Нурали Нурисламович Латыпов Дмитрий Анатольевич Гаврилов Сергей Владимирович Ёлкин

Нурали Нурисламович Латыпов Дмитрий Анатольевич Гаврилов Сергей Владимирович Ёлкин

Инженерная эвристика

 

 

Текст предоставлен правообладателем http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=4575320

«Инженерная эвристика»: Астрель; Москва; 2012

ISBN 978‑5‑271‑45145‑4, 978‑5‑271‑45137‑9

Аннотация

 

В книге представлены классические и новейшие – от эвристических до логических – методы активизации инженерно‑технического мышления. Авторы демонстрируют междисциплинарный подход к решению изобретательских задач и тренингу интеллекта на основе универсальных языков. Последовательность в решении научно‑технических проблем достигается методом выявления и разрешения противоречий. При этом формулировка проблемы в виде парадокса оказывается сильнейшим стимулом для развития творческой мысли.

Книга содержит более 170 вопросов и задач, на которых заинтересованный читатель может проверить качественный уровень собственного мышления, а в случае затруднений – обратиться к приводимым решениям и ответам. Многие из этих задач озвучены авторами в 2011–2012 гг. в ходе семинаров и тренингов в рамках проекта ООО «ЛУКОЙЛ‑Инжиниринг» «Академия молодого инноватора», на интеллектуальных состязаниях молодых специалистов компании.

Рекомендуется инженерам, преподавателям и учащимся инженерно‑технических и естественнонаучных специальностей вузов, инновационно ориентированным молодым специалистам производственного и исследовательского комплексов, а также всем читателям, заинтересованным в формировании у себя эффективного, продуктивного, действенного мышления, достижении нового интеллектуального уровня развития.

 

Нурали Латыпов, Сергей Ёлкин, Дмитрий Гаврилов

Инженерная эвристика

 

Вступительная статья

 

Инженерное творчество – занятие в высшей степени интересное, поскольку именно здесь происходит синтез теории и практики, «дедукции» и «продукции». Инженер должен, с одной стороны, находить самые смелые и неожиданные для текущей практики решения, поскольку, следуй он в общей колее, работа такая не принесёт выгоды никому. С другой стороны, инженеру, в какой бы полёт фантазии он бы ни устремился, надо сверять свои координаты с жёсткими условиями технико‑экономической реальности. Эта стыковка полёта мысли и земных ограничений делает инженерное дело одним из увлекательнейших занятий на свете. Практика может быть разнообразна по степени приземлённости.

Например, программист работает в мире, почти что полностью подконтрольном человеку, где всё создано усилиями людей. И каждый шаг может быть проанализирован.

А вот самолётостроитель должен приспособить своё детище к существованию в мире, где мало что можно предсказать, где условия бывают крайне сложными и тяжёлыми, и ничего, после всех испытаний, отыграть назад уже будет нельзя. В то же время он должен добиться в столь непредсказуемых условиях хорошо предсказуемого результата.

Но и программист, и самолётостроитель, в отличие от служителя муз, имеют возможность и обязаны сверять каждый шаг своего творчества с действительностью. Это долженствование кажется ограничением, хотя и мнимым. Написать хорошую программу сложнее, чем хорошую пьесу. Но с другой стороны, интересную пьесу сложнее создать, чем написать картину. Пьесу должны поставить и представлять на театральной сцене разные люди, а картину вы пишете вполне самостоятельно, и никому на уже написанное не повлиять.

Даже у людей искусства, впрочем, давно бытует фраза, что форма освобождает. Когда мы выбираем ту или иную художественную форму, можно уже больше заботиться о содержании. И вот такое же освобождение происходит в инженерии. Когда вы существуете в среде, сформировавшейся независимо от вас, это налагает множество ограничений, но ещё и позволяет опереться на уже имеющиеся силы и подходы в собственном творчестве.

Об инженерном творчестве написано и мало, и много. «Много», потому что есть – и по сей день актуальны – выдающиеся на этом поприще работы, назову здесь лишь две из самых замечательных.

Вспомню труд канадского специалиста Эдварда Крика «Введение в инженерное дело». В предисловии к первому русскому изданию монографии редактор (а это было время косыгинских реформ, 1970‑й год) отмечал: «На множестве убедительных примеров автор доказывает… необходимость изучения и знания не только технических и технологических наук, но и дисциплин, на первый взгляд далёких от них. Любое знание пригодится инженеру в век кибернетики, ракетоплавания и бионики. Но особый упор делает Э. Крик на глубокое знание инженером экономики. Вся книга пронизана мыслью, что инженер, не умеющий сделать экономический расчёт себестоимости, составить смету затрат на проектирование и производство, вычислить эффективность разрабатываемой новинки и экономически обосновать один вариант из множества, – неполноценный инженер»[1].

Соглашаясь с такой оценкой, всё же не могу не подчеркнуть: инженер не является таковым по сути, если хотя бы не совершенствует сделанного до него. Прорывной в этом плане была отечественная разработка. В 1950‑х годах Генрих Альтшуллер закладывает основы будущей ТРИЗ, Теории решения изобретательских задач, нацеленной на эффективный поиск новых инженерно‑технических решений. Всё же сама инженерная (да и любая идея) предшествует стадиям конструирования и проектирования. Инженерные задачи подразделяются, в сущности, на две основные группы. Конструкторские – когда в рамках имеющихся физических ограничений находят оптимальные варианты в проектировании. И изобретательские – когда применяется новый принцип достижения решения, достигается новый вариант изделия, технологии, системы с обходом существующих ограничений. Двигателем изобретательской мысли в ТРИЗ выступает разрешение выявленного технического противоречия[2].

А «мало» об инженерном труде написано в том плане, что творчество «киношное», театральное, литературное и поэтическое как бы существуют, но технического творчества до определённого момента просто не признавали.

Знаменитый писатель и не менее выдающийся физик Чарлз Перси Сноу, анализируя западное общество ещё в середине 1950‑х годов в работе «Две культуры и научная революция» отмечал усиливающуюся поляризацию между учёными и техническими специалистами с одной стороны, и гуманитариями – с другой: «Художественная интеллигенция, которая случайно, пользуясь тем, что никто этого вовремя не заметил, стала называть себя просто интеллигенцией, как будто никакой другой интеллигенции вообще не существует… Среди художественной интеллигенции сложилось твердое мнение, что ученые не представляют себе реальной жизни и поэтому им свойствен поверхностный оптимизм. Ученые со своей стороны считают, что художественная интеллигенция лишена дара провидения, что она проявляет странное равнодушие к участи человечества, что ей чуждо все, имеющее отношение к разуму. Поляризация культуры – очевидная потеря для всех нас. Для нас как народа и для нашего современного общества. Это практическая, моральная и творческая потеря»[3].

Кстати, уже тогда Сноу обнаружил и ростки нового, назревающего кризиса, теперь уже в своей научно‑технической среде, собственно «разбегание» науки и техники:

«У тех, кто работает в области чистой науки, сложилось совершенно превратное мнение об инженерах и техниках. Им кажется, что все связанное с практическим использованием науки совершенно неинтересно. Они не в состоянии представить себе, что многие инженерные задачи по четкости и строгости не уступают тем, над которыми работают они сами, а решение этих задач часто настолько изящно, что может удовлетворить самого взыскательного ученого…»[4]

В истории культуры есть масса примеров, когда художественная, естественнонаучная и техническая культуры представляют однородный сплав. И этот сплав, как правило, имеет своё громкое имя.

Например, в 1842 году вышла примечательная статья великого Гектора Берлиоза, в которой он так характеризовал молодого изобретателя музыкальных инструментов Антуана‑Жозефа Сакса:

«Это человек проникновенного, цепкого, светлого ума, настойчивый и твердый в любом испытании. Он одновременно математик, акустик, чеканщик, литейщик и токарь. Он умеет, и думать, и делать – выдумывает и сам же выполняет».

Почему я обратил внимание на это высказывание? Из уст композитора прозвучала хвала искусству инженерному! Хотя создатель саксофона, проникавший с юных лет в саму природу музыкальных духовых инструментов, был и сам блестящим исполнителем. Его детище вот уже как сто семьдесят лет непременный участник оркестров – саксофон, изобретённый на перекрёстке творчества гуманитарного и технического, давно стал классикой.

Но такая похвала звучит всё реже и реже, слово «культура» в вездесущих СМИ предполагает сейчас что угодно, кроме технической, технологической культуры. Искусство – вот это культура. А мы, инженеры, кто тогда, спрашивается?!

Если наука и провозглашалась когда‑либо сектором культуры в узком кругу, то про культуру инженерную как‑то принято не упоминать. Давно я не слышал такого словосочетания! А между тем, возвращаясь к музыке, она часть общечеловеческого достояния, но ведь надо же было изобрести и сами инструменты, её порождающие, и отработать саму технологию изготовления таковых. Трудно художественное от инженерного отделить! Невозможно.

Ещё тревожнее тот печальный факт, что и сами инженеры склонны иногда отказываться от собственного права на «творческое начало»! Если согласиться с наблюдениями одного из видных мировых экспертов в сфере развития творческого мышления, доктора Эдварда де Боно, в большинстве своём те, кого называют «технарями» – цитирую – «…склонны верить в то, что творчество хорошо для рекламщиков, создателей упаковки, дизайнеров, специалистов в области маркетинга, но оно вовсе необязательно там, где всем управляют строгие числа и законы физики.

Но, как только они смогли увидеть логику творчества как способ поведения шаблонных систем, их отношение немедленно изменилось. Это очень важный момент, потому что множество людей признают ценность новых нестандартных идей, но оказываются неготовыми принять необходимость творчества, если эта необходимость остается на уровне лозунга.

А стоит им увидеть действительную логическую необходимость в творчестве, объясненную с помощью логики, – отношение радикально меняется. Понимание логики творчества само по себе не сделает вас творческой личностью. Но оно способно убедить в необходимости творчества и позволяет понять принцип действия определенных приемов нестандартного мышления и то, почему на первый взгляд алогичные приемы на самом деле абсолютно логичны в рамках логики шаблонных систем. И, наконец, понимание логики творчества мотивирует личность к действиям в этом направлении.

Некоторые люди утверждают, что их не интересует логика творчества, и стремятся поскорее освоить практические приемы. Это ошибка, потому что метод нельзя использовать достаточно эффективно, если вы не знаете, какой принцип лежит в его основе. Те учителя, которые трактуют приемы творчества как набор инструментов на все случаи жизни, не должны удивляться, если их студенты станут воспринимать эти приемы как хитрый фокус, и ничего больше»[5].

Да что там музыка с её инструментарием! Куда делась бы киноиндустрия без решения целого ряда инженерных задач. Разве «Аватар» Джеймса Камерона – это не инженерное искусство? Разве прославленный режиссёр погрузился на дно Марианской впадины на анимированном батискафе?

Строго говоря, само выражение «инженерное творчество» – тавтология, «инженер» суть синоним «творца», изыскивающего действенные способы достижения желаемого результата повсеместно.

Станислав Лем в «Сумме технологий»[6] указывал на определяющую роль инженера в создании новой реальности или переходе к ней. Тот же Эдвард Крик со своей стороны понимал инженерную задачу как требование перейти от одного состояния реальности к другому оптимальным образом, несколькими, возможно разными маршрутами[7]. Изобретение всегда нацелено на выявление нового творческого принципа указанного перехода.

«Творчество – сложный и запутанный предмет. Границы его размыты и простираются от изобретения нового колпачка для зубной пасты до Пятой симфонии Бетховена. Путаница начинается уже с трактовки самих слов “творческий” и “творчество”. На простейшем уровне “творчество” означает создание чего‑то, не существовавшего раньше. Продукт творчества не должен быть ни очевидным, ни легким. Он должен обладать какой‑то уникальностью, редким достоинством, достижимым только исключительными усилиями…

Можно относиться к творчеству, как к тайне. На наших глазах рождается изумительная идея, и мы не можем понять, как это происходит. Можно изучать и анализировать поведение творческих людей, но это ненамного приблизит нас к разгадке, потому что часто такие люди сами не сознают, как работает их “механизм творчества”, – считает тот же Эдвард де Боно, и обращает внимание своих читателей на самоорганизующиеся системы, включая мозг, тогда «в каком‑то смысле мы получаем возможность взглянуть на “логику” творчества. В ней нет никакой таинственности, и, чтобы ее понять, не нужно ничего принимать на веру. Секрет творчества не хранится в черном ящике с надписью “Это происходит здесь”. Сущность творчества (или, более точно, нестандартного мышления) доступна пониманию каждого»[8].

Всё в том искусственном мире, в котором мы живём, даже обыденное, до банальности привычное кем‑то когда‑то придумано и изобретено!

Доктор технических наук, профессор Наум Петрович Абовский в новой монографии «Секреты инженерного творчества» (Инженерно‑строительный институт Сибирского Федерального Университета) справедливо отмечает: «Человек, овладевая природными и общественными условиями своего существования, создает свою – “вторую природу”. Этот человеческий мир, базируясь на природе, вместе с тем составляет ту великую “прибавку”, которая исторически является самой молодой, но, вместе с тем, самой качественно сложной реальностью мироздания. Техника, как часть антропогенного мира, определяется как совокупность средств человеческой деятельности, создаваемых в целях производства и обслуживания потребностей общества.

Проблема качественных различий мира “естественного” и “искусственного” не нова. Однако в нашем сознании, главным образом, в силу несовершенства образования, сложился стереотип такого убеждения, при котором “искусственному” миру, как вторичному, как бы предписывается исполнять только законы, действующие в “естественном” мире».

Н.П. Абовский возвращается к формулировке проблемы, выдвинутой ещё нобелевским лауреатом, американцем Гербертом Александером Саймоном, который писал: «Мир, в котором мы живем, в значительно большей мере является творением человеческих рук, чем природы: это гораздо более искусственный мир, нежели естественный».

