🔙 Quay lại trang tải sách pdf ebook Giải quyết vấn đề và ra quyết định - tập 4 Ebooks Nhóm Zalo “Cuộc đời của mỗi người là chuỗi các vấn đề cần giải quyết, chuỗi các quyết định cần phải ra. Mỗi người cần giải quyết tốt các vấn đề và ra các quyết định đúng”. “Cuộc đời của mỗi người là quá trình liên tục biến đổi thông tin thành tri thức và tri thức đã biết thành tri thức mới”. “Cuộc đời của mỗi người phải là chuỗi những sáng tạo và đổi mới hoàn toàn”. Phương pháp luận sáng tạo và đổi mới xây dựng và trang bị loại tư duy: “Nhìn xa, trông rộng, xem xét toàn diện, thấy và hành động giải quyết các mâu thuẫn để đưa các hệ liên quan phát triển theo các quy luật phát triển hệ thống”. LỜI NÓI ĐẦU CỦA BỘ SÁCH “SÁNG TẠO VÀ ĐỔI MỚI” (CREATIVITY AND INNOVATION) Phương pháp luận sáng tạo và đổi mới (viết tắt là PPLSTVĐM, tiếng Anh là Creativity and Innovation Methodologies) là phần ứng dụng của Khoa học về sáng tạo (Sáng tạo học, tên cổ điển - Heuristics, tên hiện đại - Creatology), gồm hệ thống các phương pháp và các kỹ năng cụ thể giúp nâng cao năng suất và hiệu quả, về lâu dài tiến tới điều khiển tư duy sáng tạo (quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định) của người sử dụng. Suốt cuộc đời, mỗi người chúng ta dùng suy nghĩ rất nhiều, nếu không nói là hàng ngày. Từ việc trả lời những câu hỏi bình thường như “Hôm nay ăn gì? mặc gì? làm gì? mua gì? xem gì? đi đâu?...” đến làm các bài tập thầy, cô cho khi đi học; chọn ngành nghề đào tạo; lo sức khỏe, việc làm, thu nhập, hôn nhân, nhà ở; giải quyết các vấn đề nảy sinh trong công việc, trong quan hệ xã hội, gia đình, nuôi dạy con cái... , tất tần tật đều đòi hỏi phải suy nghĩ và chắc rằng ai cũng muốn mình suy nghĩ tốt, ra những quyết định đúng để “đời là bể khổ” trở thành “bể sướng”. Chúng ta tuy được đào tạo và làm những nghề khác nhau nhưng có lẽ có một nghề chung, giữ nguyên suốt cuộc đời, cần cho tất cả mọi người. Đó là “nghề” suy nghĩ và hành động giải quyết các vấn đề gặp phải trong suốt cuộc đời nhằm thỏa mãn các nhu cầu chính đáng của cá nhân mình, đồng thời thỏa mãn các nhu cầu để xã hội tồn tại và phát triển. Nhìn dưới góc độ này, PPLSTVĐM giúp trang bị loại nghề chung nói trên, bổ sung cho giáo dục, đào tạo hiện nay, chủ yếu, chỉ đào tạo các nhà chuyên môn. Nhà chuyên môn có thể giải quyết tốt các vấn đề chuyên môn nhưng nhiều khi không giải quyết tốt các vấn đề ngoài chuyên môn, do vậy, không thực sự hạnh phúc như ý. Các nghiên cứu cho thấy, phần lớn mọi người thường suy nghĩ một cách tự nhiên như đi lại, ăn uống, hít thở mà ít khi suy nghĩ về chính suy nghĩ của mình, xem nó hoạt động ra sao để cải tiến, làm suy nghĩ của mình trở nên tốt hơn, như người ta thường chú ý cải tiến các dụng cụ, máy móc dùng trong sinh hoạt và công việc. Cách suy nghĩ tự nhiên nói trên có năng suất, hiệu quả rất thấp và nhiều khi trả giá đắt cho các quyết định sai. Nói một cách nôm na, cách suy nghĩ tự nhiên ứng với việc lao động bằng xẻng thì PPLSTVĐM là máy xúc với năng suất và hiệu quả cao hơn nhiều. Nếu xem bộ não của mỗi người là máy tính tinh xảo - đỉnh cao tiến hóa và phát triển của tự nhiên thì phần mềm (cách suy nghĩ) tự nhiên đi kèm với nó chỉ khai thác một phần rất nhỏ tiềm năng của bộ não. PPLSTVĐM là phần mềm tiên tiến giúp máy tính - bộ não hoạt động tốt hơn nhiều. Nếu như cần “học ăn, học nói, học gói, học mở” thì “học suy nghĩ” cũng cần thiết cho tất cả mọi người. PPLSTVĐM dạy và học được như các môn học truyền thống: Toán, lý, hóa, sinh, tin học, quản trị kinh doanh... Trên thế giới, nhiều trường và công ty đã bắt đầu từ lâu và đang làm điều đó một cách bình thường. Dưới đây là vài thông tin về PPLSTVĐM trên thế giới và ở nước ta. Từ những năm 1950, ở Mỹ và Liên Xô đã có những lớp học dạy thử nghiệm PPLSTVĐM. Dưới ảnh hưởng của A.F. Osborn, phó chủ tịch công ty quảng cáo BBD & O và là tác giả của phương pháp não công (Brainstorming) nổi tiếng, Trung tâm nghiên cứu sáng tạo (Center for Studies in Creativity) được thành lập năm 1967 tại Đại học Buffalo, bang New York. Năm 1974, Trung tâm nói trên bắt đầu đào tạo cử nhân khoa học và năm 1975 - thạc sỹ khoa học về sáng tạo và đổi mới (BS, MS in Creativity and Innovation). Ở Liên Xô, G.S. Altshuller, nhà sáng chế, nhà văn viết truyện khoa học viễn tưởng và là tác giả của Lý thuyết giải các bài toán sáng chế (viết tắt theo tiếng Nga và chuyển sang ký tự Latinh - TRIZ) cộng tác với “Hiệp hội toàn liên bang các nhà sáng chế và hợp lý hóa” (VOIR) thành lập Phòng thí nghiệm các phương pháp sáng chế năm 1968 và Học viện công cộng về sáng tạo sáng chế (Public Institute of Inventive Creativity) năm 1971. Người viết, lúc đó đang học ngành vật lý bán dẫn thực nghiệm tại Liên Xô, có may mắn học thêm được khóa đầu tiên của Học viện sáng tạo nói trên, dưới sự hướng dẫn trực tiếp của thầy G.S. Altshuller. Chịu ấn tượng rất sâu sắc do những ích lợi PPLSTVĐM đem lại cho cá nhân mình, bản thân lại mong muốn chia sẻ những gì học được với mọi người, cùng với sự khuyến khích của thầy G.S. Altshuller, năm 1977 người viết đã tổ chức dạy dưới dạng ngoại khóa cho sinh viên các khoa tự nhiên thuộc Đại học tổng hợp TpHCM (nay là Trường đại học khoa học tự nhiên, Đại học quốc gia TpHCM). Những khóa PPLSTVĐM tiếp theo là kết quả của sự cộng tác giữa người viết và Câu lạc bộ thanh niên (nay là Nhà văn hóa thanh niên TpHCM), Ủy ban khoa học và kỹ thuật TpHCM (nay là Sở khoa học và công nghệ TpHCM)... Năm 1991, được sự chấp thuận của lãnh đạo Đại học tổng hợp TpHCM, Trung tâm Sáng tạo Khoa học - kỹ thuật (TSK) hoạt động theo nguyên tắc tự trang trải ra đời và trở thành cơ sở chính thức đầu tiên ở nước ta giảng dạy, đào tạo và nghiên cứu PPLSTVĐM. Đến nay đã có vài chục ngàn người với nghề nghiệp khác nhau thuộc mọi thành phần kinh tế, xã hội, từ Hà Nội đến Cà Mau tham dự các khóa học từng phần hoặc đầy đủ chương trình 120 tiết của TSK dành đào tạo những người sử dụng PPLSTVĐM. TSK cũng tích cực tham gia các hoạt động quốc tế như công bố các công trình nghiên cứu khoa học dưới dạng các báo cáo, báo cáo chính (keynotes) tại các hội nghị, các bài báo đăng trong các tạp chí chuyên ngành và giảng dạy PPLSTVĐM cho các cán bộ quản lý, giảng dạy, nghiên cứu ở nước ngoài theo lời mời. Năm 2000, tại Mỹ, nhà xuất bản Kendall/Hunt Publishing Company xuất bản quyển sách “Facilitative Leadership: Making a Difference with Creative Problem Solving” (Tạm dịch là “Lãnh đạo hỗ trợ: Tạo sự khác biệt nhờ giải quyết vấn đề một cách sáng tạo”) do tiến sỹ Scott G. Isaksen làm chủ biên. Ở các trang 219, 220, dưới tiêu đề Các tổ chức sáng tạo (Creativity Organizations) có đăng danh sách đại biểu các tổ chức hoạt động trong lĩnh vực sáng tạo và đổi mới trên thế giới. Trong 17 tổ chức được nêu tên, TSK là tổ chức duy nhất ở châu Á. Bộ sách “Sáng tạo và đổi mới” gồm những quyển sách trình bày tương đối chi tiết và hệ thống dựa theo giáo trình môn học dành đào tạo những người sử dụng PPLSTVĐM, được các giảng viên của Trung tâm Sáng tạo Khoa học - kỹ thuật (TSK) dạy ở nước ta trong các lớp do TSK mở và theo lời mời của các cơ quan, trường học, tổ chức, công ty. Những quyển sách này được biên soạn nhằm phục vụ đông đảo bạn đọc muốn tìm hiểu môn học PPLSTVĐM trong khi chưa có điều kiện đến lớp học và các cựu học viên muốn có thêm các tài liệu giúp nhớ lại để áp dụng các kiến thức đã học tốt hơn. PPLSTVĐM, tương tự như các môn học đòi hỏi thực hành và luyện tập nhiều như thể thao chẳng hạn, rất cần sự tương tác trực tiếp giữa các huấn luyện viên và học viên mà đọc sách không thôi chắc chắn còn chưa đủ. Tuy đây không phải là những quyển sách tự học để sử dụng PPLSTVĐM, lại càng không phải để trở thành cán bộ giảng dạy, nghiên cứu, người viết không loại trừ, có những bạn đọc với các nỗ lực của riêng mình có thể rút ra và áp dụng thành công nhiều điều từ sách vào cuộc sống và công việc. Người viết cũng rất hy vọng có nhiều bạn đọc như vậy. Các quyển sách của bộ sách “Sáng tạo và đổi mới” không chỉ trình bày hệ thống các phương pháp và các kỹ năng cụ thể dùng để sáng tạo và đổi mới mà còn có những phần được biên soạn nhằm tác động tốt lên nhận thức, quan niệm, thái độ và xúc cảm của bạn đọc, là những yếu tố rất cần thiết thúc đẩy những hành động áp dụng PPLSTVĐM vào cuộc sống, công việc. Nói cách khác, PPLSTVĐM còn góp phần hình thành, xây dựng, củng cố và phát triển những phẩm chất của nhân cách sáng tạo ở người học. Dự kiến, bộ sách “Sáng tạo và đổi mới” sẽ gồm những quyển sách trình bày từ đơn giản đến phức tạp, từ những kiến thức cơ sở đến những kiến thức ứng dụng của PPLSTVĐM với các tên sách sau: 1. Giới thiệu: Phương pháp luận sáng tạo và đổi mới. 2. Thế giới bên trong con người sáng tạo. 3. Tư duy lôgích, biện chứng và hệ thống. 4. Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản (1). 5. Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản (2). 6. Các phương pháp sáng tạo. 7. Các quy luật phát triển hệ thống. 8. Hệ thống các chuẩn dùng để giải các bài toán sáng chế. 9. Algôrit (Algorithm) giải các bài toán sáng chế (ARIZ). 10. Phương pháp luận sáng tạo và đổi mới: Những điều muốn nói thêm. Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng, xã hội loài người trong quá trình phát triển trải qua bốn thời đại hay nền văn minh (làn sóng phát triển): Nông nghiệp, công nghiệp, thông tin và tri thức. Nền văn minh nông nghiệp chấm dứt thời kỳ săn bắn, hái lượm, du cư bằng việc định cư, trồng trọt và chăn nuôi, sử dụng các công cụ lao động còn thủ công. Nền văn minh công nghiệp cho thấy, mọi người lao động bằng các máy móc hoạt động bằng năng lượng ngoài cơ bắp, giúp tăng sức mạnh và nối dài đôi tay của con người. Ở thời đại thông tin, máy tính, các mạng lưới thông tin giúp tăng sức mạnh, nối dài các bộ phận thu, phát thông tin trên cơ thể người như các giác quan, tiếng nói, chữ viết... và một số hoạt động lôgích của bộ não. Nhờ công nghệ thông tin, thông tin trở nên truyền, biến đổi nhanh, nhiều, lưu trữ gọn, truy cập dễ dàng. Tuy nhiên, trừ loại thông tin có ích lợi thấy ngay đối với người nhận tin, các loại thông tin khác vẫn phải cần bộ não của người nhận tin xử lý, biến đổi để trở thành thông tin có ý nghĩa và ích lợi (tri thức) cho người có thông tin. Nếu người có thông tin không làm được điều này trong thời đại bùng nổ thông tin thì có thể trở thành bội thực thông tin nhưng đói tri thức, thậm chí ngộ độc vì nhiễu thông tin và chết đuối trong đại dương thông tin mà không khai thác được gì từ đại dương giàu có đó. Thời đại tri thức mà thực chất là thời đại sáng tạo và đổi mới, ở đó đông đảo quần chúng sử dụng PPLSTVĐM được dạy và học đại trà để biến thông tin thành tri thức với các ích lợi toàn diện, không chỉ riêng về mặt kinh tế. Nói cách khác, PPLSTVĐM là hệ thống các công cụ dùng để biến đổi thông tin thành tri thức, tri thức đã biết thành tri thức mới. Rất tiếc, ở nước ta hiện nay chưa chính thức đào tạo các cán bộ giảng dạy, nghiên cứu Sáng tạo học và PPLSTVĐM với các bằng cấp tương ứng: Cử nhân, thạc sỹ và tiến sỹ như một số nước tiên tiến trên thế giới. Người viết tin rằng sớm hay muộn, những người có trách nhiệm quyết định sẽ phải để tâm đến vấn đề này và “sớm” chắc chắn tốt hơn “muộn”. Hy vọng rằng, PPLSTVĐM nói riêng, Sáng tạo học nói chung sẽ có chỗ đứng xứng đáng, trước hết, trong chương trình giáo dục và đào tạo của nước ta trong tương lai không xa. Người viết gởi lời cảm ơn chung đến các đồng nghiệp trong nước và quốc tế, các cựu học viên đã động viên, khuyến khích để bộ sách “Sáng tạo và đổi mới” ra đời. Người viết cũng chân thành cảm ơn sự cộng tác nhiệt tình của các cán bộ Trung tâm Sáng tạo Khoa học - kỹ thuật (TSK) thuộc Trường đại học khoa học tự nhiên, Đại học quốc gia TpHCM: Th.S. Trần Thế Hưởng, Th.S. Vương Huỳnh Minh Triết, Th.S. Lê Minh Sơn, anh Nguyễn Hoàng Tuấn, đặc biệt là Th.S. Lê Minh Sơn đã dành rất nhiều thời gian và công sức cho việc trình bày bộ sách này trên máy tính. Trung tâm Sáng tạo Khoa học - kỹ thuật (TSK) Trường đại học khoa học tự nhiên - Đại học quốc gia TpHCM 227 Nguyễn Văn Cừ, Q.5, Tp.HCM ĐT: (848) 38301743 FAX: (848) 38350096 E-mail: [email protected] Website: www.hcmus.edu.vn/CSTC/home-v.htm (tiếng Việt) hoặc www.cstc.vn www.hcmus.edu.vn/CSTC/home-e.htm (tiếng Anh) Phan Dũng VỀ NỘI DUNG CỦA QUYỂN BỐN: “CÁC THỦ THUẬT (NGUYÊN TẮC) SÁNG TẠO CƠ BẢN: PHẦN 1 ” Quyển một “Giới thiệu: Phương pháp luận sáng tạo và đổi mới” đã giúp bạn đọc có cái nhìn tổng quan về Sáng tạo học và Phương pháp luận sáng tạo và đổi mới (PPLSTVĐM). Quyển hai “Thế giới bên trong con người sáng tạo” và quyển ba “Tư duy lôgích, biện chứng và hệ thống” đã trình bày các kiến thức, được rút ra một cách chọn lọc từ những khoa học có đối tượng nghiên cứu là tư duy, hoặc liên quan, hỗ trợ hoạt động tư duy. Các kiến thức này đóng vai trò các kiến thức cơ sở dùng để xây dựng và sử dụng PPLSTVĐM. Cụ thể, quyển hai dành nói về tâm lý học sáng tạo, lý thuyết thông tin, điều khiển học, nhằm giúp bạn đọc biết, hiểu và sử dụng những hiện tượng phong phú thuộc thế giới bên trong của mình tốt hơn. Từ đó, bạn đọc thấy rằng, cần có những nỗ lực cá nhân hướng tới phát triển khả năng điều khiển tư duy nói riêng, thế giới bên trong nói chung, cũng như các hành động của chính mình; đáp ứng nhu cầu phát triển các nhâ4n cách sáng tạo, khi cá nhân thực hiện các sáng tạo và đổi mới. Quyển ba trình bày các kiến thức lấy từ lôgích học hình thức, phép biện chứng duy vật và khoa học hệ thống. Cùng với các kiến thức đã trình bày trong quyển hai, đây là những kiến thức rất quan trọng đối với tất cả các giai đoạn của quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định (tư duy sáng tạo), mà người giải bài toán cần tính đến khi sử dụng PPLSTVĐM. Từ quyển bốn đến quyển chín, để bạn đọc dễ theo dõi, người viết cố gắng sắp xếp trình bày các công cụ của PPLSTVĐM từ đơn giản đến phức tạp; từ cụ thể đến trừu tượng, khái quát; từ phổ biến rộng đến chuyên sâu; từ mức khó thấp đến mức khó cao. Trong ý nghĩa này, các công cụ đơn giản, cụ thể, dễ tiếp thu nhất của PPLSTVĐM - các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản được đề cập đầu tiên và được trình bày trong quyển bốn và quyển năm. Trong tay bạn đọc là quyển bốn “Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản: Phần 1”. Quyển bốn được thiết kế thành một chương lớn gồm bốn mục, có nhiệm vụ giới thiệu với bạn đọc nội dung, ý nghĩa và các ích lợi của các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản. Trong mục một “Mở đầu”, bạn đọc sẽ tìm thấy những chi tiết về lịch sử ra đời và cách phát hiện các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản. Chúng được G.S. Altshuller tìm ra, trước hết, dựa trên việc phân tích một số lượng rất lớn các thông tin sáng chế thuộc rất nhiều lĩnh vực kỹ thuật. Các sáng chế này được chọn lọc một cách tin cậy theo các tiêu chuẩn đánh giá sáng tạo. Sau đó, các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản tìm ra còn được so sánh, kiểm nghiệm với các lĩnh vực không phải là kỹ thuật để cuối cùng có được những thủ thuật khách quan, ổn định, tin cậy nhất, với phạm vi áp dụng rộng nhất có thể có. Mục hai “Lời phát biểu, các thí dụ minh họa và một số nhận xét về các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản” giúp bạn đọc làm quen với nội dung chi tiết các lời phát biểu của 40 thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản, không chỉ thông qua các từ ngữ phát biểu chúng, mà còn thông qua các thí dụ gần gũi, dễ hiểu. Đối với mỗi thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản, người viết đều cố gắng gợi ý sơ bộ những điểm bạn đọc cần lưu ý dưới dạng các nhận xét. Trên