NHỮNG NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO ỨNG DỤNG TRONG LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA VÔ TUYẾN RUYỀN HÌNH (TV)

- Khoa học là một hoạt động xã hội nhằm tìm tòi, phát hiện qui luật của vật chất, hiện tượng và vận dụng những qui luật ấy để sáng tạo ra nguyên lý các giải pháp tác động vào các sự vật

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

I Tổng quan về khoa học và nghiên cứu khoa học

1 Khoa học

- Khoa học là hệ thống tri thức về mọi loại qui luật của vật chất và sự vận động của vật chất, những qui luật của tự nhiên, xã hội và tư duy (Pierre Auger –Tendences actuelles de la recherche scientifique, UNESCO, Paris, 1961)

- Khoa học là một hoạt động xã hội nhằm tìm tòi, phát hiện qui luật của vật chất, hiện tượng và vận dụng những qui luật ấy để sáng tạo ra nguyên lý các giải pháp tác động vào các sự vật hoặc hiện tượng, nhằm biến đổi trạng thái của chúng

- Theo quan điểm của Marx, khoa học còn được hiểu là một hình thái ý thức xã hội, tồn tại độc lập tương đối với các hình thái ý thức xã hội khác

 Các tiêu chí nhận biết một bộ môn khoa học:

1 Có một đối tượng nghiên cứu

2 Có một hệ thống lý thuyết

3 Có một hệ thống phương pháp luận

4 Có mục đích sử dụng

 Các quan điểm tiếp cận phân loại khoa học:

- Theo nguồn gốc: Khoa học thuần túy (sciences pures), lý thuyết (sciences theorique), thực nghiệm (sciences experimentales), thực chứng (sciences positives), qui nạp (sciences inductives), diễn dịch (sciences deductives)…

- Theo mục đích ứng dụng: Khoa học mô tả, phân tích, tổng hợp, ứng dụng, hành động, sáng tạo…

- Theo mức độ khái quát: Cụ thể, trừu tượng, tổng quát…

- Theo tính tương liên giữa các khoa học: Liên ngành, đa ngành…

- Theo cơ cấu hệ thống tri thức: Cơ sở, cơ bản, chuyên ngành…

- Theo đối tượng nghiên cứu: Tự nhiên, kỹ thuật, xã hội nhân văn, công nghệ, nông nghiệp, y học…

2 Nghiên cứu khoa học

Nghiên cứu khoa học nhằm thỏa mãn nhu cầu nhận thức và cải tạo thế giới:

- Khám phá những thuộc tính bản chất của sự vật hoặc hiện tượng

- Phát hiện qui luật vận động của sự vật

- Vận dụng qui luật để sáng tạo giải pháp tác động vào sự vật

a) Các chức năng cơ bản của nghiên cứu khoa học

- Mô tả: là trình bày bằng ngôn ngữ hình ảnh chung nhất của sự vật, cấu trúc, trạng thái, sự vận động của sự vật Sự mô tả bao gồm định tính và định lượng

- Giải thích: là làm rõ nguyên nhân sự hình thành và qui luật chi phối quá trình vận động của sự vật nhằm đưa ra những thông tin về thuộc tính bản chất của sự vật

- Dự đoán: nhìn trước quá trình hình thành, sự tiêu vong, sự vận động và những biểu hiện của sự vật trong tương lai

- Sáng tạo: làm ra sự vật mới chưa từng tồn tại Khoa học không bao giờ dừng lại ở

ở chức năng mô tả, giải thích và dự đóan Sứ mệnh lớn lao của khoa học là sáng tạo các giải pháp cải tạo thế giới

b) Các đặc điểm của nghiên cứu khoa học

- Tính mới: NCKH là quá trình thâm nhập vào thế giới của sự vật mà con người chưa biết, hướng tới những phát hiện mới hoặc những sáng tạo Đây là đặc điểm quan trọng nhất

- Tính tin cậy: Kết quả nghiên cứu phải có khả năng kiểm chứng lại nhiều lần do nhiều người khác nhau trong điều kiện giống nhau Do đó, một nguyên tắc mang tính phương pháp luận của NCKH là khi trình bày một kết quả nghiên cứu, người nghiên cứu cần chỉ rõ điều kiện, những nhân tố và phương tiện thực hiện

