Инженерная эвристика

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] .

13

Бойнтон Э., Фишер Б… Виртуозные команды. Команды, которые изменили мир / пер с англ. — М.: Претекст, 2008. — С. 106–126.

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;

14

Нарушение условия однородности жидкости. Расширенный закон гласит, что «отношение уровней жидкостей в сообщающихся сосудах обратно пропорционально отношению их плотностей».

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.

15

То есть «бокового, обходного», в отличие от магистрального, пути (медицинский термин).

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».

16

В предисловии к русским изданиям Президент ОАО «ЛУКОЙЛ» В. Ю. Алекперов справедливо отмечает: «С английского языка название книги Дэниела Ергина „The Prize“ можно перевести как награда, находка, неожиданное счастье, предмет вожделений, желанная добыча. Все эти определения, без сомнения, относятся к нефти, ставшей поистине кровью современной экономики».