Саймон в своей монографии[9] приводит такие примеры. Естественное выступает перед человеком, как непосредственно данное; оно есть и изучается как таковое во всех его закономерностях («угол падения равен углу отражения»), качествах, свойствах и отношениях («Земля обращается вокруг солнца по эллипсу, в одном из фокусов которого находится солнце»). Искусственное – по его теории, – прежде чем стать таковым, должно быть создано (цемент и сталь из минерального сырья, продовольствие – из растительного и животного мира). Иными словами – оно должно быть спроектировано и произведено. В нём реализуется цель человека, оно функционально обслуживает его разнообразные потребности. Таким образом, «фокусом всей целенаправленной, продуктивной деятельности человека является решение задач, какими должны быть создание вещей и действия человека по достижению его целей. Между познанием человека, направленным на естественный объект и познанием и деятельностью человека, направленными на создание искусственных вещей, есть существенное различие. Оно состоит в том, что, если в первом случае в нем преобладает анализ, то во втором – синтез»[10].

Г. Саймон предложил разработать «некую универсальную теорию конструирования или основы методологии создания искусственного. Он верит, что создание такой теории позволит исправить тот «флюс», который сейчас в нашем познании составляют естественно научные знания». Он писал: «Я призываю не к тому, чтобы игнорировать фундаментальные науки, а лишь к тому, чтобы наряду с фундаментальными основами естественных наук включить в программу (любого базового высшего образования. – Авт.) – фундаментальные основы инженерного искусства» (Там же).

Н.П. Абовский указывает, полемизируя с изданной сорок лет назад саймоновской монографией: «Сейчас очевидным становится, что инженеру, чтобы строить конкретную действительность, исходя из потребностей общества, уже недостаточно только “всеобщей ориентации”, он должен иметь под рукой “эффективные познавательные инструменты”. Главное же состоит в том, что он должен иметь возможность прежде, чем строить в действительности, развернуть и детально построить все это идеально, создать свой предмет в виде проекта и быть уверенным, что его проекты и конструкции, став материальными, будут жить и нормально исполнять свои функции[11]. Инженер, как правило, не добывает фундаментальных знаний “о природе вещей”, но он добывает фундаментальные знания “о синтезе вещей”. И вряд ли можно сказать, что эти исследования менее важны, чем первые. Почему? Да не потому ли, что конечной целью всякого человеческого познания, да и вообще – проявления активной человеческой позиции, является не накопление знаний, как таковых, а стремление заставлять их служить себе».

Упомянутый мною ранее Эдвард Крик подчёркивал: «Многие полагают, что большинство решений инженер находит, стоя у чертёжной доски. Это далеко не так. Большую часть своего времени инженер наводит справки, знакомится с литературой, изучает требования, обменивается мнениями, подбирает сотрудников. Поэтому умение поддерживать хорошие отношения с людьми и успешно сотрудничать с ними играет большую роль в работе инженера. деятельность инженера в большой степени зависит от нужд общества, признания полезности его изобретений и того, как эти изобретения помогают людям. Эта заинтересованность вместе с экономической стороной деятельности инженера делают его работу не столь уже сугубо технической, как предполагают непосвящённые. Существует мнение, будто инженер большую часть своего времени делает то, чем обычно занимается техник или механик, или даже лаборант. Отнюдь нет! Инженеру чаще приходится мыслить абстрактно, обдумывать факты, вычислять и сопоставлять и реже иметь дело с конкретными приборами. Более того, макет разработанного инженером прибора собирают техники, поэтому даже в этом случае инженеру не всегда удаётся “поработать руками”»[12].

Впрочем, в моём архиве можно найти достаточно примеров, когда и инженеру приходилось «засучивать рукава». Перебирая вырезки в поиске красивых, и в то же время приземлённых, в хорошем смысле этого слова, примеров, нашёл сообщение инженера И. Гамма (с. Глядень, Алтайский край) из журнала «Техника и наука» (1983, № 8, С. 35):

«Однажды ранней весной нам было крайне необходимо опустить в озеро водозаборники от передвижных насосных станций. С дамбы только‑только сошёл снег, и никакие подъёмные механизмы нельзя было подогнать к воде. Мешала жуткая слякоть. А водозаборники – это стальные трубы длиной 20 м и диаметром 157 мм. Конечно, и вес у них солидный. Вода была ещё настолько холодной, что человеку войти в неё представлялось просто немыслимым. Специальные плавсредства вообще отсутствовали. Словом, трудностей хоть отбавляй. И всё же водозаборники были опущены на дно озера. Как мы поступили?» Тут мне вспоминается известная русская пословица «голь на выдумки хитра», а также старый советский мультфильм про Фоку на все руки доку. И. Гамм свидетельствует: «По всей длине к трубам привязали несколько надутых до предела (старых) камер от большегрузного самосвала (продев трубы в попарно связанные камеры. – Авт.). Общими усилиями столкнули (скатили) всю конструкцию в воду. Потом с помощью простых канатов установили плавающие заборники перпендикулярно по отношению к береговой полосе. Затем пригласили местного охотника, молодого парня, и к великому его удовольствию позволили открыть огонь по камерам. Металлическая конструкция ушла вниз в нужном нам месте. Со всеми приготовлениями на эту необычную операцию у нас ушло четыре часа».

Когда мы говорим о древности профессии инженера, вспоминаются и Герон Александрийский, в первом веке до новой эры создавший паровую турбину реактивного типа, и тот же Архимед, чьи чудесные приспособления эффективно защищали Сиракузы от воинственных римлян, и, наконец, Леонардо да Винчи, кстати, наиболее полно сочетавший в себе два типа творческого гения – художественного и технического. Но, пожалуй, первым классическим примером инженера современного типа является американец Томас Алва Эдисон (1847–1931). Уникальное сочетание качеств делового человека, организатора инженерного процесса и изобретателя в одном лице! Был ли искренен он, когда изрёк: «Я не исследую законы природы и не сделал крупных открытий. Я не изучал их так, как изучали их Ньютон, Кеплер, Фарадей и Генри для того, чтобы узнать истину. Я только профессиональный изобретатель. Все мои изыскания и опыты производились исключительно в целях отыскать что‑либо, имеющее практическую ценность».

При всей американской прагматичности именно «фабрика изобретений» Эдисона взрастила и поддержала массу выдающихся, и даже гениальных, учёных и инженеров.

Размышляя о разных психологических аспектах творчества в книге «Использование латерального мышления» Эдвард де Боно предостерегает: «Люди с идеями склонны презирать так называемых исполнителей, которые обычно работают с большим умением и усердием с идеями второго порядка. Однако они забывают, что именно исполнители фактически и делают всю нужную и полезную работу, без которой новые идеи ничего бы не стоили. К тому же возможно, что простые исполнители работают с идеями второго порядка вовсе не потому, что сами они не способны предложить лучшие идеи, а потому, что они умеют приступить к работе над новой идеей сразу же после ее возникновения; для того, чтобы начать работу, им не нужно сверхвдохновения и сверхидей. Точно так же исполнитель может упорно заниматься какой‑то проблемой именно потому, что способен решить её; тогда как человек с идеями начнет выискивать более легкие пути для решения проблемы, ибо он слишком ленив и совершенно не приспособлен к упорному труду…»

Так вот, Эдисон с должной изобретательностью разработал несколько способов выявления инициативных и трудолюбивых сотрудников. Поразительный случай приводят Энди Бойнтон и Билл Фишер в книге «Виртуозные команды», когда Эдисон обратил внимание на амбициозного молодого клерка в принадлежащей ему адвокатской конторе. Френсис Джел, так звали этого юриста, мечтал стать полноправным участником эдисоновской «фабрики изобретений», ночами изучал химию и математику. «Эдисон сразу же поручил ему чистить и заряжать элементы примитивной батарейки

– “грязную работу” с использованием серной кислоты, веществ с неприятным запахом и замысловатыми хитросплетениями бесконечных проводов. По прошествии многих часов Эдисон сам проверил работу Джела: “Итак, я вижу, ты понимаешь, что к чему”. И тот сразу же был принят на работу. Эдисон проверял мыслительные способности кандидатов, задавая им вопросы, на которые они либо не могли ответить, либо нуждались в дополнительном времени для раздумий. Ему же нужен был не точный ответ, а возможность понаблюдать, как человек размышляет и насколько он любознателен»[13].

Одна из классических историй – как Томас Эдисон дал задание математику Эптону определить объём колбы лампы накаливания. Эптон высчитывал объём около часа по своим сложным формулам с помощью интегралов. Не без самодовольства он явился к Эдисону и был посрамлён, когда изобретатель показал, как сделать то же самое за одну минуту. Эдисон погрузил колбу лампы колбу в мерный сосуд с водой и определил погружённый объём по количеству вытесненной им жидкости.

Многие пишут о разных сторонах инженерного творчества. Но скажу парадоксальную вещь: без страсти никакого инженерного творчества нет! Именно она, эта страсть, и заряжает подсознание, а подсознание – дом интуиции. Если подсознание не заряжено, никакого озарения ждать не приходится. И в этом виде слова Эдисона про необходимость нагрузки подсознания для интуитивного акта творчества – не просто слова, а выстраданный факт.

«Беспокойство – это неудовлетворённость, а неудовлетворённость – первейшее условие прогресса. Покажите мне совершенно удовлетворённого человека, и я вам открою в нём неудачника», – сказал как‑то по этому поводу тот же Томас Эдисон.

Вот точно так и художественное творчество вообще и поэтическое, в частности, основаны на беспокойстве духа и ума. Поэтому вполне логично заключить, что, во‑первых, хороший гуманитарный уровень – это необходимый компонент творчества технического, а во‑вторых, для любого творчества, в том числе и инженерного, характерна доля «мятежности духа».

Подвергая сомнению кажущиеся неизменными правила, можно выйти на хороший изобретательский уровень. Правила – не догма. Вот ещё один пример из моего архива – вырезка из журнала «Техника молодёжи» (№ 5, 1976). Ленинградский инженер В.Москалёв оспаривает неполно сформулированный закон о равенстве уровней жидкости в сообщающихся сосудах:

«Перечислим основные причины, при наличии которых в сообщающихся сосудах будет существенно нарушаться равенство уровней: 1) Жидкость в одном из сосудов существенно холоднее (или теплее), чем в другом[14]; 2) В одном сосуде стенки смачиваются жидкостью, а в другом – нет, размеры же поперечных сечений сосудов невелики;

3) Каждый из сосудов в районе мениска жидкости представляет собой капилляр, причём диаметры их различны; 4) Система сообщающихся сосудов движется по кривой, причём ось мгновенного вращения находится на различных расстояниях от сосудов. Если сообщающиеся сосуды присоединены к трубопроводу, в котором жидкость движется, то уровни в них могут существенно отличаться из‑за различных соотношений статического и динамического напоров. и ещё целый ряд “если”. Так коварно на практике выглядит применение, казалось бы, простейшего закона…»

Человечество отправляет первые корабли за пределы Солнечной системы, в гигантские дали. И, как это ни парадоксально, знает теперь больше и лучше о миллиардах километрах космического пространства, чем о том, что находится буквально в сотнях метров под ногами. Романтика поиска начинается здесь, на Земле, и не исчерпала себя с памятных десятилетий освоения Сибири. Инженеру открыты все области для проявления им изобретательских способностей, в том числе и та, что у него перед глазами каждый день.

Эдвард де Боно в книге «Использование латерального[15] мышления» приводит следующий пример: «В течение многих лет физиологи не могли понять, зачем нужны большие витки на почечных сосудах. Предполагалось, что эти витки не выполняют особых функций, а являются просто реликтовыми образованиями. Но однажды инженер, взглянув на эти витки, тотчас же высказал предположение, что, они, видимо, представляют собой как бы часть противоточного конденсатора – давно известного технического устройства, предназначенного для увеличения концентрации растворов.

В данном случае непредубежденный взгляд со стороны, – пишет де Боно, – дал ответ на вопрос, который оставался загадкой весьма продолжительное время. Подобный подход к проблеме полезен не только тем, что позволяет применить к ней специальные познания из какой‑то другой области, но и тем, что посторонний человек еще не ограничен рамками конкретного подхода к данной проблеме, который выработался у людей, тесно с ней связанных.

И действительно, исследователь, занимающийся разработкой проблемы на всех этапах ее развития, связывает себя определенным подходом к проблеме, в то время как посторонний человек, увидевший лишь заключительный этап развития проблемы, возможно, подойдет к решению совершенно с другой стороны. Так, приглашая консультантов из других областей науки и техники, исследователи надеются, что они не только дадут квалифицированное заключение на основании специальных знаний, но и предложат новый подход к решению проблемы. К сожалению, квалифицированная консультация еще не предполагает способности увидеть проблему в новом свете; для этого потребуется применение нешаблонного мышления…»

Явление переноса достижений одной области знания в другую характерно для процессов эффективного инженерного творчества. В нефтяной отрасли, да и в собственно «горном деле», инженеры, как нигде, имеют необыкновенно высокий потенциал для такого переноса.

На страницах журнала «Техника и наука» в начале 1980‑х годов широкой популярностью пользовалась рубрика «Технология и психология творчества». Её ведущий Г.С. Альтшуллер с последователями и учениками предлагал читателям нетривиальные инженерные задачи. Вот одна из них: «Для бетонирования конструкций сложной формы, например, куполов, был предложен и защищён авторским свидетельством щит опалубки, способный принимать и сохранять любую форму. Каков, по вашему мнению, принцип действия такого щита?» (№ 7, 1983, С. 14). Ответ на этот вопрос приведён в другой публикации, найденной мной три года спустя – журнала «Изобретатель и рационализатор» (№ 3, 1986, С. 17) – «Мгновенная опалубка»: «Чтобы кровля горной выработки не просела под толщей породы, нужны массивные бетонные колонны, подпирающие потолок. Возводят их в деревянных опалубках, это хлопотно, и потому горняки предпочитают просто оставлять целики – неразработанные участки пласта полезного ископаемого. Возведение опорных колонн было бы намного более простым делом, если б они имели постоянные размеры. Но горная выработка следует за пластом, её очертания неопределённы, и поэтому ни один искусственный целик не похож на другой, каждый раз приходится городить новую опалубку…» Быть может, вы сами, основываясь на известных физических эффектах, предложите быстровозводимую эластичную конструкцию многоразового использования, твёрдую при заливке бетона и снова податливую, когда её нужно снять? По мнению автора изобретения И.И. Терёхина (а.с. № 883524), такую опалубку можно использовать, разумеется, и в наземном строительстве.

Инженер должен иметь полное представление о ближайших социальных последствиях своей работы, это означает, что он должен быть развит всесторонне – не только в части понимания технических законов, но и в части общественной культуры.