- Tính thông tin: là những thông tin về qui luật vận động của sự vật hoặc hiện tượng, thông tin về qui trình công nghệ và các tham số đi kèm qui trình đó

- Tính khách quan: vừa là một đặc điểm của NCKH vừa là tiêu chuẩn của người NCKH Để đảm bảo tính khách quan, người NCKH cần phải tự trắc nghiệm lại những kết luận tưởng như đã hoàn toàn được xác nhận

- Tính rủi ro: Một nghiên cứu có thể thành công, có thể thất bại Thất bại có thể do nhiều nguyên nhân nhưng trong khoa học thất bại cũng được xem là một kết quả và mang ý nghĩa về một kết luận của NCKH và được lưu giữ, tổng kết lại như một tài liệu khoa học nghiêm túc để tránh cho người đi sau không dẫm chân lên lối mòn, tránh lãng phí các nguồn lực nghiên cứu

- Tính kế thừa: Có ý nghĩa quan trọng về mặt phương pháp luận nghiên cứu Ngày nay không có một NCKH nào bắt đầu từ chỗ hòan tòan trống không về kiến thức, phải kế thừa các kết quả nghiên cứu của các lĩnh vực khoa học khác nhau

- Tính cá nhân: vai trò của cá nhân trong sáng tạo mang tính quyết định, thể hiện trong tư duy cá nhân và chủ kiến riêng của các nhân

- Tính phi kinh tế: Lao động NCKH hầu như không thể định mức, thiết bị chuyên dụng dùng trong NCKH hầu như không thể khấu hao, hiệu quả kinh tế của NCKH hầu như không thể xác định.

c) Các loại hình nghiên cứu khoa học

- Nghiên cứu cơ bản: nhằm phát hiện bản chất, qui luật của sự vật hoặc hiện tượng trong tự nhiên, xã hội, con người, có thể thực hiện trên cơ sở những nghiên cứu thuần túy lý thuyết hoặc trên cơ sở những quan sát, thí nghiệm Sản phẩm là các phát kiến, công thức, phát minh Chia làm 2 loại:

Nghiên cứu cơ bản thuần túy và định hướng UNESCO chia nghiên cứu cơ bản định hướng thành nghiên cứu nền tảng và chuyên đề

- Nghiên cứu ứng dụng: là sự vận dụng các qui luật từ nghiên cứu cơ bản để đưa ra nguyên lý về các giải pháp có thể bao gồm công nghệ, sản phẩm, vật liệu, Sáng chếlà giải pháp kỹ thuật có tính mới và áp dụng được

- Nghiên cứu triển khai (R&D): là sự vận dụng các qui luật, các nguyên lý để đưa ra các hình mẫu với những tham số có tính khả thi về kỹ thuật, có thể chia làm các lọai hình: triển khai trong phòng, bán đại trà,…

d) Các bước nghiên cứu khoa học

- Xác lập vấn đề nghiên cứu: Vấn đề nghiên cứu là những điều chưa biết hoặc chưa biết thấu đáo về bản chất sự vật hoặc hiện tượng, cần được làm rõ trong quá trình nghiên cứu Khi vấn đề nghiên cứu được chọn và cụ thể hóa thành 1 đề tài nghiên cứu, người nghiên cứu cần xác định cơ sở lý thuyết cho nghiên cứu và tìm hiểu lịch

sử vấn đề

- Chuẩn bị nghiên cứu: Xây dựng đề cương nghiên cứu (lý do chọn đề tài, xác định đối tượng và phạm vi nghiên cứu, xác định mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu, đặt tên đề tài, ), xây dựng kế hoạch nghiên cứu (tiến độ, nhân lực, dự toán,…), chuẩn bị phương tiện nghiên cứu, lập danh mục tư liệu,

- Lựa chọn và nghiên cứu thông tin: thu thập và xử lý thông tin, nghiên cứu tư liệu, thâm nhập thực tế, tiếp xúc cá nhân, xử lý thông tin,

- Nghiên cứu: xây dựng giả thuyết, lựa chọn phương pháp nghiên cứu, nghiên cứu

và kiểm chứng giả thuyết

- Hoàn tất nghiên cứu: đề xuất và xử lý thông tin, xây dựng kết luận và khuyến nghị, viết báo cáo hoàn tất, hoàn tất và áp dụng kết quả

