場系統(tǒng)的進化（物場的復(fù)制與增倍）第二十八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五問題1：警犬的秘密一個玩具警犬，可以在擺放的眾多塑料棍中找到一個具體的棍并且叫起來？一條真的狗是通過嗅覺達到該目的，但是玩具狗要有不同的辦法。思考：容易理解：需要一個馬達、一節(jié)電池和輪子，聲控開關(guān)，發(fā)出叫聲提示：利用看不見的場答案：棍內(nèi)放入磁鐵第二十九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五問題2：獵人與狗問題：獵人是聾人，聽不見獵狗的叫聲，如何解決？分析并構(gòu)建物場：獵人Ｓ１，獵狗Ｓ２，由于獵人聽不見因此失去聲場需要通過引入一個物Ｓ３加入一個場Ｆ答案：用兩條獵狗，發(fā)現(xiàn)獵物后其中一條回來報信。第三十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五問題3百發(fā)百中問題：演戲中羅賓漢要向遠處森林中的偵探射箭，為了真實，需要全景攝影；如何不射偏？物場分析羅賓漢的箭Ｓ１；偵探S２，需要加入一個場，如果不能自行生成，則需要加入Ｓ３帶入這個場答案：最簡單辦法：通過一根兩端連接弦和偵探的細絲，箭做成中空的形式，穿在細絲上……第三十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五問題4什么時候加油物場分析第三十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五問題5飄揚的旗幟舞臺劇的助手：旗幟掛在蓋斯康上方的旗桿上，這里是戰(zhàn)斗中心但我們感覺不出氣氛，旗幟像塊布，不會在風(fēng)中飄舞；如果用大風(fēng)扇吹動旗子，其聲音會像飛機一樣；怎么辦？答案旗桿做成中空的，并鉆上小孔使一個小電扇可以通過旗桿向棋子吹風(fēng)——正確選擇物場的方式第三十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五問題6橡皮泥與磁粉事件：一所物理學(xué)院安裝了一臺大型儀器，主要部分是一個５０米高的巨型磁鐵，這臺儀器要求非常精確，因此非常平整光滑。但是，一天磁鐵表面上突然吸上了一兩公斤面粉，怎樣才能弄下來？注意：不能刮、不能用酸，因為都會影響磁鐵表面的光潔度。答案：引入第三種物質(zhì)——橡皮泥第三十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五問題7完美的水果包裝機問題：包裝機將紙箱放在桌子上，水果從一個通道滾到箱子里，一臺電動機振動著桌子使水果裝好，一個小問題：當(dāng)水果在箱子中相互碰撞時會撞傷，如何避免？思考：降低通道？問題是包裝時又需要抬高通道，這意味著需要增加一個自動化系統(tǒng)來控制，因此系統(tǒng)復(fù)雜化；反過來呢？抬高紙箱，問題沒有改變……突然，一個發(fā)明家誕生了……想想物－場分析，蘋果與蘋果相撞，加入一個軟性磁性皮球第三十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五問題