Так, Дэниел Ергин в своём бестселлере «Добыча»[16] приводит пример: «В первые десятилетия своего существования, нефтяная промышленность снабжала индустриальный мир продуктом с названием «керосин» и известным как «новый свет», который потеснил ночь и удлинил рабочий день. В конце девятнадцатого столетия Джон. Д. Рокфеллер стал самым богатым человеком в США, в основном, благодаря торговле керосином. Бензин в то время был практически бесполезным побочным продуктом, который иногда удавалось продать по цене два цента за галлон, а если нет, то его просто выливали в реку по ночам. Но как только изобретение лампы накаливания, казалось бы, стало первым шагом к моральному старению нефтяной индустрии, то с разработкой двигателя внутреннего сгорания, работающего на бензине, открылась новая эра. Нефтяная индустрия получила новый рынок, и родилась новая цивилизация».

По словам Дэниела Ергина, технологический арсенал нефтяных изысканий пополнил сейсмограф, «оказавшийся мощным инструментом. Его изобрели в середине девятнадцатого века и использовали для регистрации и анализа землетрясений. В Германии же во время войны им пользовались для определения местоположения вражеской артиллерии…» С другой стороны, «во время Первой мировой войны воюющие стороны применяли в Европе аэрофотосъемку для определения расположения войск. Методику быстро внедрили в нефтяную индустрию и получили средство для широкого обзора геологии поверхности…»

Из ярких примеров, когда фундаментальная наука внесла посильный вклад в развитие нефтедобычи, вспомним, пожалуй, разработку крупнейшего физика XX столетия, ученика и соратника самого Ферми – академика Бруно Максимовича Понтекорво. Он один из создателей советской школы эксперимента в области физики элементарных частиц. Правда, свою идею Понтекорво осуществил уже в 1941 году, так сказать, в американский период жизни, за десять лет до переселения в СССР. Речь о предложенном им методе нейтронного каротажа для разведки нефтеносных районов, основанном на взаимодействии нейтронов с веществом горных пород, водой и нефтью.

Хотя оказалось, что нейтронный каротаж с источником непрерывного действия не позволяет достоверно различать пласты, насыщенные водой и нефтью, эти жидкости как замедлители нейтронов неразличимы. Но спустя некоторое время стали использовать так называемый импульсный нейтронный каротаж, при котором пластовая вода, растворяющая и несущая минеральные соли, например, хлориды, в отличие от нефти, вполне надёжно распознаётся.

Как пишет к.ф.‑м.н. Наталья Теряева (г. Дубна), изначально «внутри нефтяной скважины перемещали толстостенную стальную гильзу, содержавшую нейтронный источник (запаянную ампулу с механической смесью порошков бериллия‑7 и полония) и детектор, регистрировавший излучение от горных пород, облученных нейтронами. Смесь радиоактивных изотопов бериллия и полония непрерывно производила поток нейтронов. Нейтроны взаимодействовали с ядрами элементов, которые содержались в горных породах скважины. Детектор стальной гильзы фиксировал энергию столкнувшихся с ядрами элементов породы нейтронов. По ней и судили о том, содержится ли в этих породах водород, входящий в состав нефти, поскольку столкновение с ядрами водорода замедляло бег нейтронов – снижало их энергию.

Но оказалось, что источник непрерывного действия при нефтяном каротаже плохо отличал друг от друга пласты, насыщенные водой и нефтью. И вода, и нефть содержат водород, поэтому обе жидкости замедляют нейтроны практически в одинаковой степени.

Толчок развитию нейтронных источников дало изобретение термоядерного оружия, где их использовали для инициации реакции цепного деления. В американском “Толстяке”, взорванном над Нагасаки 9 августа 1945 года, цепную реакцию плутония‑239 запустил нейтронный инициатор под названием “ёжик” – шарик из бериллия размером с перепелиное яйцо, покрытый тонким слоем полония. Но такую схему признали малоэффективной, и неуправляемый тип нейтронного инициирования почти не применялся в дальнейшем. Более эффективным инициатором стал малогабаритный импульсный нейтронный генератор.

В разведке нефти импульсный источник нейтронов тоже давал более существенный эффект – оказался, как минимум, точнее. Его детектор при каротаже регистрировал энергию гамма‑излучения от ядер элементов горных пород, облученных нейтронами. Эта энергия так же индивидуальна для каждого химического элемента, как отпечатки пальцев для человека.

В Советском Союзе первый импульсный генератор нейтронов для контроля нефтяных скважин к 1956 году разработал коллектив физиков во главе с академиком Георгием Флеровым, известным всему миру как лидер пионерского синтеза сверхтяжелых элементов в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне».

Так что инженерное творчество имеет весьма широкие границы и затрагивает самые разные отрасли науки и знания!

Кстати, кто сейчас не знает Texas Instruments? Эта компания занимает первое место в мире по производству микросхем для мобильных устройств и четвёртое место в мире по объёму производства полупроводниковых стройств вообще, наступает «на пятки» мировым гигантам типа Intel, Samsung и Toshiba. Но мало кто помнит о том, что кадровое ядро будущего лидера полупроводниковой электроники Texas Instruments сложилось из инженеров, ещё в 1920‑х годах работавших над методом отражённых сейсмических волн для обнаружения нефтенесущих пластов. В мае 1930 года была создана одна из первых независимых компаний по сейсморазведке – Geophysical Service Inc., где и трудились все отцы‑основатели будущей Texas Instruments.

«Вторая Мировая открыла новые горизонты для развития сейсмобизнеса – был заключен контракт с Военно‑морскими Силами на разработку аппаратуры обнаружения подводных лодок… Постепенно разработка радиоэлектронной аппаратуры, в первую очередь военного назначения, стала столь же значимой для компании, как и традиционная сейсморазведка. Оборот GSI в 1950 году составил $7,6 млн, и число сотрудников достигло 1 128 человек. В 1951 году компания получает новое имя – Texas Instruments, но и бренд GSI сохраняется в качестве названия дочерней компании, полностью занятой геофизикой. Основатели TI были инженерами‑геофизиками, но это не помешало им создать компанию‑лидера полупроводниковой отрасли. Компанию, производящую в наши дни полупроводников на $13,8 млрд. и имеющую более 30 тыс. сотрудников по всему миру, основали и управляли ею долгие годы обычные инженеры, очень увлеченные своей работой, но не забывающие о развитии мира вокруг себя. Хороший пример для подражания!»[17]

В 1980‑е годы, последнее десятилетие существования Советского Союза, как вспоминает Вице‑президент Международной ассоциации ТРИЗ Александр Владимирович Кудрявцев, «ускорение научно‑технического прогресса, потребовало существенно поднять эффективность труда инженерно‑технических работников, создателей новой техники. Повышение эффективности творческой составляющей труда предусматривает овладение широким спектром методических средств. К ним следует отнести и методы поиска новых технических идей и решений»[18].

Полагаем, что такая задача остаётся насущной и поныне, даже в гораздо большей степени, чем это было 20–25 лет назад.

Нынешний экономический рост опирается на интеллектуализацию основных этапов производства. По свидетельству экономистов на долю новых знаний, воплощаемых в технологиях, оборудовании, образовании кадров, организации производства в развитых странах, приходится от 70 до 85 % прироста ВВП.

«Особенностью современного этапа социально‑экономического развития стало широкое применение информационных технологий, многократно расширивших возможности генерирования и передачи знаний и, соответственно, НИОКР.

Интенсивность НИОКР и качество человеческого потенциала определяют сегодня возможности и уровень экономического развития – в глобальной экономической конкуренции выигрывают те компании, которые обеспечивают благоприятные условия для научно‑технического прогресса и инженерно‑технического совершенствования.

Современная экономическая наука выделяет настоящий временной период как пятый технологический уклад (1985–2035 гг.), он формируется на научных разработках в области биотехнологии, генной инженерии, информатики, микроэлектронике, активном освоении космоса, создании новых видов сырья.

Четвертый технологический уклад (1930–1990 гг.) базировался на развитии энергетики с использованием нефти и газа, применении атомной энергии, ракетостроении, кибернетике.

Быстрое расширение несущих отраслей пятого технологического уклада происходит, к сожалению, на импортной технологической базе, что лишает шансов на адекватное развитие ключевые технологии его ядра. Это означает втягивание российской экономики в ловушку неэквивалентного обмена с зарубежным ядром этого технологического уклада, в котором генерируется основная часть интеллектуальной ренты»[19].

Но, тем не менее, импортная технологическая база не исключает необходимости воспитания и восполнения отечественных инженерных кадров!

 

* * *

 

«Распространенное мнение, что интеллекта человеку достаточно, является вредным во многих отношениях. Умный человек способен избегать явных ошибок и достойно вести себя в споре, но зачастую закрывает глаза на необходимость развития специальных навыков мышления. Умения избежать ошибок явно недостаточно для эффективного мышления»[20].

В книге Нурали Латыпова, Сергея Ёлкина и Дмитрия Гаврилова «Инженерная эвристика» заинтересованный читатель обнаружит рекомендации по преодолению инерции мышления, своеобразного психологического атавизма, способы развития творческого воображения, многочисленные примеры красивых и сильных решений как инженерно‑технических, так и просто изобретательских задач, способствующих развитию таких необходимых навыков.

Всё это можно найти уже хотя бы пролистывая издание. В подсознании читателя как бы сами собой расставятся необходимые метки, будут сделаны нужные закладки, накопятся аналогии.

Отличительной особенностью книги является подход через физиологию человека – то самое, что остаётся неизменным тысячи и тысячи лет. Авторы останавливаются главным образом на особенностях строения и функционирования основного инструмента творчества – головного мозга.

Это хороший концептуальный подход, ему следуют и выдающиеся мыслители современности:

«На самом деле даже трудно предположить, каким образом тот, кто будет работать над вопросами мышления в будущем, сможет это сделать без понимания биологических процессов <…> от модели мозга как самоорганизующейся системы мы можем непосредственно перейти к пониманию творчества»[21].

Когда вы возьмёте книгу второй раз, для вдумчивого прочитывания, советую также обратить внимание уже на саму комбинаторику принципов «придумывания», последовательность, логику превращения исходных условий задачи в красивый ответ на неё.

Авторы опираются и на богатый исторический опыт, находят «изобретательское» в самых разных областях развития общества и отраслях знания, успешно решают проблему выхода за пределы обыденности, создают атмосферу праздника мысли, смещают шкалу ценностей в пользу людей творческих. Верю, что такой междисциплинарный подход оправдан и всячески приветствую его.

 

Генеральный директор

ООО «ЛУКОЙЛ‑Инжиниринг»

Н.Н. Карнаухов

 

Введение в тему

 

Нет такого нового обычая, который бы не был старым.

Джеффри Чосер (1340–1400)

 

Развитие – это тяжёлая работа, направленная против самого себя.

Георг Вильгельм Фридрих Гегель (1770–1831)

 

Колодец, на дне которого, как говорят, скрывается истина, на самом деле является бездонной ямой.

Оливер Хевисайд (1850–1925)

 

На исходе века девятнадцатого в России уже предпринимались попытки описать принципы системного подхода и к осмысленному изобретательству, и к развитию творческой личности, генерирующей идеи. Дисциплину, устанавливающую и изучающую законы творчества, ещё в начале XX века развивал выдающийся теоретик инженерного дела Пётр Климентьевич Энгельмейер (1855–1942) в рамках своей «Философии техники». Он назвал эту специальную отрасль эврилогией[22] и выделил три стадии креативного действия. Вначале – на психологической стадии – формируется замысел, возникает идея, предчувствие мысли, интуитивное ощущение. Логический этап, осуществляемый в рамках рациональных мыслительных процедур, приводит к непосредственному получению знания. На третьем этапе – конструктивном – сформулированная чётко и доказанная мысль получает конкретное воплощение, реализуется в материальной форме (Энгельмейер, 1910).

«Сама жизнь, сама история неудержимо выдвигает инженера – этого поистине творца и руководителя хозяйства – из тесноты мастерских на широкую арену общественной деятельности и ставит его всё ближе и ближе к кормилу государства, и если пойти по стопам мудрого Платона и позволить себе мечту относительно идеального государства, то легко можно дойти до вывода, что… в современном государстве первенствующая роль неудержимо переходит к инженеру… Но если так, то инженер должен и готовиться к руководящей государственной роли, и готовиться сразу с четырех сторон, а прежде всего, конечно, со стороны технической в тесной связи с экономической и юридической. Но при этом нигде и никогда он не должен упускать из виду и этической стороны своей общественной функции… Вот в каком смысле, и на каком основании всё чаще и чаще раздаются авторитетные голоса, доказывающие необходимость сообщать инженеру уже в школе не одни технические познания, но и общую глубокую умственную культуру. Я бы сказал так, надо будущему инженеру сообщать: 1) фактические познания по технологии, экономике, законоведению, политике, психологии и этике; 2) кроме этого материала для мышления, надо дать ему возможность правильно пользоваться этим материалом, другими словами, выработать в нем мышление правильное, логическое, философское», – эти слова П.К. Энгельмейера актуальны сегодня как никогда, хотя сказаны они более века назад.

Одна из первых попыток – описать последовательный ход творческой инженерной мысли – по словам того же автора была сделана немецким физиком и изобретателем Генрихом Мейдингером. Создатель печи медленного горения, он задался похожими вопросами в работе «Об изобретении» ещё в 1892 году. Мейдингер был весьма одарён в разных областях знания. Так он предложил усовершенствовать гальванический элемент «для продолжительного и постоянного, хотя и слабого тока», с 1859 года и не менее полувека его батарея использовалась в электрических звонках и часах, а также на телеграфе. Мейдингер успешно решал проблему домашних «холодильников», исследуя смеси льда и поваренной соли (Энгельмейер, 1911). Именно Мейдингеру добрых 60 лет подряд могли бы говорить «спасибо» все лакомки мира, пока в мороженицах с 1925 года не стали использовать сухой лёд.