3 Phương pháp luận sáng tạo TRIZ

Lý thuyết giải các bài toán sáng chế (viết tắt theo tiếng Nga đọc là TRIZ) là phương pháp luận tìm kiếm những giải pháp kỹ thuật mới, cho những kết quả khả quan, ổn định khi giải những bài toán khác nhau Tác giả của TRIZ - G.S.Altshuller bắt đầu

nghiên cứu, xây dựng lý thuyết từ 1946 Tiền đề cơ bản của TRIZ là các hệ kỹ thuật phát triển tuân theo các quy luật khách quan, nhận thức được Chúng được phát hiện

và sử dụng để giải một cách có ý thức những bài toán sáng chế TRIZ được xây dựng như là một khoa học chính xác, có lĩnh vực nghiên cứu riêng, các phương pháp riêng, ngôn ngữ riêng, các công cụ riêng Hạt nhân của TRIZ là algorit giải các bài toán sáng chế (viết tắt theo tiếng Nga là ARIZ) ARIZ là một chương trình các hành động

tư duy có định hướng, được kế hoạch hóa- Nó có mục đích tổ chức hợp lý và làm tích cực hóa tư duy sáng tạo, bước đầu tạo cơ sở cho lý thuyết chung về tư duy định hướng

Ý nghĩa của TRIZ và ARIZ là ở chỗ xây dựng tư duy định hướng nhằm đi đến lời giải bằng con đường ngắn nhất dựa trên các quy luật phát triển các hệ kỹ thuật và sử dụng chương trình tuần tự các bước, có kết hợp một cách hợp lý 4 yếu tố: tâm lý, logic, kiến thức và trí tưởng tượng TRIZ được dùng kết hợp với những phương pháp kinh tế-tổ chức (như phương pháp phân tích giá thành-chức năng, gọi tắt là FS- tạo nên công cụ tổng hợp và có hiệu lực mạnh mẽ tác động tốt đến sự phát triển công nghệ Nội dung 40 nguyên tắc sáng tạo TRIZ được trình bày một cách ngắn gọn như sau:

1 Nguyên tắc phân nhỏ

Nội dung:

- Chia đối tượng thành các phần độc lập

- Làm đối tượng trở nên tháo lắp được

- Tăng mức độ phân nhỏ của đối tượng

Ví dụ:

- Thước mét phân nhỏ thành thước gập, phân nhỏ nữa thành thước dây mềm, gọn

- Báo khổ rộng in thành những cột nhỏ cho dễ đọc

- Ngũ cốc nghiền thành bột, từ đó làm bún, miến, mì, bánh các loại

2 Nguyên tắc tách khỏi đối tượng

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

Ví dụ:

- Trước đây, tiếng hát là một phần của ca sỹ Muốn nghe hát, người ta phải mời ca sỹ đến, trong 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

- Cà phê hòa tan, mắm cô, mì ăn liền, hương phở, bột ngọt, đường

- Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất của công việc.

Ví dụ:

- 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 mực đỏ

- 37oC là thân nhiệt của người khỏe mạnh Thân nhiệt thấp hoặc cao hơn nhiệt độ này

là “có vấn đề” Để nhần mạnh điều này, trên các cặp nhiệt độ, 37oC được ghi bằng màu đỏ

4 Nguyên tắc phản đối xứng

Nội dung: Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng (nói

chung làm giảm bậc đối xứng)

- Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt động kế cận

- Kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận

Ví dụ:

- Súng nhiều nòng

- Bấm móng tay có phần giũa móng tay

- Buá có đầu đóng đinh, đầu nhổ đinh

- Xe lội nước vừa đi được trên bộ, vừa đi được dưới nước

- Loại ổ cắm cho phép sử dụng được với cả hai loại phích cắm dẹt và phích cắm tròn

- Bút thử điện đồng thời là tuốc-nơ-vít

7 Nguyên tắc “chứa trong”

- Loại ăngten dùng cho máy thu thanh, thu hình, khi cần có thể kéo dài hoặc thu ngắn lại nhờ những ống kim loại đặt bên trong nhau.