thực tế, mục hai chính là quyển sách “Sổ tay sáng tạo: Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản” (xem phần Tài liệu tham khảo) được người viết chỉnh lý, sắp xếp lại không nhiều. Mục ba “Các ích lợi của các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản nhìn dưới góc độ các kiến thức cơ sở của PPLSTVĐM” giúp bạn đọc thấy tổng quan các ích lợi và hiểu nội dung các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản sâu, rộng, khái quát hơn so với ngữ nghĩa thông dụng của các từ ngữ được giải thích trong từ điển, mà những từ ngữ đó có trong lời phát biểu các thủ thuật. Bạn đọc có thể thấy các công dụng của các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản như: giúp trang bị hệ thống các cách xem xét (cách nhìn) sự vật; giúp lý giải một cách lôgích các giải pháp sáng tạo đã có; dự báo khuynh hướng phát triển sự vật; phát các ý tưởng sáng tạo; phát hiện các bài toán và xác định bài toán cần giải; khắc phục tính ì tâm lý; phát hiện các nguồn dự trữ có sẵn trong hệ thống để sử dụng... Mục bốn “Tổng kết chương” có nhiệm vụ tóm tắt chương, rút ra những ý chính dưới dạng các kết luận được mở rộng và nêu những ý liên quan đến việc luyện tập sử dụng các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản còn chưa được đề cập trong quyển bốn này. Những ý đó sẽ được trình bày trong quyển năm “Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản: Phần 2”. Cuối cùng, Phụ lục gồm các bài đọc thêm sẽ cung cấp cho bạn đọc một số thông tin về những patent đầu tiên trên thế giới, về các hoạt động sáng tạo và đổi mới ở Mỹ và Nhật Bản. 11.2. Lời phát biểu, các thí dụ minh họa và một số nhận xét về các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản Thủ thuật trong TRIZ được hiểu là thao tác tư duy đơn lẻ, chỉ ra hướng người giải cần suy nghĩ. Tính cơ bản của thủ thuật thể hiện ở tính đơn giản, tương đối độc lập, hay sử dụng trong thực tế sáng tạo và đổi mới và là sự thể hiện cụ thể một cách đa dạng các quy luật phát triển hệ thống (các quy luật này sẽ được trình bày trong quyển bảy). Ngoài ra, tính cơ bản của các thủ thuật còn thể hiện ở chỗ, chúng đóng vai trò trong PPLSTVĐM như vai trò của các chữ cái trong ngôn ngữ, các nguyên tố hóa học trong hóa học..., hiểu theo nghĩa, chúng có thể tổ hợp lại với nhau tạo nên những ý tưởng sáng tạo phức tạp hơn. Điều này cũng tương tự như trong ngôn ngữ, các chữ cái tổ hợp lại với nhau thành các từ, các từ tổ hợp lại với nhau thành câu...; trong hóa học, các nguyên tố (đơn chất) tổ hợp lại với nhau thành các hợp chất, các chuỗi polymer... Thực tế cho thấy, người ta thường dùng tổ hợp của các thủ thuật, nhiều hơn là dùng các thủ thuật đơn lẻ một cách độc lập. Một lần nữa lại có sự tương tự: Trong ngôn ngữ, người ta thường dùng từ nhiều hơn là các chữ cái riêng rẽ; trong hóa học, người ta thường dùng các hợp chất nhiều hơn là các đơn chất. Mỗi thủ thuật trong mục này được trình bày theo trình tự sau: - Số thứ tự (được in đậm trong mỗi mục nhỏ và dưới mỗi trang) và tên gọi của từng thủ thuật trong số hệ thống 40 thủ thuật. Lưu ý, bạn đọc đừng tự ý thay đổi số thứ tự của từng thủ thuật vì nó còn liên quan đến việc tra cứu “Bảng các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản dùng để giải quyết các mâu thuẫn kỹ thuật” (sẽ được trình bày chi tiết trong quyển năm). - NỘI DUNG (lời phát biểu) của từng thủ thuật. Phần này được người viết cố gắng dịch thoát ý từ các nguyên bản tiếng Nga. - GIẢI THÍCH thuật ngữ ít biết, nếu nó có trong lời phát biểu thủ thuật nào đó. Điều này có nghĩa, không phải thủ thuật nào cũng có phần giải thích. - CÁC THÍ DỤ minh họa nội dung của từng thủ thuật. Mỗi thủ thuật có khoảng trên, dưới mười thí dụ minh họa. Khởi đầu là những thí dụ gần gũi, ai cũng biết, có xung quanh mọi người. Sau đó là những thí dụ “sâu” hơn, được người viết sưu tầm, chọn lấy cho phù hợp với nội dung của từng thủ thuật, chủ yếu, từ các tạp chí tiếng Nga “Kỹ thuật và khoa học”, “Tạp chí của các kỹ sư”, “Nhà sáng chế và hợp lý hóa”, “Kỹ thuật và thanh niên”, “Nhà kỹ thuật trẻ”, “Nhà thiết kế và tạo mẫu”, “Khoa học và đời sống”. Tuy gọi là sâu hơn, những thí dụ đó hoàn toàn có thể hiểu được đối với những người có trình độ từ phổ thông trung học trở lên. - Các NHẬN XÉT bước đầu về từng thủ thuật, sau khi bạn đọc làm quen với lời phát biểu thủ thuật và các thí dụ minh họa nội dung của thủ thuật. Những nhận xét này sẽ được diễn giải chi tiết hơn, khái quát hơn nhìn dưới góc độ các kiến thức cơ sở của PPLSTVĐM (xem mục 11.3), nhằm giúp bạn đọc mở rộng phạm vi áp dụng của các thủ thuật sáng tạo sang cả các lĩnh vực không phải là kỹ thuật. 11.2.1. NGUYÊN TẮC PHÂN NHỎ NỘI DUNG: a) Chia đối tượng thành các phần độc lập. b) Làm đối tượng trở nên tháo lắp được. c) Tăng mức độ phân nhỏ của đối tượng. CÁC THÍ DỤ: 1) Dây kim loại một sợi phân nhỏ thành dây kim loại nhiều sợi. 2) Thước mét phân nhỏ thành thước gập, phân nhỏ nữa thành thước dây mềm, gọn. 3) Để lên cao được, cần có thang gồm nhiều bước nhỏ. 4) Báo khổ rộng in thành những cột nhỏ cho dễ đọc. 5) Ngũ cốc nghiền thành bột, từ đó làm bún, miến, mì, bánh các loại. Tương tự, trong kỹ thuật có ngành luyện kim bột, đúc nhựa từ các hạt nhỏ… 6) Trong toán học, thay vì nghiên cứu các hàm số phức tạp người ta phân tích thành các dãy, chuỗi. 7) Cho đến thời gian gần đây, kính thiên văn quang học, có gương phản xạ lớn nhất, đường kính 6 mét, đặt tại Bắc Capcadơ (Liên Xô). Các nhà chuyên môn cho rằng, nền kỹ thuật hiện đại đã tiến đến những giới hạn và không thể chế tạo kính thiên văn có gương phản xạ lớn hơn. Người ta đã gặp nhiều khó khăn to lớn trong việc sản xuất, mài và xây dựng bệ đỡ đối với những gương lớn. Ví dụ, chỉ riêng quá trình làm nguội khối thủy tinh đã kéo dài hơn một năm để đảm bảo tính đồng nhất, còn việc mài gương phải thực hiện trong vài năm. Tuy vậy, các nhà bác học đòi hỏi phải có những kính thiên văn với độ phân giải cao hơn nữa, nói cách khác, cần tăng đường kính của gương. Các nhà thiên văn nói rằng, nếu có gương đường kính 10 mét, họ sẽ nhìn thấy rõ lửa của ngọn nến trên Mặt Trăng. Các chuyên gia thuộc Viện công nghệ và Đại học tổng hợp California (Mỹ) quyết định chế tạo kính thiên văn đó. Hiểu rằng, khó có thể làm gương lớn một cách “nguyên khối”, họ chế tạo gương từ 36 mảnh, mỗi mảnh có đường chéo 1,8 mét. Việc mài gương trở nên dễ dàng hơn. Ngoài ra, giải pháp này cho phép làm gương mỏng hơn, khối lượng gương giảm đi ba lần, nên kết cấu bệ đỡ cũng nhẹ và đơn giản hơn. Công việc nối ghép các mảnh được thực hiện bằng hệ thống cơ-điện tử với độ chính xác cao. 8) Nước ép trái cây ngon và bổ dưỡng nhưng bị mất nhiều vitamin, axit amin… Những thứ này bị giữ lại trong chất xơ (xenlulô) khi đi qua các bộ ép cơ học và bị thải theo bã. Để lấy lại được những chất này, người ta nghĩ đến việc “bẻ gãy” các chuỗi polimer dài liên kết chúng. Người ta đưa thêm vào bã trái cây những chất men, làm bã hòa tan được trong nước. Kết quả, từ cùng một lượng nguyên liệu, các nhà sản xuất thu được thành phẩm nhiều gấp đôi, mà về mặt chất lượng bổ dưỡng, hầu như không thua kém trái cây ban đầu. 9) Kỹ sư người Úc R. Sarich đưa ra một loại động cơ hai kỳ, hơn hẳn động cơ bốn kỳ về công suất, tính kinh tế và độ sạch của khí thải. Điểm đặc biệt nổi bật của loại động cơ này là hệ thống phun nhiên liệu vào buồng đốt dùng khí nén, có thể thu được các hạt nhiên liệu kích thước nhỏ tới 10 micron, so với 150 - 600 micron trong các động cơ thường. Hỗn hợp không khí-nhiên liệu loại mới này cháy hiệu quả hơn và các tính năng tốt hơn thấy rõ: động cơ nhẹ hơn hai lần, có kích thước nhỏ hơn, do vậy thêm chỗ trống cho hành khách và hành lý, có 250 chi tiết ít hơn động cơ bốn kỳ và giá sản xuất rẻ hơn. 10) Phải ngồi vào xe ôtô, đậu lâu dưới ánh nắng mặt trời thật khó chịu vì nóng và sự ngột ngạt. Nhà vật lý người Mỹ, Domingo Ten sáng chế phương tiện làm mát không khí trong những trường hợp như vậy. Đó là bình xịt xon khí (aerosol) - dung dịch rượu etylic (C2H5OH) trộn bạc hà. Khi phun hỗn hợp các hạt nhỏ này vào khoang xe nóng tới 50oC, chỉ nửa phút sau, nhiệt độ không khí giảm đi hai lần và tạo ra cảm giác mát mẻ như vừa mưa xong. 11) Công ty “Expendid” của Anh sản xuất loại thùng chống cháy, đựng nhiên liệu. Thùng ngăn thành những lỗ tổ ong, làm từ hợp kim nhôm. Cứ một lít dung tích có đến 4200 ô. Vách của các ô mỏng đến nỗi, chỉ chiếm 1% tổng dung tích của thùng nhiên liệu. Tổ ong có tác dụng dẫn nhiệt nhanh khỏi chỗ bén lửa và làm ngọn lửa di chuyển chậm lại. Xăng cháy còn bị dập tắt bởi các sản phẩm cháy bị các ô giữ lại. Kết quả thử nghiệm cho thấy, thùng xăng ôtô kiểu mới dù bị đục thủng và đốt cháy ở 30 lỗ, bắt lửa yếu ớt và sau đó tắt hoàn toàn. NHẬN XÉT: 1) Từ “đối tượng” trong quyển sách này cần hiểu theo nghĩa rộng. Đó có thể là bất kỳ cái gì có khả năng phân nhỏ được, không nhất thiết phải là đối tượng kỹ thuật. Tương tự như vậy đối với các thủ thuật khác, có từ “đối tượng”. 2) Từ “độc lập” cần được hiểu theo nghĩa tương đối với nhiều mức độ độc lập khác nhau. Không nên hiểu duy nhất một nghĩa là độc lập tuyệt đối: Phần cho trước hoàn toàn không tương tác với các phần khác, các đối tượng khác. 3) Thủ thuật này thường dùng trong những trường hợp khó làm “trọn gói”, “nguyên khối”, “một lần”. Nói cách khác, phân nhỏ ra cho vừa sức, cho dễ thực hiện, cho phù hợp với những phương tiện hiện có... 4) Phân nhỏ đặc biệt hay dùng trong những trường hợp cần có diện tích bề mặt tiếp xúc lớn như trong các phản ứng hóa học, tạo sự cháy, nổ, trao đổi nhiệt… 5) Tháo lắp làm đối tượng trở nên gọn, thuận tiện cho việc chuyên chở, xếp đặt và mở ra khả năng thay thế từng bộ phận đối tượng, kể cả việc mở rộng chức năng của từng bộ phận đó. 6) Cần tưởng tượng: Nhờ phân nhỏ mà đối tượng, ban đầu ở thể rắn, chuyển dần sang dẻo, lỏng, khí, plasma…, nói chung, có thể phân nhỏ đến vi mô. 7) Sự thay đổi về lượng dẫn đến sự thay đổi về chất, cho nên, phân nhỏ có thể làm đối tượng có thêm những tính chất mới, thậm chí, ngược với những tính chất đã có. 8) Nguyên tắc phân nhỏ hay dùng với các nguyên tắc: 2. Tách khỏi, 3. Phẩm chất cục bộ, 5. Kết hợp, 6. Vạn năng, 15. Linh động… 11.2.2. NGUYÊN TẮC " TÁCH KHỎI " NỘI DUNG: Tách phần gây “phiền phức” (tính chất “phiền phức”) hay ngược lại, tách phần duy nhất “cần thiết” (tính chất “cần thiết”) ra khỏi đối tượng. CÁC THÍ DỤ: 1) Trước đây, tiếng hát là một phần của ca sĩ. Muốn nghe hát, người ta phải mời ca sĩ đến, trong khi đó cái thực sự “cần thiết” cho nhiều trường hợp chỉ là tiếng hát. Sau này, tiếng hát được tách ra thành đĩa hát, băng ghi âm. 2) Cà phê hòa tan, mắm cô, mì ăn liền, hương phở, bột ngọt, đường. 3) Trong các bộ phận của cái bàn, mặt bàn đóng vai trò quan trọng. Do yêu cầu của công việc, đời sống, cần có những mặt bàn khác nhau về trang trí. Khăn trải bàn, xét theo ý nghĩa này, chính là kết quả của việc “tách khỏi”. 4) Áo gối, vỏ chăn bông… tách khỏi gối và chăn, nên khi bị bẩn không cần phải giặt nguyên cả gối hay chăn. 5) Các thư viện lớn có nhiều sách, việc tìm sách trực tiếp gặp nhiều khó khăn. Người ta tách những thông tin chính về quyển sách thành thư mục, thuận tiện cho bạn đọc. 6) Số lượng các bài báo khoa học, kỹ thuật ngày càng nhiều. Nhằm giúp các nhà chuyên môn tiện theo dõi và quyết định chọn các bài báo cần thiết để đọc một cách chi tiết, người ta đưa ra các loại tạp chí, chỉ đăng tóm tắt nội dung chính các bài báo và “địa chỉ” của chúng. 7) Các loại kìm khác nhau ở phần gọng kìm và đây mới là phần chức năng chính của kìm. Trên cơ sở tách gọng ra khỏi tay cầm, người ta chế tạo ra loại kìm, chỉ trong vòng 2 - 3 phút thay gọng là có được chiếc kìm loại khác. Trước kia, chỉ cần phần làm việc của gọng kìm bị mòn quá độ hoặc hư, người ta phải bỏ nguyên cả cái kìm. Kìm loại mới bền hơn mà giá thành không cao, vì việc tách khỏi mở ra khả năng làm gọng và tay cầm từ các loại thép khác nhau: Gọng làm bằng thép tốt, chất lượng cao, còn tay cầm - gang chứa cacbon, rẻ tiền. 8) Loại sơn do các nhà hóa học thuộc công ty Nhật “Chugoku Marine Paints” chế tạo, biến công việc sơn trong nước trở nên dễ dàng như trong không khí. Sơn loại mới gồm hai thành phần, khi sử dụng trộn lẫn lại với nhau. Thành phần thứ nhất là một loại men màu trên cơ sở nhựa epoxy, thành phần thứ hai là loại chất làm dẻo, phản ứng độc đáo khi gặp nước. Hỗn hợp được đưa đến chi tiết cần sơn, các phân tử của chất làm dẻo đẩy các phân tử nước ra khỏi bề mặt chi tiết và chiếm chỗ của chúng, từng phân tử nước dần dần bị đẩy khỏi lớp sơn cho đến hết. Sơn dính tốt đối với nhiều loại vật liệu, không làm đầu độc và ô nhiễm nước. Thời gian khô hoàn toàn từ 4 đến 8 tiếng, tùy theo nhiệt độ. 9) Viện sĩ quá cố P.L. Kapitsa, người được giải Nobel về vật lý, lúc còn sống rất thích ý tưởng truyền năng lượng đi xa bằng dòng bức xạ điện từ tần số cao. Ngày nay, ý tưởng đó đã có khả năng biến thành hiện thực. Hãng “Lockheed Georgia” đang thực hiện đề án do NASA đặt hàng, nhằm chế tạo loại máy bay không người lái, được tiếp năng lượng từ ăngten đặt trên mặt đất. Theo tính toán, máy bay như vậy có thể ở trên không liên tục suốt 2 - 3 tháng do được “nuôi” bằng chùm tia cao tần 2 MHz phát từ ăngten magnetron. Tần số nói trên được chọn, đủ nhỏ để không làm ion hóa không khí và đủ lớn để dòng năng lượng truyền không bị phân tán, do vậy, tiết kiệm được năng lượng. Ăngten thu, đặt dưới cánh máy bay, biến sóng điện từ thành dòng điện một chiều, công suất khoảng 30 KW. Động cơ 25 - 40 mã lực làm quay cánh quạt và cung cấp điện cho các máy móc thí nghiệm trên máy bay. Máy bay không người lái loại này sẽ sử dụng để theo dõi liên tục thành phần hóa học của khí quyển, đặc biệt là nồng độ. Máy bay thực hiện các vòng bay hình số 8 xung quanh ăngten ở độ cao 20 km, cho phép không chỉ theo dõi thành phần khí quyển mà còn chụp những bức ảnh có độ phân giải cao hơn nhiều về tình hình nông nghiệp và giao thông vận tải. NHẬN XÉT: 1) Thông thường, bất kỳ đối tượng nào đều có nhiều phần, tính chất, khía cạnh, chức năng... Trong khi đó, có nhiều lúc, người ta chỉ thực sự cần một trong những số đó. Nguyên tắc “tách khỏi” chỉ ra, không nên dùng cả đối tượng vì sẽ tốn thêm nhiều thứ khác, ví dụ, chi phí hoặc vận chuyển không thuận tiện. Người giải bài toán phải nghĩ cách tách đúng cái cần thiết ra để sử dụng riêng. Tương tự như vậy đối với phần gây phiền phức, tách phần gây phiền phức ra khỏi đối tượng để khắc phục nhược điểm có trong đối tượng và chỉ sử dụng phần được giữ lại, lúc này không còn có nhược điểm đó nữa. 2) Do tách khỏi đối tượng phần không cần thiết, thậm chí, gây phiền phức mà phần giữ lại để sử dụng có thêm những tính chất, những khả năng mới (nhiều khi, ngược với cái cũ). Do đó, cần tận dụng chúng. Những tính chất, những khả năng mới có thể là gọn hơn, linh động hơn, dễ thay thế, tăng tính điều khiển… 3) Phần không cần thiết hoặc phần gây phiền phức sau khi tách khỏi có thể dùng trong những điều kiện khác, nơi khác, đem lại ích lợi chứ không nên hiểu đơn giản là bỏ, vứt chúng đi. 4) Khi nói “tách khỏi” mới chỉ ra định hướng suy nghĩ, định hướng việc làm. Để trả lời câu hỏi “Làm thế nào để tách khỏi?” cần tham khảo các ý tưởng, cách làm ở những lĩnh vực chủ đạo chuyên về công việc đó như luyện kim, lọc, trích ly, chọn giống, giải phẫu, tuyển lựa… 5) Nguyên tắc “tách khỏi” hay dùng với các nguyên tắc: 1. Phân nhỏ, 3. Phẩm chất cục bộ, 5. Kết hợp, 6. Vạn năng, 15. Linh động… 11.2.3. NGUYÊN TẮC PHẨM CHẤT CỤC BỘ NỘI DUNG: a) Chuyển đối tượng (hay môi trường bên ngoài, tác động bên ngoài) có cấu trúc đồng nhất thành không đồng nhất. b) Các phần khác nhau của đối tượng phải có các chức năng khác nhau. c) Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất đối với công việc. GIẢI THÍCH: Đồng nhất được hiểu là giống nhau, như nhau. Cấu trúc đồng nhất là cấu trúc có tất cả các phần giống nhau, như nhau về mọi khía cạnh, mọi mặt. Không đồng nhất có nghĩa là không giống nhau, khác nhau, ít nhất, về một khía cạnh, một mặt nào đó. Nếu như đồng nhất cho thấy sự đơn điệu, đơn dạng thì không đồng nhất chứa sự đa dạng, phong phú. CÁC THÍ DỤ: 1) Các tờ lịch dùng để chỉ ngày, thứ trong tuần, nhưng các ngày không giống nhau: có ngày làm việc, chủ nhật và ngày lễ nghỉ. Để phân biệt điều ấy, các ngày nghỉ được in bằng mực đỏ. 2) 37oC là thân nhiệt của người khỏe mạnh. Thân nhiệt thấp hoặc cao hơn nhiệt độ này là “có vấn đề”. Để nhấn mạnh điều này, trên các cặp nhiệt độ, 37oC ghi bằng màu đỏ. 3) Để bảo vệ sách tốt, bìa thường được làm dày hơn nhiều so với trang sách. Cẩn thận hơn nữa, bề mặt của bìa còn được phủ một lớp nhựa trong suốt bảo vệ. 4) Quần áo mặc thường bị rách trước tại những chỗ như đầu gối, mông, khuỷu tay, vai, nách, các đường chỉ may. Do vậy, đặc biệt đối với quần áo bảo hộ lao động, những chỗ nói trên thường được làm dày hơn và may thành gân ở những chỗ ghép các mảnh vải. 5) Mái nhà thường lợp bằng tôn tráng kẽm nhưng tại những chỗ cần lấy ánh sáng, người ta dùng tôn nhựa trong suốt. 6) Các đồ vật đa dạng hóa như bút có nhiều loại bút, bàn có nhiều loại bàn, xe có nhiều loại xe… 7) Cách sắp xếp các phím chữ cái trên máy đánh chữ đã quá quen thuộc với mọi người. Điều này dễ hiểu vì nó có tuổi thọ một trăm năm. Trong khi đó, các nhà tạo mẫu, xuất phát từ các quy luật tổ chức lao động văn phòng và các thành tựu hiện đại của kỹ thuật, từ lâu đã đề nghị cách sắp xếp khác, thuận lợi cho tay trái và tay phải hơn. Điều này có thể làm tăng tốc độ đánh máy chữ lên ba lần. Tuy vậy, chưa thấy nhà sản xuất nào vội vã áp dụng cả. Có lẽ, nhà máy “Optikoelektron” ở Bungari là nhà máy sớm nhất châu Âu sản xuất loại máy chữ này (xem hình). 8) Tại các nhà máy thuộc tổ hợp công nghiệp “Erikson” (Thụy Điển), người ta thực hiện cuộc thử nghiệm liên quan đến việc tổ chức lại cách chiếu sáng. Kết quả, độ chiếu sáng chung giảm đi hai lần nhưng độ chiếu sáng tại nơi làm việc lại tăng lên đáng kể, tiết kiệm được 55% năng lượng điện và năng suất đứng máy của công nhân tăng thêm 20%. Các chuyên gia giải thích kết quả đạt được bằng các nguyên nhân tâm lý: Tăng cảm giác tiện nghi đối với người làm việc. 9) Một số công ty tư bản, tuy làm được những sáng chế quan trọng nhưng không đăng ký nhận patent. Họ cho rằng giữ bí mật công nghệ để độc quyền sản xuất có lợi hơn. Ví dụ, Công ty “Portland-Cement” (Đan Mạch) đưa ra bán loại bánh xe răng cưa kích thước lớn, hầu như làm toàn bằng bêtông, chỉ lớp trên cùng của bánh răng là kim loại. Bánh răng bêtông nhẹ, có tuổi thọ cao hơn bánh răng kim loại, chịu ăn mòn tốt hơn. 10) Trong suốt một thời gian dài, người ta sử dụng Si siêu sạch làm pin mặt trời là chủ yếu. Sau đó, các nhà bác học quyết định thay nó bằng hợp chất bán dẫn GaAs, là loại vật liệu có hiệu suất cao hơn. Sự thay thế này chứng tỏ quá vội vã. Các kỹ sư Mỹ và Pháp đưa ra loại pin mặt trời tổ hợp hai loại trên. Trong đó, Si hấp thụ một phần phổ năng lượng mặt trời, GaAs thì hấp thụ phần khác. Hiệu suất của loại pin mới này đạt đến 27%. Hiệu suất còn có thể tăng lên hơn nữa, nếu sử dụng thêm các chất bán dẫn Ge và AlAs. 11) Trước đây, có đến 30% các tai nạn tại các cảng của Phần Lan là do các bao tải polyethylen: mưa, tuyết, sương sớm làm các bao trở nên trơn trượt và cả núi các bao đựng cá đông lạnh, ximăng, phân bón, các hạt nhựa polymer… đổ ập xuống. Công ty “Vyyk and Heglund” nghiên cứu và sản xuất loại bao tải polyethylen có bề mặt nhám với hệ số ma sát rất lớn. 12) Xoong, nồi chế tạo tại Thụy Điển, được các chuyên gia cho rằng, có thể dùng bền 100 năm. Trong khoảng thời gian này, chúng không bị cháy, rỉ sét hoặc nứt rạn. Bí quyết là ở chỗ xoong, nồi có ba lớp kim loại, sản xuất theo cách ép đẳng tĩnh. Lớp ngoài cùng, tiếp xúc với bếp được làm bằng đồng, dẫn nhiệt tốt. Lớp giữa dầy nhất, làm bằng nhôm, có tác dụng phân phối nhiệt đều. Lớp tiếp xúc với thức ăn làm bằng thép không rỉ, dễ cọ rửa và hợp vệ sinh. NHẬN XÉT: 1) Các đối tượng đầu tiên thường có tính đồng nhất cao về vật liệu, cấu hình, chức năng, thời gian, không gian... đối với các phần trong đối tượng. Khuynh hướng phát triển tiếp theo là: Các phần có các phẩm chất, chức năng riêng cục bộ của mình nhằm phục vụ tốt nhất chức năng chính hoặc mở rộng chức năng chính đó. 2) Các đối tượng đồng nhất đầu tiên còn phát triển theo khuynh hướng chuyên dụng hóa, đa dạng hóa so với nhau, để phù hợp nhất với môi trường, điều kiện làm việc, sự thuận tiện đối với người sử dụng, thị hiếu của người tiêu dùng cụ thể... 3) Với thời gian, môi trường, tác động bên ngoài cũng bị biến đổi theo những khuynh hướng thích hợp với những điều kiện, hoàn cảnh cụ thể, đa dạng của đối tượng và của con người sử dụng đối tượng đó. Xuất hiện các loại vi môi trường, vi khí hậu, vi tác động... 4) Nói chung, nguyên tắc phẩm chất cục bộ phản ánh khuynh hướng phát triển: từ đơn giản sang phức tạp, từ đơn điệu sang đa dạng để có được thêm các ích lợi. 5) Tinh thần “phẩm chất cục bộ” có ý nghĩa lớn đối với việc nhận thức và xử lý thông tin: không phải thông tin nào cũng có giá trị như thông tin nào. Không thể có một cách tiếp cận, dùng chung cho mọi loại đối tượng - “chân lý luôn luôn là cụ thể”. 11.2.4. NGUYÊN TẮC PHẢN (BẤT) ĐỐI XỨNG NỘI DUNG: a) Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng - phản đối xứng (nói chung, làm giảm bậc đối xứng của đối tượng). b) Nếu đối tượng phản đối xứng, tăng mức độ phản đối xứng (giảm bậc đối xứng). GIẢI THÍCH: Có nhiều loại đối xứng: đối xứng qua tâm, đối xứng qua trục, đối xứng qua mặt phẳng. Tổng số các phép đối xứng có thể có của đối tượng cho trước là bậc đối xứng của đối tượng đó. Các hình cầu, hình tròn là những hình có bậc đối xứng cao nhất. CÁC THÍ DỤ: 1) Các xe ôtô du lịch loại nhỏ có cửa mở ở cả hai phía nhưng các xe lớn (ôtô buýt chẳng hạn), chỉ mở phía tay phải, sát với lề đường. 2) Theo dõi sự tiến hóa của cái kéo, ta thấy cái kéo ban đầu có dạng đối xứng cao, sau đó hai lỗ xỏ các ngón tay có kích thước khác nhau: lỗ lớn, lỗ bé. Tiếp theo, cả phần tay cầm nằm lệch hẳn một bên so với trục của cái kéo: kéo dùng cho thợ may. 3) Chân chống xe đạp đặt dưới trục giữa, có hình dạng đối xứng, nhưng ở xe gắn máy: một chân có hình thước thợ nhô ra, làm nơi người đi xe dẫm chân lên để dễ thực hiện các động tác chống xe. Hoặc, từ chỗ chân chống xe đặt chính giữa chuyển sang loại chân chống đặt ở phía trái xe, giữ xe không phải trong tư thế đứng thẳng (đối xứng) mà hơi nghiêng. 4) Để tăng độ tin cậy và làm công việc đóng, mở cống được dễ dàng, chỉ cần một người cũng làm được, nắp đậy cống làm hình ôvan thay vì có hình tròn (xem hình). 5) Chỗ ngồi của lái xe trong ôtô không ở chính giữa mà ở bên trái hay bên phải, tùy theo luật giao thông cho phép lưu thông phía phải hay phía trái. 6) Ở xe gắn máy, vỏ xe bánh trước và bánh sau có các vết khía khác nhau, không như xe đạp. 7) Các đồ trang sức, trang trí, mốt quần áo, kiến trúc cũng có khuynh hướng chuyển từ đối xứng sang phản đối xứng. 8) Từ rất lâu, người ta đã biết dùng compa để vẽ đường tròn. Điều này được chứng minh qua các bức tranh vẽ cái compa, có từ thời trung cổ tại nhiều nước châu Âu. Xí nghiệp Kovopol của Tiệp Khắc sản xuất loại compa mới, chỉ có chiều dài 120 mm nhưng có thể vẽ được đường tròn đường kính tới 600 mm vì một chân của compa được ghép nối, dài thêm ra bằng một cái chân phụ (xem hình). Compa loại này được nhận huy chương vàng tại Hội chợ quốc tế, tổ chức tại Brno. 9) Các thống kê cho thấy, 50% các tai nạn ôtô thường xảy ra vào ban đêm, trong đó, 60% có người chết, mặc dù tốc độ của các xe đi ngược chiều lúc tránh nhau, nhiều khi, chỉ bằng 25 - 30 km/giờ. Trong đêm tối, ngay cả ánh đèn chiếu gần (đèn cốt) đủ làm người lái xe phía ngược chiều bị lóa mắt, đến nỗi mất định hướng và lái xe ép sát lề hoặc đụng vào xe phía ngược chiều. Trong các điều kiện như vậy, để nhìn rõ hố (thậm chí hố được che chắn bằng các hàng rào báo hiệu) hoặc các vật lạ nằm trên đường cũng rất khó khăn. Các chuyên gia cho rằng, tốt nhất, không nên chiếu vào xe đi ngược lại bằng bất kỳ ánh sáng nào, trừ những đèn nhỏ, thực sự không làm chói mắt và chỉ nên chiếu sáng phía bên phải đường. Công ty Thụy Điển “Remark AV” đề nghị gắn đèn pha ở tấm chắn bùn bên phải, phía trước để chiếu sáng đường đi mà không làm lóa mắt lái xe phía ngược lại. 10) Khi nói đến những chiếc khoan, người ta thường nghĩ ngay tới việc tạo ra các lỗ tròn. Trong khi đó, yêu cầu kỹ thuật, nhiều khi, đòi hỏi phải có những lỗ vuông hoặc hình chữ nhật. Các chuyên gia của một công ty Mỹ đã chế tạo ra loại khoan đáp ứng yêu cầu trên. Đó là chiếc khoan cầm tay, dùng pin hoặc ắc quy (đủ dùng cho 3 giờ), có tốc độ khoan 84 mm/phút đối với các tấm bêtông. Khoan sử dụng nguyên tắc cắt xọc để tạo lỗ vuông nhờ bộ rung cao tần. NHẬN XÉT: 1) Từ “hình dạng”, phát biểu trong thủ thuật này có thể và cần hiểu theo nghĩa rộng, không chỉ thuần túy theo nghĩa hình học có trong thực tế. Ví dụ, hình dạng trong một không gian biểu diễn nào đó mang tính quy ước. 2) Tương tự như vậy, các từ “đối xứng”, “phản đối xứng” cũng có thể và cần hiểu theo nghĩa rộng: đối xứng và phản đối xứng không chỉ theo các đường nét hình học mà còn có thể là các chức năng nói riêng, tính chất nói chung. 3) Giảm bậc đối xứng, ví dụ, chuyển từ hình tròn sang hình ôvan, hình vuông sang hình chữ nhật… 4) Thủ thuật này rất có tác dụng trong việc khắc phục tính ì tâm lý, cho rằng các đối tượng phải luôn có các hình dạng đối xứng. 5) Khi đối tượng chuyển sang dạng ít đối xứng hơn (bậc đối xứng thấp hơn), có thể làm xuất hiện những tính chất mới, lợi hơn. Ví dụ, tận dụng được những nguồn dự trữ về không gian (nói chung là các khả năng tiềm ẩn), làm đối tượng ổn định hơn, bền vững hơn… 6) Nguyên tắc phản đối xứng, có thể nói, là trường hợp riêng của 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ, có mục đích làm tăng tính tương hợp (tương ứng và phù hợp) giữa các phần của đối tượng với nhau và với môi trường bên ngoài, nhằm thực hiện chức năng của từng phần một cách tốt nhất. 11.2.5. NGUYÊN TẮC KẾT HỢP NỘI DUNG: a) Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt động kế cận. b) Kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận. CÁC THÍ DỤ: 1) Nhiều chìa khóa kết hợp lại thành chùm chìa khóa, tránh thất lạc. 2) Súng hai nòng, nhiều nòng. 3) Máy may nhiều kim. 4) Bút kẻ khuông nhạc gồm năm đầu ngòi, kẻ một lần được năm dòng song song. 5) Các két bia, container. 6) Bút bi nhiều ruột với các màu mực khác nhau. 7) Bấm móng tay có phần giũa móng tay. 8) Hộp phấn phụ nữ có gương soi. 9) Bàn ủi gắn với bộ phận phun nước. 10) Loại búa có một đầu dùng để đóng đinh, đầu kia dùng nhổ đinh. 11) Bóng đèn có hai tim: pha và cốt. 12) Những vật trong ảnh, quả thật, trông giống như các tấm thảm dành cho những người tập yoga. Nhưng, trên thực tế, đây là những chiếc đinh có chung một cái mũ đinh. Kết hợp nhiều đinh lại làm một như vậy để làm gì? Tại nhà máy “VFZ” ở Zwickau (Đức), người ta sản xuất ra chúng bằng phương pháp dập từ các tấm thép tráng kẽm. Các “thảm” đinh với kích thước khác nhau, có 20, 40, 60, thậm chí, 100 cái đinh. Chúng được dùng để đóng các vì kèo, nói chung, những chỗ ghép nối các kết cấu gỗ nhẹ: “thảm” đinh tạo mối liên kết chặt hơn nhiều so với các đinh đơn. 13) Những cuộc hạ cánh ngoài kế hoạch của các nhà du hành vũ trụ cho thấy, họ cần có phương tiện để bắn pháo hiệu và tự bảo vệ chống lại thú dữ. Các chuyên gia về kỹ thuật hàng không và vũ trụ đề nghị các nhà sản xuất vũ khí vùng Tula (Liên Xô) thiết kế và chế tạo loại súng có độ tin cậy cao, sử dụng thuận tiện, bắn được đạn súng săn, đạn thường, pháo hiệu. Kết quả, công trình sư N.V. Upirov cùng các đồng nghiệp đã làm ra loại súng ngắn ba nòng, đáp ứng được các yêu cầu nói trên. Kết cấu của súng cho phép bắn từ các nòng ra theo thứ tự bất kỳ, thêm nữa, có thể bắn ba phát đạn dùng có một tay. Cấu tạo của súng loại trừ khả năng súng cướp cò do bị va đập hay làm rớt súng. Súng có thể dùng kèm theo báng phụ. 14) Chỉ một người bước ra sân khấu, vừa hát, vừa tự đệm đàn ghita, mà người nghe, nghe thấy cả dàn nhạc đệm theo: Từ tiếng trống đến bộ hòa âm điện tử. Tóm lại, một người thay thế cho cả ban nhạc. Bí mật nằm ở chỗ, chiếc ghita điện tổng hợp (sản xuất tại Nhật) được gắn cả máy ghi âm, micrô, máy khuếch đại, loa. Máy ghi âm dùng để phát phần nhạc đệm, còn nghệ sĩ tự đánh lấy giai điệu chính (xem hình). 15) Các chuyên gia Mỹ và Ý hợp tác xây dựng loại kính thiên văn quang học kép trên núi Greham, bang Arizona (Mỹ) ở độ cao 3.300 mét. Kính thiên văn này gồm hai kính thiên văn thường, có đường kính gương của mỗi cái là 8 mét và đặt cách nhau 22 mét. Bằng cách kết hợp như vậy, người ta thu được độ phân giải tương đương với kính đơn, có đường kính gương 22 mét. Trong tương lai, các chuyên gia dự định xây dựng thêm hai kính thiên văn quang học mạnh hơn, mỗi cái trong số đó có bốn gương, đường kính 8 mét, kết hợp thành một hệ thống nhất. NHẬN XÉT: 1) “Kế cận”, ở đây, không nên chỉ hiểu là gần nhau về mặt thời gian, vị trí hay chức năng, mà nên hiểu rộng hơn: Các đối tượng có thể có quan hệ với nhau, bổ sung, hỗ trợ cho nhau… Do vậy, có thể có cả những kết hợp các đối tượng “ngược nhau” (ví dụ, bút chì kết hợp với tẩy). 2) “Kết hợp” cần hiểu theo nghĩa rộng là thiết lập mối liên kết, không đơn thuần cộng thêm (kiểu số học) hay gắn thêm (kiểu cơ học), mà còn được hiểu kết hợp những ý tưởng, tính chất, chức năng… từ những lĩnh vực hoặc những đối tượng khác với lĩnh vực hoặc đối tượng cho trước để có được những sản phẩm sáng tạo. Các mối liên kết trên thực tế rất đa dạng, bạn cần chú ý sử dụng sự đa dạng này. 3) Đối tượng mới, tạo nên do sự kết hợp, thường có những tính chất, khả năng, ích lợi mà từng đối tượng riêng rẽ trước đây chưa có. 4) Trong thực tế, các hiện tượng, quá trình, sự việc… thường hay đan xen nhau nên khả năng kết hợp (thiết lập mối liên kết để tạo thêm các ích lợi) luôn luôn có. Do vậy, bạn đọc cần chú ý khai thác nguồn dự trữ này. Ví dụ, bạn làm công việc nào đó, bạn nên xem xét thêm có thể kết hợp các công việc khác với công việc đó không? Nếu được, “một phát súng sẽ bắn được hai con thỏ”. 5) Nguyên tắc kết hợp thường liên quan với 1. Nguyên tắc phân nhỏ, 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ… Điều này phản ánh một cách nhìn biện chứng: Hai cách nhìn đối lập nhau có thể cho cùng một kết quả. Thí dụ 5, một mặt cho thấy kết hợp các chai bia lại với nhau, mặt khác cũng cho thấy không gian của cái két bị phân nhỏ ra thành các ô, mỗi ô cho một chai bia. Chưa kể, nguyên tắc kết hợp và phân nhỏ, phẩm chất cục bộ còn phản ánh khuynh hướng phát triển biện chứng: Sự liên kết, hợp tác hóa thường đi kèm với sự phân công lao động và chuyên môn hóa sâu hơn... 11.2.6. NGUYÊN TẮC VẠN NĂNG NỘI DUNG: Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó không cần sự tham gia của đối tượng khác. GIẢI THÍCH: Tên của nguyên tắc là “vạn năng”. Điều này không có nghĩa làm cho đối tượng có mười ngàn (10.000) chức năng. Trên thực tế, nguyên tắc này đòi hỏi cải tiến đối tượng cho trước sao cho nó có thêm chức năng. Ví dụ, lúc đầu có một chức năng thì nay thành có hai chức năng; có hai chức năng thành có ba chức năng… CÁC THÍ DỤ: 1) Xe lội nước vừa đi được trên bộ, vừa đi được dưới nước. 2) Thủy phi cơ. 3) Xẻng công binh dùng trong quân đội vừa có thể dùng như xẻng, vừa có thể dùng như cuốc. 4) Cánh cửa mở của một số máy bay đồng thời là thang lên, xuống cho hành khách. 5) Loại tủ mà mở cánh ra thì biến thành bàn học. 6) Loại ổ cắm cho phép sử dụng được với cả hai loại phích cắm dẹt và phích cắm tròn. 7) Ô che mưa, che nắng đồng thời có thể làm gậy chống. 8) Máy may, thêu, vắt sổ, đính cúc (khuy). 9) Đồng hồ đo điện vạn năng. 10) Bút thử điện, đồng thời là tuốc-nơ-vít. 11) Theo lời khuyên của các kỹ sư, ở một số vùng nông thôn Đức, người ta tiến hành thử nghiệm một cách có hiệu quả các bộ phận thu nhiệt từ ánh nắng mặt trời để làm nóng nước. Các bộ thu nhiệt này đồng thời thực hiện chức năng làm hàng rào các chuồng trại chăn nuôi (xem hình). Trong các ống polyethylen màu đen, vào mùa hè, nước được hâm nóng đến 54oC, còn vào mùa thu và mùa xuân đến 38oC, đủ cung cấp nước ấm không chỉ cho chuồng trại mà còn thêm một ngôi nhà ở. Mùa đông, các ống này dùng làm ống sưởi. 12) Giai đoạn đầu ở công trường xây dựng mới, thường chưa có điện. Nhưng cũng chính lúc đó, người ta rất cần sử dụng các máy khoan, bơm, máy mài và các dụng cụ dùng điện khác với điện thế 220 V. Công ty “Fein” (Đức), là công ty sản xuất chiếc khoan điện đầu tiên trên thế giới vào năm 1895, đã chế tạo bộ biến đổi bán dẫn và máy tăng thế. Chúng dễ dàng lắp thêm vào ôtô, máy kéo hoặc thuyền. Chỉ việc mở máy động cơ và ôtô biến thành trạm phát điện có công suất 650 W, đủ dùng cho các dụng cụ điện cầm tay. 13) Kỹ sư Ba Lan Iu. Borzen ở thành phố Vroslav chế tạo phương tiện di chuyển đa năng: xe đi trên tuyết và bay được. Xe có trọng lượng 92 kg, công suất động cơ 24 mã lực, cho phép đạt tốc độ 140 km/giờ. Xe có thể cất cánh từ bất kỳ khoảng trống nào. Trong khi bay, nếu tắt động cơ thì xe biến thành tàu lượn, độ dài sải cánh 10 mét. Trên mặt đất, chỉ trong vòng vài phút, cánh máy bay được xếp gọn lại thành thùng xe, các thanh trượt tuyết được lắp thêm vào bánh và xe biến thành xe trượt tuyết cánh quạt. Theo ý kiến của các chuyên gia, trong số đó có công trình sư O. Antonov (tác giả loại máy bay AN), xe trượt tuyết-tàu lượn rất có triển vọng. 14) Những người vẽ kỹ thuật, nói chung, không thích vẽ các hình ôvan. Nếu vẽ đường tròn hoặc cung tròn, chỉ cần dùng compa là đủ, còn vẽ hình ôvan phải dùng bộ thước cong. Một trong những hình ôvan đơn giản là hình elip, vẽ nó cũng đã khá phức tạp. Các nhà sáng chế I. Gurevich và A. Kiseliov đưa ra loại compa vạn năng, có thể vẽ được các hình elip và cả những hình phức tạp hơn. Với compa mới này (xem hình), người ta vẽ hình elip nhanh hơn 6 lần so với phương pháp cổ điển, đối với các hình khác cũng tiết kiệm nhiều thời gian. Dạng của đường cong phụ thuộc vào loại bánh xe răng cưa hay khớp ma sát (1 và 2) nào được sử dụng. Các đai ốc (3 và 4) dùng để xác định các thông số của đường cong (xem hình). NHẬN XÉT: 1) Trong ý nghĩa nào đó, có thể coi nguyên tắc vạn năng là trường hợp riêng của 5. Nguyên tắc kết hợp: kết hợp nhiều chức năng trên cùng một đối tượng. 2) Nguyên tắc vạn năng mới đề cập chức năng, chưa đề cập cấu trúc của đối tượng vạn năng, cụ thể, chưa trả lời câu hỏi: “Để trở thành đối tượng vạn năng, đối tượng đó phải có cấu trúc như thế nào?”. Điều này có nghĩa, câu trả lời trong những trường hợp cụ thể phải tìm trong các nguyên tắc khác, các kiến thức… 3) Nguyên tắc vạn năng, trước tiên và hay được dùng trong các lĩnh vực, tại đó có những sự hạn chế việc phát triển theo “chiều rộng” như khó có thể tăng thêm về trọng lượng, thể tích, diện tích… Các lĩnh vực đó là quân sự, hàng không, vũ trụ, thám hiểm, du lịch, các trang thiết bị dùng tại những nơi chật chội… 4) Nguyên tắc vạn năng còn được dùng với mục đích tăng mức độ tận dụng các nguồn dự trữ có trong đối tượng, do vậy, tiết kiệm được vật liệu, không gian, thời gian, năng lượng. 5) Nguyên tắc vạn năng thường hay dùng với nguyên tắc 5. Kết hợp, 15. Linh động, 20. Nguyên tắc liên tục tác động có ích, 25. Tự phục vụ... 6) Nguyên tắc vạn năng đóng vai trò quan trọng trong thiết kế, chế tạo, dự báo…, vì nó phản ánh khuynh hướng phát triển: Tăng số chức năng mà đối tượng có thể thực hiện được theo thời gian. 7) Trên thực tế, bất kỳ đối tượng nào cũng có nhiều khía cạnh, tính chất. Trong ý nghĩa này, mỗi đối tượng, ngay cả khi chưa cải tiến, vẫn có thể được dùng như đối tượng vạn năng trong những trường hợp nhất định. Ví dụ, ghế có cả chức năng của cái thang (làm tăng độ cao); lúc khác, ghế có thể có chức năng làm vũ khí tấn công hoặc mộc đỡ... 11.2.7. NGUYÊN TẮC "CHỨA TRONG" NỘI DUNG: a) Một đối tượng chứa bên trong nó đối tượng khác và đối tượng khác đó lại chứa đối tượng thứ ba... b) Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác. GIẢI THÍCH: Trong tiếng Nga, nguyên tắc này có tên gọi là Nguyên tắc Matriôshka (Принцип “Матрёшки”). Matriôshka là tên gọi một loại búp bê Nga. Bạn mở con búp bê ra, bên trong nó có con búp bê thứ hai. Mở con búp bê thứ hai, bên trong nó có con búp bê thứ ba… Cứ như thế, có những con búp bê Matriôshka chứa bên trong tới chục con búp bê nhỏ hơn. CÁC THÍ DỤ: 1) Loại ăngten, dùng cho các máy thu thanh, thu hình, khi cần có thể kéo dài hoặc thu ngắn lại nhờ những ống kim loại đặt bên trong nhau. 2) Tương tự như vậy đối với các chân máy ảnh, micrô, ô, dù, quạt đứng… 3) Loại cán (tay cầm) dùng cho tuốc-nơ-vit, khoan tay…, bên trong rỗng, có nắp vặn, đóng vai trò cái hộp đựng các đầu tuốc-nơ-vit hoặc các mũi khoan. 4) Loại thiếc hàn, được chế tạo dạng ống rỗng, bên trong chứa nhựa thông. 5) Tủ đặt trong tường nhà. 6) Loại cửa đóng, mở chạy từ trong tường ra. 7) Loại đường hầm mở trong lòng núi cho xe lửa, ôtô… 8) Vận chuyển vật liệu trong các đường ống. 9) Xí nghiệp “Sona” (Tiệp Khắc) sản xuất loại cần câu bỏ túi. Cần câu, khi xếp lại, trông giống như hộp đựng bút của học sinh, dài 20 cm. Cần câu có cấu tạo giống như ăngten rút của các máy thu thanh, làm từ các sợi thủy tinh phủ nhựa. Nếu tập thành thạo thì chỉ cần một động tác nhanh là có được chiếc cần câu dài ba mét. Với cần câu này, người ta có thể thoải mái sử dụng các phương tiện giao thông công cộng mà không làm phiền người khác. Những người có cần câu còn nói đùa rằng, do cần câu có thể đút túi được, nên trường hợp không câu được cá, không ai biết là họ đi câu về để chế giễu, nên người đi câu đỡ ngượng hơn. 10) Thiết bị nâng theo nguyên tắc ăngten rút, được chế tạo tại Đức, có thể nâng một giá đỡ cùng ba người làm việc trên đó lên độ cao 74 mét. Máy tự động cho phép nâng đúng đến độ cao cần thiết và tự động dừng lại nếu có nguy cơ va chạm chướng ngại vật. Có thể điều khiển thiết bị nâng từ buồng lái hoặc từ giá đỡ người làm việc. Trong ảnh là cảnh thiết bị này, được dùng để sửa chữa tháp nhà thờ ở Thụy Sĩ. 11) Các chuyên gia công ty “General Motors” (Mỹ) chế tạo loại pít tông, có thể thay đổi được độ dài: phần đầu pít-tông gắn lò xo, khi cần, lò xo này bật ra và đẩy các thành ống pít-tông dài thêm như người ta kéo ăngten. Chiều dài của pít-tông có thể tăng lên hai lần. Loại pít-tông phức tạp này có tác dụng khởi động động cơ diesel dễ dàng hơn ở nhiệt độ thấp, khi trời rét. Lúc đầu, lò xo giữ pít-tông có kích thước giảm, nên thể tích buồng đốt lớn, động cơ dễ khởi động hơn. Khi đạt công suất tối ưu, lò xo bật ra và pít-tông có độ dài cực đại. 12) Để theo dõi hoạt động của các cửa hàng tự giác, một số nơi người ta đặt camera thu hình bên trong đầu của các hình nhân làm mẫu (xem hình). 13) Thụy Điển sản xuất loại búa cán rỗng dùng để đựng đinh. Chỉ cần bấm nút lò xo là đinh bật ra nơi đầu búa, việc đóng đinh trở nên đơn giản và thuận tiện. 14) Trên thế giới có nhiều sáng chế liên quan đến việc trộn thêm nước vào xăng trong các động cơ ôtô. Kỹ sư Nhật H. Kubota đăng ký một giải pháp độc đáo. Trong kết cấu của ông đưa ra, các hạt nước được cho vào buồng đốt qua rãnh nhỏ bên trong bugi, tức là được đưa vào vùng nóng nhất và ở đó, nước bị bốc hơi ngay lập tức. Hơi nước tham gia phản ứng với hỗn hợp cháy và làm tăng tính kích hoạt của động cơ. Kết quả, có thể tiết kiệm 10% nhiên liệu, các khí thải chứa ít chất độc hơn, đặc biệt quan trọng, giảm tỷ lệ các ôxít nitơ độc hại. Ngoài ra, cần kể thêm một ưu điểm nữa: nước còn có tác dụng làm nguội bugi, do đó, tuổi thọ của bugi tăng thêm. NHẬN XÉT: 1) “Chứa trong” cần hiểu theo nghĩa rộng, không chỉ đơn thuần theo nghĩa không gian. Ví dụ, khái niệm này nằm trong khái niệm khác, lý thuyết này nằm trong lý thuyết khác, chung hơn… 2) Trong ý nghĩa nào đó, có thể coi nguyên tắc “chứa trong” là trường hợp riêng, cụ thể hóa 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ. Điều này thể hiện ở chỗ, nếu trước kia không phân biệt “trong” và “ngoài” thì nay “trong” và “ngoài” có các phẩm chất, chức năng riêng, đem lại thêm nhiều lợi ích. Tương tự như vậy, giữa “bề mặt” và “thể tích”. 3) “Chứa trong” làm cho đối tượng có thêm những tính chất mới mà trước đây chưa có như: Gọn hơn, tăng độ an toàn, bền vững, tiết kiệm năng lượng, linh động hơn… 4) “Chứa trong” chỉ ra hướng tận dụng những nguồn dự trữ có sẵn trong đối tượng, cụ thể là phần “thể tích” bên trong đối tượng chưa được dùng đến. Nếu để ý quan sát ta sẽ thấy rất nhiều đối tượng vẫn còn chưa được khai thác “tiềm năng” này. 5) Nguyên tắc “chứa trong” hay dùng với các nguyên tắc 1. Nguyên tắc phân nhỏ, 2. Nguyên tắc “tách khỏi”, 5. Nguyên tắc kết hợp, 6. Nguyên tắc vạn năng, 12. Nguyên tắc đẳng thế, 15. Nguyên tắc linh động, 20. Nguyên tắc liên tục tác động có ích… 11.2.8. NGUYÊN TẮC PHẢN TRỌNG LƯỢNG NỘI DUNG: a) Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn nó với đối tượng khác, có lực nâng. b) Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng tương tác với môi trường như sử dụng các lực thủy động, khí động… GIẢI THÍCH: “Trọng lượng” được đề cập trong nguyên tắc này không phải là trọng lượng chung chung, mà là “trọng lượng có hại”, “sức hút có hại”. Ví dụ, bạn bị rơi từ trên cao xuống do có trọng lượng, bạn bị thương. Giá như bạn không có trọng lượng lúc đó thì tốt biết bao. Tuy nhiên, trong điều kiện sức hút Trái Đất, bạn không làm được chuyện đó. Bạn có thể giải quyết bằng cách dùng lực nâng để bù trừ cho trọng lượng. CÁC THÍ DỤ: 1) Các loại phao, cầu phao. 2) Đối trọng trong các barie, cần cẩu, gầu múc nước giếng, thang máy, đồng hồ đo điện… 3) Cánh máy bay có hình dạng thích hợp để tạo lực nâng khi chuyển động. 4) Lướt ván. 5) Nhảy dù, hãm máy bay bằng dù. 6) Mỏ neo giữ tàu khỏi trôi. 7) Con búp bê “lật đật” không bao giờ đổ. 8) Tàu thủy có cánh dưới nước. 9) Ít người thích xem quảng cáo. Bù vào đó, người ta chiếu quảng cáo vào giữa các chương trình hay như phim, kịch, ca nhạc… 10) Loại hàng hóa có bao bì, hình thức đẹp nhằm bù trừ cho chất lượng hàng không cao. 11) Để giữ máy khoan khỏi rơi khi phải khoan các tấm thép thẳng đứng, người ta sử dụng lực hút từ trường. Các ống dây dùng làm nam châm điện tiêu thụ công suất 90 W từ lưới điện, có cùng điện thế như máy khoan. Trường hợp mất điện đột ngột, máy khoan vẫn còn bám chặt vào tấm thép được thêm vài phút nữa. Thiết bị này tiện lợi khi phải xử lý vỏ tàu, các ống có đường kính lớn, các kết cấu thép của nhà xưởng, các bồn chứa chất lỏng, do vậy, công việc của người công nhân trở nên đỡ vất vả hơn. Nhà máy “Buks” của Hà Lan sản xuất loại thiết bị này (xem hình). 12) Tại Anh, người ta sử dụng đệm không khí trong công việc cắt vải. Bề mặt chiếc bàn làm việc có rất nhiều lỗ nhỏ, được thổi không khí từ dưới lên với áp suất không lớn. Tấm vải đặt trên bàn nằm lơ lửng trong không gian, ở tư thế rất dễ dàng cắt bằng kéo. Phương pháp này nâng cao năng suất lao động và làm người cắt đỡ mỏi mệt hơn. 13) Nếu các vệ tinh nhân tạo có thể bay được ở độ cao từ 100 đến 120 km, chúng sẽ là những thiết bị nghiên cứu rất có ích. Vì lúc đó, người ta có thể quan sát bề mặt Trái Đất chi tiết hơn so với các vệ tinh bay ở độ cao lớn. Trong khi đó, người ta biết rằng, quỹ đạo gần Trái Đất nhất, có độ cao 160 km. Nếu bay thấp hơn, các vệ tinh sẽ bị lực cản của khí quyển, chuyển động chậm lại, rơi và bốc cháy trong khí quyển. Năm 1978, các nhà nghiên cứu thuộc Viện “Smithson” (Mỹ) đã nhận được patent số 4.097.010, trong đó mô tả tỉ mỉ công nghệ phóng vệ tinh nghiên cứu từ tàu con thoi. Vệ tinh được nối với tàu con thoi bằng một sợi dây cáp dài hàng trăm kilômét. Dưới tác động của trọng trường và lực hãm của khí quyển, vệ tinh được kéo ra khỏi tàu, bay ở độ cao 220 km và hạ xuống đến độ cao 120 km, thích hợp cho việc nghiên cứu. Thông tin được truyền lên tàu con thoi theo đường cáp, khi cần, người ta có thể kéo vệ tinh trở về tàu. Theo Lầu năm góc, vệ tinh loại này có thể trở thành vệ tinh gián điệp lý tưởng nhưng tiếc rằng việc công bố chi tiết nội dung patent đã không giữ được bí mật công nghệ phóng vệ tinh bay thấp nữa. 14) Cần phải tăng cường các chất dinh dưỡng cho trẻ em khi chúng vừa khỏi bệnh. Nhưng cũng chính thời gian này, chúng thường khảnh ăn và tỏ ra đỏng đảnh. Để hấp dẫn chúng, các bác sĩ Ý chế ra những loại kem ngon có trộn nhiều nước rau quả, chứa hàm lượng lớn các vitamin như cà rốt, bí đỏ, cà chua, củ cải đỏ… Loại kem nhiều màu sắc này cũng được những người lớn ăn kiêng yêu thích. NHẬN XÉT: 1) Nếu hiểu theo nghĩa đen, nguyên tắc phản trọng lượng là cụ thể hóa 5. Nguyên tắc kết hợp: Kết hợp đối tượng cho trước với đối tượng khác hoặc với môi trường bên ngoài, có lực nâng, để bù trừ với cái “có hại” là trọng lượng của đối tượng cho trước. 2) Về mặt ngôn từ phát biểu, nguyên tắc phản trọng lượng đặc thù riêng cho kỹ thuật. Tuy nhiên, ta có thể nắm tinh thần thủ thuật này bằng cách khái quát hóa như sau: đối tượng cho trước có nhược điểm, cần kết hợp đối tượng cho trước với đối tượng khác, có ưu điểm, mà ưu điểm đó có thể bù trừ cho nhược điểm. 3) Thủ thuật này đòi hỏi sự mềm dẻo trong cách tiếp cận giải quyết vấn đề: nếu khắc phục trực tiếp nhược điểm là điều khó làm thì nên nghĩ cách bù trừ nó bằng sự kết hợp với ưu điểm nào đó (xem ví dụ 14 của thủ thuật này). Trong ý nghĩa này, bạn không nên cầu toàn phải khắc phục đối đầu, triệt để đối với loại nhược điểm chưa thể khắc phục trong các điều kiện hiện nay. Thay vì “khắc phục” nên “bù trừ”. Tuy nhiên, khi điều kiện trong tương lai cho phép, bạn có thể khắc phục nhược điểm đó một cách trực tiếp, triệt để. 4) “Bù trừ” một cách tiết kiệm nhất, trước hết, cần nghĩ đến việc khai thác các nguồn dự trữ trời cho không mất tiền, có sẵn trong tự nhiên. 5) Nhiều khi, sự bù trừ lại cho những tính chất, khả năng mới. Cần chú ý tận dụng chúng. 11.2.9. NGUYÊN TẮC GÂY ỨNG SUẤT (PHẢN TÁC ĐỘNG) SƠ BỘ NỘI DUNG: a) Gây ứng suất trước đối với đối tượng để chống lại ứng suất không cho phép hoặc không mong muốn khi đối tượng làm việc. b) Nếu theo điều kiện bài toán cần thực hiện tác động nào đó, cần thực hiện phản tác động trước. GIẢI THÍCH: “Ứng suất” trong kỹ thuật có nghĩa là “sự nén” hoặc “sự căng”. Sự nén là phản tác động của sự căng và ngược lại, sự căng là phản tác động của sự nén. Điều này có nghĩa, gọi cái này là “tác động” thì cái kia sẽ là “phản tác động” và ngược lại, tùy theo quy ước. Tuy nhiên, quan hệ giữa sự nén và sự căng là mối quan hệ nhân quả. Ví dụ, bạn nén lò xo, bạn sẽ thấy có lực đẩy ra. Ngược lại, bạn kéo căng lò xo, bạn thấy có lực kéo lại. Có thể xem sự nén là nguyên nhân của sự căng và ngược lại, sự căng là nguyên nhân của sự nén. Đồng thời, sự căng là kết quả của sự nén và sự nén là kết quả của sự căng. “Sơ bộ” được hiểu là tạo ra trước so với tiền thân. Ví dụ, trong trường hợp tiền thân, tạo sự nén ở thời hiện tại sẽ có sự căng ở thời tương lai thì bây giờ cần tạo ra sự nén ở thời quá khứ để có sự căng ở thời hiện tại. CÁC THÍ DỤ: 1) Dán ép. 2) Đúc áp lực, đúc ly tâm. 3) Loại đồ chơi phải lên giây cót trước. 4) Súng phải lên quy-lát trước khi bắn. Nói chung, các loại lò xo cần phải nén hoặc kéo căng trước để khi làm việc dùng ứng suất ngược lại. 5) Các xoong, nồi, sau một thời gian nấu ăn, đáy bị võng xuống dưới. Để tránh tình trạng này, người ta sản xuất chúng có đáy hơi lồi lên trên để sau này, đáy võng xuống dưới và trở nên phẳng là vừa. 6) Bơm trước nước lên các bể chứa nước, đặt trên tầng thượng, để dùng nước chảy xuống. 7) Muốn dùng ắc quy phải nạp điện trước. 8) Trước khi phẫu thuật phải gây tê, gây mê bệnh nhân. 9) Để bắt và chuyên chở các loại thú dữ, người ta gây mê chúng hoặc cho chúng uống thuốc ngủ. 10) Học và đào tạo trước khi làm việc. 11) Chúng ta biết rằng bút bi không dùng để viết ngược được (ở tư thế nằm ngửa). Dưới đây là kết cấu một loại bút bi cho phép làm điều đó, rất thích hợp cho những bệnh nhân phải nằm liệt trên giường bệnh, xem hình. Phía đuôi của bút (1) lắp thêm một cái nút bằng cao su (2). Giữa nút cao su có một rãnh nhỏ (3) để không khí thông với ruột bút đựng mực. Tất cả những chi tiết nói trên đặt trong một cái nắp. Khi vặn nắp vào bút, phần không khí trên nút cao su bị nén lại, có áp suất lớn, áp suất này qua đường rãnh, nén lên mực, làm mực dễ dàng chảy ra khi viết ngược. 12) Công ty “Highmatic Engineering” của Anh sản xuất nhiều loại bình bằng kim loại, chịu áp suất cao, đựng khí nén. Loại bình này được dùng trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật, quốc phòng. Nó đóng vai trò như một loại ắc quy tích năng lượng. Áp suất trong bình lên tới 12.000 kG/cm². Bình có kết cấu để sử dụng một cách thuận tiện. Ví dụ, có thể giải phóng lượng khí trong bình ngay lập tức trong những trường hợp cấp bách, như phải đưa một chi tiết kỹ thuật nào đó trở về chỗ cũ thật nhanh, bơm phao, xuồng cấp cứu, ruột xe… hoặc có thể giải phóng khí nén từ từ tùy theo yêu cầu công việc. Trong hình là camera quan trắc nhiệt, làm việc nhờ năng lượng giải phóng khí nén từ trong bình gắn bên cạnh. Các bình ắc quy không khí nén này có thể sử dụng trong bất kỳ điều kiện nào, kể cả dưới nước, và trong vũ trụ. Công ty sản xuất cam đoan rằng khí bảo quản tốt trong bình suốt 10 năm. 13) Bêtông chịu ứng suất nén tốt mà chịu ứng suất căng lại kém, dễ bị nứt. Người ta đúc loại bêtông cốt thép, gây ứng suất trước: Cốt thép được kéo căng ra trước khi đổ bêtông vào. Loại bêtông này chống nứt tốt hơn, tuổi thọ cao và chịu được lực kéo lớn. 14) Gang là loại vật liệu ròn, dễ gãy. Trong khi đó, có những thí nghiệm khoa học đòi hỏi phải uốn cong gang mới thu nhận được kết quả cần thiết. Nhiều lần người ta đã thực hiện uốn thử, nhưng không thành công. Sau khi xem xét kỹ, người ta nhận thấy, gang gãy là do có những vết nứt nhỏ ở phía đối diện với chỗ uốn, tức là nơi phải chịu lực căng. Từ đây, người ta tìm ra cách khắc phục: Trước khi uốn, tại những chỗ sẽ căng, người ta tạo lực nén trước để bù trừ với lực căng lúc uốn. Bằng cách như vậy gang trở nên uốn tốt. NHẬN XÉT: 1) Từ “ứng suất” cần phải hiểu theo nghĩa rộng, không chỉ đơn thuần là sự nén, sự kéo căng cơ học… mà là bất kỳ loại ảnh hưởng, tác động nào. 2) Thông thường, sau tác động sẽ có phản tác động hoặc sau phản tác động sẽ có tác động (tùy theo sự quy ước, xem GIẢI THÍCH). Cần chú ý làm sao cho phản tác động (tác động) mang lại ích lợi nhất. 3) Tinh thần chung của nguyên tắc này là chú ý quan hệ nhân quả, muốn gặt thì phải gieo trồng, chăm bón, đầu tư từ trước đó. 4) Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ cùng với 10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ, 11. Nguyên tắc dự phòng (sẽ trình bày tiếp theo đây), phản ánh sự thống nhất giữa quá khứ, hiện tại và tương lai. Ba nguyên tắc nói trên đòi hỏi phải có sự nhìn trước, dự báo, tưởng tượng, nghĩ trước, thậm chí, chuẩn bị giải pháp trước. Chúng giúp khắc phục thói quen xấu “nước đến chân mới nhảy”, “chờ sung rụng”. 5) Chúng đòi hỏi xem xét khả năng tận dụng các nguồn dự trữ về thời gian, do đó, sẽ tiết kiệm được thời gian trên thực tế, không làm nảy sinh các vấn đề không đáng nảy sinh. 6) Việc sử dụng ba nguyên tắc nói trên có thể làm đối tượng có được những tính chất mới mà trước đây đối tượng chưa có và tạo sự thống nhất mới của các mặt đối lập. 11.2.10. NGUYÊN TẮC THỰC HIỆN SƠ BỘ NỘI DUNG: a) Thực hiện trước sự thay đổi, tác động cần có, hoàn toàn hoặc từng phần, đối với đối tượng. b) Cần sắp xếp các đối tượng trước, sao cho chúng có thể hoạt động từ vị trí thuận lợi nhất và không mất thời gian dịch chuyển. CÁC THÍ DỤ: 1) Các loại giấy tờ đã in sẵn trước những phần chung cho tất cả mọi người để tiết kiệm thời gian: cá nhân cụ thể chỉ cần điền vào các chỗ trống các thông tin riêng của mình. Đặc biệt, trong các giấy thăm dò ý kiến, các câu trả lời cũng được in sẵn, người được hỏi ý kiến chỉ việc đánh dấu là xong. 2) Tem, nhãn bôi keo trước, khi dùng chỉ việc dán. 3) Tem, biên lai đã tạo lỗ trước, khi cần xé ra dễ dàng, nhanh chóng. 4) Loại bao bì (bao thuốc lá chẳng hạn) được dán sẵn băng giấy bóng, giúp bóc ra nhanh chóng. 5) Trong các hộp sữa bột có để thìa múc bột, đồng thời, làm chức năng định mức. 6) Cưa đặt cùng với các ống tiêm trong hộp. Cao hơn nữa, người ta đã tạo vết cưa trước trên ống tiêm, khi cần chỉ việc bẻ ống. 7) Thực phẩm làm sẵn, mua về là có thể nấu ngay được. 8) Chuẩn bị, sắp đặt các dụng cụ cần thiết trước cuộc giải phẫu… 9) Các chi tiết, kết cấu được chế tạo trước để làm nhà tiền chế, lắp ghép, bêtông đúc sẵn… 10) Các bác sĩ Phần Lan không chỉ kê đơn thuốc cho bệnh nhân mà còn cấp thuốc, đựng trong hộp nhựa có nhiều ngăn. Mỗi ngăn đựng số lượng và loại thuốc dùng cho một lần uống. Trên mỗi ngăn có đề rõ ngày, giờ uống liều thuốc đó. Hộp được các kỹ sư thuộc công ty “Farmos” chế tạo. Nhờ loại hộp này, bệnh nhân nhớ uống thuốc đúng giờ, đúng liều. Ngoài ra, về mặt tâm lý, bệnh nhân thấy mình được chăm sóc, tôn trọng và tin tưởng hơn vào quá trình điều trị. Điều này cũng giúp bệnh nhân mau lành bệnh (xem hình). 11) Các kỹ sư tập đoàn “Hitachi” (Nhật) đưa ra phương pháp hàn ở nhiệt độ phòng, không cần dùng đến hồ quang, mỏ đốt. Để làm điều đó cần máy phay và ép. Phương pháp này được dùng để liên kết các mặt phẳng, ví dụ, các tấm nhôm với các tấm thép. Trên bề mặt của tấm nhôm người ta tạo trước các chỗ lồi, hình giọt nước. Tương ứng ngược lại, người ta tạo các chỗ lõm trên bề mặt tấm thép, xem hình. Sau đó, hai tấm được đưa lên máy ép. Những chỗ lồi áp khít vào những chỗ lõm và bị biến dạng trong đó, tạo mối liên kết chặt, độ tin cậy cao. 12) Máy đóng cọc tự hành, do công ty “Kobe” (Nhật) chế tạo, trên một cần nhấc có cả búa và khoan. Máy không đóng cọc ngay mà trước tiên khoan lỗ để định hướng cọc. Sau khi đặt cọc vào lỗ, búa mới làm việc. Phương pháp này ưu việt ở chỗ: 1) Tạo lỗ trước làm công việc tiến hành nhanh hơn; 2) Tiếng ồn giảm hẳn. Tính chung, trong một giờ, máy có thể đóng được cọc sâu tới 10 mét, phần của cọc bị búa đập ít bị hư hại. Độ sâu của cọc, máy có thể đóng được là 30 mét. Phương pháp này thích hợp với công việc tại những nơi dân cư đông đúc, nơi không cho phép có những tiếng ồn lớn và cả những vùng đất băng giá quanh năm. 13) Các phân xưởng sản xuất phụ của hai hợp tác xã nông nghiệp Tiệp Khắc “Libun” và “Sedmigorki” đã biến ý tưởng của hai kỹ sư Stock và Kadles thành hiện thực: sản xuất sẵn các tấm thảm cỏ. Tấm thảm là bao hai lớp, dệt từ những phế liệu của ngành dệt. Giữa hai lớp vải, người ta đặt các hạt cỏ. Thảm được cuộn lại, chuyên chở tới nơi cần trồng. Tại đó, người ta trải thảm phủ lên rồi rắc thêm một lớp đất. Thảm được cố định bằng những cái cọc nhỏ và tưới nước. Các mầm cỏ nhanh chóng xuất hiện sau đó. Lớp vải, trong khoảng gần hai năm, có tác dụng giữ đất, bảo vệ rễ cỏ và sau đó bị phân hủy trộn vào đất. Các tấm thảm cỏ làm sẵn có thể dùng rộng rãi mọi nơi. NHẬN XÉT: 1) Từ “thay đổi”, “tác động” cần phải hiểu theo nghĩa rộng. 2) Nguyên tắc thực hiện sơ bộ giống “Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ” ở chỗ cả hai nguyên tắc đều đòi hỏi phải tạo ra các sự thay đổi, tác động cần thiết trước so với tiền thân (xem GIẢI THÍCH của 9. Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ). 3) Tuy nhiên, hai nguyên tắc nói trên có điểm khác nhau cơ bản. Nếu như “Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ” tập trung vào quan hệ nhân quả: đi tìm nguyên nhân, tác động lên nguyên nhân để có được kết quả mong muốn, thì “Nguyên tắc thực hiện sơ bộ” nhấn mạnh sự chuẩn bị, thực hiện trước những gì đã biết cách làm. 4) Có những việc, dù thế nào, cũng cần phải thực hiện. Thủ thuật này đòi hỏi phải tính đến khả năng thực hiện trước đi một phần hoặc toàn bộ và sẽ được lợi hơn nhiều so với thực hiện ở thì hiện tại (hiểu theo nghĩa tương đối). 5) Tinh thần chung của thủ thuật này là trước khi làm bất cứ việc gì, cần có sự chuẩn bị trước đó một cách toàn diện, chu đáo và thực hiện trước những gì có thể thực hiện được - “chuẩn bị tốt là một nửa của thành công”. Do vậy, ở thời hiện tại chỉ cần thực hiện nốt phần việc còn lại. 6) Xem thêm phần NHẬN XÉT của 9. Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ. 11.2.11. NGUYÊN TẮC DỰ PHÒNG NỘI DUNG: Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn. CÁC THÍ DỤ: 1) Các phương tiện báo cháy, phòng cháy, chữa cháy. 2) Các phao, xuồng cấp cứu trên các tàu thủy. 3) Phi công mang dù. 4) Các loại cầu chì, van, chốt an toàn. 5) Các loại chuông, đèn báo sự nguy hiểm. 6) Các loại kính (kính ôtô chẳng hạn) vỡ thành những mảnh tròn thay vì những mảnh sắc, nhọn. 7) Các loại quỹ lương thực, hàng hóa, tiền… dự phòng. 8) Các biện pháp phòng bệnh. 9) Các biện pháp phòng tội phạm. 10) Mẩu thuốc lá hút dở, vứt một cách cẩu thả, có thể gây nên đám cháy lớn. Nhà sáng chế Đan Mạch K. Ensen đưa ra loại thuốc lá có kết cấu đặc biệt: Ông đặt một ống nhỏ bằng nhựa, đựng nước gần phần đầu lọc của điếu thuốc. Ống có đầu nhọn và mỏng, hướng về phía đốt thuốc. Khi thuốc cháy đến đầu ống, nước thoát ra ngoài và dập tắt điếu thuốc. Ống đựng nước có thể đặt gần phía đầu đốt thuốc hơn để ngăn người hút, không cho hút hết điếu thuốc, nơi tập trung nhiều nicôtin, có hại cho sức khỏe. Tác giả đăng ký nhận patent ở 37 quốc gia. 11) Các kỹ sư Hà Lan đưa ra phương pháp chống mối, mọt, mục trong gỗ khá độc đáo. Hóa chất, đựng trong các con nhộng, làm từ polimer. Người ta khoan vào các khung cửa hoặc các chi tiết gỗ cần thiết khác những lỗ có đường kính 0,5 cm và đặt các con nhộng vào. Sau đó, các lỗ được đóng bằng các nút gỗ chặt, kín. Con nhộng bị ép mạnh, tiết ra hóa chất, thấm dần vào thớ gỗ. 12) Công ty “Fiskars” (Phần Lan) chế tạo loại thuyền cấp cứu dùng cho các tàu chở dầu và các giàn khoan trên biển. Thuyền, sức chứa 150 người, có hai lớp vỏ bằng nhựa-thủy tinh, ở giữa là lớp bọt xốp, làm thuyền không thể bị chìm. Thuyền được bịt kín. Tiết diện của thuyền hình quả trứng và trọng tâm thấp nên thuyền luôn giữ tư thế thuận, dù được đưa xuống nước theo cách nào. Không khí được tạo ra bên trong thuyền có áp suất thặng dư để khí độc của đám cháy không lọt vào thuyền được và đủ để cho động cơ diesel của thuyền hoạt động trong 12 phút, nghĩa là, đủ để vượt qua vùng dầu cháy có chiều dài hai kilômét. 13) Tìm người bị vùi trong tuyết là công việc rất khó khăn. Công ty “Sulab” (Thụy Sĩ) chế tạo thiết bị nhằm giúp tìm ra những người bị tuyết vùi lấp. Thiết bị này trông giống chiếc vòng kim loại đeo tay, đóng vai trò của chiếc máy thu-phát thụ động không dùng năng lượng riêng, có ăngten làm từ lá kim loại. Ăngten thu tín hiệu từ máy phát mạnh của những người tìm kiếm và biến đổi thành dòng cảm ứng trong chiếc vòng. Dòng điện đủ nuôi một mạch phi tuyến, làm tăng hoặc giảm tần số ban đầu hai lần và phát qua ăngten lá kim loại nói trên. Bắt được tần số nhân hoặc chia đôi và sử dụng ăngten định hướng, những người tìm kiếm có thể xác định được nơi xuất phát tín hiệu. 14) Để nhận diện đúng những người được phép ra vào các phòng tuyệt mật, người ta đưa ra nhiều cách khác nhau. Các kỹ sư tập đoàn “Siemens” (Đức) sáng chế ra chiếc máy kiểm tra biometric đặt ở cửa ra vào. Máy nhận diện người căn cứ vào các đường chỉ tay trong lòng bàn tay và so sánh với “trí nhớ” của máy tính (mỗi nhân viên được dành cho 574 bit thông tin). Người muốn vào phòng phải đặt tay lên máy kiểm tra và chờ vài giây (xem hình). Trong khi đó tại nhiều viện nghiên cứu khoa học của bang New Mexico (Mỹ), việc ra vào các phòng nghiên cứu tuyệt mật được kiểm tra bằng chiếc máy làm việc như bác sĩ nhãn khoa: Máy soi vào tận đáy mắt người cần nhận diện và so sánh các mạch máu trên võng mạc với những dữ liệu, lưu trữ trong “trí nhớ” máy tính. Nếu có sự trùng hợp thì cửa ra vào sẽ mở. NHẬN XÉT: 1) Ít có công việc nào có thể thực hiện với độ tin cậy tuyệt đối. Đấy chưa kể, điều kiện, môi trường, hoàn cảnh với thời gian cũng thay đổi. Do vậy, cần tiên liệu trước những mạo hiểm, rủi ro, tai nạn, ốm đau, bệnh tật, thiên tai… có thể xảy ra mà có những biện pháp dự phòng từ trước. 2) Ngoài ra, cần chú ý đến các hậu quả xấu có thể có do kết quả công việc mang lại: Mọi cái đều có phạm vi áp dụng của nó, nếu đi ra ngoài phạm vi áp dụng này, lợi có thể biến thành hại; trong cái lợi có thể có cái hại; có thể lợi về mặt này nhưng thiệt hại về mặt khác… để dự phòng. 3) Nguyên tắc này nhắc nhở phải chuẩn bị trước các phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn nhưng không trả lời cụ thể những phương tiện đó là những phương tiện gì. Điều này có nghĩa các phương tiện dự phòng rất đa dạng, được quy định bởi những hoàn cảnh, điều kiện… cụ thể. Các thủ thuật khác, trong nhiều trường hợp, cũng giúp tạo ra các phương tiện dự phòng. 4) Có thể nói, chi phí cho dự phòng là chi phí thêm, không mong muốn. Khuynh hướng phát triển là tăng độ tin cậy của đối tượng, công việc. Để làm điều đó cần phải sử dụng các vật liệu mới, các hiệu ứng mới, cách tổ chức mới… 5) Tinh thần chung của nguyên tắc này là cảnh giác và chuẩn bị biện pháp đối phó, ngăn chặn từ trước đối với mọi rủi ro, bất ngờ có thể xảy ra. 6) Xem thêm phần NHẬN XÉT của thủ thuật 9. Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ. 11.2.12. NGUYÊN TẮC ĐẲNG THẾ NỘI DUNG: Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng. GIẢI THÍCH: Quỹ tích của những điểm có cùng một thế năng gọi là mặt đẳng thế. Trong vật lý người ta đã chứng minh được rằng, một vật chuyển động trên mặt đẳng thế thì không sinh công. Điều này có nghĩa, trên thực tế, muốn tiết kiệm năng lượng, cần phải cho các vật chuyển động trên các mặt đẳng thế. CÁC THÍ DỤ: 1) Các loại đồ dùng, vật dụng có gắn bánh xe như: túi, valy, bàn, ghế, tủ… 2) Dùng băng tải thay cho cần cẩu và ôtô. 3) Dùng các ống dẫn, đặt cùng một độ cao. 4) Tại các nhà ga, người ta làm sân ga bằng với chiều cao của sàn tàu, hành khách dễ dàng ra, vào các toa tàu. 5) Đường lên núi làm theo kiểu xoáy trôn ốc để đường dốc thoai thoải, dễ leo. 6) Công tắc điện xe gắn máy đặt ở ghi đông thay vì đặt thấp, người sử dụng phải cúi xuống, đứng lên. 7) Các bảng điện, bảng đồng hồ điều khiển, bảng thông báo… đặt đúng tầm với tầm nhìn. 8) Những người đan len, nhất là khi phải đan cùng một lúc vài cuộn, hay phải sửa các cuộn len cho đừng lăn đi xa hoặc phải gỡ rối, khá mất công sức. Trong hình là một kết cấu đơn giản, giúp người đan đỡ vất vả hơn. Đó là chiếc hộp có vài ngăn, mỗi ngăn để một cuộn len. Trên nắp hộp có đục lỗ cho các sợi len đi qua. 9) Các ống cấp nước nóng cho các nhà máy và khu dân cư thường phải chôn sâu dưới đất, do vậy tốn nhiều công sức của người và năng lượng dùng cho máy. Các kỹ sư thuộc tập đoàn “Lokhya” (Phần Lan) chế tạo loại ống mới, chỉ cần đặt cách mặt đất 40 cm là đủ, không bị mất nhiệt ngay cả khi trời băng giá. Ống mới từ hai ống ghép lại, làm bằng sắt tráng kẽm, cách nhiệt bằng bông thủy tinh và bao bọc bởi vật liệu xốp (độ xốp - 94%), cứng. Ngoài cùng là lớp vỏ chịu nước, có độ dầy 5 mm, xem hình. Kết cấu có tuổi thọ, độ bền cao, nhẹ và rẻ. 10) Tại cảng Hamburg (Đức), người ta đưa vào sử dụng công nghệ mới để chất những hàng cồng kềnh lên tàu thủy có trang bị đặc biệt. Trên bến tàu, hàng hóa được đóng vào những container nổi được trên mặt nước, có trọng tải 800 tấn. Sau đó, người ta hạ thủy các container xuống nước, kéo chúng đến tàu vận tải và đưa hàng vào khoang tàu qua các cánh cửa mở rộng. Khi công việc chất hàng hoàn thành, người ta đóng chặt các cánh cửa khoang tàu lại, bơm nước từ khoang ra và buộc chắc các container. Công nghệ này rẻ hơn cách làm thông thường và cho phép bốc dỡ các container tại những cảng không được trang bị hiện đại. 11) Khi cần dịch chuyển các vật góc cạnh, kích thước lớn như ôtô, container…, thường phải dùng đến cần cẩu. Trong khi đó, cái thùng phuy rất dễ lăn đi. Kỹ sư A. Melikhốp (Liên Xô) đề nghị sử dụng các “thắt lưng ruột tượng” quàng quanh vật cần di chuyển rồi bơm khí vào cho chúng căng lên, xem hình. Bây giờ chỉ cần một người, đủ để lăn nguyên một chiếc xe ôtô. “Thắt lưng ruột tượng” khi không dùng, xếp lại rất gọn. NHẬN XÉT: 1) Nghĩa đen của nguyên tắc này là: trong điều kiện làm việc có lực trọng trường của Trái Đất, cần làm sao mọi cái xảy ra trên cùng một độ cao (mặt đẳng thế trong trường hợp này là các mặt cầu, đồng tâm với tâm Trái Đất), tránh nâng lên hạ xuống, thay đổi độ cao trong quá trình làm việc. Vì như vậy sẽ mất nhiều năng lượng. 2) Tinh thần chung của nguyên tắc này là phải đạt được kết quả cần thiết với năng lượng, chi phí ít nhất. Điều này có nguồn gốc sâu xa là nhu cầu tiết kiệm sức lực của con người để tồn tại. Thời gian sau này, xuất hiện thêm nhu cầu về tiết kiệm các nguồn năng lượng không tái tạo và chống lại sự phá vỡ cân bằng (do Trái Đất nóng lên), ô nhiễm môi trường. 3) Tuy thế giới xung quanh cực kỳ đa dạng nhưng giữa chúng có những cái chung, những cái ít bị thay đổi theo thời gian. Về mặt nhận thức, cần chú ý đặc biệt đến những cái đó, ví dụ, các định luật bảo toàn. 4) Về cách nhìn, cách tiếp cận, đánh giá, xây dựng các cấu trúc, cần xuất phát từ những quy luật có phạm vi áp dụng lớn; dĩ bất biến ứng vạn biến. 5) Ít thay đổi, sự chống đối, cản trở cũng sẽ ít. Do vậy, việc thực hiện diễn ra nhanh hơn. 11.2.13. NGUYÊN TẮC ĐẢO NGƯỢC NỘI DUNG: a) Thay vì hành động như yêu cầu bài toán, hành động ngược lại (ví dụ, không làm nóng mà làm lạnh đối tượng). b) Làm phần chuyển động của đối tượng (hay môi trường bên ngoài) thành đứng yên và ngược lại, phần đứng yên thành chuyển động. c) Lật ngược đối tượng (chân thành đầu, đầu thành chân), lộn trái đối tượng (trong thành ngoài, ngoài thành trong). CÁC THÍ DỤ: 1) Chữa cơm sống bằng cách lật ngược nồi trên bếp lửa, hoặc gắp than đỏ để lên nắp vung nồi. 2) Loại băng chuyền chạy về một phía, người trên đó chạy về phía ngược lại, dùng để tập chạy trong nhà. So với tập chạy bình thường, tại đó mặt đường đứng yên, người di động đối với nhà cửa, cây cối thì ở đây có sự ngược lại: đường (băng chuyền) chuyển động còn người chạy “đứng yên”. 3) Tương tự như vậy đối với việc thử nghiệm xe: các bánh xe quay trên những trục lăn, còn bản thân xe đứng yên. Hay là, ống thổi khí động học: máy bay đứng yên, không khí chuyển động. 4) Nhiều công việc, để chuyển từ làm thủ công sang cơ khí hóa, người ta làm ngược lại. Ví dụ, nếu cưa gỗ bằng cưa tay thì gỗ đứng yên nhưng khi cưa bằng máy thì cho gỗ chuyển động, tương tự như vậy đối với đá mài… 5) Trong việc đun nấu, thông thường, người ta cung cấp nhiệt từ bên ngoài vào, nhưng, như ấm đun nước bằng điện hoặc dùng “que đun nước”, thì nhiệt lại cung cấp từ trong ra. Rõ ràng, trong các trường hợp nói trên, hiệu suất cao hơn. 6) Nguyên tắc đảo ngược cũng hay dùng trong điện ảnh, đặc biệt, khi làm phim cổ tích, thần thoại. Ví dụ, cảnh ông tiên giơ tay chỉ, thì các mảnh bình vỡ chắp lại thành bình lành. Trên thực tế, người ta quay cảnh bình vỡ, rồi ráp các hình ngược lại (theo thời gian), khi chiếu, người xem tưởng như bình vỡ biến thành bình lành. 7) Thay vì muốn mua hàng người ta phải ra chợ hoặc cửa hàng, có cách phục vụ ngược lại là mang hàng đến bán tận nhà. 8) Khi đại tu xe tải, xe du lịch, máy kéo, người ta thường phải đốt nóng vỏ động cơ, khá tốn năng lượng. Việc đốt nóng này cần thiết, ví dụ, để lắp các trục khuỷu. Các kỹ sư Ba Lan đã làm ngược lại. Thay vì đốt nóng vỏ động cơ, họ làm lạnh các vòng ngoài ổ bi bằng băng khô. Bằng cách này, không chỉ tiết kiệm được nhiên liệu mà cả thời gian nữa. Việc làm lạnh giải quyết tốt bài toán tạo sự chênh lệnh đường kính của các chi tiết cần ghép nhờ sự khác nhau về nhiệt độ. 9) Các nhà nghiên cứu luôn tìm cách làm tăng tính chất cơ bản của cao su: độ đàn hồi. Nhưng các chuyên gia của nhà máy “Taurus” ở Budapest (Hungary) đã mất vài năm để “khử” tính chất đó. Loại cao su mới, không bị giãn căng ngay cả đối với áp suất 200 atmốtphe. Loại cao su này được dùng làm các ống đặt dưới đáy biển hoặc sông thay cho các ống thép. Ống cao su còn khá dẻo nên bảo đảm tính linh động, không bị rỉ sét, chịu được nước mặn và áp suất cao từ ngoài vào cũng như từ trong ra. Để tăng độ tin cậy, người ta còn đưa thêm vào cao su sợi thủy tinh có dạng xoắn. 10) Người ta thường mài nhẵn các pít-tông nhưng các nhà sáng chế London (Anh) lại chế tạo loại pít-tông có bề mặt “xù xì”. Họ phủ lên pít tông một lớp “màng nhện” với những chỗ lồi cao 30 micron. Nhờ vậy, sự tiếp xúc giữa pít-tông và xi-lanh tăng thêm 25%, ma sát giảm 14%. Ngoài ra, lớp dầu bôi trơn được giữ tốt trong các rãnh trên pít-tông nhiều hơn bình thường nên kim loại được làm nguội tốt và lâu mòn. 11) Nhà sáng chế N.P. Koval (Liên Xô) xây dựng cột đèn chiếu sáng có độ cao 70 mét (xem hình), với giàn đèn công suất 200 KW. Đèn có thể chiếu sáng diện tích 70 hécta, thích hợp cho các công viên lớn, trang trại, cảnh quan, bến cảng… Để bảo trì, sửa chữa, thay bóng đèn thuận lợi, thay vì người thợ phải trèo lên tận giàn đèn, ông làm hệ thống dây cáp, cho phép hạ nguyên cả giá đỡ giàn đèn xuống mặt đất. Điều này còn mang lại lợi ích mới: bảo vệ được đèn và cột đèn khi có gió lớn. NHẬN XÉT: 1) Hiện thực khách quan gồm các mặt đối lập (khác nhau, ngược nhau, loại trừ nhau…). Trong một số hoàn cảnh nhất định, xét theo mối quan hệ đối với mình, con người chỉ sử dụng một mặt đối lập vì nó đem lại ích lợi. Lâu dần, hình thành tính ì tâm lý, không cho phép người ta, mặc dù hoàn cảnh đã thay đổi, thấy và sử dụng mặt đối lập kia cùng ích lợi của nó. 2) Việc xem xét khả năng lật ngược vấn đề, trên thực tế, là sự xem xét “nửa kia” của hiện thực khách quan nhằm mục đích tăng tính bao quát, toàn diện, đầy đủ và khắc phục tính ì tâm lý. 3) Về mặt suy nghĩ, khi giải bài toán cho trước (bài toán thuận), người giải nên xem xét thêm khả năng giải bài toán ngược và khả năng đem lại lợi ích của lời giải bài toán ngược trong những điều kiện, hoàn cảnh cụ thể nào, để tận dụng nó. 4) Tuy trong 40 thủ thuật đã có những đôi thủ thuật ngược nhau (ví dụ, 1. Nguyên tắc phân nhỏ và 5. Nguyên tắc kết hợp...) nhưng “Nguyên tắc đảo ngược” đòi hỏi hiểu rộng hơn, chung hơn. 5) Ngoài ra, các thủ thuật trình bày trong quyển sách này đều có tác dụng làm đối tượng cho trước có thêm các tính chất ngược lại, tạo nên sự thống nhất mới. Do vậy, cần chú ý đến điều vừa nói khi nghiên cứu và sử dụng các thủ thuật. 6) Làm ngược lại có thể cho đối tượng có thêm những chức năng, tính chất, khả năng mới, trước đây không có. 11.2.14. NGUYÊN TẮC CẦU (TRÒN) HÓA NỘI DUNG: a) Chuyển những phần thẳng của đối tượng thành cong, mặt phẳng thành mặt cầu, kết cấu hình hộp các loại thành kết cấu hình cầu. b) Sử dụng các con lăn, viên bi, vòng xoắn. c) Chuyển từ chuyển động thẳng sang chuyển động quay, sử dụng lực ly tâm. CÁC THÍ DỤ: 1) Thước dây chuyển thành thước cuộn. Tương tự như vậy, thước lôgarit thẳng chuyển thành thước lôgarit tròn. 2) Dây may-so bếp điện, dây nối ống nghe với máy điện thoại có dạng lò xo xoắn. 3) Đầu ngòi viết cầu hóa thành bi, bút thường chuyển thành bút bi. 4) Gương phẳng, các bản thủy tinh phẳng, sau này có thêm gương lõm, gương lồi, các loại thấu kính hội tụ, phân kỳ. 5) Bàn hình chữ nhật, hình vuông chuyển thành hình ôvan, hình tròn. 6) Sơn bằng chổi rulô, có dạng hình trụ. 7) Sân khấu thẳng, sân khấu cong, sân khấu quay. 8) Nòng súng thường, nòng súng có rãnh khương tuyến. 9) Công ty “Airam” (Phần Lan) sản xuất loại đèn huỳnh quang, không có dạng ống dài mà có dạng xoắn tròn, có thể lắp vào đui bóng đèn tròn dùng dây tóc thường, xem hình. Điều này thực hiện được vì các kỹ sư của công ty chế tạo thành công các tụ điện và chấn lưu tý hon, giấu được trong chuôi đèn. Ngoài ra, công ty còn sử dụng loại bột huỳnh quang mới, cho ánh sáng ấm và đồng đều, không làm mắt mệt mỏi. Đèn có tuổi thọ gấp năm lần đèn bình thường, công suất của đèn 20 W nhưng sáng bằng đèn dây tóc 75 W. 10) Các khu phố cổ ở New Zealand có nhiều đường hẹp, mật độ xe cộ lớn nên người lái xe nhiều khi rất khó quay đầu xe để đi về hướng ngược lại. Thành phố Wellington đã giải quyết vấn đề trên bằng một thiết bị khá đơn giản. Thiết bị có dạng đĩa tròn, lớn, nhô cao hơn mặt đường một xăng ti-mét. Người lái xe đánh xe lên đậu trên đĩa này, thả một đồng tiền vào chiếc máy tự động rồi bấm nút. Chỉ cần 15 giây, đĩa quay 180o. Bằng cách đó, xe quay đầu dễ dàng và nhanh chóng. 11) Chúng ta biết nhiều loại quạt gió khác nhau như quạt bàn, quạt đứng, quạt tường, quạt trần… Gần đây, loại quạt tạo gió đồng thời phía trên, phía dưới và theo các góc phương vị khác nhau được kỹ sư V.P. Gôlưsép cùng các đồng nghiệp chế tạo tại Viện nghiên cứu điện kỹ thuật Baku (Liên Xô) (xem hình). Trên trục của động cơ điện, đặt trên đế (1), người ta lắp quả cầu lưới (3), có các cạnh cứng dọc theo các đường kinh tuyến. Trên các cạnh cứng này lắp các cánh (4), nằm phía trên và phía dưới “đường xích đạo”. Ngoài cùng là khung an toàn (2). Nếu đặt loại quạt này ở giữa phòng thì không có chỗ nào trong phòng là không cảm thấy có gió cả. 12) Các nhà thiết kế Công ty “Munbaggie” (Anh) nhận patent № 2190635 về một loại xe môtô có các bánh xe đặc biệt. Xe có ba bánh, mỗi bánh có dạng quả cầu, xem hình. Xe trông cồng kềnh và có kích thước lớn nhưng không đáng kể so với những ưu điểm mới: Xe có thể chạy trên các cánh đồng tuyết, sa mạc và cả trên đồng lầy do có diện tích tiếp xúc lớn giữa bánh và “đường”, còn trên mặt nước, các quả cầu đóng vai trò của phao. 13) Các chuyên gia thuộc Công ty Lockheed (Mỹ) nghiên cứu chế tạo loại máy bay tương lai, có cánh không ở dạng phẳng như bình thường mà uốn cong lên phía trên tạo thành hình tròn, xem hình. Theo các đánh giá, có cơ sở để coi máy bay mới có nhiều triển vọng: máy bay nhẹ hơn, sức cản ít hơn, do vậy, có thể tiết kiệm nhiều năng lượng trong các chuyến bay xa. NHẬN XÉT: 1) Việc tạo chuyển động quay trong kỹ thuật không khó, nên các công cụ làm việc muốn cơ khí hóa được tốt, cần chuyển về dạng tròn, trụ, cầu. 2) Một đối tượng dạng tròn, cầu có những ưu điểm như: Bậc đối xứng cao, đồng đều, ít bị va quệt, bề mặt tiếp xúc với môi trường là nhỏ nhất, tác động bên ngoài là ít nhất nên có tính bền vững, an toàn cao, độ linh động lớn… 3) Hình tròn, cầu chứa trong nó tính thống nhất của hai mặt đối lập: Hữu hạn và vô hạn. 4) “Cầu (tròn) hóa” cần hiểu theo nghĩa rộng, ví dụ thẳng và vòng (theo nghĩa bóng), hở và khép kín (theo nghĩa bóng)… 5) Nguyên tắc cầu (tròn) hóa còn nói lên sự đa dạng: Đường thẳng chỉ có một nhưng đường cong thì có vô số. Do vậy, cách tiếp cận không nên quá cứng nhắc (người ta thường nói: “Nguyên tắc quá (thẳng quá) thì hỏng việc”). 6) Trong kỹ thuật có khuynh hướng tạo những công nghệ khép kín, không thải chất độc hại ra môi trường. 7) “Cầu (tròn) hóa” còn cần được hiểu theo nghĩa rộng chứ không chỉ hiểu theo nghĩa đen (hình học). 11.2.15. NGUYÊN TẮC LINH ĐỘNG NỘI DUNG: a) Cần thay đổi các đặc trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài sao cho chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc. b) Phân chia đối tượng thành từng phần có khả năng dịch chuyển đối với nhau. c) Nếu đối tượng nhìn chung bất động, làm nó di động được. CÁC THÍ DỤ: 1) Các loại bìa kẹp, cho phép lấy bớt hoặc thêm các tờ giấy rời. 2) Các loại ghế, bàn, giường… xếp hoặc thay đổi được độ cao, độ nghiêng… 3) Líp xe đạp có thể quay ngược mà không ảnh hưởng đến chuyển động xe, líp xe nhiều tầng, xe có nhiều số tốc độ… 4) Ô, dù xếp gọn lại được. 5) Thỏi son bôi môi của phụ nữ, ruột bút chì máy… có thể nhô ra hay thụt vào. 6) Túi xách nhiều tầng. 7) Kẹo có giấy bọc ăn được, kem ăn được cả ly. 8) Ly xếp uống nước. 9) Súng báng gập. 10) Ôtô mui xếp. 11) Giá đỡ micrô nâng lên hạ xuống được cho vừa chiều cao, micrô có thể tháo rời khỏi giá để cầm tay, micrô không dây, micrô thu nhỏ gài được trên áo. 12) Máy bay thu càng, thả càng, máy bay thay đổi được dạng hình học của cánh, máy bay có khả năng thay đổi hướng của mũi, cánh quạt, động cơ. 13) Thời gian sau này, xuất hiện nhiều cải tiến, liên quan đến việc giải quyết vấn đề giảm nhiên liệu khi hãm xe. Các kỹ sư Ba Lan chế tạo thiết bị làm thay đổi thành phần hỗn hợp khí-nhiên liệu nhờ sự che chắn bộ phận cấp nhiên liệu trong cacburatơ ở chế độ thắng xe. Nhờ thiết bị này, khi xe đi trong thành phố, nhiên liệu được tiết kiệm tới 10%. Các thử nghiệm còn cho thấy, lượng ôxit cácbon giảm 20%, hyđrôcacbon - 16% trong khí thải. 14) Kỹ sư Ý, Petro Julio chế tạo loại xe xích dùng để dọn các đống tuyết và cứu người bị nạn tại các vùng núi cao. Máy kéo có công suất 40 mã lực, chở được 6 người. Điểm đặc biệt của xe là bộ phận truyền động từ động cơ đến các bánh xích thông qua hệ thống thủy lực: Các tay đòn ống lồng của hệ thống này cho phép nâng lên hay hạ xuống các bánh xích khoảng một mét so với nhau, xem hình. Điều này làm tăng tính chạy được mọi địa hình của xe. 15) Các kỹ sư của nhà máy “Volvo-Penta” (Thụy Điển) thiết kế loại xe chở và bốc xếp container dùng bánh đà. Khi làm việc ngoài trời, xe hoạt động nhờ động cơ diesel như các xe thường, nhưng khi phải chui vào hầm tàu hoặc nhà kho kín, động cơ diesel ngừng làm việc, xe hoạt động nhờ năng lượng dự trữ của bánh đà, đủ dùng để chuyển container chuẩn đi quãng đường 70 mét và quay trở lại ra cửa. Xe loại này không làm đầu độc không khí ở nơi kín, do vậy, sức khỏe những người làm việc ở đó được bảo vệ tốt hơn. 16) Khi xây dựng các tuyến đường xe lửa, người ta phải cố gắng “uốn thẳng” địa hình vì độ linh động của các đoàn tàu kém. Ở đồng bằng, công việc này có thể tiến hành dễ dàng nhưng ở những vùng đồi núi, các khu dân cư đông đúc công việc trở nên khó khăn và phức tạp hẳn lên. Giá như đoàn tàu dễ dàng uốn lượn được như con rắn. Nhà sáng chế Iu. Ermacốp (Liên Xô) đưa ra loại xe lửa, có các toa tàu cấu thành từ các đoạn toa chiều dài 2,5 mét, bằng chiều dài một ngăn trong toa. Các đoạn toa này được nối với nhau một cách “mềm dẻo”. Loại xe lửa mới có thể đi được trên những con đường luốn lượn, ngoằn ngèo (xem hình) và do vậy, có thể được dùng tại những nơi có các địa hình phức tạp. 17) W. Pepper, nhà sáng chế Mỹ đưa ra loại dù gồm 12 mảnh vải hình tam giác, giữa chúng có các khe hở. Khi ra khỏi máy bay, dù căng phồng lên, các dải vải làm quay chiếc dù và do lực ly tâm, dù trở nên phẳng hơn. Sức cản của dù tăng lên, dù rơi chậm lại, ổn định hơn. Dù “cối xay gió” này có ưu điểm nhẹ và gọn hơn dù thường. NHẬN XÉT: 1) Thông thường, một công việc là quá trình xảy ra trong khoảng thời gian nhất định, gồm các giai đoạn với những tình huống khác nhau. Nguyên tắc linh động đòi hỏi phải có cái nhìn bao quát cả quá trình để làm đối tượng hoạt động tối ưu trong từng giai đoạn. Muốn thế, đối tượng không thể ở dạng cố định, cứng nhắc mà phải trở nên điều khiển được. Xét về mặt cấu trúc, các mối liên kết trong đối tượng phải “mềm dẻo”, “có nhiều trạng thái”, để từng phần đối tượng có khả năng “dịch chuyển” (hiểu theo nghĩa rộng) đối với nhau. 2) Cần phải hiểu từ “tối ưu” trong hai mối quan hệ: 1) Đối với chính đối tượng, công việc mà đối tượng thực hiện và 2) Đối với người sử dụng và môi trường bên ngoài (bảo đảm sức khỏe, không gây ô nhiễm). 3) Tinh thần chung của “Nguyên tắc linh động” là, theo thời gian, đối tượng phải có những đa dạng phù hợp với sự thay đổi đa dạng của bên ngoài để đem lại hiệu quả cao nhất. 4) Nguyên tắc linh động tạo sự thống nhất giữa “tĩnh” và “động, “cố định” và “thay đổi”. 5) Nguyên tắc linh động phản ánh khuynh hướng phát triển cho nên nó có tính định hướng cao, dùng rất có ích trong trường hợp đặt bài toán, phê bình cái đã có và dự báo. 6) Về mặt tư duy sáng tạo, cần khắc phục tính ì tâm lý, sao cho các ý nghĩ, cách tiếp cận trở nên linh động, tránh giáo điều, cứng nhắc. 11.2.16. NGUYÊN TẮC GIẢI (TÁC ĐỘNG) “THIẾU” HOẶC “THỪA” NỘI DUNG: Nếu như khó nhận được 100% hiệu ứng, kết quả cần thiết, nên nhận ít hơn hoặc nhiều hơn “một chút”. Lúc đó bài toán có thể trở nên đơn giản và dễ giải hơn một cách đáng kể. CÁC THÍ DỤ: 1) Thắt lưng, dây đeo đồng hồ... đục thừa nhiều lỗ để thích hợp với “số đo” của những người sử dụng khác nhau. 2) Người ta làm các loại phôi chìa khóa khác nhau rồi tùy chìa khóa của khách hàng mà giũa cho đúng răng. Điều này cho phép tiết kiệm thời gian và nhà sản xuất có thể làm hàng loạt, bảo đảm tính kinh tế. 3) Tương tự như vậy đối với các mạch in điện tử. 4) Sửa chữa trong xây dựng, ví dụ chống dột, người ta phải đục thêm vào phần nứt để bảo đảm ximăng trét vô có độ bám tốt. 5) Lát gạch, nếu giải đúng bài toán (cho ximăng vào đúng khe giữa các viên gạch) thì rất khó. Người ta đổ tràn ximăng ra nền rồi gạt cho ximăng lọt vào các khe và lau sạch phần ximăng còn bám trên mặt các viên gạch. 6) Các mạch chức năng điện tử làm dưới dạng các thẻ, bloc, môđun. Nếu dù chỉ một phần nào trong mạch bị hư, người ta tháo cả thẻ, bloc, môđun và thay thế chúng bằng những cái mới. Nhờ vậy, công việc khôi phục hoạt động máy móc trở nên dễ dàng, tiết kiệm thời gian. 7) Phép tính làm tròn số, tính gần đúng trong toán học. 8) Để có được nhiều trái cây lớn, người ta tỉa bớt các quả non. 9) Thiết bị dùng để định lượng chính xác bột kim loại (bằng tác giả số 262333), với mục đích bảo đảm cung cấp bột kim loại đều đặn trong ống (1), bột kim loại được đổ đầy tràn phễu (2), phần rớt xuống bunke (3) được máy bơm điện từ truyền ngược trở lại phễu (2), xem hình. 10) Bằng tác giả số 181897 (Liên Xô): Phương pháp chống mưa đá trên cơ sở làm kết tinh các đám mây sinh mưa đá nhờ chất phản ứng (iôđơ bạc), với mục đích tiết kiệm chất phản ứng và các phương tiện phóng chúng một cách đáng kể, việc kết tinh không thực hiện toàn bộ đám mây mà chỉ phần có những giọt lớn. 11) Trong chụp ảnh khoa học và trong thực tế nhiếp ảnh của các phóng viên, không ít các trường hợp lấy thiếu ánh sáng. Các phương pháp hóa học, dùng để sửa lại, không cho chất lượng mong muốn. Các nhà nghiên cứu Pháp nhận được patent Mỹ về phương pháp khắc phục các cuộn phim lấy thiếu ánh sáng và cho chất lượng tối ưu. Phim trước khi cho hiện, được xử lý bằng dung dịch chứa đồng vị lưu huỳnh 35: Các hạt bạc trong nhũ tương trở thành chất phóng xạ và giống như được chiếu sáng lần nữa. Có thể điều khiển được mức độ ôxy hóa bạc trong dung dịch bằng cách thay đổi thời gian và nhiệt độ. Sau khi tráng phim như bình thường, tất cả các chi tiết trên phim hiện ra với độ tương phản lý tưởng. Phương pháp này được sử dụng trong thiên văn học để chụp những ngôi sao sáng yếu và trong y học, rút ngắn thời gian chiếu tia Roentgen lên bệnh nhân 2 - 3 lần. 12) Sản xuất các mạch tổ hợp bán dẫn (IC) thường đem lại lợi nhuận khi số lượng nhiều: Chục ngàn, trăm ngàn bản… Trên thực tế, trừ những IC đa dụng, các IC khác không đòi hỏi tới con số đó. Cho nên, thay vì sử dụng một IC, trong các thiết bị thường bố trí các IC chuẩn. Điều này ảnh hưởng đến kích thước và các đặc trưng của thiết bị. Để sản xuất số lượng ít các IC-số chuyên dụng, từ lâu, người ta đã tìm ra cách giải quyết: Trên tinh thể bán dẫn tạo sẵn các thành phần của mạch - các transistor, điện trở, tụ điện; chỉ cần nối hoặc cắt các dây dẫn giữa chúng là có được các mạch mong muốn. Điều này thực hiện được, chỉ cần thêm một thao tác công nghệ. Những IC bán thành phẩm loại này cho phép sản xuất hàng loạt với giá thành hạ. Đối với các IC-tương tự, việc sản xuất trở nên phức tạp hơn nhiều vì cần phải làm khớp các thông số của các thành phần riêng rẽ trong mạch một cách chính xác. Tuy vậy, công ty “Techtronics” (Mỹ) đã chuyển được công nghệ sản xuất IC-số bán thành phẩm sang các IC-tương tự. Họ chế tạo hàng loạt các tinh thể “Quick Chip”, trên mỗi tinh thể có tới 524 transistor cao tần loại n-p-n, 2.046 điện trở màng mỏng với điện trở 50 ôm cho một ô vuông và các tụ điện. Khi muốn chế tạo IC-tương tự chuyên dùng, cần làm mặt nạ quang khắc thích hợp và máy laser sẽ tự động tiến hành theo chương trình, làm khớp các thông số của các thành phần IC. NHẬN XÉT: 1) Từ “một chút” ở đây phải hiểu linh động, không nhất định phải là “quá nhỏ”, “không đáng kể”, miễn sao bài toán trở nên dễ giải hơn. 2) Sự tiến hóa, phát triển nói chung, kể cả quá trình nhận thức thường đi từ đơn giản đến phức tạp, từ dễ đến khó, từ chưa hoàn thiện đến hoàn thiện. Tinh thần chung của nguyên tắc này là không nên quá cầu toàn, chờ đợi các điều kiện lý tưởng. 3) Về cách tiếp cận, nếu việc giải chính bài toán là khó thì 1) Giảm bớt đòi hỏi để bài toán dễ giải hơn, mặc dù kết quả không thật hoàn toàn như ý muốn, hoặc phải tốn thêm chi phí trong khả năng chấp nhận được; 2) Giải bài toán dễ hơn (có thể đưa bài toán về trường hợp đặc biệt) để qua đó tìm được những gợi ý có giá trị, giúp giải chính bài toán cho trước. 4) Khuynh hướng phát triển tiếp theo, khi điều kiện, hoàn cảnh, kiến thức cho phép, cần tiến tới đạt 100% hiệu quả cần thiết mà không phải tốn thêm chi phí. 5) Khi tiếp thu kiến thức, tìm và xử lý thông tin, không nên chỉ dừng lại với cái cho trước mà cần xem xét các trường hợp riêng đặc biệt hoặc mở rộng, khái quát hóa, đưa về trường hợp chung… 6) Giải “thiếu”, giải “thừa” trong nhiều trường hợp làm đối tượng có thêm những tính chất mới, trước đây chưa có. 11.2.17. NGUYÊN TẮC CHUYỂN SANG CHIỀU KHÁC NỘI DUNG: a) Những khó khăn do chuyển động (hay sắp xếp) đối tượng theo đường (một chiều) sẽ được khắc phục nếu cho đối tượng khả năng di chuyển trên mặt phẳng (hai chiều), tương tự, những bài toán liên quan đến chuyển động (hay sắp xếp) các đối tượng trên mặt phẳng sẽ được đơn giản hóa khi chuyển sang không gian (ba chiều). b) Chuyển các đối tượng có kết cấu một tầng thành nhiều tầng. c) Đặt đối tượng nằm nghiêng. d) Sử dụng mặt sau của diện tích cho trước. e) Sử dụng các luồng ánh sáng tới diện tích bên cạnh hoặc tới mặt sau của diện tích cho trước. CÁC THÍ DỤ: 1) Chìa khóa có răng ở cả hai cạnh, nên lúc cho chìa vào ổ không phải mất thời gian để lựa chiều. 2) Các loại áo quần mặc được cả hai mặt. 3) Nhà ở một tầng, hai tầng…, nhiều tầng. 4) Giường hai tầng, ba tầng. 5) Omnibus: Xe buýt hai tầng. 6) Tương tự như vậy có tàu hỏa, tàu thủy, máy bay nhiều tầng. 7) Các đường giao thông nhiều tầng trên mặt đất và dưới mặt đất. 8) Các công trình làm dưới đáy biển, sông, trong lòng đất. 9) Chữ in nổi, chữ khắc, tranh nổi, phim nổi… 10) Loại tranh, tùy theo góc nghiêng khi nhìn, thấy những hình khác nhau. 11) Chúng ta đã biết loại bảng viết, sử dụng được cả hai mặt, bằng cách quay mặt sau ra trước. Thực tế của các buổi seminar, thảo luận khoa học cho thấy, nhiều khi, hai mặt bảng vẫn không đủ trình bày những công thức dài, hoặc người trình bày không muốn xóa bảng, sợ làm đứt đoạn lôgích chứng minh. Các kỹ sư Matscơva (Liên Xô) đưa ra loại bảng có thể viết được cả ba mặt, gồm ba lăng trụ tam giác đặt cạnh nhau và quay được, xem hình. Mặt bảng chung có kích thước 2700 × 950 mm. Bảng được quay góc, cần thiết nhờ môtơ điện, các gờ lăng trụ xếp khít với nhau nên không ảnh hưởng tới việc viết liên tục. 12) Công ty “Bieffe” (Ý) sản xuất loại bàn vẽ có mặt bàn làm bằng nhựa bán trong suốt, được chiếu sáng từ phía dưới lên, xem hình. Bàn vẽ loại này có những ích lợi sau: 1) Làm cho công việc sao chép, căn-ke dễ dàng hơn; 2) Có thể vẽ, cắt các hình lên giấy kim loại rồi chụp hình rất tiện; 3) Các nhà kiến trúc có thể vẽ phác thảo ngay trên mặt bàn, tẩy xóa, sửa bản vẽ dễ dàng; 4) Bàn rất thích hợp cho những người thiết kế các mạch tổ hợp (IC). Họ có thể bố trí, xếp các tấm phim chụp các lớp khác nhau của mạch cho khớp. 13) Để đào những giếng lò thẳng đứng, Công ty “Liden-Alimak” (Thụy Điển) chế tạo máy xúc thủy lực, cần nhấc của nó gắn gầu xúc 0,7 m3, đặt phía dưới buồng lái, xem hình. Buồng lái hạ thấp xuống nhờ các dây cáp treo. Để lấy đất đá người ta sử dụng thùng tải 1,5 m3. Các kết quả thử nghiệm cho thấy máy xúc thẳng đứng có nhiều ưu điểm. 14) Chúng ta biết rằng ánh sáng truyền theo đường thẳng nên bị che chắn nếu gặp chướng ngại vật trên đường đi. Làm sao có thể sử dụng ánh nắng mặt trời để chiếu sáng những công trình nằm sâu dưới mặt đất, mặt nước? Các nhà khoa học Nhật Bản chế tạo bè bằng polimer nổi trên mặt biển, có gắn hệ thống các gương, lăng kính, thấu kính. Hệ thống này tự điều chỉnh theo vị trí của mặt trời để thu nhiều ánh sáng nhất, truyền theo các dây dẫn ánh sáng xuống tận trạm nghiên cứu khoa học, đặt ở độ sâu 200 mét. Các gương lõm phản xạ trong trạm đóng vai trò các nguồn chiếu sáng. Tại Tokyo (Nhật), giáo sư Kei Mori thử nghiệm thành công hệ thống chiếu sáng tàu điện ngầm và Trung tâm Thương mại đặt dưới mặt đất: Trên nóc tòa nhà cao tầng gần đó, ông đặt thiết bị thu ánh nắng mặt trời gồm quả cầu lớn, trong suốt bên trong có 19 thấu kính Fresnel lục giác, xem hình. Ánh sáng truyền xuống đất qua các sợi quang học đến hệ thống lăng kính, gương. Bằng cách như vậy, người ta tận dụng được nguồn năng lượng rẻ và người làm việc dưới mặt đất bớt cảm giác tù túng. Nhờ các sợi quang học, ngày nay, người ta dễ dàng đổi chiều ánh sáng và mở ra khả năng rộng lớn khi cần phải quan sát những chi tiết máy móc, hoạt động tại những chỗ bị che chắn nhiều như trong động cơ diesel, tuốcbin… Tương tự như vậy đối với các bộ phận trong cơ thể người. NHẬN XÉT: 1) Từ “chiều” (Dimension) cần được hiểu theo nghĩa rất rộng, không chỉ là chiều hình học không gian. 1) “Chuyển chiều” phản ánh khuynh hướng phát triển, thấy rõ nhất trong các lĩnh vực xây dựng, giao thông vận tải, không gian toán học, vật lý tinh thể, cấu trúc hóa học… 2) Nguyên tắc này nhắc nhở người giải xem xét và tận dụng những nguồn dự trữ về “chiều”, có trong đối tượng và môi trường. 3) Cần rèn luyện cách nhìn đối tượng từ những góc độ, những “chiều” khác nhau để cố gắng thấy hết các khía cạnh, các mặt, các tính chất… 4) Khắc phục tính ì tâm lý trong việc sử dụng “chiều” nào đó quen thuộc. 5) Việc “chuyển chiều” làm cho đối tượng, trong nhiều trường hợp, có thêm những khả năng, tính chất mới mà trước đây đối tượng chưa có. 11.2.18. SỬ DỤNG CÁC DAO ĐỘNG CƠ HỌC NỘI DUNG: a) Làm đối tượng dao động. b) Nếu đã có dao động, tăng tần số dao động (đến tần số siêu âm). c) Sử dụng tần số cộng hưởng. d) Thay vì dùng các bộ rung cơ học, dùng các bộ rung áp điện. e) Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ. GIẢI THÍCH: Bộ rung áp điện là bộ tạo dao động dựa trên hiệu ứng áp điện (piezoeffect). Hiệu ứng do Pierre và Jacque Curie tìm ra. Nội dung hiệu ứng như sau: Khi nén hoặc kéo căng tinh thể theo phương nhất định, ở một số tinh thể (tinh thể thạch anh chẳng hạn) xuất hiện các điện tích trái dấu trên các bề mặt đối diện và chúng thay đổi dấu khi thay đổi chiều của lực cơ học tác động (từ nén sang căng hoặc ngược lại). Hiệu ứng ngược thể hiện ở chỗ, nếu đặt trong điện trường thì trong tinh thể xuất hiện lực nén hay căng, tùy thuộc vào sự thay đổi (chiều) của điện trường. Do vậy, nếu điện trường biến thiên thì tinh thể trở thành nguồn dao động. Người ta sử dụng hiệu ứng áp điện ngược để trực tiếp biến đổi điện xoay chiều thành dao động cơ học. CÁC THÍ DỤ: 1) Quả chuông, ghế xích đu, võng, cầu bập bênh cho trẻ em chơi, đồng hồ cơ học... 2) Trong kỹ thuật dùng rất nhiều các bộ rung tạo các dao động cơ học. 3) Người ta đưa ra nhiều loại máy móc dùng để “thắt nút” các dải băng nhựa đối với các gói, thùng, kiện hàng lớn: Các đầu dải băng được giữ bằng những cái kẹp hoặc khóa. Làm điều này tuy không mất nhiều thời gian nhưng dẫn đến sự phức tạp hóa các thiết bị đóng gói. Công ty “Erap” (Thụy Sĩ) chế tạo thiết bị “thắt nút” các dải băng nhờ ma sát: Các dải băng được kéo căng và cho trượt lên nhau với tần số dao động 300 Hz, mặt tiếp xúc giữa chúng nóng lên rất nhanh và tự hàn lại với nhau. 4) Những thực vật và động vật biển bám vào phần tàu thủy chìm trong nước có thể làm giảm tốc độ của tàu một cách đáng kể, làm tăng độ mớm nước (nói cách khác, làm giảm trọng tải tàu), tăng chi phí về nhiên liệu. Để chống lại chúng, cho đến thời gian gần đây, người ta sử dụng các loại sơn độc hại. Các loại sơn này đắt tiền, công việc sơn phức tạp, nguy hiểm đối với người dùng và gây ô nhiễm biển. Các chuyên gia thuộc “Quỹ Cousteau” (Pháp) chế tạo thiết bị điện tử, không cho các thực vật, động vật bám vào tàu. Thiết bị có dạng bán cầu, đường kính 11 cm, gắn vào thân tàu, tạo ra dao động cơ học 26 - 30 Hz. Thiết bị có tuổi thọ cao, không đòi hỏi bảo dưỡng, thay thế, diện tích hoạt động - 20 m². 5) Các kỹ sư công ty “Korsnas-Marma” (Thụy Điển) chứng minh trên thực tế rằng, có thể dùng các sóng hạ âm để “chải” sạch các chất đọng, bồ hóng… bám lên thành các ống khói và các nồi hơi. Để làm điều đó, người ta đưa vào bên trong ống khói máy phát sóng hạ âm và ống thổi không khí nén. Kết quả, bằng cách này, người ta có thể làm sạch 100% các ống dẫn khí nói chung. Phương pháp cho phép tiết kiệm năng lượng hai lần, thời gian - bốn lần so với cách “chải” cơ học thông thường. 