Среди русско‑советских естественников, предложивших системный подход к творческому процессу, следует назвать Александра Александровича Богданова (1873–1928). Свою «Всеобщую организационную науку» А.А.Богданов (Малиновский) разработал ещё до Первой Мировой войны. В 1913 году вышло пионерское издание «Тектологии», в котором уже обсуждались понятия организации и дезорганизации, закономерности структурного преобразования и виды кризисов живых и технических систем в развитии, регулирующие механизмы, обеспечивающие их сохранение или уничтожение, описывала тектология и методы разрешения системных противоречий. Тектология предвосхитила множество идей и подходов ТРИЗ, общей теории систем Карла Людвига фон Берталанфи, кибернетики Ноберта Винера. Тектология – одна из основополагающих, актуальных и по сей день разработок, с которой следовало бы ознакомиться каждому уважающему себя современному инженеру: «Не надо думать, что технические знания одной отрасли только в этой отрасли и применимы: действительное единство человеческого труда господствует над его формальным разделением, и часто организационные методы оказываются пригодными далеко за пределами той области, где первоначально вырабатывались<…> Никакой специалист не может жить всецело и исключительно в своей специальности; его знания и опыт неизбежно выходят за ее пределы в силу связей и общения с другими людьми <…> Специализация повела к огромному развитию коллективной силы человечества в труде и в познании. Но всё же она – ограниченный двигатель прогресса. Рядом с условиями, облегчающими и ускоряющими прогресс, она заключает в себе также условия замедляющие; значение их вначале ничтожно, но с развитием оно возрастает и в позднейшие эпохи превращается в настоящее, глубокое противоречие, которое дорого обходится человечеству. Выгода специализации, это прежде всего – экономия сил. Работник не разбрасывает их по разным направлениям, а сосредоточивает на одном; в результате действие их оказывается значительнее, точнее, совершеннее. Так как поле организационного опыта сужено, то им овладеть легче; выработка навыков и приемов идет быстрее, успешнее. Тем не менее, рядом со сбережением сил идет и их расточение, на первых шагах незаметное, но неизбежное уже с самого начала. Оно вытекает из уменьшения связи людей и связности их опыта <…> Расхождение опыта и методов разных отраслей ведет к сужению кругозора специалистов и подрыву организационного творчества. Располагая, по отдельности, лишь ничтожной частью накопленных в обществе приемов и точек зрения, не имея возможности выбирать из них и комбинировать их наилучшим образом, специалисты не справляются с непрерывно накопляемым материалом, не в силах стройно и целостно организовать его. Получается нагромождение материала во всё более сыром виде, нередко подавляющее количеством. Усвоение делается всё труднее и вынуждает дальнейшее дробление отраслей на еще более мелкие, с новым сужением кругозора и т. д.», – обосновывал автор необходимость тектологического подхода, и, как мы понимаем, проблема остаётся насущной и поныне (Богданов, 1989).

Предвоенные годы – период появления весьма работоспособных творческих методик, не претендующих на роль теорий, но повышающих количество «неожиданных» идей за счёт активизации психологических возможностей человека. В середине 1920‑х в Берлинском университете уже задействован «метод фокальных объектов», в 1940‑х гг. в США уже использовали так называемый «морфологический анализ» и «синектику», о которой пойдёт речь впереди.

Журналист и специалист в области PR Алекс Осборн (1888–1966) в 1942 году издал книгу «How to “Think Up”», где описал метод «мозгового штурма». erainstorming, впрочем, практиковался им ещё в конце 30‑х. Затем Осборн модифицировал свой метод в книге 1953 года «Прикладное воображение: принципы и процедуры творческого решения проблемы».

«В определенной мере данный метод позволил привлечь внимание к креативности. С другой стороны, он причинил немало вреда, выдвинув соображение, что креативность является лишь вопросом высвобождения собственного “я” и устранения подавляющих факторов. В рекламном мире всё это имеет свои преимущества, но не во многих других сферах деятельности. Устранение факторов, мешающих креативности, вызовет некоторое повышение уровня последней, но не намного. Креативность. не является естественным процессом” – критиковали Осборна уже много позже с той точки зрения, что для развития творческого мышления “необходимо сделать гораздо больше, чем просто избавиться от ‘закомплексованности‘”» (Боно, 2006, С. 274)

Придать заданную направленность процессу творчества пытался, например, Дьёрдь Пойя (1887–1985) – выдающийся американский математик венгерского происхождения, он уже в 1947 году разрабатывает «метод контрольных вопросов».

К тому же времени – конца 1940‑х – относится «функциональностоимостной анализ» Лоуренса Д. Майлза. Независимо от него «Метод экономического анализа и поэлементной отработки конструкторских решений» разработал конструктор Пермского телефонного завода Юрий Михайлович Соболев в 1949 году.

Ранее, в 1930‑х годах, этой разновидностью системного анализа занимался Роберто Орос ди Бартини, он же Роберт Людвигович Бартини (1897–1974), великий советский конструктор, физик и философ, один из вдохновителей советской ракетно‑космической программы. Метод Бартини вводит понятия «функциональной модели» и уже опирается на диалектическую логику разрешения противоречий создаваемого или модернизируемого технического объекта.

Как говорится, нет ничего нового, а есть только хорошо забытое старое – этот эпиграф предпослан нашему изданию. Нет смысла, в сотый раз меняя порядок слов, излагать хорошо известные в эвристике классические подходы (как это сейчас делается некоторыми коллегами от книги к книге, от сайта к сайту), мы для удобства чтения вынесли сведения об избранных эвристических методах в специальные Приложения к настоящему изданию.

Вопросы пробуждения творческого начала продолжают занимать общество и по наши дни. Например, «совершенно новая» разработка Роба Бивана и Тима Райта включает 52 рекомендации, распространяющиеся, как кажется авторам, и на сферу личной жизни, и на любую профессиональную сферу (Биван, Райт, 2011).

На вопрос, какой их этих и прочих подходов наиболее продуктивен, однозначного ответа нет, и не предвидится. У всех методик есть свои границы. Хорош тот метод, которым можно свободно пользоваться, не обращаясь постоянно к инструкции, лучший из подходов тот, что даёт результат, не снижая, а повышая творческий потенциал личности. Оптимальна та эвристическая техника, которая позволяет сотворить и выдумать такое, чего не было бы сделано при её отсутствии. Не стоит воспринимать досконально расписанные методики как что‑то омертвелое, детерминированное! Это рекомендации к проведению, а не непреложные законы, обязательные для соблюдения. Хотя, как справедливо считал великий немецкий физик, физиолог и психолог Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц: «Требуется хорошая систематизация, чтобы не потеряться безнадежно в лабиринте учености».

По логике развития множество разнообразных методик спонтанного поиска творческих, в том числе и инженерно‑технических, решений привело к разработке в 1950‑х годах «Теории решения изобретательских задач», исповедующей изначально алгоритмически выверенный подход. Фундамент Теории заложил писатель Генрих Саулович Альтшуллер (1926–1998), а на разных этапах и направлениях развития ТРИЗ ему помогали ученики и последователи. В прежние годы, несколько десятилетий подряд, несмотря на хорошие тиражи, книги по ТРИЗ становились библиографической редкостью. Сейчас с работами авторов этой признанной во всём мире школы каждый заинтересованный читатель может легко и детально ознакомиться благодаря развитию Интернета – на сайте http://www.altshuller.ru.

«Основной постулат ТРИЗ гласит: технические системы развиваются по объективно существующим законам, эти законы познаваемы, они могут быть выявлены и целенаправленно использоваться для развития техники, решения изобретательских задач. Одним из примеров, подтверждающих закономерность развития техники, является независимое (иногда и одновременное) появление аналогичных изобретений, сделанных разными изобретателями в разных странах (радио, телефон и т. п.). Подобные примеры можно привести и в науке: закон Бойля‑Мариотта, закон Ломоносова‑Лавуазье, законы наследственности Г. Менделя, забытые и впоследствии переоткрытые независимо друг от друга и практически одновременно Г. де Фризом, К. Корренсом и Э. Чермаком. Таким образом, в науке тоже может быть сформулирован постулат о закономерности развития, аналогичный постулату ТРИЗ: научные системы развиваются по объективно существующим законам. Эти законы познаваемы, они могут быть выявлены и целенаправленно использоваться для развития этих систем, решения творческих задач в науке» (Злотин, Зусман, 1991).

Мы не ставим перед собой задачи воспроизводить все положения и приложения этой теории. Оговоримся сразу, что, по нашему мнению, и технические, и научные, и даже социальные пути развития подчиняются одним и тем же всеобщим универсальным законам, о которых речь впереди. ТРИЗ, в общем, не единственный подход к формированию творческого мышления. Вспомним того же Эдварда де Боно (р. 1933), доктора психологии и медицины, который уже с 1960‑х годов разработывал на этот счёт независимые методы, исходя из постулата о том, что разум – это самоорганизующаяся информационная система. Когнитивист де Боно одним из первых заявил, что «наше мышление является гораздо более сложным процессом, чем просто следование определенным заученным алгоритмам, которые предопределяют, как нам следует мыслить в каждой конкретной ситуации».

Впрочем, надо оговориться: Г.С. Альтшуллер имел перед собой задачу развития процессов совершенствования объектов техники, рассматривал их закономерный переход из одного состояния в другое, и его в значительно меньшей степени, чем прочих, интересовали психологические процессы, происходящие в мышлении изобретателя. В свой черёд он обратился и к этой проблеме, разработав вместе со своими последователями ТРТЛ – Теорию развития творческой личности, которая также представлена в многочисленных публикациях, а «принцип самоорганизации» ввёл под номером № 50 в знаменитом перечне типовых приёмов разрешения технических противоречий.

По нашему мнению, знания, в общем, не просто накопленная информация. Это ещё и умение применять её, то есть как раз развитая способность находить верный ответ, правильное решение. Когда человеку кажется, что он заранее знает все ответы, боги меняют все вопросы!

Лучше овладеть минимумом необходимых для дальнейшего самостоятельного развития навыков, чтобы, имея этот изначальный импульс, уже завтра подняться на новый качественный уровень мышления, хотя бы на ступеньку выше. Мыслительные действия могут опираться на знание законов развития технических систем, но сами к этим законам, разумеется, не сводятся, уже хотя бы потому, что есть так называемое личностное и неявное знания!

«Можно считать аксиомой тот факт, что количество идей переходит в качество. Логика и математика подтверждают, что чем больше идей порождает человек, тем больше шансов, что среди них будут хорошие идеи. Причём лучшие идеи приходят в голову не сразу!» – утверждал тот же Алекс Осборн. И мы готовы с ним согласиться, добавляя, что никакие, даже самые лучшие рекомендации, методики и тренинги не пойдут впрок без осмысленной личной практики.

Наша цель, чтобы продуктивные, креативные, инженерные идеи приходили бы к читателю и чаще, и быстрее самыми разнообразными путями. В долгосрочной же исторической перспективе вся человеческая жизнь – непрерывно развивающееся изобретение.

Мы хотели бы, чтобы наши читатели приобрели оригинальный взгляд на вещи, их окружающие. Творческий человек физически видит то же, что и обыватель, но под формой ему заметна и суть, поэтому он и мыслит совершенно неординарно.

Главная наша задача – расшевелить извилины молодого инженера, чтобы он соответствовал своему предназначению и наименованию (не только при решении технических задач, но и в любой повседневной деятельности). Смеем утверждать, застойные явления в мышлении гораздо опаснее, чем даже в физиологии. Впрочем, существенный рост творческих способностей человека связан с эффективной физиологией непосредственно.

Согласно этимологическим словарям, слово «инженер» заимствовано русскими ещё в XVII веке из польского языка. Там inzynier, в свою очередь, взято из немецкого ingenieur и/или французского ingenieur, восходящего к латинскому ingenium – «врождённая способность, дарование, ум, изобретательность» (от gigno – «рождать»). Но впервые употребили это слово на бумаге в значении «придумыватель, выдумщик» англичане в 1170 году (Вассерман, Латыпов, 2012, С. 188).

В книге «Русские инженеры» Лев Иванович Гумилевский, немало потрудившийся над серией «Жизнь замечательных людей», отмечал: «В старину на Руси строители городов, укреплений, мостов, плотин, а также литейщики пушек и колоколов – все те, кого сегодня назвали бы инженерами, назывались розмыслами. Розмысл обязан был размыслить задачу со всех сторон, опираясь не только на собственный опыт, но и на весь опыт, накопленный его предшественниками, на свой ум, изобретательность, даже на мечту, на фантазию <…> русское слово “розмысл” предвосхитило то понимание роли руководителя в разрешении технических задач, которое установилось значительно позже – в XIX веке. Именно тогда с распространением машинного производства, освоением новых видов энергии <…> получили развитие теоретические науки, на которые стало опираться инженерное искусство» (Гумилевский, 1953).

Инженер – не просто «лицо с высшим техническим образованием» или же механик. Инженер – создатель нового в принципе, причём делу у него предшествует мысленный эксперимент. Вот из этого и будем исходить!

И ведь ещё сам Уинстон Черчилль как‑то отметил, что потенциал государства определяется по количеству новых идей в головах его граждан. Продолжая эту мысль, мы, в свою очередь, уверены, что новые идеи несёт новое мышление.

 

О синектике

 

Где‑то на рубеже 1950‑1960‑х годов, когда о зеркальных нейронах никто ничего не знал, американец Уильям Гордон (1919–2003) разрабатывал эвристическую науку «Синектику», призванную выявить пути развития творческого воображения[24]. Он отталкивался от того, что процессы индивидуального творчества аналогичны творчеству групповому. Только в первом случае человек рассматривает проблему с разных точек зрения сам, а когда работает группа – эти точки зрения принадлежат разным её участникам.

Главным методом синектики является выявление аналогий, целенаправленно (логически) или ассоциативно. В основу синектики был положен уже известный к тому времени «мозговой штурм» – брейнсторминг (см. Приложение № 1), ведущийся, впрочем, подготовленными группами специалистов на постоянной основе:

«Решение задачи синектическая группа начинает ознакомлением с «проблемой, как она дана», затем, уточняя, превращает её в «проблему, как она понимается».

Далее группа осуществляет собственное решение, основанное, как пишет У Гордон, на превращении непривычного в привычное и привычного в непривычное, т. е. на систематических попытках взглянуть на задачу с какой‑то новой точки зрения и тем самым сбить психологическую инерцию, преодолеть барьер.