- Nhảy dù, hãm máy bay bằng dù

- Vì ít người thích xem quảng cáo, nên người ta chiếu xen quảng cáo vào giữa các chương trình yêu thích khác

9 Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ

Nội dung:

Gây ứng suất trước với đối tượng để chống lại ứng suất không cho phép hoặc không mong muốn khi đối tượng làm việc (hoặc gây ứng suất trước để khi làm việc sẽ dùng ứng suất ngược lại)

Ví dụ:

- Loại đồ chơi phải lên dây cót trước

- 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

- Muốn dùng ắc-quy phải nạp điện trước

10 Nguyên tắc thực hiện sơ bộ

Nội dung:

- Thực hiện trước sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần, đối với đối tượng

- Cần sắp xếp đối tượng trước, sao cho chúng có thể hoạt động từ vị trí thuận lợi nhất, không mất thời gian dịch chuyển

Ví dụ:

- Các loại giấy tờ in sẵn trước những phần chung cho tất cả mọi người để tiết kiệm thời gian, chỉ cần điền vào chỗ trống 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

- Tem, nhãn bôi keo trước, khi dùng chỉ việc dán

- Thực phẩm làm sẵn, mua về là có thể nấu ngay được

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

Ví dụ :

-Các phương tiện báo cháy, phòng cháy, chữa cháy

- Các phao, xuồng cấp cứu trên các tàu thủy

- Phi công mang dù

- Các loại cầu chì, van chốt an toàn

12 Nguyên tắc đẳng thế

Nội dung:

Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng

Ví dụ:

- Các loại đồ dùng, vật dụng có gắn bánh xe như: túi vali, bàn, ghế, tủ,…

- Dùng băng tải thay cho cần cẩu và ôtô

- Làm phần chuyển động của đối tượng (hay môi trường bên ngoài) thành đứng yên

và ngược lại, phần đứng yên thành chuyển động

- Lật ngược đối tượng

- Sử dụng các con lăn, viên bi, vòng xoắn

- Chuyển sang chuyển động quay, sử dụng lực ly tâm

Ví dụ:

- Thước dây chuyển thành thước cuộn

- Dây may so bếp điện, dây gắn ống nghe điện thoại có dạng lò xo xoắn

- Đầu ngòi viết cầu hoá thành bi, bút thường chuyển thành bút bi

- Gương lõm, gương lồi, gương cầu, các loại thấu kính hội tụ, phân kỳ

- Các điểm nút giao thông giao nhau dùng vòng xoay, cầu vượt xoáy trôn ốc

15 Nguyên tắc linh động

- Các lại bìa kẹp, cho phép lấy bớt hoặc thêm các tờ giấy rời.

- Các loại bàn, ghế, giường xếp hoặc thay đổi được độ cao, độ nghiêng

- Líp xe đạp có thể quay ngược mà không ảnh hưởng đến chuyển động của xe, líp xe nhiều tầng, xe có nhiều số tốc độ

16 Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa”

Nội dung: Nếu như khó nhận được 100% hiệu quả cần thiết, nên nhận ít hơn hoặc

nhiều hơn “một chút” Lúc đó bài toán có thể trở nên đơn giản hơn và dễ giải hơn

- Chuyển các đối tượng có kết cấu một tầng thành nhiều tầng

+ Đặt đối tượng nằm nghiêng

+Sử dụng mặt sau của diện tích cho trước

+ Sử dụng các luồng ánh sáng tới diện tích bên cạnh hoặc tới mặt sau của diện tích cho trước

Ví dụ:

- Chià khoá có răng ở hai cạnh nên lúc cho chià vào ổ không mất thời gian để lựa chiều

- Các loại quần áo mặc được cả hai mặt

- Nhà ở nhiều tầng, xe buýt hai tầng, máy bay hai tầng

- Các đường giao thông nhiều tầng trên mặt đất và dưới mặt đất

- Trong kỹ thuật dùng nhiều bộ rung tạo các dao động cơ học.

- Các loại đồ dùng massage trong gia đình như gối massage, ghế massage, giường massage…

19 Nguyên tắc tác động theo chu kỳ.

Nội dung:

- Chuyển tác động liên tục thành tác động theo chu kỳ (xung)

- Nếu đã có tác động theo chu kỳ, hãy thay đổi chu kỳ

- Sử dụng khoảng thời gian giữa các xung để thực hiện tác động khác

- Tàu đánh cá kết hợp với chế biến, đóng hộp trên đường về

- Tàu chở dầu kết hợp lọc dầu trên đường vận chuyển

- Tiền phải luôn luôn xoay vòng sinh lợi

21 Nguyên tắc “vượt nhanh”

Nội dung:

- Vượt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn

- Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết

Ví dụ:

