上述理論表明,等價變換理論是一個分析綜合體係,其中AO、Bt的比較過程為分析,等價變換為綜合。
市川教授還根據等價變換法的程序,編製了等價變換思考流程圖(簡稱
·第三章.創造原理·
ET線圖,如圖3-3所示),得以使創造活動有條不紊的順利進行。
定性思考路線1
1
2 23
4
反饋5
思考路6
線
7
8
定量反饋路線
9
10
圖3-3.等價變換法運用程序
以下我們結合磁懸浮列車的發明來說明這個程序:
第一步,提出問題,確定目標。隨著經濟的快速發展,追求高節奏、高效率,交通運輸的高速化就成了一種必然的需求趨勢。相對民航和高速公路而言,高速鐵路不但能耗低,相對安全係數也高出好幾倍。而當時經過改造的高速鐵路運輸最高時速,隻達到350千米,仍然無法滿足需求,因此發明一種高速鐵路運輸設備已成為發明創造的目標,要求列車時速達到400千米。
第二步,確定指導思想、觀點、分析問題,設定技術要求。分析問題必須抓住問題的本質,找出解決問題的關鍵環節。分析問題需要運用發散式思維,力求從多視角,多側麵進行思考,因而也會產生多種技術要求。提高火車運行速度可以增大機車牽引動力、提高路軌質量(減少彈性損耗、提高附
著力)、改進機車造型設計、減少空氣阻力、減少摩擦阻力等。然而,增大動力,
提高路軌質量總是有限的;空氣阻力,又將隨速度增加而迅速增加,摩擦阻
力,隻要車輪與路軌接觸,就是不可避免的;而且摩擦力與速度的平方成正比,
火車速度越高,阻力也就越大。經科學家研究,火車速度的極限為300千米(盡
管有過380千米的世界紀錄,但實際應用應限定不得超過260千米);如果超
過300千米,就會造成車輪與鋼軌的劇烈磨損而引發事故。因此,創造一種
使摩擦力最小的火車係統,便成為根本的技術要求。減少摩擦力,不僅可以
提速也可以減少能源消耗。
第三步,從設定的技術要求中,抽取出等價因素ε。等價因素ε是對技術
要求的進一步簡化、抽象化和概括化的結果;本例可確定等價因素ε 為減少
摩擦力。
第四步,找出能實現等價因素的現有的所有技術裝置和技術手段,即ΣA0
集。這一步需要有創造性,盡可能發散思維向多方麵擴展,盡可能提出全麵的、
多種類的能實現等價因素的事物或方式。本例中能實現減少摩擦的事物與方
式有:減少接觸麵粗糙度、增加潤滑、減少壓力、減少摩擦、無摩擦結構裝
置(磁懸浮)等。
第五步,從所有這些事物ΣA0集中選出最合適的一個事物A0。本例中選
用磁懸浮原理和相應的磁懸浮結構。
第六步,確定限製條件C,從ΣA0集中選出的A0事物必然有其具體的實
現ε 的條件,這種實現ε 的方式即為限製條件。
在本例中,首先要按相關技術標準在列車底部和列車軌道上正確按“磁
力線圈”,並保證磁場強度。在列車底部裝上用超導材料繞成的線圈,並浸泡
在低溫冷卻劑液態氮裏,通進電流(由於超導線圈電阻為零,電流無損耗能
長期流動),生成持續的強大磁場;軌道上也裝了若幹個環形線圈。根據電磁
感應原理,列車在軌道上行駛,列車上“超導線圈”發生的磁力線和“軌道
線圈”相切割,“軌道線圈”產生感應電流,又產生磁場,車底和軌道兩磁場
極性相同,因而互相排斥,加上“超導線圈”本身的“完全抗磁性”,於是產
生的強大磁力足夠與列車受到的地球引力相抗衡(大於地球引力),使車身被“抬”起,車輪與軌道距離約達10-15 厘米。
其次,因為選用“磁懸浮結構”,列車前進動力也應用電磁力。相當於將
電動機定子從縱向剖開,形成一組直線排列的線圈,平鋪在軌道上,把作“轉子”