 

ВОПРОС № 1

 

Этот вопрос прозвучал 1 сентября 1991 года на одном из турниров клуба «Что? Где? Когда?» в Одессе: «Недавно на заседании кабинета министров Великобритании объявили, что в весьма почтенном возрасте скончался один из сотрудников резиденции Премьера, исполнявший при нём специфичную и весьма важную работу. Сотрудник этот служил при его предшественниках (Эдварде Хите, Гарольде Вильсоне, Джеймсе Калгане. – Авт.) и иногда присутствовал на заседаниях правящего кабинета. Он пользовался уважением всех первых лиц, особенно Маргарет Тэтчер, которая привозила этому специалисту подарки из зарубежных поездок…» Стоит добавить, что перед нами яркий пример влияния случая на судьбу. Почивший сотрудник в молодости вёл образ жизни, достойный осуждения в приличном обществе, но воспользовался тем единственным золотым шансом, какой выпадает при приёме на престижное место. Какую же работу выполнял этот специалист?

 

ВОПРОС № 2

 

На том же турнире был поставлен мысленный эксперимент, ясно показывающий, сколь пагубна инерция мысли: «Перенесёмся в эпоху Возрождения. Представьте себе, что вы встретили человека, одетого в следующий костюм: одна нога – желтая, другая белая с синими полосами, один рукав зелёный и широкий, другой – красный и в обтяжку, вдоль пояса, воротника, у колен и локтей, а также на носке обуви пришиты бубенчики и колокольчики. Как вы думаете, кого вы встретили?»

 

Ход синектического заседания (сессии) обязательно записывают на магнитофоне, а затем тщательно изучают запись с целью совершенствования тактики решения» (Кудрявцев, 1988).

Участники группы – «синекторы» – должны:

– свободно погружаться в исходные данные задачи, умея в то же время абстрагироваться от банального суждения, мысленно отвлекаться от формы, в коей представлена вещь, нуждающаяся в совершенствовании или обследовании, выделить саму суть задания и преодолевать ординарный ход мышления;

– иметь развитую фантазию, тягу к свободным раздумьям, аналогиям и сопоставлениям, не замыкаться на единственной мысли, уметь переключаться с одного предмета на другой, с одной области науки и техники на другую;

– уметь выслушивать суждения коллег, не препятствовать им в таком же творчестве, благожелательно воспринимать идеи даже в тех случаях, когда они нечётко сформулированы, задержать по необходимости излишнее развитие и углубление уже найденных собственных идей и понимать, что могут появиться идеи гораздо лучшие;

– не замыкаться на единственной мысли, уметь переключаться с одного предмета на другой, с одной области науки и техники на другую;

– преодолевать психологические барьеры, верить в конечный успех при разрешении проблем, не сомневаться в собственных креативных качествах и наличии изобретательских способностей у коллег;

– быть любознательным, уметь удивляться, находить особенное, отталкиваться от него в дальнейшем, как от исходной точки в синектическом анализе.

Советский исследователь творческих процессов Генрих Буш нашёл Уильяму Гордону предшественника. Им оказался Теодюль Арман Рибо (1839–1916), выдающийся французский психолог. Основным источником изобретений Рибо называл воображение:

«Он принципиально отрицал возможность создания методики изобретательства, однако указал на огромное значение методов объединения, разъединения и аналогии, широко применяемых современными изобретателями. Он писал, что человек изобретает только потому, что способен составлять новые сочетания из идей. Большое значение Т. Рибо придавал аналогиям». Так, «метод эмпатий (по Рибо – олицетворения, одушевления технического объекта), метод символической аналогии, метод использования метафор (по Рибо – мистического воображения), метод переноса (по Рибо – метаморфозы, переноса на основании частного сходства) и т. д.» (Буш, 1972)

Чем раньше в человеке пробуждается любопытство, тем больше вероятность, что он достигнет в жизни подлинного успеха. Г.С. Альтшуллер и его последователи уже в 1980‑х годах отмечали эффект чудесного в развитии творческого человека. Чудо захватывает с малых лет, чудо это главное событие в жизни ребёнка. Память о потрясении становится «тем движителем, который устремит к достойной цели и сделает её единственно приемлемой, и не позволит отступиться или сдаться». Шотландский инженер Джеймс Уатт, тот самый, что ввёл «лошадиную силу» в обиход и изобрёл паровую машину «двойного действия», в детстве изумился тому, как оживает крышка чайника, когда в нём кипит вода. Иоганн Кеплер загорелся астрономией тоже ещё в детстве, углядев как‑то раз фантастически красивую комету, а потом его поразило величественное лунное затмение. Тихо Браге подростком наблюдал грозное затмение Солнца, это послужило толчком к тому, что всю свою дальнейшую жизнь он посвятил изучению небесного пространства. Маленького Генриха Шлимана изумил красивый рисунок в издании «Илиады». Александр Македонский хотел дойти до края Ойкумены, подражая героям той же, любимой им поэмы Гомера. В тризовской литературе чудо определяется как эмоциональное потрясение, обладающее эвристической силой.

По Гордону аналогии между вещами носят разнообразный характер – в первую очередь, словесный. Широко используется синонимия (отсюда и название, «syn» – греч. «вместе»), аллегория, метафора. Аналогии могут быть выстроены по смыслу или форме, функциональности или структурности. Наш мозг развился благодаря способности к речи таким образом, что каждый из нас способен находить общее и различное между словами и символами, мыслями и чувствами, образами и впечатлениями, то есть устанавливать связи, выделять контекст. И если за такого рода связи потянуть, включить память и фантазию, можно немало продвинуться в процессе как индивидуального, так и коллективного творчества, то есть с подключением чужого дополнительного опыта и иного мировосприятия получить так называемые неявные знания.

Например, в качестве тренировочного известен метод «музейного эксперимента», когда «синекторы» посещали, например, музей техники и выбирали там экспонат, инструмент или прибор, отличающийся для своего времени оригинальностью и новизной. Участники группы должны были воспроизвести ход мысли античного или средневекового изобретателя, используя только те объекты, и лишь те понятия, что были характерны во время жизни этого автора. Накопив опыт описаний, «синекторы» проникали в логику интеллектуального мыслительного процесса, а затем выстраивали аналогично и поэтапно путь к изобретению современному. Такая «ролевая игра» или же имитация тоже в сущности является разновидностью сценария получения знаний неявных.

Да, конечно, за минувшие десятилетия разработаны и описаны правила и рекомендации, по которым функционируют специализированные группы, осуществляющие коллективный прорыв проблемы и нахождение изобретательского решения (это представители разных специальностей, различных типов характеров, люди с гибким мышлением и хорошей эрудицией, возраст в диапазоне от 25 до 45 лет, имеющие стаж трудовой деятельности). Но откуда же взялась у них гибкость мышления и эрудиция? Не вся же она наведена (приобретена) в ходе синекторской работы? То есть от индивидуальной подготовки, личного совершенствования никуда не деться!

Человек – продукт социума, и формирование его неотрывно от общения. Подражая командиру, молодой капрал выбивается в генералы, а пятнадцатилетний юнга – в капитаны. Но, по счастью, великим заменителем круга общения остаётся книга, сосредоточившая на своих страницах исторический опыт и тех, кого давно нет с нами. Через свои изобретения или иные произведения великие продолжают оказывать влияние на этот мир. Задача людей творческих быть готовыми такой неоценимый концентрированный опыт воспринять[25].

В современных же группах синектики, как правило, есть руководитель, опытный специалист, знакомый с основами метода. «Он должен лучше других ориентироваться в поставленной задаче. Первоначально обсуждается проблема в общем, затем сужается область исследования. В ходе работы используют техническую литературу, консультации экспертов, изготавливают модели. Эксперт обосновывает несостоятельность предложенных ранее решений и дает свою формулировку задачи. Синекторы стараются сблизить “проблему как она дана” с “проблемой как её понимают”…

Если кратко сформулировать этапы синектики, то получится:

1) постановка проблемы в общем виде;

2) анализ проблемы;

3) отсеивание первых решений;

4) определение главных трудностей и противоречий, препятствующих решению;

5) подбор наводящих вопросов и переход к решению проблемы с помощью аналогий:

а/ поиск примеров из техники или природы, где решаются аналогичные задачи;

б/ развитие аналогий (разработка устройств, подбор материалов, инструментов и пр.)» (Учимся изобретать, 1997, С. 33).

 

Аналогия прямая

 

Рассмотрим на занимательных примерах, что такое прямая аналогия. Грубо говоря, это адаптация ранее имевшихся решений из одной области знания или истории к другой, текущей задаче.

Максим Чертанов в книге «Конан Дойл», вышедшей в серии «Жизнь замечательных людей», обращает внимание читателей на целый ряд изо бретений своего героя времён Первой Мировой, от приспособлений против морских мин – до камуфляжных сеток, для маскировки артиллеристских расчётов. Доктор Дойль[26] заботился главным образом о сохранении жизни людей, так что его помыслы были связаны со всевозможными средствами защиты. Остановимся подробнее лишь да двух, поскольку, как нам представляется, они сделаны полностью в соответствии с методом аналогии и принципом копирования.

 

ВОПРОС № 3

 

Сэр Артур Конан Дойль прожил жизнь, достойную рыцаря, защищая нуждавшихся в помощи. Известны в том числе и два рыцарских романа этого автора – «Белый отряд» (1891) и «Сэр Найджел» (1906). Действие их развивается во время Столетней войны. Простые английские лучники вносили страшное опустошение в ряды превосходно экипированного неприятеля.

Тем не менее, эта изобретательская идея Конан Дойля могла бы спасти жизнь тысячам британским пехотинцам в период Первой Мировой войны, и продолжает спасать жизни многим людям во всём мире и поныне. Назовите его изобретение.

 

В феврале 1915 года Конан Дойль вносит военному министру предложение по производству средств индивидуальной защиты для пехотинцев, прикрывающих важнейшие жизненные органы:

«Почему бы не закрыть грудь тонкой и прочной стальной пластиной? Доктор Дойл сам проделал эксперимент (к счастью, не на себе и вообще не на живом человеке) и убедился, что защитная пластина вынуждает пулю отклониться. Ни в коем случае нельзя позволять, чтобы отряд пехотинцев шел на германские траншеи под пулеметным огнем, теряя по пути половину людей. Если нет защитных средств для солдат – значит, вообще нельзя отправлять пехоту в подобные наступления <…> Воззвания доктора успеха у военных чинов не имели. Генералы и члены кабинета министров отзывались о нем как о надоедливом профане…» (Чертанов, 2008)

Сейчас мы называем это бронежилетом. Хотя, возможно, изобретательская идея посетила создателя Шерлока Холмса не только по аналогии с рыцарскими доспехами. Другой его исторический роман – «Михей Кларк» переносит нас во времена Оливера Кромвеля, знаменитого в том числе и тем, что в 1642 году сформировал специальные конные подразделения, одетые в лёгкие доспехи – кирасы (и специальные каски). Этих кирасиров так и называли – «железнобокие».

Но ещё больше соотечественников писатель спас не от пуль, а на воде. Его находчивости мы благодарны до сих пор.

 

ВОПРОС № 4

 

Мало кто знает, что сэр Артур Конан Дойль работал в качестве корабельного врача на борту китобойного судна в Арктике. В целом ряде рассказов о Холмсе есть морская тема. Довелось писателю плавать и в южных водах, в том же качестве судового врача ходить на пароходе к берегам Западной Африки.

Несмотря на морской опыт Конан Дойля, накануне Первой Мировой адмиралтейство отнеслось к этому его предложению невнимательно. Но после очередной трагедии на море занялось массовым и повсеместным внедрением этого изобретения писателя. О чём речь?

 

Трудно себе представить сейчас, что в злосчастный 1914 год, когда началась Первая мировая, на военных кораблях британского флота «не разрешалось держать шлюпки, так как они при попадании снаряда могли загореться и создать дополнительную опасность. От мины или торпеды, выпущенной с субмарины, корабль моментально погибал весь – какая уж там дополнительная опасность! Дойл писал об этом в самые первые дни войны, предлагая все‑таки оснащать суда достаточным количеством шлюпок, а с началом боя спускать их на воду и буксировать при помощи катера; представители Адмиралтейства (которое тогда возглавлял Уинстон Черчилль) его жестоко высмеяли: “Маловероятно, чтобы государственное ведомство поблагодарило человека за то, что он выполнял возложенную на это ведомство работу”. А беспомощные люди медленно умирали в ледяной воде, ибо к тонущим военным судам было запрещено близко подпускать спасательные катера, чтобы они тоже не затонули…» (Чертанов, 2008)

Тогда Конан Дойль «выступил в печати со статьей, в которой предлагал простую меру – индивидуальные надувные круги, которые позволили бы морякам продержаться на воде хотя бы некоторое время, пока не подоспеет помощь. Зная по опыту, что генералы его опять засмеют или просто проигнорируют, он даже не стал к ним обращаться, а сразу развернул в прессе кампанию широчайшего масштаба. Он понимал: военное министерство может пренебречь голосом одного человека, но к мнению общественности – если её удастся убедить – оно будет вынуждено прислушаться. Расчет оказался верен: все британские газеты. в течение нескольких дней писали почти исключительно о спасательных кругах. Предложение было настолько простым и понятным, что военные на сей раз отреагировали немедленно: недели не прошло, как от Адмиралтейства поступил заказ производителям резиновых изделий на изготовление 250‑ти тысяч кругов. Газета “Хэмпшир телеграф” писала, что Адмиралтейство всецело обязано сэру Артуру Конан Дойлу и должно благодарить его. Благодарить оно, разумеется, не подумало, так что сам доктор так никогда и не был уверен, что адмиралы последовали именно его рекомендации – может, просто совпадение.

Уже в октябре (1914‑го) всем экипажам флотилий, базирующихся в Северном море, стали выдавать спасательные круги, отгружая их прямо с заводов. В «“Хэмпшир телеграф” написали: “Круг изготовлен из резины, уложен в прочную сетку‑чехол и весит вместе с ней меньше трех унций. Его можно носить в кармане, а надев, как положено, на шею, надуть за десять секунд. Он предназначен, чтобы удерживать над водой голову человека бесконечно долгое время”… Эта штуковина, – пишет М.Чертанов – как мы понимаем, впоследствии трансформировалась в спасательный жилет (согласитесь: от доспеха до бронежилета не такой большой шаг, как от той же спасительной брони до надувной одежды? – Авт.).

Все радовались, а доктор Дойл – нет; он понимал, что это полумера. В зимнем море, если помощь так и не придет, круги лишь продлят агонию. Нужны шлюпки; и если изготовители резиновых изделий могут сделать надувной круг, почему бы им не сделать (вместо деревянной. – Авт.) надувную лодку?!

Тотчас он начал новую кампанию, за лодки, но тут он не смог пробить адмиральскую броню. Черчилль ответил ему вежливым письмом, но оснащать военные суда надувными шлюпками стали лишь во время Второй мировой. И всё же благодаря спасательным кругам и тому, что на британских кораблях стали размещать некоторое количество деревянных шлюпок, многие из людей смогли спастись…» (Чертанов, 2008)

Но и это, к слову сказать, не последняя изобретательская идея Конан Дойля. Мало кто знает, что именно он ещё в 1913 году предложил построить туннель под Ла‑Маншем, чтобы обеспечить Англию продовольствием на случай морской блокады, заменить всем видимый надводный путь путём поддонным.

Ещё несколько примеров навскидку.

«Французский инженер С. Карно, заложивший и начале прошлого века основы теории тепловых машин, смело уподобил работу такой машины работе водяного двигателя. Физическая аналогия между переходом тепла от нагретого тела к холодному и падением воды с высокого уровня на низкий – пример строгой аналогии, опирающейся на существенные черты уподобляемых объектов. Рассуждение по аналогии дало в науке многие блестящие результаты, нередко совершенно неожиданные.

В XVII в движение крови в организме сравнивали с морскими приливами и отливами. Врач В. Гарвей ввел новую аналогию – с насосом и пришел к фундаментальной идее непрерывной циркуляции крови.

Химик Д. Пристли воспользовался аналогией между горением и дыханием и благодаря этому смог провести свои изящные эксперименты, показавшие, что растения восстанавливают воздух, израсходованный в процессе дыхания животных или в процессе горения свечи.

Д. Гершель обнаружил, что пламя спиртовки становится ярко‑желтым, если поместить в него немного поваренной соли. А если посмотреть на него через спектроскоп, то можно увидеть две желтые полосы из‑за присутствия натрия. Гершель высказал мысль, что сходным путем можно обнаружить присутствие и других химических элементов, и впоследствии его идея подтвердилась, и возник новый раздел физики – спектроскопия.

И. Мечников размышлял о том, как человеческий организм борется с инфекцией. Однажды, наблюдая за прозрачными личинками морской звезды, он бросил несколько шипов розы в их скопление; личинки обнаружили эти шипы и «переварили» их. Мечников тут же связал этот феномен с тем, что происходит с занозой, попавшей в палец человека: занозу окружает гной, который растворяет и «переваривает» инородное тело. Так родилась теория о наличии у животных организмов защитного приспособления, заключающегося в захватывании и «переваривании» особыми клетками‑фагоцитами посторонних частиц, в том числе микробов и остатков разрушенных клеток…» (Ивин, 1986, С.60–61).

 

Однажды в 1816 году французский врач и анатом Рене Лаэннек, озадаченный проблемами галантности – ибо со времён Гиппократа врачи прикладывали ухо к телу больного непосредственно, в том числе и женскому телу – обратил внимание на детскую забаву. Ребятня играла вокруг бревен строительного леса. Один мальчик чертил гвоздём по торцу бревна, а другой, прикладывая ухо к другому торцу, слушал. Так Лаэннека посетила мысль о стетоскопе, описание которого, впрочем, было дано им лишь три года спустя в «Трактате о косвенной аускультации».

Уже классикой стал случай, когда английский конструктор‑мостовик Самюэль Браун[27] решал задачу по преодолению широкой и глубокой пропасти, то есть при полной невозможности возведения опор моста ни на дне, ни по краям. Инженер вышел на улицу, была осень. К щеке прилипла паутинка. Обладая, несомненно, развитым ассоциативным мышлением, он придумал по аналогии конструкцию висячего моста (Кедров, 1987, С. 90–91). Эту легенду пересказывают масса авторов, в том числе и Г.С. Альтшуллер: «Английский инженер Сэмюэль Браун жил у реки Твид. Однажды, гласит предание, Брауну было поручено построить через реку Твид мост, который отличался бы прочностью и в то же время не был бы слишком дорог. Иначе говоря, Брауну надо было преодолеть техническое противоречие. Как‑то, прогуливаясь по своему саду, Браун заметил паутину, протянутую через дорожку. В ту же минуту ему пришла в голову мысль, что подобным образом можно построить и висячий мост на железных цепях».

Ясно, впрочем, что мысль о применении тех же лиан и вьющихся растений для преодоления рек возникла много раньше начала XIX века – в незапамятные времена. А первый висячий мост с металлическими элементами запатентован англичанином Джеймсом Финли и построен в Пенсильвании в 1796 году. Кстати, «…построенный в 1820 г в Англии висячий мост через реку Твид пролетом 110 м стоил примерно в 4 раза дешевле каменного моста такой же длины. В 1826 г. в Англии был открыт Менейский цепной мост, который прослужил около ста лет, имел пролет 177 м при отношении стрелы к пролету 1/12. В этот же период был построен еще ряд мостов во Франции, США и других странах, пролеты которых не превышали 150 м. Таким образом, Менейский мост по величине пролета являлся рекордным до 1834 г…» (Смирнов, 1970). Надо полагать, что Браун решал задачу не пешеходного, а уже будущего железнодорожного моста. Ведь с 1807 года в Британии по рельсам побежали первые поезда.

Физик и математик (по совместительству – фабрикант в области производства бумаги) Жозеф‑Мишель и его брат, архитектор Жак‑Этьенн Монгольфье прогуливались по склону горы в жаркий день. Отсюда они наблюдали за тем, как поднимаются ввысь из долины – с поверхности озера – водяные пары, образуя туман. Первый воздушный шар братья изготовили как раз из бумаги. Через отверстие снизу они наполнили модель горячими газами, которые были легче воздуха, пока не охлаждались. Тренируясь на такой модели, к 1783 году они подняли на своём монгольфьере в воздух сперва – груз, потом – животных, наконец, и людей.

Газы при нагревании расширяются; поэтому вес нагретого воздуха в шаре меньше веса вытесненного холодного воздуха. Но уменьшение удельного веса сравнительно невелико, при нагревании от нуля до ста градусов по Цельсию – всего 27 процентов.

Поддерживающую силу исхитрился многократно увеличить наблюдавший за этими первыми успехами изобретатель Жак‑Александр Сезар Шарль. В том же году он предложил использовать вместо горячего воздуха водород. Удельный вес которого в 14 раз меньше удельного веса воздуха.

Подъём в воздух породил задачу аварийного возвращения на землю, и уже через год Жозеф‑Мишель изобрёл парашют (не подозревая о гениальных разработках Леонардо да Винчи веками ранее). Складной парашют изобрёл уже наш соотечественник, сын профессора механики, выпускник военного училища, талантливый драматический актёр Глеб Евгеньевич Котельников в 1910–1911 гг.

«Все изобретатели парашюта шли в то время по одному пути: они располагали парашют в фюзеляже аэроплана и пытались создать надежную систему, способную раскрыть его до того, как пилот покинет кабину. Случай помог Г.Е. Котельникову придумать свой парашют. Однажды он увидел, как знакомая актриса вынула из маленькой сумочки большую восточную шаль из очень тонкого, но плотного шелка. Проведя аналогию (структурную и внешнего вида), Г.Е. Котельников пришел к выводу, что парашют должен быть складным, а изготовлять его следует не из прорезиненного брезента, а из легкого шелка.

А швейцарец Жорж Деместрель придумал застежку ”липучку” после того, как каждый раз после прогулки вытаскивал колючие плоды репейников из густой шерсти своей собаки и. т. д…» (Учимся изобретать, 1997).

«И. Гутенберг пришел к идее передвижного шрифта по аналогии с чеканкой монет. Так было положено начало книгопечатанию, открыта “галактика Гуттенберга”, преобразовавшая всю человеческую культуру.

Первая идея Э.Хау, изобретателя швейной машины, состояла в совмещении острия и ушка на одном конце иглы. Как возникла эта идея – неизвестно. Но главное его достижение было в том, что по аналогии с челноком, используемым в ткацких станках, он изготовил шпульку, которая продергивала дополнительную нить через петли, сделанные игольным ушком, и таким образом родился машинный шов.

В. Вестингауз долго бился над проблемой создания тормозов, которые одновременно действовали бы по всей длине поезда. Прочитав случайно в журнале, что на строительстве тоннеля в Швейцарии буровая установка приводится в движение сжатым воздухом, передаваемым от компрессора с помощью длинного шланга, Вестингауз увидел в этом ключ к решению своей проблемы. и т. д.» (Ивин, 1986, С. 64).

О том, каким образом возникла мысль об угле в качестве защиты от отравляющих газов, академик Н.Д. Зелинский рассказывал:

«В начале лета 1915 г. в Санитарно‑техническом отделе Русского технического общества несколько раз рассматривался вопрос о газовых атаках неприятеля и мерах борьбы с ними. В официальных сообщениях с фронта подробно описывалась обстановка газовых атак, случаи поражения от них и немногочисленные случаи спасения солдат, находившихся на передовых позициях. Сообщалось, что те оставались в живых, кто прибегал к таким простым средствам, как дыхание через тряпку, смоченную водой или уриной, или дыхание через рыхлую землю, плотно касаясь её ртом и носом, или, наконец, спасались те, кто хорошо покрывал голову шинелью и спокойно лежал во время газовой атаки. Эти простые приемы, спасшие от удушения, показывали, что в то время, по крайней мере, концентрация газов в воздухе была хотя и смертельно ядовитой, но всё же незначительной, раз можно было спасти себя такими простыми средствами.

Это последнее обстоятельство произвело на нас большое впечатление, и, обсуждая затем вопрос о возможных мерах борьбы с газовыми атаками, мы решили испробовать и применять также простое средство, действие которого было бы вполне аналогично действию материи солдатской шинели или гумусу почвы. Как в том, так и в другом случае ядовитые вещества не химически связывались, а поглощались, или адсорбировались шерстью и почвой. Такое средство мы думали найти в древесном угле, коэффициент адсорбции которого по отношению к постоянным газам, как это известно, много больший, чем для почвы».

Будущий академик работал в то время в Петербурге заведующим Центральной лабораторией министерства финансов. Соприкасаясь по роду своей деятельности с производством спирта, в котором уголь с давних пор применялся для очистки сырца, Н.Д. Зелинский имел в своем распоряжении различные сорта углей и, поставив соответствующие опыты, обнаружил, что уголь действительно является мощным средством для поглощения ядовитых газов. В особенности хорошие качества в этом отношении показал уголь, так называемый «оживлённый», то есть подвергшийся вторичному обжигу после того, как этот уголь уже использовался для очистки спирта (Фигурновский, 1942).

Видный отечественный исследователь методологии творчества Анатолий Константинович Сухотин приводил в ряде своих работ следующий пример:

«Изобретатель, молодой сельский врач, мучительно переживал несовершенства традиционного способа лечения переломов и пытался внести в него новое. Думал об этом постоянно: у постели больного, в поездках по окрестным селам, ночью. Провел сотни экспериментов. А решение пришло неожиданно. Он ехал в телеге к больному. В пути обратил внимание на то, как крепится к оглоблям хомут, обнимающий шею лошади. Вдруг осенило! Хомут – оглобли – стержни… Как просто! Это именно то, чего ему недоставало в поисках аппарата. Вместо гипса два кольца, стержни (идущие параллельно сломанной кости) и спицы. Стержни крепятся к кольцам, а спицы прошивают обломки кости крестообразно от одного кольца к другому. Всё это вместе надежно соединяет сломанную кость, беря на себя большую нагрузку, которую она обычно выдерживает. Приехав домой, Гавриил Абрамович Илизаров (а это был именно он, знаменитый советский хирург‑ортопед. – Авт.) тут же помчался в сарай, сломал черенок лопаты и скрепил обломки спицами, которые соединил дугами для скелетного вытяжения. Черенок держался прочно, как будто и не был сломан…»

Так был создан прототип универсального аппарата для внешней фиксации при лечении переломов и деформаций костей.

И в заключение раздела – весьма характерный пример. Когда‑то важнейшим стратегическим сырьём была селитра – основа пороха, а с середины XIX века и широчайшего спектра взрывчатых веществ. С момента открытия Америки основную массу селитры в Европу ввозили из Чили, где она извлекалась из миллионнолетних залежей птичьего помёта.

В 1793 году революционной Франции противостояли все ближайшие соседи: Англия, Австрия, Голландия, Испания, Пруссия, и даже Сардиния с Неаполитанским королевством. Страна оказалась под угрозой оккупации. Незадолго до того был казнён выдающийся химик Лавуазье, а часть его учеников эмигрировала, и некоторое время даже Академия наук была «в загоне» (как сейчас не в чести наши «физики»). Но тут уж тогдашние руководители государства сообразили, что в гонении на учёных перегнули палку. К решению жизненно необходимой задачи привлекли основателей Политехнической школы Франции – профессоров Бертолле и Монжа. В условиях континентальной блокады им предстояло разработать новые технологии производства пороха. Бертолле привлёк к работам выдающихся технологов Гитон де Морво и Шапталя.

Бертолле же, действуя по аналогии, поскольку столько птичьего «добра» в стране не было и быть не могло, предложил извлекать селитру из отходов жизнедеятельности лошадей – из конского навоза.

Специальным декретом Комитет общественного спасения обязал всех граждан, свободных от воинской службы, заняться сбором селитры и сырья для неё: «Национальный конвент полагает, что все французские граждане равно призваны на защиту свободы, что все руки должны быть вооружены. Всем и каждому промывать землю из своих погребов, конюшен, амбаров. Если бы каждый гражданин вменил себе в обязанность доставить хотя бы один фунт селитры, то почти в один момент было бы получено 25 миллионов фунтов, которых было бы почти более чем достаточно, чтобы сразить всех тиранов».

Учёные составили списки минимально необходимого оборудования для производства селитры. В цеха были превращены здания церквей. У владельцев пивоварен изымались котлы для осаждения и выпаривания.

За одиннадцать месяцев, действуя подобным образом, удалось получить двадцать два миллиона фунтов селитры. «Результат изумительный, которому потомство поверит с трудом», – писал тот же Шапталь.

Словом, пусть это сейчас покажется смешным, но ради спасения Отечества не побрезговали, а вовлекли в дело навоз всей страны – и пороха хватило на пару десятилетий непрерывных войн (включая наполеоновские) со всей остальной Европой.