- Để tránh đau đớn cho bệnh nhân, những thao tác như tiêm chủng, nhổ răng, nắn khớp xương thường làm rất nhanh

- Ghế ngồi phi công bật ra khỏi buồng lái rất nhanh khi máy bay bị sự cố làm rơi, nổ

- Vượt nhanh là nguyên tắc hoạt động của các loại bẫy

22 Nguyên tắc biến hại thành lợi

Nội dung:

- Sử dụng những tác nhân có hại (thí dụ tác động có hại của môi trường) để thu được hiệu ứng có lợi

- Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp nó với tác nhân có hại khác

- Tăng cường tác nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa

Ví dụ:

- Người ta biến sức tàn phá của lũ lụt thành điện năng bằng cách xây dựng các hồ

chứa nước và nhà máy thuỷ điện.

- Nhiều loại thuốc độc với những liều lượng thích hợp lại có tác dụng điều trị bệnh tốt như thuốc phiện, nọc rắn, nọc ong

- Dùng con đĩa để hút máu độc

- Tiêm vi trùng yếu (vacxin) vào cơ thể để tạo miễn dịch

23 Nguyên tắc quan hệ phản hồi

Nội dung

- Thiết lập quan hệ phản hồi

- Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi nó

Ví dụ:

- Các loại rờle đóng ngắt tự động cho máy làm việc hay ngừng; tùy theo nhiệt độ, cường độ dòng điện, mực nước, áp suất, độ ẩm

- Kính đeo mắt thay đổi độ trong suốt tùy theo cường độ ánh nắng mặt trời

- Xe máy tay ga tự động điều chỉnh cấp số truyền động theo tải và tốc độ

24 Nguyên tắc sử dụng trung gian

Nội dung: Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp.

Ví dụ:

- Ổ cắm điện chuyển đổi từ dẹt sang tròn và ngược lại

- Các loại biến thế điện

- Các chất xúc tác hoá học

- Các dịch vụ trong xã hội mang tính trung gian

- Trong tính toán toán học, có khi cần dùng số phức, hệ số nhị phân

25 Nguyên tắc tự phục vụ

Nội dung:

- Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, sửa chữa

- Sử dụng phế liệu, chát thải, năng lượng dư

Ví dụ:

- Loại vòi tưới rau hoặc tưới hoa, vừa phun nước vừa tự quay vòng tròn nên diện tích được tưới rất rộng và không cần có người

- Sử dụng phân, rác làm khí đốt

- Mô hình VAC (Vườn-Ao-Chuồng)

- Các cửa hàng tự giác, các nhà ăn tự phục vụ

thấy được bằng mắt thường), chuyển sang sử dụng các bản sao hồng ngoại hoặc tử ngoại.

- Khăn lau tay, lau mặt dùng một lần rồi bỏ

- Ly chén dĩa bằng giấy hoặc nhựa rẻ tiền, dùng một lần, đảm bảo vệ sinh, dùng tại những nơi không có điều kiện rửa hoặc cần phải tiết kiệm thời gian

- Khuynh hướng dùng nhựa thay cho kim loại

- Tàu, thuyền vỏ xi măng, lưới thép, composite

28 Thay thế sơ đồ cơ học

Nội dung:

- Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hoặc mùi vị

- Sử dụng điện trường, từ trường và điện từ trường trong tương tác với đối tượng

- Chuyển các trường đứng yên sang chuyển động, các trường cố định sang thay đổi theo thời gian, các trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định

- Sử dụng các trường kết hợp với các hạt sắt từ

Ví dụ:

- Cần cẩu dùng móc và cần cẩu dùng nam châm điện

- Đồng hồ lên giây cót cơ học chuyển sang đồng hồ điện tử

- Bàn tính, máy tính quay tay cơ học chuyển sang máy tính điện, điện tử, quang-điện tử

- Dây cung, dây nỏ chuyển sang sử dụng bơm nén, súng hơi

- Các con thú đồ chơi, thay vì nhồi bông, rơm người ta làm loại thú đồ chơi chỉ cần thổi lên

- Các loại ghế hơi, giường hơi, nệm hơi

- Bánh xe dạng rắn chuyển sang dạng hơi, phao gỗ chuyển sang phao khí

- Các hệ thống đóng mở dùng khí nén nói chung hay các loại thiết bị dùng khí nén

30 Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng