|
АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ АРИЗ-85-В
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
ЗАДАЧА ОБ ОБНАРУЖЕНИИ БАКТЕРИЙСИТУАЦИЯ
Для проверки стерильности воды в нее окунают металлическую пластинку, пронизанную множеством мельчайших пор. Затем пластинку извлекают и прикладывают к одной ее стороне "промокашку", которая отсасывает воду с другой (второй) стороны пластинки. На этой, второй, стороне бактерии остаются "на мели" (они не могут пройти сквозь поры). Зафиксировав таким образом "добычу", приступают к "поштучному" подсчету числа пойманных бактерий (это число характеризует степень стерильности воды). Подсчет ведут "построчно" с помощью микроскопов. Операция эта весьма трудоемкая. Как вести анализ в полевых условиях без микроскопа?
РЕШЕНИЕ
Шаг 1.1. Мини-задача. ТС для подсчета числа бактерий включает пористую пластинку и некоторое (неизвестное) количество (3, 5, 10,...) бактерий на одной ее стороне. ТП-1: если бактерии имеют малые размеры, подсчет бактерий затруднителен, но такой случай реален (соответствует природе бактерий). ТП-2: если бактерии имеют большие размеры, подсчет их прост, но такие размеры нереальны. Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить возможность подсчета бактерий невооруженным глазом.
Пояснение 1
Задача 5 во многом аналогична задаче 4 об обнаружении частиц в жидкости оптической чистоты. Поэтому можно сразу перейти к шагу 5.2.
Шаг 5.2. Задача-аналог - задача об обнаружении частиц в жидкости оптической чистоты. Частицы - в обоих случаях - надо увеличить. В задаче 4 это достигают образованием пузырька вокруг каждой частицы. Но в задаче 5 внешняя среда - воздух. Конечно, можно ввести жидкую среду и использовать способ, описанный при решении задачи 4. Но это потребует сравнительно сложного оборудования, а в задаче 5 речь идет об анализе в полевых условиях. Следовательно, решение задачи 4 надо видоизменить.
При решении задачи 4 частицы "подпитывались" (для роста) имеющейся жидкостью. Замена жидкости, введение в нее посторонних добавок были недопустимы. В задаче 5 "подпитку" бактерий можно вести любой внешней средой.
Контрольный ответ. Бактерии должны сами расти. Для этого необходимо создать питательную внешнюю среду. "Промокашку" смазывают питательным раствором, пластинки (одновременно много пластинок) помещают в термостат. Бактерии быстро размножаются, образуя колонии, видимые невооруженным глазом. Сколько колоний, столько и было бактерий (Изобретатель и рационализатор. 1981. № 5. С. 30).
Таким образом, решение с использованием задачи-аналога получено:
а) более интенсивным изменением внешней среды;
б) переходом с "линии" внешней среды на "линию" изделия.
8-Зд. Обобщение полученного результата.
Суть найденного принципа: для обнаружения частиц, труднодоступных прямому наблюдению, следует увеличить размеры этих частиц за счет их спонтанного роста или образования "чужой" оболочки при действии имеющейся или видоизмененной среды. В задачах 4 и 5 речь идет о частицах примерно одного - микроскопического - размера. Но рассматриваемый принцип применим и при переходе к молекулам, атомам, элементарным частицам, что реализовано, например, в камере Вильсона и пузырьковой камере. А как обстоит дело в макромире, скажем, при обнаружении нейтронных звезд? Нейтронные звезды трудно обнаружить, поскольку они не обладают собственным электромагнитным излучением. Однако нейтронные звезды интенсивно притягивают межзвездное вещество. Объем звезд при этом не возрастает, но, поглощая межзвездную "пыль", звезда отдает энергию в виде рентгеновского излучения, которое может быть обнаружено.
Таким образом, найденный принцип следует пополнить более тонким приемом: объект может быть "увеличен" не только за счет прямого поглощения внешней среды, но и за счет физических явлений, сопровождающих поглощение и проявляющихся уже при относительно небольших изменениях размеров. При этом физэффекты могут быть заранее запрограммированы, если объект, подлежащий наблюдению, допускает введение добавок (см. стандарт 4.1.3). Для природных объектов, не допускающих введения добавок, искомый физэффект может быть получен за счет резонанса ("колебания размеров" - см. стандарт 4.3.2) и переходом к полисистеме (см. стандарт 4.5.1).
...Здесь возможно дальнейшее углубление начинающей образовываться общей теории обнаружения любых объектов в любых средах.
[ << Приложение 4. ] [ ОГЛАВЛЕНИЕ ]
|