 

Аналогия личная. Эмпатия

 

В середине XVII века среди азартных игроков Франции был известен шевалье де Маре. Вероятно, зная об успехах Блеза Паскаля (1623–1662) на нивах счёта – свою первую счётную машину Паскаль изобрёл в девятнадцатилетнем возрасте – этот кавалер в ходе их совместного путешествия в Пуату задал попутчику пару вопросов. Речь шла о сущности и справедливости выигрыша при игре в кости. Как, например, должен быть разделён банк, если два равных по силам игрока решили по обоюдному согласию прервать партию, причём известен счёт каждого и ставка игры. Результатом этих вопросов стала переписка Паскаля с другим гением средневековой Франции – Пьером де Ферма (1601–1665), в ходе которой оба ставили себя мысленно на место заядлых игроков. Так родилась комбинаторика, так были заложены основы теории вероятности[28].

Как часто и писателю бывает необходимо поставить себя на место персонажа, так часто инженеру необходимо представить себя на месте тех, кто последует его разработке. А ещё интереснее вообразить себя непосредственно тем объектом, который требуется усовершенствовать. «Высший пилотаж» – это ощутить себя не просто иным специалистом, а «одушевлённым» инструментом, орудием, посредником между производителем в самом широком смысле этого слова и средой, к коей приложено это орудие труда, или даже самим природным объектом, подвергающимся воздействию.

Бытует весьма похожая на правду легенда о создателе Новосибирска инженере и писателе Николае Георгиевиче Гарине‑Михайловском, которая сводится к следующему. На одном из участков строительства железной дороги, а дело было в конце XIX века, рабочие столкнулись с проблемой. Высоченный холм преградил дорогу, и необходимо было выбрать оптимальную траекторию прокладки, чтобы не выбиться из сметы. Гарин‑Михайловский взобрался по склону и стал наблюдать за птицами, так он просидел день и прикинул, что пернатые летят самым коротким путём, огибая препятствие и экономя усилия. Он дал указание воспользоваться птичьим маршрутом. Последующие расчёты продемонстрировали, что решение Гарина‑Михайловского действовать по аналогии абсолютно верное.

«Вся история развития анатомии и физиологии переполнена открытиями в живом теле таких механизмов, от самых простых до самых сложных, которые раньше этого уже были самостоятельно изобретены людьми. Так, скелет двигательного аппарата человека представляет систему разнообразных рычагов, в которой есть и два блока (для одной шейной и одной глазной мышцы); но рычаги применялись людьми для перемещения тяжестей за тысячелетия до выяснения этого анатомами, а блоки – за много сотен лет. Всасывающие и нагнетательные насосы с клапанами устраивались задолго до раскрытия вполне сходного с ними аппарата сердца. Также и музыкальные инструменты с резонаторами, со звучащими перепонками изобретались много раньше, чем были выяснены строение и функции голосовых органов животных; равным образом, в высшей степени маловероятно, чтобы первые собирательные стекла были сделаны в подражание хрусталику глаза. А устройство электрических органов у рыб, обладающих ими, было исследовано много позже, чем физики построили по тому же принципу конденсаторные батареи…» – отмечал тот же Александр Богданов.

Не подражая природе, человек способен выработать такие же организационные приспособления, как она прежде, и всё‑таки уже потом обнаруживает их по аналогии. И сравнивает себя самого и свои инструменты с тем, что наблюдает в природном мире:

«Изобретение тепловых труб, обеспечивающих высокоэффективную теплопередачу, после чего через некоторое время открыли, что поры в теле человека и животных участвуют в эффективном охлаждении за счет работы, аналогичной работе тепловой трубы; после создания первых, пусть и несовершенных локаторов стало понятно, как ориентируются в пространстве летучие мыши; после создания источников когерентного излучения – лазеров – были обнаружены естественные лазерные системы (от космических объектов до отдельных молекул), работающие в режиме лазера; голография, позволившая получить объемное изображение предметов, сегодня используется для объяснения характера деятельности человеческого мозга…» (Злотин, Зусман, 1991).

Вспомним же старую детскую забаву – «Море волнуется раз…», как вы были то деревом, то кораллом, то кипучей волною. И вживаемся в образ!

Когда в 20‑е годы прошлого века Вернер Карл Гейзенберг объяснял свою теорию о строении атомного ядра коллегам, те никак не могли понять, почему оно состоит только из протонов и нейтронов, ведь визуально из атомов по ходу экспериментов вылетали электроны.

«Исчерпав все абстрактные физические доводы, Гейзенберг призвал на помощь наглядные представления. “Вы видите, как в здание с бассейном входят люди. Они одеты. Но неужели вы думаете, что и в воде они плавают в пальто? Откуда же берётся такая уверенность, что из ядра выходят точно такие же частицы, что были внутри.”» (Ивин, 1986, С. 67).

 

ВОПРОС № 5

 

Существенный вред живой природе наносит разлив нефти на воде. Морские птицы иногда садятся на нефтяные пятна и мараются, случается, и погибают. Как экологам уберечь птиц от посадки на нефтяное пятно до тех пор, пока оно не будет ликвидировано? Как сделать, чтобы нефтяные пятна сами отпугивали морских птиц? (Тимохов, 1996).

 

ВОПРОС № 6

 

Армия Карфагенского полководца Ганнибала в 218 году до. н. э. во время похода в Италию подошла к реке Родан. Ганнибал вёл с собой из Африки более сорока слонов, которые составляли существенную силу во время сражения, но никак не хотели переправляться через реку вслед за конницей и пехотой пунийцев. Может, они просто никогда и не видели столько воды. Каким образом Ганнибал переправил слонов?

 

ВОПРОС № 7

 

В Англии пассажирам первых железных дорог вместе с билетом выдавали специальные очки. От чего в первую очередь эти очки защищали?

 

ВОПРОС № 8

 

Американский физик Роберт Вуд в Ист‑Хемптоне построил гигантский для своего времени спектроскоп, представляющий собой трубу диаметром 6 дюймов и длиной 42 фута, который был лучшим инструментом своего рода во всем мире (на 1912 год). Этот спектроскоп сделал знаменитой ассистентку физика – его кошку. Чем же занималась кошка?

 

ВОПРОС № 9

 

Древний восточный тиран установил жестокую традицию. Смертники могли выбрать из двух видов казни одну. Приговорённые к смерти могли потребовать любую пищу, каковую им давали затем каждый день, но только её. И тогда они лишались возможности выбрать напиток и умирали от жажды.

Либо же им предлагали то или иное питиё на их же выбор. Но в этом случае им не давали есть и поили одним и тем же. Так или иначе, но один из смертников выжил и даже дождался смерти тирана и вышел на свободу. Что же выбрал приговорённый?

 

ВОПРОС № 10

 

В 1906 году Альберто Сантос‑Дюмон, известный бразильский конструктор, создал удачный самолёт‑моноплан. В отличие от аппарата братьев Райт, самолёт Сантос‑Дюмона взлетал без рельсов и встречного ветра. Многие, особенно бразильцы, считают именно его создателем первого самолёта. Известен интересный случай из биографии Сантос‑Дюмона. Однажды он пожаловался своему другу, часовому мастеру и ювелиру Луи Картье, что во время полётов ему трудно пользоваться ЭТИМ. Тогда Картье разработал для Сантос‑Дюмона ЭТО. С тех пор все мужчины стали пользоваться ЭТИМ наравне с женщинами. Представьте себя Сантос‑Дюмоном и скажите, о чём идёт речь.

 

ВОПРОС № 11

 

В августе 1870 года впервые в истории в открытом встречном бою встретились французская и немецкая армии, обе вооружённые нарезными ружьями, заряжавшимися с казенной части. Французская винтовка была меньше калибром, но дальнобойнее немецкой. И сражение, и всю войну дисциплинированные прежде немцы выиграли, лишь полностью поменяв тактику боя. В чём состояло главное тактическое новшество немецкой армии?

 

Поставьте себя на место служивого, возьмите в руки ну хотя бы карандаш. Допустим, что это ружьё. Попробуйте зарядить.

Учтите, что обе армии до той поры придерживались в существенных чертах одной и той же тактики, оставшейся от эпохи старых гладкоствольных кремнёвых ружей наполеоновских войн. Но введение игольчатого нарезного ружья, заряжавшегося с казённой части, потребовало изменения самого способа ведения войны.

Убийственная скорострельность и дальность стрельбы нового оружия, возможность заряжать его в положении сидя и лёжа (прежде – только стоя!!!) продиктовали новый тип построения, чтобы свести к минимуму эффективность плотного встречного огня неприятеля.

Так что правильный ответ – рассредоточение. Нарушение ранее привычного боевого строя. Немцы первыми перешли от сомкнутых ротных колонн к построению в плотную стрелковую цепь, атакующую беглым шагом.

 

А.Л. Камин в авторском курсе креативного мышления «Интеллектуальное айкидо» (Луганск, 2009) вспоминает такой пример эмпатии: «Во Франции к картофелю долгое время относились с недоверием. Существенную роль в популяризации картофеля сыграл парижский аптекарь Антуан Огюст Пармантье. Он выпросил у короля Людовика XVI участок песчаной земли под Парижем и посадил на нем картофель. Днем Пармантье выставлял целый отряд вооруженных сторожей для охраны своего огорода. Ночью же охраны не наблюдалось. Зато нашлись любознательные крестьяне, которые решили проверить, что же так ревностно охраняет чудак‑аптекарь. Они приходили ночью, тайком брали клубни и сажали их у себя. Только этого Пармантье и добивался. Очень скоро французские крестьяне полюбили новую культуру». Как видите, кроме очевидного изобретательского приёма чередования полезного действия «охрана есть – охраны нет», хитрый аптекарь поставил себя на место рядового француза, и понял, что тот не удержится от банального воровства.

История знает немало примеров, когда от мысленных экспериментов изобретатель переходит к экспериментам лично на себе и достигает выдающихся успехов. Так, например, как‑то раз Алессандро Вольта попадается на глаза недавно вышедший трактат анатома Луиджи Гальвани «Об электрических силах в мускуле». Гальвани исследует воздействие электричества на лягушачьи лапки, показывает, что металл является проводником тока. Вольта находит в точном описании опытов Гальвани то, что ускользнуло от внимания самого автора – упоминание о том, что эффект содрогания лягушачьих лапок наблюдался лишь тогда, когда лапок касались двумя различными металлами:

«Вольта решает поставить видоизмененный опыт, но не на лягушке, а на самом себе. Вольта можно было увидеть за странным занятием: он брал две монеты – обязательно из разных металлов и… клал их себе в рот – одну на язык, другую – под язык. Если после этого монеты или кружочки Вольта соединял проволочкой, он чувствовал солоноватый вкус, тот самый вкус, но гораздо слабее, что мы можем чувствовать, лизнув одновременно два контакта батарейки. Из опытов, проведенных раньше с машиной Герике и электрофором, Вольта знал, что такой вкус вызывается электричеством.

Поставив друг на друга свыше 100 металлических (цинк и серебро) кружков, разделенных бумагой, смоченной соленой водой, Вольта получил ещё более мощный источник электричества – вольтов столб.

Присоединив к верхнему и нижнему концам столба проводнички и взяв их в рот, Вольта убедился, что его источник, в противовес машине Герике и электрофору, действует не одно краткое мгновение разряда статического электричества, а постоянно[29].

Сразу вслед за этим Вольта сделал еще одно изобретение – он придумал электрическую батарею. состоявшую из многих последовательно соединенных цинковых и медных пластин, опущенных попарно в сосуды с разбавленной кислотой…» (Карцев, 1986).

Долгие годы в знаменитой «Менделеевке» неорганическую химию преподавал профессор, автор замечательных книг Сергей Иванович Дракин. Остроумие его вошло в поговорку у студентов. Двусмысленный афоризм, что «язык – первый и древнейший инструмент химика» принадлежит именно ему. И, как следует из анализа действий Вольта, этот же «прибор» сыграл во славу физики.

 

ВОПРОС № 12

 

А как Магеллану помог его язык в путешествиях и открытиях?

 

ВОПРОС№ 13

 

В магазин входит немой. Каким жестом он покажет продавцу, что ему нужен молоток? А теперь в тот же магазин входит слепой. Как он даст знать продавцу, что ему нужны ножницы?

 

ВОПРОС№ 14

 

«В США к концу 80‑х годов всю нефтяную отрасль захватила компания “Стандарт ойл”, контролировавшаяся Рокфеллером. Как это ему удалось, ведь у многих нефтяных скважин уже были свои хозяева, А искать и бурить новые скважины дело рискованное и дорогое?» – спрашивает биофизик, изобретатель Кястутис Усявичюс. И чтобы ответить на этот вопрос, читателю надо представить себя как хозяином нефтяной скважины, так и самим Рокфеллером. Неужели это за гранью воображения?

 

Пожалуй, пока достаточно вопросов, но, чтобы завершить этот раздел, предложим задачу из собрания Петра Леонидовича Капицы, как он её представил на одном из своих семинаров в 1960‑х годах. По свидетельству очевидцев в те годы «…семинары в Институте физических проблем АН СССР, которым руководил П.Л.Капица, собирали не только физиков. Это были открытие семинары, на которых обсуждали вопросы, которые волновали многих. Например, природа шаровой молнии. Это было очень жизненно. Очень важно. Это волновало всех: “А вдруг шаровая молния влетит ко мне в окно? Что делать? Как себя вести?” Отличительной особенностью семинаров П.Л.Капицы было то, что они продолжались всегда ровно два часа. Если обсуждение затягивалось, П.Л. Капица предлагал перенести обсуждение на следующий семинар. Если повестка дня исчерпывалась досрочно, то обсуждались общие вопросы, часто не связанные с физикой. И вот однажды на одном из семинаров, когда повестка дня была исчерпана, и наступило время “для лирики”…», П.Л.Капица предложил нижеследующую красивую задачу, наглядно демонстрирующую эффективность эмпатического[30] метода.

Мы конспективно приводим здесь её разбор последователями Капицы, опубликованный недавно на сайте Русского отделения Institute of Electrical and Electronics Engineers Computer Society[31], и сопровождаем его некоторыми своими комментариями:

«В компании учёных произошел небольшой спор – могут ли экстрасенсы угадывать карты по телефону. Выбрали карту. Выбрали самого большого скептика. Он подходит к телефону, набирает номер экстрасенса, просит отгадать карту. После небольшой паузы экстрасенс дает правильный ответ. Как он угадал карту?»