6) Các kỹ sư Pháp đưa ra loại thiết bị độc đáo chống mưa đá. Họ đề nghị bắn các làn sóng khí, tạo bởi sự nổ hỗn hợp khí axêtilen và ôxy. Nòng của “khẩu súng” hình ống, dài hơn bốn mét, được tính toán sao cho tạo ra các vòng sóng mở rộng không ngừng thành cái phễu khổng lồ. Khi gặp đám mây, đường kính miệng phễu có thể lên đến 3 km. Sóng làm rung chuyển các đám mây, phá vỡ quá trình kết tinh và bắn phá các hạt băng. Kết quả, các hạt băng bị mất tính bền vững và rơi xuống đất dưới dạng các hạt tuyết nhỏ. 7) Làm thế nào xác định được chất lượng thịt heo trước khi giết, mổ? Heo chứ không phải dưa hấu để có thể cắt một miếng cho khách hàng xem. Liên hiệp chế tạo máy “Krautkremer” (Đức) chế tạo máy sử dụng siêu âm DM-2, cho phép xác định các lớp mỡ, thịt chính xác đến 0,1 mm. Độ dày của các lớp này lần lượt hiện lên bảng số sau mỗi ba giây. 8) Làm đơn giản hóa kết cấu động cơ pít-tông, tăng độ tin cậy của nó, giảm mức độ độc hại của khí thải là các khuynh hướng chủ yếu trong ngành chế tạo ôtô. Nhằm đáp ứng các đòi hỏi này, các nhà sáng chế London (Anh) đưa ra hệ thống mồi lửa mới, sử dụng hiệu ứng áp điện giống như trong các bật lửa áp điện (Piezo). Người ta chế tạo bugi với tinh thể thạch anh và pít tông. Trong kỳ nén hỗn hợp nhiên liệu, pittông được giải phóng ra khỏi chốt lò xo và đập mạnh vào tinh thể. Xung điện thế xuất hiện, được các triôt khuếch đại, truyền đến các cực của bugi. Hệ thống này không cần đến ắcquy, bộ phân phối, ngắt... phức tạp. Trong động cơ mới không có hiện tượng đánh lửa sớm. Ngoài ra, điện thế cao thu được bằng cách nói trên, tạo thành sự phóng điện quầng sáng làm nhiên liệu cháy hoàn toàn hơn. 9) Công ty “Piezo Electric Production” (Mỹ) chế tạo loại “quạt” dùng làm nguội các mạch điện. “Quạt” gồm nhiều bản mỏng xếp lại và được giữ chặt một phía. Người ta làm dao động các bản này nhờ các tinh thể áp điện. Khác với các loại quạt dùng động cơ, loại quạt này chỉ tiêu thụ vài milioát năng lượng đủ làm tản vài oát nhiệt lượng. NHẬN XÉT: 1) Thủ thuật này liên quan trực tiếp đến việc sử dụng kiến thức. Dao động cơ học, sóng âm là những hiện tượng rất phổ biến trong tự nhiên. Để sử dụng tốt các hiện tượng, hiệu ứng này, cần có sự hiểu biết về chúng một cách khoa học. 2) Việc học các kiến thức cần chú ý đào sâu khả năng ứng dụng của các kiến thức đó, cụ thể, khả năng giải quyết mâu thuẫn của các kiến thức đó. Ví dụ, dao động kiểu con lắc hay nguồn phát sóng âm cho ta sự thống nhất giữa xa và gần… 3) Thủ thuật nhắc chú ý đến “những trường hợp đặc biệt” như cộng hưởng, siêu âm, hiệu ứng áp điện… để sử dụng giải bài toán. 4) Ngoài dao động cơ học ra còn có những loại dao động khác như dao động, sóng điện từ. Nguyên tắc này cũng đòi hỏi cần có kiến thức về các loại dao động khác và sử dụng dao động cơ học kết hợp với chúng. 5) Các loại dao động, sóng được sử dụng rất phổ biến trong các lĩnh vực kỹ thuật và trong đời sống hàng ngày, đem lại các ích lợi to lớn. Do vậy, bạn có thể dễ dàng tự lấy nhiều thí dụ minh họa cho nguyên tắc này. 11.2.19. NGUYÊN TẮC TÁC ĐỘNG THEO CHU KỲ NỘI DUNG: a) Chuyển tác động liên tục thành tác động theo chu kỳ (xung). b) Nếu đã có tác động theo chu kỳ, hãy thay đổi chu kỳ. c) Sử dụng khoảng thời gian giữa các xung để thực hiện tác động khác. GIẢI THÍCH: Xem hình vẽ CÁC THÍ DỤ: 1) Đèn quảng cáo, phòng khiêu vũ, các loại đèn tín hiệu như hải đăng, đèn trên các cột cao, đèn quẹo trái, quẹo phải của các loại xe… đều ở dạng nhấp nháy (lúc tối, lúc sáng). 2) Các tín hiệu âm thanh mang tính báo hiệu như còi xe cấp cứu, cứu hỏa, báo hiệu xe lùi, tín hiệu báo đổ chuông, máy bận trong điện thoại… 3) Thay vì chiếu sáng liên tục khi chụp hình hoặc quay phim, người ta chuyển sang dùng đèn flash, đèn chiếu sáng đồng thời với việc mở ống kính. 4) Trong điện tử học có nguyên một bộ môn: kỹ thuật xung. 5) Máy tự động đính cúc vào áo sơ mi mất 15 giây. Xí nghiệp “New Products” (Thụy Điển) đưa ra loại máy mới, giảm thời gian đính cúc 10 lần. Tuy nhiên, đây không phải là loại cúc áo bình thường: Mặt sau cúc áo mới có tấm bản đặc biệt để “hàn” vào vải bằng xung siêu âm. 6) Trước đây, khi một sợi trong bó dây điện thoại bị hư, người ta phải đào cả một đoạn cáp. Tại Oslo (Na Uy), các nhà khoa học nghiên cứu đưa ra giải pháp mới. Giá thành sửa chữa giảm hai lần mà không cần dùng đến xẻng. Người thợ chỉ cần chui xuống giếng cáp, bơm vào vỏ kim loại của đoạn cáp hư một lượng ôxy, sau đó cho một xung điện chạy qua dây bị hư. Xung điện làm lớp polimer cách điện cháy thành than và người ta dễ dàng rút sợi dây đồng ra và thay dây mới vào. Việc tính toán các đặc trưng của xung được giao cho máy tự động thực hiện. 7) Công ty “Atlas-Kopko” (Thụy Điển) sản xuất thiết bị “Krak-200”, có khả năng trong vòng một phút, biến khối đá granite, thể tích một mét khối thành đống đá dăm. Người ta khoan trước vào tảng đá một lỗ sâu 600 mm, đường kính 30 mm. Sau đó, người ta phun gần 1,6 lít nước vào lỗ và ngay lập tức, tạo xung áp suất siêu mạnh, gây ra vụ nổ bên trong tảng đá mà không tạo tiếng ồn, bụi và khí độc. Tảng đá nứt, vỡ thành nhiều mảnh. Chúng không bị văng ra các phía mà rớt xuống dưới, rất gọn. 8) Ở một số nước châu Âu, người ta đăng ký patent về loại thiết bị độc đáo chống cướp xe ôtô. Các điện cực được đặt giấu dưới đệm ghế ngồi của tài xế hoặc (và) của hành khách. Nguồn điện là cuộn cảm mồi lửa, điều khiển bằng hai nút bấm để chỗ bí mật. Nếu có người khả nghi ngồi vào xe, tài xế dùng chân nhấn một nút, chưa có gì đặc biệt xảy ra. Nhưng khi xuất hiện tình huống nguy hiểm, tài xế nhấn nút thứ hai và kẻ gian sẽ bị “đánh” bằng một xung điện 60.000 V vào mông. Dòng điện không lớn, không gây chết người nhưng tạo được thời gian cần thiết để người lái xe làm chủ tình thế. 9) Phương pháp truyền thống thu nhận nước ngọt từ nước biển là chưng cất: dùng nhiệt làm bay hơi nước. Còn có phương pháp khác: làm bay hơi nước trong chân không, dùng nhiều năng lượng hơn. Tại “Viện nghiên cứu kinh tế năng lượng” Budapest (Hungary), trong vài năm, đã nghiên cứu hoàn thiện phương pháp nói trên. Kết quả, họ chế tạo ra thiết bị làm việc nhanh hơn những máy tương tự, dùng ít năng lượng hơn một phần tư. Mấu chốt của cải tiến là ở chỗ, chân không, không tạo ra từ từ mà dưới dạng các xung. Khi hạ áp suất đột ngột, nước dường như bị nổ bùng. Các đám hơi nước bị hút ngay vào các bộ thu góp. Sau đó là xung tiếp theo… Thiết bị được lắp đặt trên đảo Aruba trong vùng biển Caribê, cho năng suất 4.000 m3 nước ngọt trong một ngày đêm. 10) Công ty “Buler-Miag” (Đức) chế tạo hệ thống vận tải bằng khí nén “Takt-Shub”, chuyên chở theo đường ống các nguyên vật liệu thể hạt như cà phê, nhựa, quặng nghiền, vụn đá cẩm thạch… không theo chế độ thổi liên tục mà theo chế độ xung. Nguyên vật liệu được đưa vào ống thành từng đợt riêng, cách nhau một lớp không khí. Cách làm này tạo cho các hạt không bị dính kết vào nhau, ngăn cản sự chà xát và sự dịch chuyển trở nên nhẹ nhàng hơn. Tính chung, tiết kiệm 40% năng lượng so với các hệ thống vận tải bằng khí nén thông thường. Năng suất cực đại của hệ thống là 40 tấn/giờ, chiều dài tối đa của ống 1,2 km. Các chuyên gia của công ty cho rằng hệ thống mới còn có thể chuyên chở bột mài vì chính phương pháp mô tả ở trên bảo đảm sự tiếp xúc tối thiểu của nguyên vật liệu với thành trong của ống, do vậy, không làm mòn ống. NHẬN XÉT: 1) Từ “tác động” cần hiểu rộng, không nhất thiết phải là lực vật lý mà có thể là bất kỳ ảnh hưởng nào. 2) Trong hiện thực khách quan có hai mặt đối lập: “liên tục” và “rời rạc” (ngắt quãng). Từ “xung” ở đây có thể hiểu là tác động mang tính “rời rạc”, “ngắt quãng”. 3) Việc chuyển sang “chế độ xung” đem lại những tính chất mới mà “chế độ tác động liên tục” không có, ví dụ, tạo sự thống nhất giữa có tác động và không có tác động, tăng tính tương hợp của hệ thống, tiết kiệm năng lượng, tăng độ tin cậy, tăng sự đa dạng… 4) Nguyên tắc tác động theo chu kỳ còn có ý nghĩa đối với con người chứ không chỉ riêng đối với máy móc. Ví dụ, các kết quả nghiên cứu cho thấy, ánh sáng nhấp nháy, âm thanh thay đổi ngắt quãng gây sự chú ý tốt hơn là chiếu sáng liên tục hoặc âm thanh đều đều. Trên thế giới hiện nay có bộ môn khoa học “Tâm lý học công nghiệp và kinh doanh” (Industrial and Business Psychology) hay còn gọi là “Tâm lý học kỹ thuật”. Khoa học này chuyên nghiên cứu những quy luật khách quan của các quá trình tương tác thông tin giữa người và máy móc, với mục đích sử dụng những quy luật này vào thực tế thiết kế, chế tạo và vận hành các hệ thống “Người - Máy móc”. Điều này làm tăng tính tương hợp giữa các sản phẩm kỹ thuật với các đặc điểm cơ thể người, sao cho con người thấy thoải mái, dễ chịu và đỡ mệt mỏi nhất khi làm việc với máy móc nói chung, các sản phẩm nhân tạo nói riêng. 11.2.20. NGUYÊN TẮC LIÊN TỤC CÁC TÁC ĐỘNG CÓ ÍCH NỘI DUNG: a) Thực hiện công việc một cách liên tục (tất cả các phần của đối tượng cần luôn luôn làm việc ở chế độ đủ tải). b) Khắc phục vận hành không tải và trung gian. c) Chuyển chuyển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động quay. CÁC THÍ DỤ: 1) Ôtô vận tải, chuyến đi, chuyến về phải chở hàng, tránh chạy không. 2) Ở thời kỳ đầu của ôtô tải, tại những chỗ lên xuống hàng, thùng xe “làm việc” trong khi đó đầu máy “nghỉ”. Sau này, người ta tách riêng thành máy kéo và rơmoóc, xe tự đổ, ôtô vận tải kết hợp với cần cẩu, máy xúc… 3) Ắc quy phát điện lúc xe, tàu không hoạt động để thắp sáng hay khởi động xe và tích điện bù lại khi động cơ làm việc. 4) Tàu đánh cá kết hợp với chế biến, đóng hộp trên đường về. 5) Tàu chở dầu kết hợp với lọc dầu trên đường vận chuyển. 6) Tiền phải luôn luôn quay vòng sinh lời. 7) Bố trí mùa vụ, loại cây thích hợp để không cho đất “nghỉ” trong nông nghiệp. 8) Các đồ dùng, vật dụng chuyển từ sử dụng một lần sang sử dụng nhiều lần: các nguyên vật liệu tái sinh, tàu con thoi… 9) Công ty “Partek” (Phần Lan) chế tạo loại xe tải, có thể làm việc suốt ngày vì có thể nhanh chóng thay đổi loại thùng chở hàng: Thùng xe thường, thùng xe chở container, bồn đựng nhiên liệu…, một cách nhanh chóng, dễ dàng. Trong một ngày, xe có thể chở dầu madút, container, rác, máy kéo rơmoóc… Thời gian xe không làm việc giảm 60%. 10) Các thành phố hiện đại hàng ngày thải ra lượng rác khổng lồ, nhiều đến nỗi, ngoại thành không còn chỗ để chứa rác. Ngoài ra, rác còn làm hỏng đất vì trong rác có những chất thải công nghiệp độc hại và những bãi rác còn là nơi sinh sôi, phát triển đàn chuột. Các kỹ sư Pháp đề nghị cách giải quyết vấn đề trên như sau: Xe chở rác, trọng tải 8 tấn, trên đường ra bãi rác, sấy khô rác bằng khí thải của động cơ xe. Sau đó, người ta bật các mỏ đốt dùng dầu madút để đốt rác. Khói đi qua ống được đốt thêm lần nữa và lọc. Kết quả, khi xe đến bãi đổ rác thì trên xe chỉ còn tro, làm phân bón thích hợp cho đất cát và đất thịt. Tóm lại, bãi rác sẽ trở thành vùng đất trồng trọt tốt. 11) Tốc độ dỡ hàng tàu biển đối với những nguyên vật liệu dạng hạt là 370 tấn cho một ngày đêm. Cho nên, có những trường hợp, tàu đi mất bốn ngày nhưng phải nằm ở cảng tới bốn tuần lễ để bốc hàng. Ở Nhật, người ta thiết kế loại tàu biển vận tải lớn, gồm hai phần. Một phần gồm động cơ, các phòng của thủy thủ đoàn, đài chỉ huy. Phần kia, làm hầm tàu lớn chứa hàng. Khi tàu cập bến, tàu tách thành hai: Hầm tàu chứa hàng ở lại để dỡ hàng, phần có động cơ ghép với hầm tàu tương tự đã được chất hàng và có thể lên đường luôn, không mất thời gian chờ đợi. 12) Dưới sức nặng của các toa tàu, các bánh xe bị ép sát vào ray. Điều này cần thiết để có độ bám thích hợp. Nhưng gờ của các bánh xe, giữ cho đoàn tàu khỏi bị trật bánh, ngược lại, không nên có ma sát với đường ray. Công ty “Durafilm” (Mỹ) chế tạo hệ thống bôi trơn gờ các bánh xe một cách tự động. Dầu có dạng rắn, không giống các loại dầu bôi trơn thường và hoàn toàn không gây ô nhiễm môi trường. Sử dụng hệ thống này tiết kiệm năng lượng đầu máy, tăng tuổi thọ của các bánh xe và đường ray một cách đáng kể. 13) Nhà máy kỹ thuật vệ sinh ở thành phố Sliven (Bungari) sản xuất loại vòi tắm hoa sen, bên trong có đặt cái đun điện, xem hình. Khi vặn vòi, cái đun nước có công suất 4.100 W tự động bật và kịp thời làm nóng nước đến nhiệt độ cần thiết. Người ta có thể thay đổi nhiệt độ bằng cách điều chỉnh nước chảy mạnh hay yếu. Vòi tắm hoa sen nước nóng kiểu này tiết kiệm năng lượng và không phải mất thời gian chờ đợi. 14) Một nhóm nhà khoa học Canada chế tạo loại nồi hơi, ở đó nước tiếp xúc trực tiếp với lửa, không có các ống hoặc thiết bị trao đổi nhiệt trung gian. Phương pháp này dùng cho các thiết bị xoáy thủy lực, ở đó nước chảy theo thành trong, còn chính giữa là mỏ đốt khí công suất lớn. Trong một giờ, thiết bị có thể làm nóng 1.200 lít nước đến 90oC, hiệu suất cao hơn các loại nồi hơi truyền thống 10%. NHẬN XÉT: 1) Hệ thống sinh ra để làm việc và đem lại lợi ích, vậy phải cải tiến sao cho không chỉ toàn bộ hệ thống nói chung luôn luôn làm việc mà đến từng bộ phận của nó cũng phải luôn luôn làm việc để đem lại lợi ích và lợi ích phải càng ngày càng cao. Điều này thể hiện ở chỗ tăng năng suất, hiệu quả, tiết kiệm thời gian, tăng tính tương hợp, độ bền, tuổi thọ… 2) Chuyển chuyển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động quay làm tăng tính ích lợi. Ví dụ, mài dao bằng tay (chuyển động tịnh tiến qua lại) gồm có một lần mài và một lần đưa dao về vị trí ban đầu (không mài nên không có ích lợi). Sau đó, người ta làm hòn đá mài có hình tròn và chuyển sang chuyển động quay. Lúc này, tất cả chuyển động quay của hòn đá mài đều đem lại ích lợi: mài dao. 3) Nguyên tắc này, cũng như các nguyên tắc khác, phản ánh khuynh hướng phát triển, do vậy rất có tác dụng trong việc đánh giá, phê bình những giải pháp đã có, đặt và lựa chọn những bài toán, dự báo về sự phát triển. 4) “Nguyên tắc liên tục tác động có ích” mang tính định hướng cao, nên cần biến nó thành cách nhìn, cách nghĩ, cách tiếp cận vấn đề mang tính thường trực và khởi phát. 5) Nguyên tắc này hay được dùng với rất nhiều các thủ thuật khác như 1. Nguyên tắc phân nhỏ, 2. Nguyên tắc “tách khỏi”, 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ, 5. Nguyên tắc kết hợp, 6. Nguyên tắc vạn năng, 15. Nguyên tắc linh động, 25. Nguyên tắc tự phục vụ…. 6) “Nguyên tắc liên tục tác động có ích” còn thích hợp với chính người giải: Cần luôn luôn sống có ích, tránh để thời gian chết, “nhàn cư vi bất thiện”, làm tăng mức độ có ích của chính mình. 11.2.21. NGUYÊN TẮC “VƯỢT NHANH” NỘI DUNG: a) Vượt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn. b) Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết. CÁC THÍ DỤ: 1) Để tránh đau đớn cho bệnh nhân, những thao tác như tiêm, chủng, nhổ răng… thường làm rất nhanh. 2) Máy khoan răng có tần số vòng quay lớn. 3) Để tránh nhiệt có thể làm hỏng các mạch bán dẫn trong sửa chữa, lắp ráp, người ta hàn thật nhanh. 4) Do yêu cầu công việc, người ta chế tạo các loại sơn, keo dán, ximăng… mau khô. 5) Ghế ngồi cùng phi công bật ra khỏi buồng lái rất nhanh khi máy bay bị cháy, có nguy cơ nổ. 6) “Vượt nhanh” là nguyên tắc hoạt động của các loại bẫy. 7) Có những nghề nghiệp đòi hỏi phải làm thật nhanh như cứu hỏa, cấp cứu, ảo thuật… 8) Chỉ cần một mồi lửa nhỏ trong các hầm mỏ cũng có thể gây cháy, nổ và sụp lở. Nhiều khi phát hiện nơi phát lửa mà không kịp mang bình chữa cháy tới thì chuyện đáng tiếc đã xảy ra. Ở đây, vài giây cũng trở nên rất quý. Các nhà sáng chế trẻ ở Đại học bách khoa Kuzbas (Liên Xô) chế tạo ra loại súng phóng lựu đạn, với “lựu đạn” đặc biệt, bên trong chứa freon chữa lửa (xem hình). Bây giờ người ta không mất thời gian chạy đến nơi có ngọn lửa phát ra nữa mà có thể đứng tại chỗ để bắn. Thuốc súng dùng cho loại súng này là loại thuốc hoàn toàn không tạo ra lửa. 9) Nạn phá rừng bừa bãi đưa lại hậu quả rất nghiêm trọng cho bang San-Paulu (Braxin): các lớp đất màu mỡ trên các sườn đồi núi bị xói mòn, lũ lụt thường xuyên đe dọa các làng mạc và tính mạng người dân. Với cách trồng rừng truyền thống, công việc tiến triển rất chậm và khó lòng thay đổi tình thế. Nhu cầu cấp bách đòi hỏi phải có công nghệ trồng rừng đặc biệt. Kết quả, người ta chế tạo các “viên đạn” - các viên bi nhỏ làm từ gelatin, bên trong đựng hạt cây trồng. Còn “súng bắn” chính là máy bay. Gelatin hút ẩm tốt cho nên các hạt giống không sợ thiếu nước. Ngoài ra, người ta còn cho thêm vào “viên đạn” các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây ở giai đoạn đầu. Mỗi 10 km² cần khoảng một tấn rưỡi “đạn”. Bằng cách này, người ta dự định trồng 60 km² rừng trên các sườn đồi, núi trong vài tháng. Ở vùng nhiệt đới cây mọc quanh năm và nhanh nên kinh nghiệm này được các nhà trồng rừng nhiều nước chú ý. 10) Trong kỹ thuật có những tình huống cần phải bịt đường ống dẫn thật nhanh để khí hoặc các hóa chất độc không rò rỉ ra ngoài. Các chuyên gia Đức đưa ra phương pháp có thể bịt các ống dẫn tại bất kỳ chỗ nào, giống như người ta ép thành ống cao su bằng một lực từ bên ngoài, chỉ khác ở chỗ