«Самое простое – это предположить, что экстрасенс реально способен на такой подвиг…», – отвечают участники тестируемых нами фокус‑групп, на которых мы пробуем и такие задачки, когда уже отчаялись догадаться, в чём тут дело.

Но если внимательно вчитаться в условия, становится ясно, что «в задаче Капицы фактически утверждается, что каждый может угадывать карты по телефону. То есть для этого не обязательно быть экстрасенсом. Какое тогда самое простое предположение? Логично предположить, что имеет место быть розыгрыш (то есть сговор. – Авт.), в котором участвуют трое. Один на телефоне, ждет звонка. Другой энтузиаст – это он рассказывает присутствующим, что есть экстрасенс, угадывающий карты по телефону. И еще обязательно должен быть скептик. Он всё отрицает, ни во что не верит. А потому именно ему обычно доверяют позвонить экстрасенсу. И он через постукивание и покашливание, может передать партнеру информацию о карте…»

Неоднократно получали и такой ответ. С целью ещё больше озадачить бедного студента или молодого специалиста, мы усиливали исходные условия, подчёркивая, что и техника в 1960‑х годах была «допотопной», телефон‑вертушка трещал, и помехи на линии делали такой вариант неправдоподобным. Приходилось также особо оговаривать, что нет, экстрасенс сидит не в соседней комнате, а участники «спора об отгадывании карты» заперлись в первом попавшемся помещении без окон с одним единственным телефоном на всех.

Вы тоже, должно быть поняли, что на самом деле звонить по телефону может каждый. Номер телефона, желательно и вовсе международный, можно заранее написать на бумажке и запечатать в конверт, чтобы не было утверждений, дескать, есть 52 телефона и со всеми абонентами договорились (один креативный тюменский журналист предположил, кстати, что «экстрасенс» работает на телефонной станции – так он предложил обойти условие о невозможности контроля над десятками телефонных номеров).

Были и такие оригиналы, которые острили, что все карты в колоде одинаковы. Да нет же! Картёжную колоду спорщики покупают в самом обычном магазине и раскладывают картинками вверх, чтобы лишний раз убедиться, всё это совершенно разные карты. Вдобавок колоду тщательно перемешивают, и самый скептически настроенный участник спора достаёт лично карту, демонстрируя её остальным – свидетелям. Например, лично вы!

«…Но экстрасенс всё равно угадает карту на том конце провода. Теперь понятно, как он это делает? Еще нет? Итак, звонить экстрасенсу может любой человек. Но, конечно, можно подозревать, что кто‑то из присутствующих партнеров экстрасенса будет находиться рядом с телефоном и каким‑либо постукиванием, покашливанием или какими‑либо другими звуками передаст экстрасенсу информацию о карте. Но это не так.

Ведущий – тот, кто рассказал про экстрасенса, всегда просит, чтобы в комнате была абсолютная тишина. Чтобы все помогали экстрасенсу (мысленно). Думали о карте, представляли её зрительный образ, называли её (про себя, конечно). И старались создать информационное поле, которое должен почувствовать экстрасенс. (И это всегда удаётся!)

Теперь вам понятно как экстрасенс угадывает карту? Нет? Тогда представьте себе, что это вам поручено позвонить экстрасенсу…»

Для эффективности эксперимента возьмите прямо сейчас, в момент чтения, в руки трубку мобильника и попробуйте набрать первый попавшийся, всё равно какой номер. А теперь… Да‑да, это сговор, и нет на свете таких сильных экстрасенсов, и каким‑то образом человеку на том конце линии передаётся информация из вашей комнаты, где вы находитесь с хохмачами‑друзьями и самой обычной колодой карт.

«А ведь это именно вы сами в предстоящем разговоре с экстрасенсом передадите ему всю необходимую информацию о загаданной карте.

“Как и в какой момент это происходит? Вы должны как‑то к нему обратиться или сказать, от кого вы звоните. Кто вам дал этот номер. Вы кладете трубку и, обернувшись к присутствующим, спрашиваете: “А как его зовут?” (Или её – экстрасенсом может быть женщина.) – Александра Григорьевна, слышите вы в ответ. Вы вновь набираете номер и спрашиваете Александру Григорьевну, не задумываясь о том, что сами же назвали карту. Точнее ее код. Через некоторое время экстрасенс, просмотрев таблицы, отвечает: “Вы задумали семерку треф”.

Просто? Не совсем. Экстрасенс должен быть готов к телефонному звонку. Иначе (то есть на обезличенное обращение к себе. – Авт.) он ответит: “Вы ошиблись номером”. Ошибочные звонки не редкость. Чтобы розыгрыш прошел красиво и успешно, предварительно договариваются, что звонок будет, например, примерно в 9 вечера. Ну и немного артистизма не помешает. Паузы, размышления, как это может быть? Имя, отчество (экстрасенса) не должны называться до самого конца. Обычно их никто и не спрашивает, поэтому и возникает красивая пауза, когда человек начинает набирать номер, а потом понимает, что не знает, как спросить про это…

Очень важно также, чтобы во время звонка все “думали”, “помогали” экстрасенсу. Попробуйте всё это проделать сами – получите большое эстетическое удовольствие. Особенно впечатляет, если звонить надо в другой город. Еще пара практических советов. Масти карт стоит кодировать именами, которые совпадают для женщин и мужчин. Например, Александр – Александра. А отчества кодируют ранг карты. У присутствующих может возникнуть идея, загадать еще одну карту. Ответ – экстрасенс устал, потратил много “космической энергии” на отгадывание».

 

Таблица 1. Фрагмент нового РФИ. Из наследия Жюля Верна

Известны и три примечательных закона Артура Кларка из книги «Черты будущего»:

«1. Если заслуженный, но престарелый учёный говорит, что нечто возможно, он почти наверняка прав. Если же он говорит, что нечто невозможно, он почти определённо ошибается.

2. Единственный путь обнаружить пределы возможного – выйти за эти пределы, в невозможное.

3. Любая достаточно развитая технология неотличима от магии».

Так что любой современный, грамотный и неортодоксальный инженер‑технолог ещё века три‑четыре назад выглядел бы своего рода магом и подлежал если и не утоплению с удушением или сожжением, то был бы под пристальным надзором властей.

 

Аналогия символическая

 

Несмотря на то, что она весьма напоминает нам прямую аналогию (как то, например: рыцарский доспех – кираса – бронежилет), отличие состоит в том, что здесь предельно абстрактные, но в то же время главные, свойства одного объекта (символического образа) переносятся на объект совершенно иной области знания.

Помните: «Сим‑сим, открой дверь! Сезам, откройся!?»

 

ВОПРОС№ 15

 

Небольшие осьминоги придумали себе прекрасное жилище – они поселяются внутри раковин устриц и живут в них, открывая или закрывая «домик» щупальцами, присосавшимися к створкам. Но для новоселья нужно сперва разделаться с хозяином раковины – скушать моллюска. Устрицы очень осторожны – тут же захлопывают створки при малейшей опасности, а раскрыть створки захлопнувшейся раковины у осьминога не хватает силы. Минимальное усилие сокращения запирательного мускула устрицы 12 кг/см². Как же осьминоги открывают закрытые раковины устриц?

 

Символ – это образ объекта, раскрывающий его свойства. Символ может быть представлен в образной, метафорической форме.

Так, «И. Кеплер, открывший законы движения планет, уподоблял притяжение небесных тел взаимной любви. Солнце, планеты и звезды он сравнивал с разными обликами бога. Эти сопоставления кажутся сейчас странными. Но именно они привели Кеплера к идее ввести понятие силы в астрономию» (Ивин, 1986, С. 61).

Или, например, древний доспех. Как полагают учёные, он был подсмотрен в живой природе у панцирных черепах. Боевое построение древних римлян, неуязвимое для атак противника, также именовалось черепахой. А если бы исполинская черепаха плевалась бы огнём как дракон, можно было бы сопоставить её с танком.

Джеймс Клерк Максвелл разработал основы электродинамики по аналогии с процессами гидродинамики. Параметры невидимых потоков гипотетических заряженных частиц он вывел, воображая электрический проводник в виде гидропровода.

 

ВОПРОС№ 16

 

Профиль генералиссимуса Сталина есть на двух военных медалях: «За Победу над Германией» и «За Победу над Японией». На первой Сталин изображен со Звездой Героя, а на другой – нет. Почему?

 

В поисках решения по методу символической аналогии «выбранному представлению задачи (идее) подбирают смысловую формулировку в виде определения, обычно состоящего из двух слов – прилагательного и существительного, которые по смыслу противоположны. Например, шлифовальный круг – точная шероховатость; раствор – взвешенная неразбериха; облако – воздушная вода; книга – молчаливый рассказчик» (Учимся изобретать, 1997, С. 38–39).

Поэтические метафоры, броские, запоминающиеся названия книг и рекламные слоганы и некоторые афоризмы (вспомним хотя бы «Знание – сила» Фрэнсиса Бэкона) – яркие примеры символической аналогии. В основе их лежит парадоксальное сочетание, синтез казалось бы несовместимого, разного, противоположного друг другу, противоречивого, конфликтного: «Каменный гость» А.С. Пушкина, «Отцы и дети» И.С. Тургенева, «Горе от ума» А.С. Грибоедова, «Человек в футляре» А.П. Чехова, «Принц и нищий» М. Твена, «Живой труп» Л.Н. Толстого и т. д.

Великий Роберт Гук зашифровал закон упругих деформаций в виде анаграммы «Ut tensio sic vis» (каково удлинение, такова и сила), дабы вездесущий Исаак Ньютон не сумел присвоить и эту разработку.

Полна символизма средневековая скальдическая поэзия. Изучение оной, по нашему мнению, способствует воспитанию образного мышления (Поэзия скальдов, 1979). Вот некоторые образы из произведений древнего скальда Эйвинда Финнссона, воспевавшего походы викингов: скалы сокольи – руки, море ран – кровь, мыс булатный – щит, кряж сраженья – воин, стрелы стремнины – рыбы, олень моря – корабль. А у другого знаменитого скальда Эгиля Скаллагримссона находим навскидку: клеть раздумья – голова, огни запястий – браслеты, красный плач – кровотечение, луны лба – глаза, влага чаек – море.

«Чем похож ворон на письменный стол (конторку)?» (Whyis a raven like a writing‑desk?) – спрашивает Болванщик (в других переводах Шляпник) Алису, попавшую в Страну Чудес. Хотя в книге и сказано, что сам Шляпник о том понятия не имеет, но читатель, живший в XIX веке, мог легко найти ответ. Например, такой: ворон похож на письменный стол перьями. Конечно, перья ворона не использовались как гусиные – для письма, но все перья похожи. И даже птичьи – на железные! К тому же и конторка, и ворон – чёрные.

 

ВОПРОС№ 17

 

Три стадии взросления мужчины. Он верит в Деда Мороза. Он не верит в Деда Мороза. Назовите третью стадию взросления.

 

ВОПРОС № 18

 

Даны два множества. Найдите связь между членами множества А и множества В. Запишите соответствия в столбик по образцу (Граф – Монте Кристо):

А) Азбука, Бочка, Винт, Вал, Гиперболоид, Тормоз, Бином, Конь, Лампа, Меч, Нить, Осёл, Пята, Очи, Счётчик, Пир, Узел, Победа, Эффект, Башня, Свеча, Бритва, Решето, Пустота, Туманность, Соль, Белена, Бездна, Кашель, Граф.

Б) Гейгер, Эдисон, Ньютон, Калибурнус, Пирр, Лукулл, Гордий, Морзе, Троя, Христиан VII, Матросов, Архимед, Анюта, Ариадна, Буридан, Диоген, Монте‑Кристо, Ахилл, Кардано, Шухов, Эратосфен, Гарин, Оккама, Доплер, Андромеда, Глаубер, Яблочков, Торричелли, Марракот, Гамлет.

 

И, под конец раздела, задача в высшей степени символическая, хотя решается вполне эмпатически. Притча для инженера.

 

ВОПРОС№ 19

 

В ходе одной из Мессенских войн в VII веке до н. э. великая ратным умением Спарта оказалась лицом к лицу с превосходящими силами противника. Силы спартанского войска таяли с каждым днём, и гордые лакедемоняне пошли даже на то, чтобы попросить помощи у вечного своего врага – Афин. Как были раздосадованы спартанцы, когда вместо множества сильных и здоровых воинов к ним явился хромой тщедушный старик! Но вскоре досада сменилась ликованием, и Спарта опрокинула неприятеля. Что же произошло?

 

 

Нурали Нурисламович Латыпов Дмитрий Анатольевич Гаврилов Сергей Владимирович Ёлкин

Инженерная эвристика

 

 

Текст предоставлен правообладателем http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=4575320

«Инженерная эвристика»: Астрель; Москва; 2012

ISBN 978‑5‑271‑45145‑4, 978‑5‑271‑45137‑9

Аннотация

 

В книге представлены классические и новейшие – от эвристических до логических – методы активизации инженерно‑технического мышления. Авторы демонстрируют междисциплинарный подход к решению изобретательских задач и тренингу интеллекта на основе универсальных языков. Последовательность в решении научно‑технических проблем достигается методом выявления и разрешения противоречий. При этом формулировка проблемы в виде парадокса оказывается сильнейшим стимулом для развития творческой мысли.

Книга содержит более 170 вопросов и задач, на которых заинтересованный читатель может проверить качественный уровень собственного мышления, а в случае затруднений – обратиться к приводимым решениям и ответам. Многие из этих задач озвучены авторами в 2011–2012 гг. в ходе семинаров и тренингов в рамках проекта ООО «ЛУКОЙЛ‑Инжиниринг» «Академия молодого инноватора», на интеллектуальных состязаниях молодых специалистов компании.

Рекомендуется инженерам, преподавателям и учащимся инженерно‑технических и естественнонаучных специальностей вузов, инновационно ориентированным молодым специалистам производственного и исследовательского комплексов, а также всем читателям, заинтересованным в формировании у себя эффективного, продуктивного, действенного мышления, достижении нового интеллектуального уровня развития.

 

123456Следующая ⇒

Поделиться: