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.
v. 1.1 — структура, сноски, скрипты, обновление картинок — l
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.
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
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,
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. —
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. —
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
«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.
доктор технических наук, профессор,
Генеральный директор
ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг»
Н. Н. Карнаухов
Нет такого нового обычая, который бы не был старым.
Развитие — это тяжёлая работа, направленная против самого себя.
Колодец, на дне которого, как говорят, скрывается истина, на самом деле является бездонной ямой.
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
«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:
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
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.
Есть такая выдающаяся придумка эволюции — зеркальные нейроны. Около пятнадцати лет назад их открыла итальянская исследовательская группа Джакомо Риццолатти, профессора Пармского университета. Это эпохальное открытие сделано в какой-то степени случайно. Группа Риццолатти регистрировала электрическую активность мозга макак. Им давали пищу, упакованную в коробку, обезьянам вручили и некоторый набор инструментов. Как-то раз, неосознанно, один из исследователей на глазах подопытной макаки вскрыл коробку таким же подвернувшимся ему инструментальным набором. Обезьяна не шелохнулась, но датчик показал, что кора мозга резко увеличила активность[23], которая стала зеркальным отражением другой, зарегистрированной — когда животное само проделывало эту процедуру.
Зеркальные нейроны, открытые командой Риццолатти у обезьян, вскоре были обнаружены и у человека. Но кора головного мозга человека активизируется не только когда он смотрит, но и в том случае, если он мысленно имитирует, моделирует, воображает ту же процедуру. И если мы задумаемся о механизмах обучения, запоминания, то важнейшая часть этого механизма — способность к подражанию, имитации.
Зеркальные нейроны — это особые клетки головного мозга, которые служат для понимания действий других, подражания или сопереживания им, для обучения и трансляции знаний. Возможно, с помощью этих клеток человек постигает реальность не логической цепочкой размышлений, а цельным чувственным пониманием.
В этой связи стоит вспомнить ещё одного выдающегося исследователя. Более ста лет назад, то есть задолго до современных нам открытий по части строения и развития мозга, французский криминалист и социолог психологической школы Габриэль Тард (1843–1904), основываясь на собственном опыте работы, предвосхитил многие выводы профессора Риццолатти, сделанные с помощью мощного электронного инструментария.
Согласно теории Тарда, изложенной им впервые в работе «Законы подражания» в 1890 году, вся история общества есть «научение по подражанию». Вывод: истину мы можем постигнуть не только с помощью точнейших и тончайших изысканий, но и натурфилософским осмыслением. Поэтому значительная часть сегодняшних открытий это фактически экспериментальное подтверждение многих озарений прошлых поколений учёных.
«Подражание есть нечто, совершенно отличное от обезьянничанья. Подражание не так далеко отстоит от гения, как это принято думать. Нет никакого духовного прогресса, никакого изобретения без того, чтобы человек не подражал заранее известному в новом отношении…» — утверждал ещё Иммануил Кант.
В «Очерках организационной науки» создатель тектологии Александр Богданов рассуждал так: «Природа организует сопротивление многих живых организмов действию холода, покрывая их пушистым мехом, перьями или иными мало проводящими тепло оболочками. Человек тем же самым путем достигает тех же результатов, устраивая себе теплую одежду. Стихийное развитие приспособило рыбу к движению в воде, выработавши определенную форму и строение её тела. Человек придает ту же форму своим лодкам и кораблям, причём воспроизводит и строение скелета рыбы: киль и шпангоуты в точности соответствуют её позвоночнику и ребрам. Посредством „паруса“ перемещаются семена многих растений, животные с летательными перепонками и т. под.; человек усвоил метод паруса и широко применяет его на памяти истории. Режущим и колющим природным орудиям животных, напр., клыкам и когтям хищников, были, вероятно, подражанием ножи и копья первобытных дикарей, и т. под. В историях культуры можно найти сколько угодно таких иллюстраций.
Самая возможность подражания, в сущности, уже достаточное доказательство того, что между стихийной организующей работою природы и сознательно планомерною — людей нет принципиального, непереходимого различия. Не может быть подражания там, где нет ничего общего».
Ещё более общее находится между самими людьми. Действуйте, направленно подражая лучшим образцам изобретательской мысли! Это при должной практике сформирует набор эталонов, аналогий, инвариантов, к которым читатель сможет приложить для сравнения и свои собственные наработки, личностное знание.
Умение свести новую задачу к предыдущей, уже решённой кем-то задаче, за счёт нахождения у них общего — один из показателей развитого инженерно-технического мышления.
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
ВОПРОС № 2
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
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).
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
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
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? —
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. —
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. —
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.
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
ВОПРОС № 6
ВОПРОС № 7
ВОПРОС № 8
ВОПРОС № 9
ВОПРОС № 10
ВОПРОС № 11
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
ВОПРОС№ 13
ВОПРОС№ 14
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
«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. —
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. —
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».
В подходе к методологии исследования традиционной культуры выявлены три основных типа мышления: мифологическое, религиозное и научное. В чистом виде ни один из этих типов в современном обществе не присутствует. В каждом социуме может идти речь о преобладании того или иного типа мышления. Но в историческом плане можно условно принять, что в древнем мире (до появления основных мировых религий) преобладало мышление мифологическое. Выдающимся отечественный диалектиком А. Ф. Лосевым в ряде работ показано, что миф был, в сущности, готовой формулой ежедневного действия. С мифом, принимая его за некогда осуществлённую реальность, соотносил свои действия человек далёкой античности и раннего средневековья (Лосев, 1990).
Мифологическое сознание оперирует символами: каждый образ, бог, культурный герой, действующее лицо обозначают стоящее за ними явление или понятие. Это возможно потому, что в мифологическом мировоззрении существует постоянная и неразрывная связь между «однотипными» явлениями и объектами в социуме, природе и космосе. Ярче всего данный принцип сформулирован в «Изумрудной скрижали» Гермеса Трисмегиста: «как вверху, так и внизу». Миф, особенно на начальных стадиях своего развития (в долитературном виде), мыслит образами, живёт эмоциями, ему чужды доводы современной формальной логики, зачастую не делает различия между причиной и следствием, и часто меняя их местами как в пространстве, так и во времени (Гаврилов, 2006).
Приведём, пожалуй, только один пример «инженерной» смекалки из области древнего мифотворчества балто-славян. По ряду представлений посмертный путь славянина или литовца лежал к престолу вышнего бога (неба), именовавшегося, например, Дыем или Диевасом. Чертоги его располагались на самой вершине Мировой горы. В XXXV томе «Полного собрания русских летописей» помещены белорусско-литовские летописи. В так называемой летописи Красинского (XVI век), опубликованной впервые в 1893 г. в т. XVII ПСРЛ, и в других летописцах этот фрагмент 1270-х годов о восхождении мертвецов к богу неба Диевасу по склону Мировой горы повторяется с точностью до оборотов речи: Румянцевский летописец 1567 года, Летопись Археологического товарищества написанная полууставом XVI века, более поздняя Евреиновская 1690 года летопись. Мы не раз рассматривали и этот отрывок, и то, что Мировое древо — архетип того же типа, что и Мировая гора (Ермаков, Гаврилов, 2009).
И, как справедливо рассуждали древние, чтобы добраться до бога на его суд, на самую вершину, мертвецам нужны особые приспособления.
«И коли котораго великаго князя или пана сожжено тело, тогды при них кладывали ногти рыси или медвежи для того, иж веру тую имели, \л.30об.\ иж судныи день имел быти, и так знаменали собе, иж бы бог имел приити и седети на горе высокой и судити живым и мертвым, на которую ж будет гору трудно взыити без тых ногтеи рысьих або медвежих, и для того тыи ногти подле их кладывали, на которых имели на тую гору лезти, на суд до бога ити». (Рум’янцевский лпопис(ец)).
То есть при проводах в последний путь мёртвым и клали с собой когти рыси или медведя.
В русских народных сказках герой карабкается в запредельные царства похожим же кошачьим образом: «Крутизна горы была столь высока, что на нее взлезть им никак было не можно. После того Иван-царевич нашел скважину, где попались ему на руки и на ноги железные когти, помощью коих взошел он на самый верх горы. Уставши, сел он под дуб для отдохновения, и лишь только снял с себя когти —
Ну, а ныне, в наш век превалирующего научного мышления? Оказывается, благодаря направленному использованию фантастических образов или гипотетических ситуаций можно существенно развить гибкость мысли, избавить мысль от инерции, снять психологические барьеры, мешающие любому творческому процессу.
«Если бы я был очень маленьким, я бы попал туда и разобрался, в чём секрет…» — рассуждение персонажа, проникающего через скважину для ключа внутрь «Городка в табакерке», это мысленный эксперимент и фантастическая аналогия, одновременно. Приблизительно в духе Джеймса Клерка Максвелла с его демоном, сортирующим молекулы по скоростям.
Анатолий Вассерман отмечает: «Знания, не относящиеся к теме основной работы, позволяют взглянуть на неё в неожиданном ракурсе — подметить что-то качественно новое. Творческий метод фантастики — искусственное конструирование обстоятельств, позволяющих автору ярче выразить ключевые черты интересующих его явлений. В наших быстро меняющихся обстоятельствах фантастика, на мой взгляд, куда эффективнее реализма постигает реальность. Потому что позволяет сосредоточиться на ключевых чертах явления, выделить их и таким образом облегчить их анализ. Примерно таким же образом эксперимент в контролируемых условиях значительно облегчает анализ явления по сравнению с его наблюдением в природе. Фантастика — нечто вроде лаборатории, позволяющей контролируемо изучать нужное явление» (Вассерман, Латыпов, 2012, С. 33, 55).
Вот классический пример! В самом начале 1970-х годов в рамках договора о сотрудничестве в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях должен был состояться экспериментальный полёт советского корабля «Союз-19» и американского «Аполлона». Намечалась и стыковка с проверкой техники и оборудования для обеспечения перехода космонавтов из корабля в корабль.
Разработкой унифицированного стыковочного узла занимался выдающийся советский конструктор Владимир Сергеевич Сыромятников. До того момента использовались лишь несимметричные системы стыковки типа «папа — мама».
Тут и всплыла аналогия с андрогинами Платона, предками людей, сочетавших в себе признаки мужского и женского пола. Впрочем, в мифологии многих народов упоминается, что первый человек был создан андрогином, и лишь затем был разделён на мужчину и женщину.
В романе Урсулы Ле Гуин «Левая рука Тьмы» описывается планета Гетен, её жители как раз — андрогины. Период бесполости сменяется у них периодом появления сексуальности. Тогда геттенцы превращаются либо в «мужчину», либо в «женщину». Если сначала человек — «мужчина», то в другом жизненном цикле он уже выступает как «женщина».
В своей книге «100 рассказов о стыковке и о других приключениях в космосе и на Земле» Сыромятников вспоминал: «Тогда мы еще не знали конкретно этого термина, означающего двуполость, похоже, сказался недостаток воспитания в вопросах секса, во всяком случае, мы познакомились с новой для нас терминологией только благодаря стыковке и будущим американским партнерам. Идея создать два стыковочных шпангоута, которые были бы совершенно одинаковыми и, несмотря на это, могли соединяться, спариваться между собой, также относилась к числу фундаментальных достижений того времени.
В то время я не раз вспоминал нашего Главного конструктора, нашего Короля: он не только хотел, чтобы мы создали стыковочное устройство с герметичным переходом, но и предвосхитил андрогинность…[32]
В технике известны примеры соединения идентичных конструкций: фланцы пожарных шлангов, автосцепка на железной дороге. Однако в данном случае стояла более сложная задача: требовалось соединить два одинаковых, идентичных шпангоута непростой конфигурации, содержащих большое количество различных элементов. Мы решили не только данную конкретную задачу при конструировании шпангоутов, андрогинно расположив на них все, что требовалось: замки, разъемы и другие элементы. Мне удалось сформулировать общий принцип, в соответствии с которым любая конструкция могла бы отвечать требованию андрогинности. Универсальное правило получило название принципа обратной симметрии; обратной, потому что все соединяемые при стыковке элементы располагались попарно симметрично относительно общей оси: штырь — гнездо, вилка — розетка, выступ — впадина».
Андрогинно-периферийные агрегаты стыковки (АПАС) Сыромятникова могут выполнять и активную, и пассивную роль, поэтому они абсолютно взаимозаменяемы, стыковочное кольцо любого АПАС может стыковаться со стыковочным кольцом любого другого АПАС, так как обе стороны андрогинны.
17 июля 1975 года в 19 часов 12 минут была совершена стыковка «Союза» и «Аполлона», а 19 июля была проведена расстыковка кораблей, после чего, через два витка «Союза», совершена повторная стыковка кораблей, ещё через два витка корабли окончательно расстыковались.
Знаменитый английский учёный Роберт Бойль (1627–1691), автор закона сжатия газов, зависимости упругости газа от занимаемого им объёма[33], и доказавший, что температура кипения воды зависит от давления воздуха и паров воды на её поверхности, развлекался запуском мыльных пузырей. При этом он повторял: «Не надо пренебрегать никаким опытом, сколь бы детским они ни казался на первый взгляд. Я думаю, что игры маленьких мальчиков заслуживают того, чтобы их изучали философы». Вспоминается случай, как некий шотландец застал маленького Джеймса Уатта за таким развлечением — он мелом рисовал на очаге какие-то линии и углы. Строгий шотландец спросил отца будущего создателя паровой машины: «Зачем же Вы разрешаете ребёнку тратить впустую время; почему бы не послать его в школу?» Джеймс Уатт-старший ответил: «Не судите это дитя свысока; прежде разберитесь, чем он занят». Оказалось, что мальчик искал решение задач Евклида…
В 2011 году по роду работы двум из соавторов довелось побывать в трёх технических университетах в разных уголках России и протестировать в общей сложности более тысячи студентов старших курсов и молодых специалистов на эффективность и неординарность мышления. В качестве одного из любимых тестов выступала старая философская, мы бы даже сказали, основополагающая для любого изобретателя задачка, опубликованная как-то Генрихом Альтовым в статье «Вектор фантазии» в 1973 году. Мы проводили своего рода «ролевую игру» и с точностью до описанного сорок лет назад во всех трёх городах в 2011 году мы наблюдали одно и то же.
К чему мы приводим здесь этот текст? Ситуация, конечно, по-своему мифологическая, но суть от этого не меняется. Для удобства действие перенесено на Луну. Космонавты обнаруживают на тёмной стороне планеты чёрные ящики. С виду это самые обычные ящики. Наподобие посылочных. Но совершенно гладкие, без намека на крышку, шов или замочную скважину… Как вы знаете, понятие «чёрного ящика» широко используется в современном научном исследовании, но хотелось бы, чтобы после обнаружения ответа этой абстрактной задачи наш читатель вспомнил о ней при решении вполне прикладных проблем, усвоив мораль.
«Запись сделана в группе новичков (разговаривает ведущий семинара по развитию эффективного мышления и рядовые его участники. — Авт):
— И что от нас требуется?
— Не знаю. Я описал вам ситуацию. Поставьте себя на место космонавтов, нашедших эти ящики. И сами решайте, что делать.
— Непонятно, в чём задача. Ну взяли один ящик и отнесли на базу.
— Взяли? Так вот, когда вы его взяли, он сразу рассыпался.
— Как это рассыпался?
— Очень просто. Рассыпался в порошок, а порошок тут же превратился в газ — и все.
— Возьмем другой ящик.
— Другой ящик тоже рассыпался, превратился в газ, исчез.
— А почему?
— Это ваше дело — знать почему.
— Возьмем ещё один ящик, пусть рассыпается, но мы соберём газ и исследуем.
— Исследовали. Восемьдесят процентов углекислого газа, двадцать процентов азота.
Могучий способ исследования: сожжем, например, книгу и по составу газа будем судить о её содержании. Это не последняя ошибка. Группа будет уничтожать ящик за ящиком, постигая простую, но необходимую мораль: фантазией надо управлять…» — это писал Генрих Альтов сорок лет назад, преследуя цели развития творческого изобретательского воображения.
По большому счёту любая задача, любая зона, куда человек вторгается прежде, чем поставит мысленный эксперимент, — это чёрный ящик. И, казалось бы, если не знаешь устройства, что у него внутри, начни копаться — по информации на выходе сообразишь о содержимом «ларчика». Так думает подавляющее большинство, и действие у них опережает мыслительный эксперимент. Так живут и работают годами многие.
«Еще одна лента. Запись, сделанная в группе, прошедшей первые этапы тренировки:
— В расположении ящиков нет закономерности?
— Нет.
— Хорошо. Тогда фотографируем ящики. Один ящик доставляем на базу.
— Ящик, который вы взяли, рассыпался.
— Как?
— Очень просто. Рассыпался в порошок, а порошок тут же превратился в газ — и всё… и т. д.»
При неоднократных попытках искусственного освещения, фотографирования, облучения и массы прочих попыток «интеллектуального» приборного воздействия — ящики уничтожались. Никому и в голову не пришло вывернуть задачу наизнанку, поставить себя на место этого порождения более высокоразвитого интеллекта. Ящики правильной формы, и ни один метеорит не сумел уничтожить их — хотя лунная поверхность в кратерах и кратерочках. То есть «чёрные ящики» способны сами различать природные, естественные факторы и воздействие разума!
Всё же один раз — из уст кандидата наук и советника ректора — прозвучало предложение «поговорить» с ящиками. А капитан сборной команды «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» предложил войти с ними в Контакт, соорудив рядом ящик совершенно такой же формы (взамен утраченного). Вполне эвристические решения.
Вернёмся к записи (Альтов, 1975):
«— Понятно… Глупо было тащить ящик. Инерция мысли.
— Ну а все-таки: каковы ваши действия?
— Зачем вы нас подталкиваете к действиям? В этой задаче как раз не нужно действовать.
— Почему?
— Я хотел сказать: не надо спешить с действиями. Ящики пролежали, быть может, сто миллионов лет. Что для них ещё год или десять лет? Мы должны сначала выработать обоснованную тактику.
— Как?
— Перевернем задачу. Поставим себя на место пришельцев. Мы оставляем ящики цивилизации, которая появится через сто миллионов лет. Как мы запрограммируем ящики?[34] Прежде всего, они должны определить, что представляет собой цивилизация, обнаружившая ящики. А этого не сделаешь с одной встречи. Ящикам придется долго присматриваться к разным людям, к обществу. Я бы сказал: им нужно пожить среди нас. Тогда они не ошибутся.
— Так что же вы предлагаете?
— Не трогать ящики. Пусть изучают нас. Ящики оставлены высокоразвитой цивилизацией. Ее представители еще сто миллионов лет назад совершали межзвездные перелеты. Такой цивилизации легче понять нас, чем нам понять ее.
— А ящики?
— Пусть лежат. Поняв нас, они сами что-то предпримут….»
А ведь, казалось, чего проще, «сделай наоборот»! Что делать? Как исследовать? Ничего не делать! Не мы — они нас будут изучать!
Отменный метод синтеза новых идей и тренинга творческого воображения предложен ещё в 1960-х годах Айзеком Азимовым. Ведущий делает «фантастическое допущение», сообщая его группе генераторов[35]. Они обязаны рассмотреть все изменения, которые произойдут в реальности, в том числе инструментах, орудиях труда, технологиях, обществе и экономике., если бы допущение имело место на самом деле.
Представьте себе, что выведена особо прожорливая форма бактерий, которые способны «как корова языком слизывать» пятна нефти с поверхности Мирового Океана — такой способ борьбы с экологическими катастрофами в самом деле применяется, но всё же в порядке экспериментальном. Зато, как сообщил ряд сетевых СМИ весной 2010 года со ссылкой на сотрудников Национальной лаборатории им. Лоуренса (Lawrence Berkeley National Laboratory) в Беркли, Тихоокеанского и Оклахомского университетов (США) — «учёные выяснили, что биоразложение нефти в Мексиканском заливе идет более высокими темпами, чем ожидалось. Ученые обнаружили там особый вид „перерабатывающих“ нефть бактерий Alcanivorax borkumensis, которые внезапно стали довольно интенсивно размножаться». А теперь напрягите воображение и представьте, что такого рода бактерии в качестве биологического оружия намеренно заброшены в нефтяные закрома России через пробуренные скважины! Пусть фантазия ваша не стесняется.
Или, например, попытайтесь представить себе анти-физику Ньютона, в которой Закон всемирного тяготения заменён на обратный — Закон всемирного отталкивания и разбегания. Если найти или создать вещество, подчиняющееся такому закону, его можно было бы эффективно использовать в двигателях межзвездных кораблей…[36]
Чтение развивает креативность мышления. Хорошо известна концепция того же Генриха Сауловича Альтшуллера о степени развития способности к изобретательской деятельности в зависимости от круга чтения человека. По мнению ещё одного известного фантаста — писателя Юрия Александровича Никитина возможно говорить о приоритете любого читателя над слушателем и, тем более, зрителем.
К сожалению люди, не склонные ни к какому чтению (даже дамских романов и мыльных опер) и настаивающие на этом как на достоинстве, не имеют шансов существенно повысить эффективность своего мышления и, скорее всего, не готовы к творческому труду. Несмотря на то, что в наш век информационного бума чрезвычайно развита теле- и киноиндустрия, картинка на экране, нарисованная для человека, заставляет его существенно меньше напрягать мозги и не развивает столь необходимого для инженера воображения так, как это способны сделать буквы на экране или бумаге.
При чтении человек вынужден сам «рисовать для себя картинку» со слов автора и исходя из прочитанного. Читатели любой литературы потенциально, несомненно, интеллектуальнее просто зрителей и даже просто слушателей, поскольку эмоции рассказчика навязывают им чувственное мировосприятие. А вот разумеющему грамоту всё равно надо совершить дополнительную операцию по переводу букв в образы. Какими бы однозначными ни были описания авторские, но читатель лишь отталкивается от прочитанного. Сколь похожи математические формулы, подчиняющиеся одному правилу решения, столь непохожи представления разных читателей о том же прочитанном.
По этой причине мы избавились в этом издании от большинства запланированных ранее иллюстраций, лишь поясняющих текст, но не оставляющих поля для самостоятельного осмысления прочитанного.
В ходе проводимых авторами тренингов[37] осуществляется тестирование, позволяющее выявить правдивость, качество памяти, склонность к тем или иным предметным областям знания, уровень абстрактного и изобретательского мышления, выявить потенциальную способность к восприятию нового, в честности, и инновационной деятельности, в целом.
Вероятно, с учётом особенностей гендерной и возрастной психологии испытуемых может быть разработана целая серия аналогичных тестов (и, как станет ясно из нижеследующего, матриц данных к ним по заданным отраслям науки, техники или даже искусства). Но мы сейчас, напомним, рассматриваем принцип именно фантастической аналогии!
Итак, просим каждого участника тренинга ответить на простой вопрос, большая ли у него домашняя библиотека, любит ли он читать (в частности, художественную литературу).
Если человек отвечает, что он не любит этого делать, а библиотеки у него нет (даже электронной), он — несомненно — правдив, поскольку ему наверняка известно, что чтение развивает инженерное мышление и может быть показателем отбора при приёме, скажем, на работу, требующую значительных интеллектуальных способностей. Но он, даже зная это, отвечает без выгоды для себя.
При ответе, что «художественной литературы давно не читаю, а читаю специальную», мы предлагаем, тем не менее, пройти тест. Может быть задан также наводящий, уточняющий вопрос: «Вы принципиально не читаете художественной литературы?» В случае ответа, что «некогда любил, а потом этот период прошёл», или при подтверждении, что хотя бы какого-то рода литературу: научную, историческую он читает, участнику тренинга предлагается всё равно пройти тест.
Заявившему о своей любви к чтению, или подтвердившему, что он «в принципе» читает, мы обычно предоставляем список из доброй сотни имён отечественных и зарубежных авторов. Это, например, создатели фантастических и приключенческих произведений (поскольку именно в них встречается наибольшее число описаний изобретательских инженерных идей), начиная со Средневековья и по наши дни, включая золотой фонд литературы, в том числе и детской. Имена расположены по алфавиту.
Здесь всё же необходимо сделать экскурс в историю вопроса. Приведём небольшую выдержку из воспоминаний создателя ТРИЗ о том «Зачем нужен регистр НФ-идей»[38]:
«Когда 40 лет назад я решил заняться методологией изобретательства, мне говорили: зачем это нужно, сиди себе и изобретай. Прошло два десятка лет от работы над методологией изобретательства, и стало ясно — нужно было заниматься методологией. После этого я принялся за методологию фантастики. Хотел понять — как возникают принципиально новые идеи, каков механизм прогнозирования будущего. На мой взгляд, невероятно интересно понять внутреннюю механику фантазирования — самого удивительного человеческого качества. И тут мне говорили: не надо, пиши рассказы.
В 1964 году я начал составлять „Регистр современных научнофантастических идей“. Напечатал 80 страниц Регистра и отправил в издательства, редакции и некоторым писателям-фантастам. Мне интересно было знать мнение творческих работников. Получил письмо: „Возмутительно извлекать из живого художественного произведения научно-фантастические идеи и классифицировать их. Художественное произведение — таинство и т. д.“. Я оправдывался: была же при Академии наук сказочная комиссия (название-то какое!) — собирала сказки, анализировала, извлекала типовые приемы, классифицировала их, хотя сказка тоже таинство. На мое объяснение пришел ответ: „Надо запретить Регистр, он принесет больше вреда, чем пользы…“
Я спокойно продолжал работать над Регистром. В 1964 году идеи, сюжеты и ситуации, относящиеся к загрязнению окружающей среды, составляли небольшую группу, входящую в подкласс „Влияние техники на природу“. А теперь это обширный класс с подклассами, группами и подгруппами. Как-то незаметно количество собранных идей превысило критическую массу, и Регистр начал работать, подсказывая приемы генерирования новых идей, ситуаций и сюжетов. Большой интерес проявили к Регистру писатели, редакторы, литературоведы.
А главное — Регистр помог создать курс РТВ (развития творческого воображения). „Регистр“ — не только список. Это Фонд идей НФЛ (научнофантастической литературы). Анализ идей из произведений Ж. Верна, Г. Уэллса, А. Беляева. Начало регулярной работы над Фондом идей НФЛ относится примерно к 1964 году. Фрагментарно патентный Фонд фактически разрабатывался с середины 50-х годов. Фонд идей НФЛ неоднократно переделывался, пополнялся в течение десятилетия. К 70–80 годам подключились к пополнению НФЛ-идей: П. Амнуэль, Д. Биленкин, И. Верткин, В. Фей, Вл. Гаков, В. Журавлева. Как любая сложная и трудоемкая тема, разработка идей НФЛ требовала исследования. Фактически работа над Регистром шла с 50-х годов — до сегодняшнего дня, будет идти дальше. Я убежден в этом. Такого рода исследования — на всю жизнь (и не на одну жизнь). Эта работа требует сил большого творческого коллектива. Но кто бы ни вел такое исследование, он должен ясно себе представить цель работы и „что мы ищем“. Ищем мы законы развития интеллектуальных, развивающихся систем. А противодействует этому поиску то, что обычно противодействует каждому научному исследованию: психологическая инерция, сложность материала и отсутствие (к началу работы) отлаженного аппарата для проведения исследования. Поэтому Фонд НФЛ включает многоуровневую систему инструментов методологии. Это нужно для того, чтобы постоянно наращивать Фонд и следить за развитием…» — так писал в 1997 году Генрих Альтов. И то, что представлял собой его Регистр, может увидеть нынче каждый по приведённой выше сетевой ссылке.
В 1999 году на одном из собраний московского Клуба Любителей Фантастики его основатель писатель Юрий Александрович Никитин предложил тогда ещё начинающим авторам создать новый регистр фантастических идей. Он в молодости и сам принимал непосредственное участие в наполнении и редакции одного из вариантов знаменитого Регистра Г. Альтова. Работа велась еще и с той целью, чтобы выявить незаполненные ниши в современной фантастике, чтобы молодые, начинающие авторы по десять раз не повторяли давно придуманное, а потому уже никому не интересное. И, наоборот, предполагалось, что на основе уже имеющегося материала можно изобретать что-то новое, подчас яркое и необычное. Ещё сам Жюль Верн придерживался правила: «Все, что один человек способен только представить в своем воображении, другие сумеют претворить в жизнь».
Увы, по свидетельству Юрия Никитина, знаменитый РФИ существовал в 1960-х — 1970-х в виде нескольких машинописных копий, которые разошлись по рукам и пропали из его поля зрения. Работа закипела. Лишь спустя два года составителям нового независимого РФИ удалось связаться с соратником Генриха Альтова, также известным писателем-фантастом, Павлом Амнуэлем. Он сообщил, что старый РФИ увидит свет в одном из томов собрания сочинений Альтова, и что те легендарные машинописные копии не пропали бесследно. Просто Генрих Саулович сопротивлялся переводу своего регистра в электронный вид. Поэтому работа над изданием затянулась и была продолжена уже после кончины основателя (24 сентября 1998 г.).
Благодаря развитию электронных способов хранения и обработки информации, а также в связи с возникновением новых течений и идей в фантастике, была разработана собственная, несколько отличная от старого РФИ, система классификации идей. Несомненное преимущество компьютерных технологий ещё и в том, что этот новый РФИ мог быть представлен пользователю в нескольких конфигурациях, т. е. можно сортировать идеи по дате их публикации, по имени автора, по области знания, и ключевым словам, посредством Excel, и можно быстро отследить идею в развитии.
Среди соавторов нового Регистра оказались тогда ещё никому не известные, а ныне — успешные, известные писатели. Один из участников того проекта Дмитрий Гаврилов тоже считает, что получил неоценимый практический опыт систематизации разбросанных по страницам книг продуктивных идей. Ежедневное «напряжение мозгов» немало способствовало тому, что создатели (не читатели!) нового РФИ существенно повысили собственную креативность и вышли на иной уровень «творческих успехов».
Но вернёмся к методологии. Итак, мы просим навскидку отметить, произведения каких авторов из списка достаточно хорошо известны, или каким авторам из списка участник тренинга отдаёт предпочтение. Требуется указать несколько имён. После сделанного выбора, если число указанных авторов больше трёх, мы предлагаем на своё усмотрение три-четыре имени из выделенных. Затем мы просим тестируемого заполнить от руки таблицу за отведённый промежуток времени по образцу.
Вы тоже, если хотите, можете поставить над собой или вашим чадом этот опыт. При невозможности указать точное название произведения, напишите в соответствующей графе — «не помню», в следующей графе опишите абстрактно «формулу изобретения»[39], суть идеи, если вы уверены, что именно этот автор её высказал и описал. Если идея не одна, укажите несколько.
Конечно, нельзя объять необъятное. У каждого из нас ограниченный запас времени на жизнь и далеко не всеохватный интерес к чтению.
Имея перед собой базу данных нижеследующей структуры, мы сравниваем в режиме поиска — на имя автора — ответы, имеющиеся в этой матрице, и ответы, полученные от участника тренинга по сути и содержанию.
Каждое совпадение оценивается в 1 балл, каждая новая идея, отсутствующая в базе, в 2 балла (после сверки с текстом произведения).
Идеи авторов могут быть классифицированы в зависимости от предметной области (от научно-технических и инженерных до социо-культурных). Так внутри группы проходящих тест, можно выявить склонных к вычленению идей инженерных и технических, и тех, кто предпочитает идеи гуманитарного и социального порядка[40].
Это даёт с некоторой долей вероятности своё распределение и внутри группы лидеров, сумевших вспомнить и сформулировать за отведённый промежуток времени наибольшее число «главных идей». Разумеется, условно, поскольку в выборке авторов произведений могут быть писатели равно склонные к идеям и техническим и гуманитарным. Конечно, мы могли наугад выбрать из числа отмеченных имён лишь тех, кто генерировал идеи одной направленности, тогда как участник тренинга в предложенном ему списке подчеркнул и разноплановых авторов.
Получившим одинаковое число баллов можно предложить из ранее выбранных ими авторов другие имена и повторить тестирование. В зависимости от поставленных задач мы можем намеренно выделять тех или иных авторов, чтобы сделать необходимую нам выборку учащихся и работников. По характеру описания идеи можно выявить тех, кто способен кратко, точно, инженерно или абстрактно обрисовывать суть вопроса, отвлечься от частностей, а кто склонен к более художественному, образному мышлению и «растеканию мыслею по древу». Это будут косвенно подтверждать и предпочтения прошедшего тест.
Вероятно, возможны ответы заведомо неправильные: неверно выбрано имя автора для произведения; автору приписана чужая идея; приписана идея, имеющаяся в экранизации произведения, но не в самом произведении; неправильно указано название произведение.
Если такого рода ошибки носят системный характер, повторяются несколько раз (или путаница происходит с очень известным произведением и автором), то тестируемый склонен переоценивать свои силы или память.
Возможны, как уже выше было сказано, ответы, которые в части изложения идей не вписываются в имеющуюся матрицу, то есть читатель уверенно дал ответ, но такого ответа по содержанию в базе данных нет. Тогда новые сведения после проверки пополняют базу.
Предлагаем Вашему вниманию фрагмент упомянутого выше Нового регистра идей[41], в котором рассмотрены лишь некоторые изобретательские предложения классика, коего не грех почитать любому инженеру, Жюля Верна (1828–1905). Для удобства публикации мы изъяли колонку с повторяющимся именем автора и конкретизацией подраздела предметной области знания, а примечания внесли в раздел «Краткое описание идеи».
Например, сейчас мало кто из читателей романа «Двадцать тысяч лье под водой» задумывается над такой деталью, что в конце 1860-х гг., на момент первого издания, в Европе по ночам было весьма и весьма темно. Широкое использование электричества — от источника движения и освещения до оборонных целей — описано автором романа за восемь лет до явления в Париже «русского света» Павлом Николаевичем Яблочковым (1847–1894).
Только в 1875 году русский электротехник разработал свою свечу — первую модель дуговой лампы (без регулятора расстояния между концами углей в месте образования электрической дуги). Год спустя, уже в Париже, он сконструировал промышленный образец электролампы и внедрил систему освещения на однофазном переменном токе. Система «Русский свет» была продемонстрирована в Париже на всемирной выставке в 1878 году.
Любопытно, что подводная лодка механика Роберта Фултона времён Наполеона Бонапарта, именуемая тоже «Наутилусом», приводилась в движение работой рук и ног (по типу лебёдки) и погружалась до 7,5 метров. Но первый практический шаг в направлении подводных путешествий был сделан голландцем Корнелиусом Дреббелем ещё в 1620 году. Он служил при дворе короля Англии и Шотландии Иакова I Стюарта. Подводная галера Ван Дреббеля погружалась на глубину 3,5–4 м и приводилась в движение двенадцатью гребцами. Судно совершала «регулярные рейсы» между Гринвичем и Вестминстером, перевозя высокопоставленных лиц. Всего же этот голландец построил три подводных корабля разных размеров. В этой связи уже не таким прозорливым оказывается Фрэнсис Бэкон, который в 1624 году в утопическом произведении «Новая Атлантида» писал о гипотетическом обществе: «Мы имеем корабли, лодки, которые могут плавать под водой и лучше обыкновенных переносить ураганы…», поскольку мог воочию наблюдать современный ему прототип. На счету Корнелиуса Дреббеля изобретение первого инкубатора для выведения цыплят и примитивной системы кондиционирования, а также микроскопа с двумя выпуклыми линзами.
В США в 1863 году по проекту инженера Олстита северянами была сконструирована первая подводная лодка. В надводном положении она ходила с паровым двигателем, а в подводном — передвигалась при помощи электричества. Вооружение её состояло из плавучих мин, выпускаемых под днищем вражеского корабля и взрываемых по проводам из лодки[42].
Трудно сказать, знал ли о том Жюль Верн, но в 1867 году он заработал немало седых волос. Тогда вдруг выяснилось, что его рукопись «Двадцать тысяч лье под водой» ещё не сдана в печать, а в газете «Пти журналь» начата публикация чужого романа тоже о кругосветном подводном путешествии: «Необыкновенные приключения ученого Тринитуса» — на корабле «Молния», движимом электроэнергией. Автором оказался известный учёный, профессор Жюль Рангад, только выступал он под псевдонимом.
Ещё сильнее переживал Жюль Верн после выхода своей первой книги о «Наутилусе», когда узнал, что русский механик Иван Федорович Александровский, и, независимо от него, английский инженер Роберт Уайтхед разработали торпеду. Не мудрено, что уже в «Таинственном острове» капитан Немо уничтожает пиратский корабль самодвижущейся миной.
Литературный «Наутилус» всё же превзошёл все мыслимые прототипы, классик жанра дерзновенно расширил возможности своего подводного аппарата, предсказав водолазный шлюз или специальный отсек для выхода из корабля, необходимость судовой вентиляции, электроподогрев воды, газосветные лампы и электрообогреватели.
Не исключено, что и в произведениях современных фантастов инженеры настоящего могут почерпнуть немало полезного и развивающего.
Вовсе не обязательно, чтобы изобретательские идеи были высказаны непременно в произведении. Дело в том, что создание произведений снимает комплексы, наличествующие у обычного человека, и тем более, специалиста. Например, великий английский фантаст Артур Чарльз Кларк (1917–2008) ещё в 1945 году в статье «Внеземные ретрансляторы» в одном из научно-популярных журналов буквально нарисовал схему системы связи спутников на геостационарных орбитах, нынешнюю глобальную систему связи. В годы Второй Мировой ему довелось принять участие в разработке радаров для оптимизации навигации в условиях сложной видимости, а десять лет спустя — в 1954 году — он предложил использовать будущие орбитальные спутники для предсказания погоды. В 1968 году, правда, уже в художественном романе «2001: Космическая Одиссея» писателем предложены «планшет с возможностью чтения электронных газет» и Personal Digital Assistant и многое другое.
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.
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
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
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
ВОПРОС № 18
И, под конец раздела, задача в высшей степени символическая, хотя решается вполне эмпатически. Притча для инженера.
ВОПРОС№ 19
В рукописи «Современное состояние Теории Решения Изобретательских задач» 1975 года Г.С. Альтшуллер и его соавтор ГЛ. Фильковский критически подходили к обозначенной в заголовке теме:
«Люди плохо, неумело мыслят — это неоспоримый факт. Редкие случаи хорошего мышления проявляются сейчас как мгновения неуправляемого „озарения“. Из миллиона человек „озарения“ возникают у одного человека, да и у того они составляют суммарно лишь несколько минут в течение жизни. Мы против этого. Мы считаем, что человек должен научиться мыслить соответственно решаемым им задачам. Когда человек встречает любую трудную задачу, ситуация ничем не отличается от того, что есть в изобретательстве: та же страшная нехватка информации, то же убийственное действие психологической инерции, то же потрясающее отсутствие системы мыслительных операций — и как следствие — примитивный перебор вариантов. И если в изобретательстве нам удалось создать систему хорошего мышления, то почему нельзя этого сделать в других областях?.. Человек должен хорошо мыслить — сильнее всяких „озарений“ и „осенений“. Сегодня это может показаться невероятным, как показалась бы невероятной пещерному человеку идея о том, что редкие костры, затерянные в первобытной ночи, неизбежно должны смениться сплошным морем электрического света над современными городами. Человек сможет хорошо мыслить, если будет создана Общая Теория Хорошего Мышления. В этом — конечная цель нашей работы».
Такая оценка на тот момент неудивительна, поскольку лишь относительно недавно были сделаны фундаментальные открытия, проясняющие механизм «творческого бессознательного».
Маркус Райхл — профессор радиологии и неврологии в медицинском колледже при Университете имени Вашингтона в Сент-Луисе уже много лет возглавляет группу исследователей процессов человеческого мозга с помощью томографии. В сравнительно новой статье «Тёмная энергия мозга»[43] автор утверждает: «Активность мозга в те моменты, когда человек бездействует или грезит наяву, может стать ключом к пониманию природы неврологических заболеваний и даже самого феномена сознания…» Далее он формулирует важный вывод: «Долгое время нейрофизиологи считали, что когда человек находится в покое, его мозг неактивен. Однако эксперименты с применением методов томографии показали, что в мозге поддерживается постоянный уровень фоновой активности. Этот пассивный режим, возможно, необходим для планирования будущих действий…»
Мозг, скорее всего, восстанавливает недостаток информации об окружающем мире с помощью своеобразных вычислений, поскольку из внешней среды на центральный «сервер» поступает в конечном счёте мизерное количество сведений. Например, из 6 млн бит, проходящих через зрительный нерв, только десяток тысяч битов достигает участков коры, ответственных за визуальную информацию. Дальше — меньше. Всего несколько сотен бит участвуют в зрительном осознании. Поэтому от 60 до 80 % энергии, используемой мозгом, уходит на «разработку» внутренней информации, восполняющей дефицит внешней. «Мы стали называть эту внутреннюю активность „тёмной энергией“ мозга, — пишет Райхл. — В астрономии тёмная энергия — невидимая, гипотетическая энергия, которая составляет значительную часть так называемой скрытой массы Вселенной». Вполне возможно, именно эта «тёмная энергия» и есть фундамент пресловутой интуиции, это и есть то самое подсознание.
Альберт Эйнштейн говорил о роли интуиции так: «Я верю в интуицию и вдохновение… Иногда я чувствую, что стою на правильном пути, но не могу объяснить свою уверенность. Когда в 1919 г. солнечное затмение подтвердило мою догадку[44], я не был ничуть удивлен. Я был бы изумлен, если бы этого не случилось. Воображение важнее знания, ибо знание ограниченно, воображение же охватывает всё на свете, стимулирует прогресс и является источником эволюции. Строго говоря, воображение — это реальный фактор в научном исследовании».
Другой гений — Анри Пуанкаре — писал так: «В математике логика называется анализом, анализ же значит разделение, рассечение. Поэтому она не может иметь никакого другого орудия, кроме скальпеля и микроскопа, логика и интуиция играют каждая свою необходимую роль. Обе они неизбежны. Логика, которая одна может дать достоверность, есть орудие доказательства; интуиция же есть орудие изобретательства» (Пуанкаре, 1989). «Творчество, — утверждал учёный, — состоит как раз в том, чтобы не создавать бесполезных комбинаций, а строить такие, которые оказываются полезными; а их ничтожное меньшинство. Творить — это отличать, выбирать».
Интуицию чаще определяют как «способность постижения истины путем прямого её усмотрения, без обоснования с помощью доказательства». В познании мира интуитивное и логическое не исключают, а диалектически дополняют друг друга, помогая выбрать главное, существенное, особенное. Их синтез — это двигатель творческого мышления, в том числе и инженерно-технического.
«Извилины безусловно надо напрягать, но не случайно озарения наступают в моменты, когда казалось бы ты о проблеме не думаешь, расслабляешься. И само сознание расслабляется, а где-то там, внутри, дозревает и кристаллизуется мысль, и вот в такой-то момент и начинает действовать вулкан информации из подсознания. Известные натурфилософы современности, например, Ганс Селье, полагали, что озарение наступает в пограничном состоянии, „где-то“ между сознательным и бессознательным. Именно Селье в книге „От мечты к открытию“ заметил, что переходы от сна к бодрствованию и обратно, недомогание и выздоровление меняют работу мозга, переключают его. Извилины, безусловно, надо напрягать, но чтобы мысль закрутилась, чтобы она выкристаллизовалась, а это происходит в подсознании, необходимо дать расслабиться сознанию!» (Латыпов, 2009).
Инвентолог И.С. Иванов предлагает «Метод прерывистых решений», согласно которому к неподдающейся лобовой атаке задаче следует приступать вновь только через некий временной промежуток, от нескольких часов до нескольких дней, а то и месяцев: «За время перерыва „психика“ человека отдохнёт, его знания пополнятся, исчезнет и сгладится стереотип мышления и подходов к решению именно этой задачи и пр. Возможно, что к поиску решения может привести особенность мозга, связанная с подсознанием. Часто решения приходили само по себе без предварительного обдумывания проблемы. Складывалось впечатление, что мозг автономно решает задачу, о которой забывал человек…» (Иванов, 2010, С. 105) Медиативный метод предложен тем же автором по аналогии со спортом. Порядок и характер тренировок таков, чтобы привести атлета в оптимальную физическую форму. «У человека умственного труда существуют пики и провалы в интеллектуальной форме, как и у спортсмена. Жизнь человека подчиняется трём основным биоритмам: интеллектуальному, с циклом в 32 дня; эмоциональному — в 27 дней, „физическому“ — в 23 дня. Иногда пики всех биоритмов совпадают и человек испытывает высокий подъём, решая ранее недоступные задачи и выполняя ранее недоступные операции и действия…» (Там же, С. 107) Сущность метода состоит в том, чтобы обеспечить максимальный интеллектуальный выброс, чередуя этапы идейного голода и «мозговой активности», достигая за несколько циклов творческого экстремума.
Собственно главная мысль, которую бы мы хотели подчеркнуть и проиллюстрировать, состоит в том, что творческий прорыв, «озарение» это пограничный переход между одним сознательным и другим, через состояние бессознательное. Скачок! Результат предварительной «накачки», усиленной и осмысленной работы по решению задачи, с неожиданной, но предсказуемой по историческому опыту рождения открытий и изобретений, разрядкой, и осмыслением «озарённого» на новом уровне в новом качестве.
Лев Толстой считал, что «чем ярче вдохновение, тем больше должно быть кропотливой работы для его исполнения».
Возникает некий внешний фактор, который особым образом переворачивает сознание изобретателя, или ставит саму проблему другой стороной. Так, рабочие Альфреда Нобеля случайно заметили, что пролитый на землю или песок нитроглицерин безопасен. Выдающийся химик-органик Николай Николаевич Зинин был первым, кто познакомил юношу Нобеля с нитроглицерином на правах индивидуального преподавателя, и ученик обошёл учителя[45], придумав сперва детонатор, после — капсюль, а затем догадавшись смешивать эту легко детонирующую взрывчатую жидкость с кизельгуром — рыхлой кремнистой осадочной горной породой из панцирей диатомовых водорослей. Альфред-Бернхард Нобель запатентовал динамит, когда ему было тридцать четыре года. Но понял бы он, каков подарок преподносит судьба, если бы не прошёл весь предыдущий путь? И стал бы он учредителем известной премии, не возьмись за возникшую идею, засучив рукава?
Равно и Фридрих Август Кекуле вряд ли бы увидел во сне змею, кусающую себя за хвост, и открыл бы циклическую формулу бензола, если бы не вся предыдущая мыслительная работа учёного, приведшая к этому озарению.
Луи Пастер считал, что «случай благоприятствует изобретению лишь тогда, когда ум уже подготовил почву для открытия терпеливым изучением и упорными попытками». Кстати, когда он сообщил коллегам, что болезни могут переноситься микробами, его жестоко высмеяли! Окружающим было весьма забавно видеть взрослого, удручённого тем, «что он подвержен нападению крошечных существ, которых и увидеть-то нельзя!»
Отец автомобиля Чарльз Эдгар Дюрейя давно и прекрасно понимал необходимость получения смеси воздуха с бензином. Его осенило, когда он увидел в руках жены пульверизатор, распыляющий духи. Только тогда при двигателе внутреннего сгорания появился карбюратор с инжектором.
Тот же Чарльз Макинтош «случайно» опрокинул бутылку с растворителем на стол, где лежал высохший, как камень, каучук. Нанеся клейкую массу на матерчатую основу, он получил первый в мире непромокаемый плащ.
Выдающийся отечественный инженер Владимир Григорьевич Шухов долгое время не мог найти техническое решение знаменитой башни, сочетающей в себе простоту, лёгкость и надёжность, пока не сел в раздумьях на перевёрнутую вверх дном плетёную корзину для бумаг.
Обратим внимание нашего читателя на противоречивое мнение гениального сербского инженера Николы Теслы (1856–1943) о методах работы его прежнего работодателя и ближайшего идейного конкурента, американца Томаса Эдисона (1847–1831):
«Если бы Эдисону понадобилось найти иголку в стоге сена, он не стал бы терять времени на то, чтобы определить наиболее вероятное место её нахождения. Он немедленно, с лихорадочным прилежанием пчелы, начал бы осматривать соломинку за соломинкой, пока не нашёл бы предмета своих поисков. Его методы крайне неэффективны: он может затратить огромное количество энергии и времени и не достигнуть ничего, если только ему не поможет счастливая случайность. Вначале я с печалью наблюдал за его деятельностью, понимая, что небольшие теоретические знания и вычисления сэкономили бы ему тридцать процентов труда. Но он питал неподдельное презрение к книжному образованию и математическим знаниям, доверяясь всецело своему чутью изобретателя и здравому смыслу американца» (Ивич, 1966, С. 234–238).
Эдисон не стыдился метода перебора вариантов, метода проб и ошибок: «Когда я желал что-нибудь изобрести, я начинал с изучения всего, что сделано за прошлое время. Собираю данные многих тысяч экспериментов, а затем делаю несколько тысяч новых», — писал он.
«Шесть тысяч опытов с нитью для электрических лампочек ещё далеки от рекорда терпения и упорства, поставленного Эдисоном. Изобретая щелочной аккумулятор, он произвёл пятьдесят тысяч экспериментов! Тесла шёл по другому пути: его изобретения были плодом большой научной, теоретической работы, к которой вовсе не обращался Эдисон» (Там же).
В защиту Эдисона вспомним, что перед тем как принять нового сотрудника в свою изобретательскую фирму, он сперва приглашал потенциального работника к себе домой — отобедать. Пригоден данный специалист или нет, Эдисон определял с помощью солонки. Как вы полагаете, в каких случаях Томас Альва Эдисон никогда не нанимал приглашённого и почему? Так вот, если человек брался за солонку раньше, чем пробовал на вкус предлагаемое блюдо, Эдисон никогда не предлагал ему работу. Великому изобретателю не нужны были работники, чей образ мыслей и действий зависел от повседневных привычек. Его интересовали люди, способные подвергать сомнению то, что другим казалось очевидным, — испытатели (Самсонова, Ефимов, 2003, С.12). Однако, как видим, и сам Тесла, признавал за соперником чутьё, то есть творческую интуицию, которая могла развиться с опытом, а могла и быть, как говорится «от бога».
Дж. Лерер (Jonah Lehrer) в статье «Как быть креативным», опубликованной в одном из номеров The Wall Street Journal за март 2012 года, приводит такой пример: «В 1974 году инженер Артур Фрай ознакомился с новым изобретением Шелдона Силвера — клеем чрезвычайно слабого действия. Можно ли придумать этому клею полезное применение? Все недоумевали. Фрай пел в церковном хоре и обычно вкладывал в молитвенник бумажки вместо закладок. Но бумажки часто вываливались, и Фраю приходилось спешно листать книгу в поисках нужного гимна. И вот однажды его осенило: бумажка, намазанная слабым клеем, станет многоразовой закладкой! „В итоге это откровение под куполом церкви породило один из самых популярных офисных канцтоваров — липкую бумагу для заметок“», — уточняет журналист.
Нурали Латыпов, один из авторов этой книги, вспоминает: «Лет тридцать назад, когда я учился на нейрофизиолога, в одном английском медицинском журнале сообщили: английские хирурги разработали новый способ борьбы с патологической полнотой — просто вырезали два-три метра тонкого кишечника с тем, чтобы уменьшить всасывание углеводов и липидов. Я уже имел определённую операционную практику — и ужаснулся: операции на брюшной полости вообще всегда очень тяжёлые. У меня возникла мысль: неужели нельзя достигнуть того же не таким варварским способом?
Однажды ночью меня осенило: те же вещества всасывают в себя обыкновенные глисты — что если именно их использовать для ликвидации этого излишка? Отсюда и родилась работа „Лечение патологической полноты дозированным заражением ленточными гельминтами“.
Традиционные медики восприняли мою идею в штыки. В их мозгах глубоко засел штамп враждебности к любым паразитам. Когда-то кощунственной была и мысль о том, чтобы приблизить волка к человеку. Но это произошло — и собака служит человеку уже многие тысячелетия. Главное — преодолеть стереотипы.
Многие рецензенты не обратили внимания на ту часть моей работы, где говорилось: придётся повозиться с определённой генной модификацией этих гельминтов, чтобы они всасывали именно то, что нужно, и выделяли при этом минимум токсических веществ. Это вполне подъёмная задача, учитывая примитивность генома этих сравнительно простых животных.
К сожалению, в Европе за это не взялись. А идея была опорочена тем, что через пару десятков лет в ту же Европу — включая нашу страну — стали поступать из Юго-Восточной Азии капсулы с яйцами гельминтов, но не подготовленных специально, а взятых из природы (понятно, из какой природы). Соответственно осложнения, неизбежные при взаимодействии с дикими животными (даже такими мелкими), бросили тень на этот метод в целом.
Я же остаюсь при мнении, что надо вернуться к моей идее с выведением специальной породы гельминтов для выполнения тех или иных задач, нужных организму» (Вассерман, Латыпов, 2012, С. 311–313).
Человек уже окружил себя высокопородными домашними животными для защиты внешнего пространства. Теперь он может сделать шаг дальше — к использованию внутриполостных домашних животных, если проводить такую аналогию, для защиты пространства внутреннего.
Вот вам пример изобретения в необычной сфере. И пример перипетий изобретательской мысли при любом выходе за пределы привычного. Что до злобных критиков, есть такая шутка, не слишком далёкая от истины: «Если боги решают наказать человека, они дают ему светлый разум и больше не тревожатся на его счёт».
Стимулировать «бессознательное» можно и необходимо вполне осознанно. Именно так рождаются не только совершенные инженерные идеи, но красивые произведения искусства.
Великий наш соотечественник, философ, ученый-палеонтолог и фантаст Иван Антонович Ефремов приоткрыл как-то раз один из приёмов писательского мастерства. Приведём фрагмент давнего интервью:
«— А теперь, Иван Антонович, два последних традиционных вопроса. Первый: ваше увлечение в свободное время?
— Дело в том, что у меня нет свободного времени.
— Нельзя так отвечать, это запрещенный прием.
— Ну хорошо, но тогда не увлечение, а так, мелкая страстишка. „Собирание красавиц“, как шутя называют у нас в семье. Когда нужно было иллюстрировать „Туманность Андромеды“, оказалось, что художники не умеют рисовать красивых женщин, разучились… Я стал вырезать из разных журналов фотографии, чтобы дать художникам материал. И вот у меня теперь несколько папок портретов красавиц, с которыми я не знаю, что делать…
— И последний вопрос. Над чем вы сейчас работаете?
— Я почти закончил историческую повесть из времен Александра Македонского.
— Как называется повесть?
— Название пока условное — „Легенда о Таис“» (Страна фантазия // Газета «Гудок», 24.11.1970, № 275 (13768)).
Речь о последнем знаменитом романе Ивана Ефремова «Таис Афинская», основанном на философии красоты. «Мелкая страстишка» на деле оказалась хорошим подспорьем.
Кстати из тех же соображений мы советуем участникам проводимых нами семинаров и тренингов собирать в отдельную тетрадь самые красивые с их точки зрения решения, самые оригинальные вопросы — на интеллектуальных состязаниях, формируя копошением «картинок» свежие мысли. Это ваш золотой фонд!
Историю авиации отсчитывают с 17 декабря 1903 года, когда братья Орвил и Уилбур Райты впервые поднялись в воздух на сконструированном ими аэроплане. В 1951 году американец Френсис Мелвин Рогалло получил патент на изобретение — «змей Рогалло», которое в дальнейшем привело к рождению дельтаплана и целого направления среди экстремальных видов спорта. А в январе 2004 года знаменитый итальянский путешественник, чемпион по свободному полёту Анджело д'Арриго, поднялся в воздух на «Пёрышке» — летательной конструкции воссозданной в точности по чертежам великого Леонардо да Винчи.
«…Мне приходит в голову как будто очень раннее воспоминание. Я лежал в колыбели, прилетел ко мне коршун, открыл мне своим хвостом рот и много раз коснулся хвостом моих губ», — это запись из дневников самого Леонардо да Винчи.
Трудно себе вообразить, что такое могло произойти в действительности. Но это как раз то бессознательное — грёза о возможности покорения воздушного пространства! Было ли оно откликом психики после напряженного и осмысленного поиска решения взрослым Леонардо, или, напротив, как божественное знамение — чудо, вдохновило мальчика на поиск?
Среди многочисленных эскизов и зарисовок гениального художника и инженера можно найти изображения птичьих крыльев. Леонардо оставил нам не менее 7 000 страниц рукописей (большинство из них зашифровано[46]), и сотни из них испещрены заметками о воздухе, о ветре, о строении крыльев, о поведении пернатых в ту или иную погоду:
«Птица — действующий по математическим законам инструмент, сделать который в человеческой власти. Чтобы дать истинную науку о движении птиц в воздухе, необходимо дать сначала науку о ветре», — утверждал учёный и проводил «анатомирование крыльев птицы вместе с мускулами груди, движущими их», но приходил к выводу, что «хотя человеческая искусность способна многое изобрести, но всё же она никогда не создаст предмет более прекрасный, простой и правильный, чем создаёт природа. Потому что в её изобретениях нет ничего лишнего, ничего недостающего, ничего нельзя прибавить, ничего отнять».
Анджело д'Арриго, кстати, был и неплохим орнитологом, но изучал птиц в освоенном ими пространстве — прямо в небе, часами сопровождая перелётные стаи. Однажды ему удалось пролететь над Эверестом, высочайшей вершиной мира. Дельтапланерист специально выращивал кондоров, изучал их повадки и особенности поведения в воздухе.
Записи о возможности воздухоплавания прослеживаются в работах Леонардо да Винчи на протяжении доброй четверти века. Инженерная мысль эволюционировала. И хотя большинство из этого наследия издано только в конце 1930-х, когда уже независимо осуществилась масса его гениальных предвидений, сама одержимость идеей полёта на рубеже XV и XVI столетий и её воплощение в виде конструкций впечатляют по сей день.
В музее изобретений Леонардо в городке Винчи можно найти «воздушный винт» — прототип современного вертолёта, «орнитоптер» — летательный аппарат с машущими крыльями и пружинным двигателем — точные копии разработок 1480-1490-х годов. Автор предусматривал и выдвижное шасси, и поворотное хвостовое оперение, и фюзеляж в виде лодки, он хотел попробовать использовать силу не только рук, но и силу ног человека, для запуска в небо использовать гигантский лук, а для эвакуации из поднебесья гениальный инженер первым додумался до пирамидального парашюта.
В своё время на ТВЦ мы планировали запустить цикл передач, чтобы стимулировать техническое творчество молодёжи. Первая была бы о Леонардо. Но по разным причинам проект не состоялся, и даже работу над пилотными выпусками руководство телеканала под разными предлогами свернуло («зажав» смешную по меркам этой индустрии согласованную в договорном порядке сумму). Но при сборе материала нам на глаза попались сюжеты английского телевидения 2002 года, когда специально были реконструированы и опробованы в действии многие придумки средневекового инженера. Бюджет англичан исчислялся суммой в 1 миллион фунтов стерлингов.
Среди конструкций был аппарат, воспроизводящий скелет птицы. Изготовили его тогда в полном соответствии с методикой, указанной в ранних записках Леонардо да Винчи: из тростника, тополя, льняной ткани и сухожилий животных. Чемпионка мира по дельтапланеризму Джуди Лиден опробовала крылья да Винчи на холмах графства Суррей. На двадцатой попытке она сумела подняться в воздух на высоту 10 метров и удержаться в полёте 17 секунд. Разочарованная спортсменка сетовала: «Управлять крыльями было почти невозможно, летела куда и ветер».
Но то, что она постигла опытным путём, понято разработчиком ещё в 1505 году, когда в трактате «О летании птиц» Леонардо да Винчи сумел сформулировать принцип аэродинамического способа управления полётом (изменение положения центра давления относительно центра тяжести) и дошёл до идеи необходимости низкого расположения центра тяжести для улучшения устойчивости. Он отметил, что любое тело испытывает сопротивление среды, в которой движется, а подъёмная сила крыла пропорциональна величине угла, под которым оно при движении находится к потоку воздуха. Инженерная интуиция (вряд ли изобретатель ставил эксперимент) подсказывала, что у человека не хватит сил удержать себя в воздухе взмахами крыльев.
И тогда Леонардо да Винчи делает эскиз неподвижных крыльев, соединённых с остовом летательного аппарата — без рычагов. Изобретатель приходит к выводу, что не человек должен крыльями отталкивать воздух, а ветер должен ударять в крылья и нести их в воздухе, так несёт он по волнам парусник: «Не нужно много силы, чтобы поддерживать себя и балансировать на своих крыльях и направлять их на путь ветров и управлять своим курсом, для этого достаточно небольших движений крыльями» — суть инженерной идеи Леонардо да Винчи.
В 1996 году были найдены считавшиеся уже потерянными две рукописи Леонардо, известные как «Мадридский кодекс». На их полях одной из них учёные обнаружили сделанный Леонардо набросок ещё одного летательного аппарата…
«Впервые я взял в руки фолианты работ Леонардо да Винчи в его музее, — вспоминал Анжело д'Арриго. — Начал листать пергаментные страницы с рисунками и в углу увидел маленький набросок человека с очень знакомой конструкцией — летающим крылом. Я начал его прорабатывать, узел за узлом, начал делать расчеты и меня как молнией пронзило — Леонардо действительно был гением! Но у него не было нужных материалов, и только поэтому аппарат летать не мог».
Воссозданию конструкции способствовал и директор «Музея изобретений Леонардо» профессор Алессандро Веццози. Вместе с д'Арриго они учли неудачный опыт Джуди Лиден 2002 года и заменили все средневековые материалы на современные — вместо льна взяли синтетическую ткань «дакрон», а вместо тростника и дерева — алюминиевые трубки. Минуло два года расчётов и испытаний, прежде чем д'Арриго поднялся на «крыле Леонардо»[47] в воздух и непрерывно находился в небе два часа (при скорости воздушного потока 35 км/ч).
«Я понял, что доказал правоту великого ученого, — признался испытатель после полёта в январе 2004 года. — Я и не ожидал, что всё так получится, что мы действительно сделаем летательный аппарат по чертежам Леонардо да Винчи. Ведь всякое могло быть, математика любит пошутить. Но крыло оказалось действительно рабочим. И когда я „взлетел“ на аппарате, придуманном 500 лет назад, то был просто потрясён! Возможно, если бы у Леонардо были необходимые материалы, мы бы отмечали не сто, а пятисотлетие первого полёта аппарата тяжелее воздуха».
Анжело д'Арриго (1961–2006) погиб во время аварии двухместного легкомоторного самолёта Sky Arrow 650 TNT, за штурвалом находился его друг, бывший пилот F-104, генерал в отставке.
Согласно легенде, Леонардо да Винчи (1452–1519) прошептал, умирая: «Если что-нибудь из мной написанного будет сделано, скажите мне». Наверное, гениальный инженер догадывался, как это сделать?[48]
И всё же он прожил жизнь счастливо, а ведь страшно подумать, что иной взлёт гения современники принимали за объективную глупость!
«В мире царствует относительная симметрия. Она лежит в основе и нашего восприятия красоты. Природная симметрия тесно связана с действием земной гравитации. Человек в своём анатомическом строении тоже обладает определённой симметрией, это относится и к головному мозгу, состоящему из левого и правого полушарий. Однако анатомическая симметрия мозга отнюдь не сочетается с функциональной…» (Воробьёв, 1989, С. 57–58).
Как мы отмечали ранее, человек ушёл в отрыв от остального животного мира не только по количеству извилин. Серьёзным ноу-хау «Творца» стало как раз разделение функций полушарий, причём с широкой «автономией» каждого из них.
Английский исследователь Тимоти Кроу предположил, что именно асимметрия мозга, то есть несимметричность функций правого и левого полушарий, способствовала появлению речи[49]. Кроу исходит из того, что асимметрия полушарий есть результат генетической мутации. Она способствовала резкому росту мощи мозга, но, одновременно заложила основы серьёзных психических осложнений. Многие люди и по сей день не справляются с управлением асимметричным мозгом. Интеллектуальный локомотив, бывает, съезжает с пути. Происходит своеобразная неврогенная катастрофа. Одна из статей Кроу так и называлась «Is schizophrenia the price that Homo sapiens pays for language?», то есть «Шизофрения — цена, которую homo sapiens платит за речь?»
Но если научиться работать правым и левым полушариями синхронно, вы не только используете генетический потенциал мозга, но и в значительной степени защитите себя от расщепления сознания, характерного для шизофрении.
Впрочем, ещё ранее опытным путём было выявлено, что левое полушарие отвечает за абстрактное мышление, речь, письмо, логику суждения. Правое полушарие — за образное, чувственное, эмоциональное восприятие. Разумеется, и в каждом из них есть свои зоны ответственности. Ещё в 40-х годах прошлого века Александр Романович Лурия заложил основы нейропсихологии в результате исследований мозговых механизмов у больных с локальными поражениями мозга. На выборке солдат Красной Армии, получивших ранения в голову, наш учёный собрал богатый экспериментальный материал и доказал, что высшие психические функции имеют структуру функциональных систем — одна функция имеет несколько локализаций в разных частях мозга. Причём сделал он это безо всякого томографа.
И лишь сравнительно недавно, в 2010–2011 гг., американские учёные под руководством профессора неврологии Университета Иллинойса Арона Барби провели компьютерное томографическое исследование мозга ветеранов Вьетнамской войны, имевших поражения головы, а потом и ряд тестов, фиксирующих когнитивные способности: «Томографические данные были соединены в трехмерную карту коры головного мозга. Исследователи обнаружили, что участки мозга, обеспечивающие планирование, самоконтроль и другие „управленческие“ функции, в значительной степени пересекаются с участками, ответственными за общую умственную деятельность. Структуры мозга, ответственные за умственную деятельность, локализованы в передней левой части коры (за лбом), слева в височной коре (за ухом) и слева в теменной коре (в затылке), а также в „каналах“ белого вещества, связывающих эти области. Таким образом, получено новое свидетельство того, что мышление не связано с каким-то одним определенным участком мозга, но и не распределено по всему могу равномерно… Оно определяется совместной, скоординированной работой ряда специфических участков мозга»[50]. Причём участки, ответственные за собственно ум, отделены от тех, что обеспечивают наши физиологические функции и потребности. Данные опубликованы 6 марта 2012 года в Оксфордском журнале неврологии «Brain».
«Лучшим тренером для развития обоих полушарий оказывается математика. Несколько упрощая, одним полушарием человек постигает алгебру, другим — геометрию. Или, скажем, если топологические „картинки“ лучше изучаются одним полушарием, то Булева алгебра — другим. А вот чтобы „пробить“ аналитическую геометрию или тензорный анализ, нужна уже совместная работа обоих полушарий. Математика — один из немногих учителей, способных научить полушария мозга работать вместе, как единое целое» (Латыпов, 2009).
ВОПРОС № 20
Математика возникла в античном мире как способ упорядочения всех накопленных к тому времени приёмов размышлений. Она даёт каждому, кто удосужится погрузиться в её основы, громадный набор не только готовых способов думания, но и приёмов дальнейшего упорядочения всех собственных находок. То есть именно математика — главный инструмент борьбы с энтропией (мерой хаоса) сознания.
«Выдающийся отечественный философ Эвальд Васильевич Ильенков установил: в мозгу человека практически нет встроенных структур с конкретными рефлексами и навыками поведения. Зато необычайно — куда лучше, чем у большинства прочих животных — развита способность к установлению взаимосвязей между малейшими крупицами накапливаемого опыта. С твёрдой уверенностью можно заявить, что математика — дизайнер мысли» (Латыпов, 2009).
Рассказывают, что великий физик Гиббс был весьма замкнутым человеком и на заседаниях ученого совета университета, в котором он преподавал, пребывал в молчании. Но когда решался вопрос о том, чему уделять в новых учебных программах больше места — математике или изучению иностранных языков, он не выдержал и произнес речь: «Математика — это язык!» — сказал он.
Так вот, математика — это универсальный искусственный язык естественнонаучных дисциплин.
Не первый год и даже десятилетие обсуждается возможность универсализации теоретических знаний и как следствие — возможность их трансляции из одних областей науки в другие. Замечено также, что люди, владеющие несколькими языками или осмысленно развивающие свой родной, проявляют значительно более высокие способности к творчеству. Полиглоты способны воспринимать во всём богатстве разные культуры, а обладатель универсального искусственного языка — удалённые друг от друга на первый взгляд отрасли знания.
«Решение проблем универсализации и стандартизации способно изменить в корне взгляд на науку, на само знание, разработать системы поддержки научных исследований, достичь лучшего взаимопонимания между специалистами узких областей, что, приведёт к множеству новых открытий.
Несомненно, специализация есть очевидное общественное благо. В сегодняшнем мире узких специалистов это аксиома, не требующая доказательств. Времена великого Леонардо да Винчи, времена великих ученых-энциклопедистов, как представляется, ушли в прошлое навсегда. И, тем не менее, крупнейшие открытия делаются именно на стыке различных дисциплин. Удивительнейшие изобретения представляют собой следствие соединения, как казалось, несоединимого. Так ушла ли, действительно, навсегда универсальность мыслителей? И возможна ли сегодня „тотальная“ универсализация знаний?
Сама постановка такого вопроса в нашем безумно разнообразном мире, поначалу, кажется не менее „безумной“. Но, может быть, все-таки, прав Нильс Бор, считавший что идея, чтобы быть верной, должна быть „достаточно безумной“?» (Ёлкин, Куликов и др., 2006).
Кстати, Альберт Эйнштейн высказался в том же ключе: «Здравый смысл — это сумма предубеждений, приобретенных до восемнадцатилетнего возраста». Мы же считаем, что хотя никакая инструкция не заменит здравый смысл, нередко изобретения лежат в той области, куда можно попасть, только перешагнув через них обоих — и здравый смысл, и инструкцию.
Что характерно, приблизительно в одно и то же время — середина 1980-х годов — все три автора этой книги обратились к возможностям математики как универсального языка науки и, соответственно, к математизации междисциплинарных знаний, включая философию (Латыпов, 1986).
Пожалуй, первым из европейцев, в полной мере оценившим универсализм математики, был гениальный английский естествоиспытатель, францисканский монах Роджер Бэкон (около 1214 — после 1292). В том, что он был гением, нет никаких сомнений. Например, в работе «Epistola fratris Rogerii Baconis de secretis operibus artis et naturae, et de nullitate magiae» — Бэкон уже рассуждает о способах технического использования различных явлений природы для создания в будущем полезных человеку механизмов и приспособлений. Он предсказывает создание домкратов, подводных лодок, летательных аппаратов, механических «колесниц», безопорных мостов, телескопа и микроскопа[51], астролябии, а также лазерного оружия, пользуется разработанными собственноручно очками. Зашифровывает в виде анаграммы состав независимо открытого им пороха, указывая на разные аспекты его военного применения. И это XIII век!
В своих разработках Бэкон, казалось бы, шёл против здравого смысла (с точки зрения современников), и даже пятнадцать лет провёл в заключении, но на века опередил других гениев, Парацельса и Леонардо да Винчи. За 300 лет до Коперника Роджер Бэкон подверг сомнению правильность геоцентризма Птолемея, доказывал, что Луна светит отражённым от Солнца светом, а Млечный Путь — это скопление звёзд, подобных дневному светилу, расположенных от Земли неимоверно далеко.
Бэкон привёл доказательства, что Земля по форме — шар на основании наблюдений за горизонтом во время плавания из Англии во Францию: линия горизонта представлялась ему дугой, но не прямой: «Опыт, — писал Роджер Бэкон, — один дает настоящее и окончательное решение вопроса; этого не могут сделать ни „авторитет“ (который не дает „понимания“), ни отвлеченное доказательство. Полезно и необходимо изучать также математику, которую ошибочно считают наукой трудной, а иногда даже и подозрительной, потому что она имела несчастье быть неизвестной отцам церкви». С её помощью он хотел проверять данные всех остальных наук, и считал доступной каждому. Бэкон подразумевал, что есть действительный жизненный опыт и «опыт-доказательство, полученный через внешние чувства». Но наравне с опытом «материального» толка, он предлагал опираться и на духовный опыт, через «внутреннее озарение». Его идеи предвосхищают понимание значимости творческой интуиции и эвристических методов.
Затем уже «Г. Лейбниц уподобил процесс логического доказательства вычислительным операциям в математике. Вычисление суммы или разности чисел осуществляется на основе простых правил, принимающих во внимание только форму чисел, а не их смысл. Результат вычисления однозначно предопределяется этими не допускающими разночтения правилами, и его нельзя оспорить. Лейбниц попытался умозаключение преобразовать в вычисление по строгим правилам. Он верил, что если это удастся, то споры, обычные между философами по поводу того, что твердо доказано, а что нет, станут невозможными, как невозможны они между вычислителями. Вместо спора философы возьмут в руки перья и скажут: „Давайте посчитаем“. Примерно через два столетия аналогия между математическими и логическими операциями произвела переворот в нормальной логике и привела к современному этапу в развитии этой науки — математической логике» (Ивин, 1986, С. 62).
Но при всём формализме, как выяснилось впоследствии, математическая логика оказывалась одним из многочисленных отражений логики куда более универсальной — диалектической.
Г.С. Альтшуллер признавал: «Основной постулат[52] ТРИЗ опирается на фундаментальные положения диалектического материализма: технические системы развиваются по объективно существующим диалектическим законам; эти законы познаваемы, их можно выявить и использовать для сознательного решения изобретательских задач» («Икар и Дедал», комплекс учебных программ для школ НТТМ и подготовки преподавателей — Баку, рукопись 1985 г.). И для своего времени это был революционный шаг, но, как нам представляется, разработчики ТРИЗ не в полной мере использовали возможности диалектической логики собственно Гегеля. Слишком велика была разница между формализованной ТРИЗ и не поддающейся на первый взгляд формализации диалектической логикой.
«Биографы А. Эйнштейна повествуют об одном поучительном разговоре. Когда молодой Вернер фон Гейзенберг поделился с Эйнштейном планами создания физической теории, которая целиком основывалась бы на наблюдаемых фактах и не содержала бы никаких домыслов, Эйнштейн с сомнением покачал головой:
— Сможете ли вы наблюдать данное явление, зависит от того, какой теорией вы пользуетесь. Теория определяет, что именно можно наблюдать.
Проще всего объявить высказывание Эйнштейна идеалистической ошибкой. Однако значительно интересней подойти к реплике Эйнштейна без высокомерной убежденности в своем мировоззренческом превосходстве и под парадоксальной формой отыскать зерно истины.
20 апреля 1590 года на знаменитую Пизанскую башню поднялся человек. Он нес тяжёлое пушечное ядро и лёгкую свинцовую мушкетную пулю. Человек сбросил свою ношу с башни; ученики его, стоявшие внизу, и сам он, глядя сверху, удостоверились, что ядро и пуля коснулись земли одновременно. Имя этого человека — Галилео Галилей.
Около двух тысяч лет, со времен Аристотеля, считалось, что скорость падения пропорциональна весу. Оторвавшийся от ветки сухой листок опускается долго, а налитой плод камнем падает на землю. Это видели все. Но ведь не раз приходилось видеть и другое: две глыбы, сорвавшиеся со скалы, достигают дна ущелья одновременно, несмотря на разницу в размерах. Однако этого никто не замечал, потому что смотреть и видеть — совсем, как известно, не одно и то же. Выходит, прав Эйнштейн: то, что люди наблюдали, определялось теорией, которой они пользовались. И если Галилей обнаружил, что скорость падения ядер не зависит от их веса, то потому, что он прежде других усомнился в правильности аристотелевой механики. Тогда и возникла идея опыта. Результаты эксперимента не были для него неожиданными, а лишь подтвердили уже сложившуюся гипотезу о независимости ускорения свободного падения от массы падающего тела.
Залезть на крышу и сбросить пулю и ядро мог всякий, но никому не приходило это в голову на протяжении девятнадцати веков. Галилей увидел проблему там, где для других всё было ясно, освящено авторитетом Аристотеля и тысячелетней традицией.
Кстати сказать, на ту же особенность задолго до Эйнштейна указал Генрих Гейне: „Каждый век, приобретая новые идеи, приобретает и новые глаза“» (Лук, 1973).
Уже в конце 1970-х годов авторитет Генриха Альтшуллера оказался столь велик, что было крайне неосмотрительным без отсылки к его теории пытаться выстраивать что-то своё, как говорится «с нуля». Немногие разработчики старались использовать собственные глаза, куда больше подпало под очарование построений реально эффективной школы ТРИЗ. Тут вспомним разве лишь Генриха Язеповича Буша, который активно работал в те же 70-е и дал обзор разработок коллег по цеху. Некоторое время его программа рассматривалась ЦС ВОИР и Госкомизобретений как альтернативная тризовским программам обучения изобретателей. Автор писал: «По признаку детерминированности методы изобретательства можно делить на эвристические и алгоритмические. Жестко детерминированные алгоритмические методы принципиально непригодны для нахождения решения изобретательской задачи, хотя и могут быть использованы в творческом процессе изобретателя для осуществления операций репродуктивного типа. Эвристические методы (неполные алгоритмы, рекомендации, предписания, не обладающие свойствами детерминированности и обязательной результативности) в настоящее время являются основными при решении изобретательских задач…» (Буш, 1972).
ТРИЗ сегодня — это признанная арифметика изобретательства, его азы. Каждый уважающий себя инженер не может пройти мимо этой выдающейся во многих отношениях, хотя и исторически сложившейся за добрых полвека, системы. А согласно диалектической логике на новом витке спирали развития должно произойти обновление. Даже раскрученная Теория Решения Изобретательских Задач стала постепенно заложницей избыточности информации, улучшений и дополнений. Потому ещё в 1982–1985 гг. была предпринята дерзкая попытка вернуться к максиме, которую приписывают Клоду Гельвецию: «Знание некоторых принципов легко возмещает незнание многих фактов», и собственно к диалектике как системному видению мира!
«Основное положение диалектики, её „универсальное уравнение“ или „единый закон“ состоит в том, что каждый объект изучения, каким бы он ни был, выступает в виде противоположностей, причем именно единство этих противоположностей (противоречие) составляет саму суть объекта. Универсальность этого закона, применимость ко „всему и вся“, естественным образом, приводит к его рекурсивности, применимости к самому же себе. Утверждаемое единство противоположностей приводит к своей собственной противоположности, к различию-противоположению. Противоположности не только едины, но и различны, а именно, „противоположны“. Тем самым возникает универсальное „порождающее правило“ для понятий, знаменитый „метод триад“ Гегеля. Продолженный рекурсивно в бесконечность, он порождает саму систему, объемлющую весь мир…
Радикальная, революционно рушащая все устои, система Гегеля не была понята его современниками (Гегель, 1997). Не понята она большинством ученых и до сих пор, более чем 180 лет спустя. Немалую роль сыграло в этом кажущееся „нарушение законов логики“, той самой логики, которую её творец Аристотель как раз и вывел, опираясь на диалектику, знатоком которой он был. Хотя Гегель и показал со всей ясностью, что формальная логика является неотъемлемой частью диалектики и выводится из нее, утверждение диалектикой наличия противоречий в мире, напрочь отрицаемое так называемыми „аксиомами“ логики, поставило на ней крест для многих и многих поколений естествоиспытателей.
В то же время предельно мощными понятиями современной науки, которые можно поставить наравне с диалектическими понятиями единства и различия противоположностей, являются понятия симметрии и инвариантности. Именно, под симметрией какого-либо объекта сегодня понимают наличие некоторого преобразования, трансформирующего одну из форм (ипостасей, проекций) объекта в некую другую. Основным инвариантом преобразования, то есть, сущностью, не изменяемой при преобразовании симметрии, оказывается, таким образом, сам объект. Теперь нетрудно изложить в современной трактовке саму суть диалектики: она в утверждении наличия некоей „симметрии противоположностей“ у каждого объекта и его инвариантности при трансформации одной из противоположностей в другую. Иначе говоря, каждый объект фундаментально имеет две „стороны“, „проекции-ипостаси“ которые обычно и выглядят для нас, его „противоположностями“.
Поскольку наличие и повсеместная распространенность противоположных сторон вещей, процессов и явлений, по-видимому, ни у кого не вызывает сомнений, такая „симметрия противоположностей“ вполне может претендовать на статус фундаментальной симметрии нашего мира, присутствующей везде и всюду, на всех уровнях познания.
…Примером эффективности данного подхода стал созданный в 80-е годы прошлого века универсальный фрактальный язык обмена идей и междисциплинарного общения „Диал“[53].
Этот „философский“ язык был построен строго, согласно порождающему правилу (нарушения и преобразования симметрии. —
«Новые сапоги всегда жмут» — сообщал Козьма Прутков. Но именно такой подход через речь необходим ещё и потому, что математика, кроме несомненных достоинств высокоструктурированного орудия и языка науки, представляет потрясающий по высоте барьер, в том числе из-за своего письменного, бесчувственного характера. А в том-то и парадокс, что хотелось бы мыслить математически строго и диалектически ярко — одновременно!
ВОПРОС№ 21
Польский методолог и фантаст, автор «Суммы технологий» Станислав Лем писал: «В древние времена каждый человек знал и назначение и устройство своих орудий: молотка, лука, стрелы. Прогрессирующее разделение труда уменьшало это индивидуальное знание, и в современном промышленном обществе существует отчетливая граница между теми, кто обслуживает устройства (рабочие, техники) или пользуется ими (человек в лифте, у телевизора, за рулем автомашины), и теми, кто знает их конструкцию. Ни один из ныне живущих не знает устройства всех орудий, которыми располагает цивилизация. Тем не менее, некто, знающий все, существует — это общество. Знание, частичное у отдельных людей, становится полным, если учесть всех членов данного общества. Однако процесс отчуждения, процесс изымания сведений об орудиях из общественного сознания развивается…» Но и Станислав Лем указывал на особую значимость речи и языка, как того, что объединяет социум со всем им созданным и окружающим: «Законы действительности запечатлелись в человеческом языке, как только он начал возникать… Мудрость языка настолько же превосходит любой человеческий разум, насколько наше тело лучше ориентируется во всех деталях жизненного процесса, протекающего в нем, чем мы сами».
«Карл Пятый, римский император, говаривал, что гишпанским языком с Богом, французским — с друзьями, немецким — с неприятелем, италианским — с женским полом говорить прилично. Но если бы он российскому языку был искусен, то, конечно, к тому присовокупил бы, что им со всеми оными говорить пристойно, ибо нашел бы в нём великолепие гишпанского, живость французского, крепость немецкого, нежность италианского, сверх того богатство и сильную в изображениях кратость греческого и латинского языков», — утверждал патриот Ломоносов, мастер поэтических од и придворной игры. Но то, что русский язык стал изворотливым — не случайно. Слишком стеснённой была жизнь народа в условиях абсолютной монархии, чтобы не извернуться по-эзоповски для собственного выживания. Голь на выдумки хитра!
Язык как орудие общения всегда является средством отображения мира вокруг нас, он развивается по мере того, как мы познаём мир, он эволюционирует, подобно обычным инструментам, оставаясь орудием универсальным.
Обнаружился и такой парадокс, что хотя за язык отвечает левое полушарие мозга, но «интонация голоса, его звуковая окраска, несущие в себе порой и смысловую нагрузку, заставляют участвовать в работе по формированию речи и отделы правого полушария. Хотя мы наблюдаем, чем выраженнее асимметрия влияний правого и левого полушарий мозга, тем талантливей человек, полноценная интеллектуальная деятельность возможна только с активным участием в работе обеих частей мозга…» (Воробьев, 1989, С. 58–59).
Так вот, Диал, в сущности, представляет собой методологию производства изобретений и идей, способ осмысленного поиска неожиданных, парадоксальных решений, метод систематизации «нестандартных» ответов и унификации междисциплинарных знаний, средство интенсификации инженерного мышления. Диал сочетает алгоритмизацию знания с интуитивным методом постижения, открывает и возможности широкого обмена идей, «перевода» оригинальных идей из одной области знания и практики в иные, часто крайне удаленные. Это язык-транслятор.
Здесь нам на помощь приходит такое общее свойство языков, как полисемантизм. Диал имеет столь глубокие корни в естественных языках, что его изучение, как показала практика, дается легко в любом возрасте. Это язык не только (и не столько!) письменный, но и звуковой, на нём написаны стихи и поются песни. Дети, для которых Диал станет родным, станут гениями, в самом буквальном смысле этого слова. Вопрос, по сути, лишь в том, нужны ли истинные гении в нынешнем мире господства посредственности?
Диал не похож на другие языки с неизменным словарным, интонационным и фонемным запасом: слова, предложения, интонации речи и даже фонемы в Диале образуются говорящим согласно правилам его грамматики. Неким постоянством отличается лишь так называемый базисный (опорный) словарь Диала, состоящий всего лишь из нескольких сотен (едва ли тысяч?) слов и служащий средством установления общего контекста разговора, хотя можно пользоваться и еще более примитивным словарём. А главное, Диал не требует запоминания этих слов, бесконечной зубрежки, типа той, благодаря которой в наших школах отбивают всякое желание учиться любому иностранному языку. В Диале, зная базовые принципы, можно запросто «сконструировать» любое слово и термин, любой изобретательский приём (Куликов, Гаврилов, 2009–2012, 2009, № 3).
В редких случаях и естественные языки проявляют такой конструктивизм. В раритетном сборнике «Физики продолжают шутить» приводится случай, когда Томсон (лорд Кельвин) однажды вынужден был отменить свою лекцию и написал на доске: «Professor Tomson will not meet his classes today» (Профессор Томсон не сможет встретиться сегодня со своими учениками). Студенты решили подшутить над профессором и стерли букву «с» в слове «classes». На следующий день, увидев надпись, Томсон не растерялся, а, стерев ещё одну букву в том же слове, молча ушёл[54].
Начала методологии Диала освещены нами ниже (сам курс по овладению речью требует и отдельного издания и языковой среды). Но уже могут быть с успехом применены, как блестящее подтверждение упомянутого выше изречения, что знание некоторых фундаментальных принципов замещает необходимость запоминания множества эмпирических сведений, фактов и приёмов.
Создатель ТРИЗ утверждал: «Вся наша техническая цивилизация держится на изобретениях, сделанных методом проб и ошибок. Работа изобретателей, терпеливо осиливавших труднейшие задачи простым перебором вариантов, достойна большого уважения. Но в последние десятилетия появилась теория решения изобретательских задач. Теперь нельзя, недопустимо, непростительно тратить время, средства, силы на „пустые“ варианты! Если бы разрядник-шахматист не знал простейших правил, приемов и годами думал над ходом е2-е4, это было бы смешно. Когда в заслугу современному изобретателю ставят „пустые“ пробы, вызванные незнанием элементарных правил теории, это тоже смешно. Только смех этот — сквозь слезы» (Альтшуллер, 2003, С. 21).
Недопустимо и непростительно! Но мы предложим всё-таки не выстраданные эмпирически простейшие приёмы, а ещё более фундаментальные правила (то есть симметрии и их преобразования), и такие, что их можно, как в математике, вывести одно из другого.
«С самого начала разработки ТРИЗ было ясно — необходимо иметь мощный информационный фонд, включающий прежде всего типовые приемы устранения технических противоречий. Работа по его созданию велась много лет: было проанализировано свыше 40 000 изобретений, выявлено 40 типовых приемов (вместе с подприемами — более 100)…» (Альтшуллер, 1988, С.165).
Впечатляющая статистика! Достойна большого уважения многолетняя кропотливая работа по анализу имеющихся изобретений, но не видите ли вы противоречия в первой и второй цитатах одного и того же автора? Так ли уж необходимы нам в качестве примеров и образцов тысячи и тысячи изобретений, чтобы иметь цельное представление о реальности? Не являются ли они модификациями и частностями гораздо меньшего числа исходных изобретений — прототипов?
Г.Я. Буш, в свою очередь, ввёл собственную классификацию эвристических методов технического творчества, признавая её неполноту: методы аналогии (22 шт.), методы инверсии (23 шт.), методы комплекса (30 шт.), методы расчленения и редукции, методы комбинирования — всего более 100 с лишним приемов, разбитых на эти пять подгрупп. Генрих Буш указывал, что «каждый из эвристических методов имеет свои сильные и слабые стороны, границы применяемости, разновидности, вариации, приемы» (Буш, 1972). Так попробуйте запомнить их все или хотя бы многие!
Надо ли видеть море, чтобы убедиться в его существовании, или по капле дождя можно сделать умозаключение о том, что моря есть?!
Создатель ТРИЗ отмечал: «Перечень типовых приемов — это своего рода настольный справочник изобретателя, но справочник особого рода: изобретатель должен рассматривать его как основу, которую необходимо самостоятельно пополнять по новым техническим и патентным публикациям» (Альтшуллер, 1973).
Да, конечно, тренированный инженер, специализирующийся в этой области, удержит в памяти и эти принципы, и все подпринципы, и даже сумеет перебрать их подряд, согласно присвоенным порядковым номерам. А можно не удерживать, но выводить при необходимости, как это делается в той же математике, сложные приёмы из простых, а простые — из фундаментальных!?
«В глубине технических противоречий — противоречия физические, — отмечал Генрих Саулович Альтшуллер. — По самой своей сути физические противоречия (ФП) предъявляют двойственные требования к объекту: быть подвижным и неподвижным, горячим и холодным и т. п. Неудивительно, что изучение приемов устранения ФП привело к выводу, что должны существовать парные (двойственные) приемы, более сильные, чем одинарные. Информационный фонд ТРИЗ пополнился списком парных приемов (дробление — объединение и т. д.).
В дальнейшем выяснилось, что решение сложных задач обычно связано с применением комплексных приемов, включающих несколько обычных (в том числе и парных) приемов и физические эффекты. Наконец, были выделены особо сильные сочетания приемов и физэффектов — они и составили первую, еще немногочисленную группу стандартов на решение изобретательских задач.
Первые стандарты были найдены эмпирически: некоторые сочетания приемов и физэффектов встречались в практике столь часто и давали решения столь сильные, что сама собой напрашивалась мысль о превращении их в стандарты.
Итак, стандарты — это правила синтеза и преобразования технических систем, непосредственно вытекающие из законов развития этих систем…» (Альтшуллер, 1988, С. 165–230)
Кстати, если уж зашла речь, небольшой пример из архива Н.Н. Латыпова, пример синтеза двух изобретательских приёмов, пример самого настоящего синергетического эффекта.
— Чтобы потушить большой пожар, нужны очень мощные средства. Его дробят взрывами на мелкие очаги, предотвращая приток горючего. Его накрывают пенным слоем, изолируя от кислорода. И всё это сложно и не всегда надёжно. Как-то я задумался, — вспоминает Нурали Латыпов в одной из статей газеты «Трибуна», — а нельзя ли использовать два в одном? И предложил бомбить такие пожары большими блоками твёрдой углекислоты. Она мгновенно испаряется, порождая ударную (в то же время ещё и холодную) волну и сбивая ею пламя, тут же окутывает очаг пожара углекислотным облаком. Правда, твёрдая углекислота — с температурой -78° C — очень быстро испаряется. Её не запасёшь на пожарных складах впрок. Но практически любой производитель мороженого располагает мощностями для производства сухого льда. Его куски кладут в ящики с мороженым, чтобы оно при перевозке и продаже не успело растаять. Так что пожарным есть где получить столько «бомб», сколько понадобится для уничтожения любого пожара (Вассерман, Латыпов, 2012, С. 311–313).
Удельный вес сухого льда всего лишь в полтора раза превышает удельный вес воды, тонны жидкости, выливаемые непрерывно на лесные пожары не обладают той прицельностью действия, с каковой можно было бы метать «бомбы» дискретного сухого льда (например, с полиэтилетовой оболочкой).
Игорь Серафимович Иванов, автор исследований изобретательских процессов, объединивший их под звучным названием «Инвентология» выделял сперва 50 типовых способов изобретательства (Иванов, 2001), десять лет спустя он удвоил число опубликованных инвентологических принципов (Иванов, 2010). Причём, по словам автора этой системы, резервы на том не исчерпаны — курс инвентологии подразумевает не менее 250 изобретательских принципов (там же, С. 280–283), а их гибридизация порождает ещё большее число приёмов.
Уильям Оккам, как и Роджер Бэкон — монах-францисканец, где-то на рубеже XIII–XIV веков прославился таким афоризмом: «Сущности не следует умножать без необходимости», или же дословно — frustra fit plura, quod fieri potest pauciora («незачем делать посредством многого то, что можно сделать посредством немногого»).
Думаем, что сколь многообразна человеческая речь, столь же многообразны способы и приёмы творить, делать открытия и изобретения. Способы эти оказываются на проверку симметриями, и порождение всё новых и новых частных изобретательских приёмов из более общих — естественный ход нарушения (или преобразования) исходных симметрий.
Отдавая должное высоким прикладным качествам ТРИЗ и Инвентологии, пойдём другим путём. Попытаемся зреть в корень! То есть обратимся к главному физическому противоречию, главному противоречию существующего миропорядка вообще, поскольку именно оно отражается на всех уровнях движения и развития, в том числе биологических, социальных и технических систем, к вроде бы ещё непонятному для читателя универсальному закону.
Профессор Н.П. Абовский обращает наше внимание на сравнительно давнюю, но концентрированно выраженную мысль: «Хотя естествознание составляет важнейшее средство инженерной деятельности, а знание его проблемы имеет неоценимое значение для инженера, но он не может удовлетвориться только естественнонаучным знанием… Открытие естественного процесса не может получать немедленное применение. Для этого неминуемо приходится решать целый ряд задач, неизвестных естествоиспытателю. Если непосредственной целью естествознания является познание истины, раскрытия законов природы, то непосредственной целью технических наук является содействие человеку в практическом использовании этих законов, выяснение и обоснование их применения. Методологическое единство естествознания состоит в том, что как в природе, так и в технике люди имеют дело с единой материей, существующей и развивающейся по единым законам. Отсюда следует, что универсальные диалектико-материалистические принципы познания не могут не быть общими как для природы, так и техники» (Белозерцев, 1980).
Знаменитый физик Поль Дирак всегда требовал точности и корректности в выражениях. Однажды после лекции он обратился к студентам: «Вопросы есть?» С места кто-то робко произнес: «Я не понимаю, как вы получили это уравнение». «Это утверждение, а не вопрос, — отрезал Дирак. — Я спрашиваю — вопросы есть?»
Уместно вспомнить тут античного ритора (то есть учителя красноречия) Марка Фабия Квинтилиана (ок 35 — ок 96 г. н. э) и его «контрольные вопросы»:
Самое главное в познании, а инженерное творчество — лишь его подвид, это умение правильно задавать вопросы, чтобы получить умный ответ, продвигаясь от абстрактного — к конкретному, от общего — к частному. Мысль не нова. Это уже своего рода классика[55].
Мы же зададимся вопросом фундаментального характера:
«Итак, а существуют ли поистине универсальные законы, применимые к чему бы то ни было в равной мере, например, к добыче нефти, воспитании младенца, мысли о банальной выпивке и к Галактике? Эдакие универсалии? Как это ни удивительно, да. И, наверное, именно с них надо было бы начать…
Так что это за такие мистические универсалии? Многим покажется странным, что универсалиями являются как раз вещи настолько самоочевидные, что они с рождения кажутся нам простыми и понятными. Стоит, однако, задуматься над их кажущейся простотой, как пытливому взору открывается поразительная и завораживающая картина единства нашей Вселенной, из которой, как говорили древние, невозможно убрать и пылинку не разрушив всё до основания.
Вспомним, например, что любая, какая угодно вещь, какой угодно процесс, мысль, символ (придумайте еще что) либо есть… либо их вовсе нет. В каком бы смысле это ни говорилось. Что же это за закон такой, спросите вы? Именно: задумайся о простом и ты поймёшь сложное. Универсальный закон это то, что выполняется везде и всегда. Именно о таком свойстве природы идет сейчас речь. Что бы вы ни имели в виду, оно может быть. А также может и не быть.
Вот и ещё „простейшие“ универсалии, выполнимые везде во Вселенной: того, что есть, когда-то не было и наоборот. То есть всё возникает и всё исчезает. Умения всего на свете рождаться и гибнуть относятся к числу поистине универсальных „навыков“ Природы. Всё рождается — и всё гибнет, иначе говоря, всё временно.
„Временно“? А это ещё что за универсалия такая? Тоже закон для всего, чего угодно: всё, что родилось — погибнет, что явилось — исчезнет, рождение с неизбежностью влечёт за собой гибель. Это закон Времени, самой „загадочной“, но и самой простой вещи во Вселенной. Абстрактно, Время и есть, собственно, переход чего угодно из рождения в смерть, так же как, скажем, абстрактное рождение есть переход из небытия чего-то в его бытие, а смерть — есть обратный переход.
Итак, любая вещь, процесс или мысль во Вселенной подчиняется, как мы только что видели, по меньшей мере, пяти универсальным законам или, иначе, обладает универсалиями бытия (есть), небытия (нет), рождения, гибели (уничтожения) и временности…
Интересно, что все эти универсалии неотъемлемы от каждой вещи при любых условиях: скажем, если вещь и есть, то это отнюдь не отменяет её противоположной универсальной способности „не быть“, отсутствовать. Скорее предполагает. То же самое относится и к рождению с уничтожением (тоже, кстати, противоположности). Рождение предполагает уничтожение. Более того, рождение чего-то всегда есть уничтожение небытия этого чего-то. И наоборот. А небытие чего угодно всегда и бытие этого же самого небытия.
Словом, наличие противоположных универсалий у всего во Вселенной само является универсалией. Это, кстати, и есть один из законов диалектики, один из столпов диалектического мышления. Как заметил просвещённый читатель, универсалии на проверку оказываются ещё и категориями диалектики[56], не желающей (вроде бы) поддаваться математической формализации…» (Куликов, Гаврилов, 2009–2012, 2009, № 2).
Между тем имя для переходов материи из одного состояния в другое, всевозможных видов преобразований и изменений придумано давно. Физики называют их операторами (Куликов, Ёлкин, 2005).
Здесь мы проведём одну аналогию и да простят нам великие, что упоминаем их иной раз в собственных целях.
Гениальный английский инженер и физик Оливер Хевисайд посвятил молодые годы изучению теории Максвелла и расчистке его трактатов, для этого он не только изучил имеющийся инструментарий моделирования, но и разработал собственный:
«Прежде всего следовало овладеть математическим аппаратом — изучить дифференциальное и интегральное исчисления, дифференциальные уравнения в частных производных и многое другое. С этой задачей Хевисайд успешно справился. За очень короткое время он в совершенстве изучил все необходимые для него разделы математики (это само по себе вызывает почтительное удивление), а в дальнейшем даже создал две новые области математической физики — векторное исчисление, включая векторный анализ, и операционное исчисление. Теперь начала векторного исчисления преподают в школьном курсе математики и физики, но в то время, около ста лет назад (1880-е годы), хотя понятие вектора и было известно, практически никто не использовал это понятие для описания физических явлений.
Работы Хевисайда по операционному исчислению первоначально не получили признания математиков. Хевисайд был самоучка. Он не учился в университете (и даже в средней школе последней ступени), не слушал лекций, не посещал семинарских занятий, т. е. не прошел того пути, на котором воспитывалось подавляющее большинство английских ученых. Все свои знания он добыл без помощи преподавателей. Но обучение в университете давало не только научные знания. Обучение было одновременно и воспитанием в духе научных традиций, и введением в научное сообщество. Человек, окончивший Кембриджский или Оксфордский университет, уже в силу только этого факта мог рассчитывать на внимательное отношение к себе и к своим научным результатам со стороны многих и многих ученых, прошедших ту же школу, тот же путь научного воспитания. Если научные результаты не вызывали сомнения, они получали безоговорочную поддержку, если результаты вызывали возражения, автор мог рассчитывать на доброжелательную критику. Он был равноправным членом научного сообщества.
Хевисайд не вошёл в научное сообщество, как теперь говорят, „не вписался“. Его подход к проблеме был нетрадиционным, непривычным для членов научного сообщества и столь же непривычной была манера изложения полученных результатов. Занимаясь в полном уединении, он выработал свой стиль выбора и рассмотрения научной проблемы, и этот стиль был в некоторых отношениях далёк от обыденного и привычного. Он создал свой язык и свою систему образов в науке, и они тоже отличались от традиционных. Поэтому его работы было трудно читать. Иногда труднее было понять, в чем заключается утверждение Хевисайда, чем убедиться в справедливости этого утверждения.
Нужно еще помнить, что Хевисайд работал, как теперь говорят, „на переднем крае науки“, он занимался новыми для своего времени проблемами. В таких случаях всегда можно требовать соблюдения традиций в научном подходе. Бывает так, что при изучении нового класса явлений традиционный научный подход оказывается несостоятельным и тогда зарождается новая традиция. Современники не всегда могут это увидеть и оценить. Несомненно, что и Максвелл при жизни не получил того признания, какого он достоин за свою электромагнитную теорию…» (Болтовский, 1985).
Создатели Диала используют методологический аппарат диалектики и теорию симметрий для упорядочения вполне прикладной отрасли — теории творчества, а операторы понимаются нами, как своего рода интеллектуальные рычаги. Нет сомнений, что части наших коллег, объединённым много лет в ассоциации и иные институты, это может показаться «диким», противоречащим всему тому, к чему они привыкли и что преподают. Поэтому здесь особо оговаривается, что к явлениям, изучаемым в рамках «науки о творчестве», сознательно применён несвойственный для неё инструментарий, зарекомендовавший себя в иных отраслях знания.
Центральным для такого подхода является понятие различения и неразличённости (безразличия). Если для нас чего-то «нет», это вовсе не означает, что этого «нет и не может быть вообще».
А всего лишь значит, что мы не обладаем информацией, не владеем контекстом, не различаем это «чего-то» в хаосе прочих сведений и событий, то есть у нас полный и абсолютный ноль знаний.
Первейшая наша задача и состоит в том, чтобы нарушить этот информационный вакуум, «отсечь всё лишнее», как делал Микеланджело, рождая произведения искусства из неразличённой, бесформенной породы. Научиться отделять в условиях поставленной задачи существенное от несущественного, в более узком смысле — находить ключевые слова, коренные противоречия, выявлять главные симметрии. Для удобства будем называть симметрией, или же преобразованием симметрии, переход чего-то одного, во что-то другое. Например, химическая реакция. Да и просто жизнь вещи, системы, человека — это тоже преобразование симметрии.
Хотя, разумеется, чем шире становится круг нашего знания, тем обширнее вокруг область нашего незнания.
Незнание — классический источник творчества детей. Если вам неизвестны обычные подходы, стандартные решения, общепризнанные концепции, вы можете подойти к решению проблемы с неожиданной стороны. Кроме того, если вы не закрепощены знанием всех преград и ограничений, то можете найти способ сделать даже то, чего сделать нельзя (по мнению более опытных людей) (Боно, 2005, С. 70).
Уже упомянутый нами Сергей Иванович Дракин, профессор МХТИ им. Д.И.Менделеева, в своё время любил повторять студентам: «Когда что-то просыпано на полу — это грязь, но если эту грязь собрать и поместить в пробирку — получится исследуемое вещество, препарат!» (латин. praeparatus — приготовленный «для изучения»).
Хорошим подспорьем в развитии способности различать (снимать вырождение) выступают интеллектуальные состязания типа «Брэйнринга», где каждый вопрос составлен таким образом, что в нём же содержится если не ответ, то ключ к решению.
Большинство развивающих задач, приведённых в этой книге (то есть более полутора сотен), озвучено нами в качестве вопросов подобных состязаний 2011–2012 гг. — команд молодых специалистов «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг», его филиалов и технических вузов, поставляющих компании инженерные кадры.
Но, конечно, для того, чтобы с ходу решать самые разнообразные задачи нужен хотя бы минимальный уровень эрудиции, на котором бы можно было воздвигнуть здание логики.
ВОПРОС № 22
ВОПРОС № 23
Как при решении вопросов гуманитарного порядка, так и при решении инженерно-технических задач необходимо умело выделять все значимые детали.
Немецкий психолог Макс Вертгеймер приводит в этой связи описание такого мысленного эксперимента:
«Говорят, что эти события произошли в маленькой деревушке в Моравии во времена старой Австрийской империи. Однажды сюда приехал инспектор министерства просвещения. Проведение таких периодических проверок школ входило в его обязанности. Понаблюдав за классом, он в конце урока встал и сказал: „Дети, я рад был видеть, что вы хорошо занимаетесь. У вас хороший класс. Я удовлетворен вашими успехами. И вот, прежде чем уехать, я хочу задать вам один вопрос: „Сколько волос у лошади?“ К удивлению учителя и инспектора, один девятилетний мальчик очень быстро поднял руку. Мальчик сказал: „У лошади 3571962 волоса“. Инспектор с удивлением спросил: „А откуда ты знаешь, что это точное число?“ Мальчик ответил: „Если вы не верите мне, можете сосчитать сами“. Инспектор разразился громким смехом, искренне радуясь ответу мальчика. Когда учитель провожал его к двери, он, все еще от души смеясь, сказал: „Какая забавная история! Я должен рассказать её своим коллегам по возвращении в Вену. Я уже предвижу, как они воспримут её; ничто не радует их так, как хорошая шутка“[57]. И с этим он уехал.
Прошел год, инспектор снова приехал в ту же сельскую школу с ежегодным визитом. Когда учитель провожал его к двери, он остановился и сказал: „Между прочим, господин инспектор, как понравилась вашим коллегам история с лошадью и количеством волос у нее?“ Инспектор похлопал учителя по спине. „О да, — сказал он. — Видите ли, я действительно хотел рассказать эту историю — это была очень забавная история, — но понимаете, я не смог этого сделать. Когда я вернулся в Вену, то, хоть убейте, никак не смог вспомнить число волос“.
Это выдуманная история, по крайней мере, я надеюсь, что это так. Я спрашивал многих людей, после того как они прослушали рассказ: „В чем суть этой истории?“ Один тип ответа: „Это действительно глупая история; этот инспектор мыслил так, что нарушал старые логические различия между существенным и несущественным“.
Я сказал: „Конечно, но скажите, пожалуйста, что вы понимаете под словом “существенный”?“ Большинство людей не могут объяснить это (кроме того, они не чувствуют необходимости в объяснении столь очевидной вещи). А те, кто может, либо делают это очень неуклюже и довольно странно, либо приводят исторические варианты значения слова „несущественный“ типа „быть непостоянным“ и т. п. и считают вопрос решенным, хотя в действительности это не ответ.
Некоторые отвечают правильно: „Видите ли, не имеет значения, какое количество волос названо в рассказе“. Я сказал: „Правильно, но скажите, пожалуйста, почему?“ И затем иногда отвечают… Величина числа никак не связана с основной мыслью рассказа, между ними нет никакой взаимозависимости или, точнее, нет никакой осмысленной внутренней связи между всем рассказом и именно этим числом» (Вертгеймер, 1987, С. 306–308).
А наш читатель знает, как отделить «существенное» от «несущественного», и чем они отличаются друг от друга?
ВОПРОС № 24
Речь, стало быть, о неком бельгийце по имени Геркулес, который не походил внешне на прославленного античного героя Геркле-Геракла. «Маленький усатый бельгиец Эркюль Пуаро внешне не похож на мифологического гиганта…» отмечают биографы Агаты Кристи. Но это ловушка, ведь ничего не известно о каких-то безобразиях на лице прославленного детектива.
Тем не менее, недостаточно внимательно прочитав условия, в расставленные сети попадаются даже профессионалы — упустив ключевое «след на лице», вынесенное едва ли не в первое предложение. При прочих равных условиях оно определяющее.
То есть, речь идёт о каком-то другом Эркюле, который не просто персонаж, но и вошёл в историю названной страны, подобно Пуаро — своему тёзке (Геркулес — герой эпоса, а не того, что именуют литературой).
Искомого Эркюля эрудированный читатель знает благодаря трилогии, посвящённой истории Франции XVI века, вышедшей из-под пера Александра Дюма — в «Королеве Марго» его зовут герцогом Алансонским, а в двух других романах «Графиня де Монсоро» и «Сорок пять» — герцогом Анжуйским. Полное имя персонажа — Эркюль Франсуа де Валуа.
— гласит известная эпиграмма, приписываемая де Бюсси.
Несмотря на то, что он поддерживал Фландрию в борьбе против испанского владычества, титул суверена Объединённых провинций Нидерландов, герцога Брабантского и графа Фландрийского показался Эркюлю Франсуа малым. Он вознамерился взять силой Антверпен и Брюгге. Но французское войско потерпело сокрушительное поражение.
ВОПРОС № 25
Отсекаем всё лишнее и формулируем задачу для себя, заново. Выкристаллизовываем суть вопроса, отсекаем «лирику»: «Просвещению, войне и навигации, по мнению очевидца конца XVI — начала XVII веков, соответствуют три механических изобретения, изменивших мир. Требуется их назвать».
Сложнее с мореходством, но это как раз пора великих географических открытий и колониальной экспансии Британии в Америке. Что общее для
К слову сказать, европейцы открыли возможность такой ориентации на море где-то к XII веку, это была магнитная стрелка, укреплённая на пробке, свободно плавающая в воде. Два века спустя итальянцы усовершенствовали устройство. Флавио Джойя насадил стрелку на иглу, он же ввёл деление окружности, в центре которой крепилась магнитная стрела, на румбы. А как раз в XVI веке озаботились тем, чтобы устранить влияние на компас морской качки, и ввели карданов подвес.
Как правило, инженерно-технический или даже научный работник, получив задание в формулировке руководителя, заказчика или посредника — «как оно поставлено», должен суметь переформулировать его, упорядочить в соответствии со своим пониманием сути проблемы, превратить в «как оно понимается».
ВОПРОС № 26
Ключевые слова здесь среди прочих слов и деталей —
Несмотря на то, что вес вроде бы одинаков, массы не равны. Не стоит забывать об Архимедовой силе, которая действует и на гирю, и на пух. Объём пуха, как вы понимаете, больше, чем объём гири. И на пух в гораздо большей степени действует выталкивающая сила воздушного океана, уменьшая его вес. Чтобы веса оказались равными по условию задания, очевидно, берут несколько больше пуха по массе. При точном взвешивании всегда вводятся поправки на потерю веса.
Для удобства отразим процесс перехода от неразличённого, непознанного, неизвестного (Ничто) к известному, познаваемому, различённому (Нечто) так:
Назовём этот процесс «Рождение, или оператор рождения» — что в звуке абстрактно выражается волнообразным усилением громкости, например, или переходом от безударного к ударному — оО, аА и т. д.
Обозначим обратный процесс обезличивания, то есть переход от известного к неизвестному, от познанного к непознанному, от Нечто к обезличенному и неразличённому Ничему
как «Уничтожение, или оператор смерти». В языке это может выражаться уменьшением громкости звука, или переходом ударного в безударное — Оо, Аа.
Повторимся что переходы, соединяющие два сходных, симметричных состояния одного объекта, одной вещи («вещь» здесь понимается в самом широком смысле этого слова) называются операторами симметрии или, иначе, преобразованиями симметрии (как её создающими, так её и нарушающими) и т. д.[58]
Воздействие каждого из операторов на себя самого порождает оператор противоположный. Но это не просто математическое выражение, это ещё и вполне методологические изречения. Попробуйте их распознать!
Классический пример симметрии — симметрия сферы по отношению к вращениям в пространстве. Преобразованиями симметрии являются вращения сферы на произвольный угол вокруг оси, проходящей через её центр. При таких вращениях сфера всегда совпадает сама с собой, то есть имеет место симметрия. Но если спросить, чем отличаются в этом случае различные сферы, ответ лишь один: различными способами поворота.
Если оператор рождения — это суждение (положение), которое требуется доказать, именуемое ещё тезисом, то оператор смерти — это противоречащее ему суждение, антитезис. Истина лежит посередине и является синтезом, взаимодействием этих двух операторов в прямом или обратном порядке, как мы увидим ниже.
Решить задачу на Диале означает выявить все симметрии начальных условий (то есть выполнить над ними преобразования симметрии). Одна или несколько обнаруженных симметрий и будут ответом.
«Сделай наоборот», «От прямого — к обратному», «от симметричного — к асимметричного»… и т. д. — практически первые и фундаментальные по иерархии Диала изобретательские принципы, однако в известном перечне приёмов разрешения технических противоречий ТРИЗ им отведены не первые места:
«№ 4. Принцип асимметрии. Перейти от симметричной формы объекта к асимметричной. Если объект асимметричен, увеличить степень асимметрии.
№ 13. Принцип „наоборот“: а) Вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие (например, не охлаждать объект, а нагревать); б) Сделать движущуюся часть объекта (или внешней среды) неподвижной, а неподвижную — движущейся; в) Перевернуть объект „вверх ногами“» (Альтшуллер, 1973, С. 141–177)[59].
Например, мало кто сейчас догадывается, что пластинки для граммофона, запатентованного Эмилем Берлинером в 1887 году, проигрывались от центра к краю. Братья Пате из Франции предложили способ проигрывания пластинок в обратном направлении — от края к центру, что было реализовано в патефоне[60]. Это уж потом настала пора магнитофонных лент… лазерных дисков, флэш-накопителей.
Кстати, вспомним ещё раз идею инверсии американского инженера Элиаса Хоу, изобретателя швейной машины (1845 г.). Она состояла в том, чтобы игольное ушко оказалось на том же конце иглы, где и остриё. Любопытно, но факт, принципиальную конструкцию такой иглы изобретатель увидел во сне. А пригрезилось ему, что попал в плен к туземцам. Спящий Хау заметил, что у самого острия копий стерегущих его дикарей сделаны отверстия в форме глаз.
Мы уже почти забыли, что это Генри Форд, некогда рядовой механик электротехнической компании, отказался от традиционной для его времени организации промышленного производства — когда рабочий переходил от изделия к изделию. Он предложил сделать всё наоборот. Так появилась инновационная, то есть конвейерная, сборка автомобилей. Идея была воплощена в жизнь в 1908 году, а подсмотрел её Форд на скотобойне, наблюдая за обработкой коровьих туш.
ВОПРОС № 27
Найдём основные «симметрии» условия задачи. Агрессивная, ядовитая жидкость имеет своею полной противоположностью инертный (в широком смысле слова) газ. Если нельзя ставить измерительные устройства впереди, на пути жидкости, вдруг их можно ставить позади неё? Казалось бы, абсурд! Но соединим оба умозаключения в одно и измерим не скорость истечения жидкости, а скорость поступления безопасного газа (в простейшем случае воздуха) в замкнутый резервуар, откуда происходит самотёк.
ВОПРОС № 28
Снова выявляем «симметрии». Ключевое словосочетание здесь — «трение жидкости о полимерные трубы». Но загвоздка в том, что жидкости у нас всего лишь заданная проба. Вывернем наизнанку основное условие и получим «трение полимерных труб о жидкость». Вместо того чтобы прямолинейно по трубам гонять исследуемую пробу относительно неподвижной трубы, будем вращать в имеющейся пробе отрезок (куски?) трубы. Жидкость у нас раздроблена — на пробы — из неё взяли часть на эксперимент, а труба непрерывна. Так почему бы не раздробить трубу?
«…Если обычно технологи стараются избежать накопления заряда за счёт трения, то тут задача обратная. Как максимально увеличить трение в лабораторной колбе с жидкостью? Надо погрузить в эту колбу обтекаемый твёрдый полимер, из которого сделаны трубы, и вращать колбу» (Там же).
ВОПРОС № 29
Методологи называют этот приём прямой и обратной инверсией. Например:
«1. Задача: требуется создать прибор, позволяющий реализовать новый (бесконтактный) способ определения параметров перемещающихся сред.
2. Проблема: как это сделать — неизвестно.
3. Процедуры:
а) инверсия: О’Генри, „Вождь краснокожих“ — „Ветер дует оттого, что деревья качаются“;
б) первое преобразование — „Ветер дует оттого, что лес шумит“; второе (возможное преобразование) — „Вода течет оттого, что журчит“;
в) обратная инверсия: 1. Лес шумит (тем сильнее), чем сильнее дует ветер; 2. Вода (жидкость) журчит при протекании в каналах тем сильнее, чем выше скорость её течения.
4. Итог (решение): определение скорости перемещения жидких (газообразных) сред по интенсивности (спектру) акустических (шумовых) эффектов» (Шустов, 2010).
Каждый может вполне самостоятельно потренироваться в поисках абсолютных противоположностей, задав себе по вкусу ту или иную тематическую область. Например, В.В. Куликов, собственно основатель Диала, предлагает такого рода упражнение:
Следует стараться уже каждое движение, даже если оно вовсе не «выход» откуда-то, а «вход» куда-то (или, даже и вовсе не имеет никакого отношения к «выходу») интерпретировать, понимать именно как выход и никак иначе. Вот, примерно, так: поднялся со стула — вышел из положения сидя, вошёл в комнату — вышел из коридора, открыл книжку — вышел из сего мира в мир книги, захлопнул книжку — вышел из мира книги, надел куртку или шапку — вышел в из голого состояния в мир одежды, налил себе рюмочку — вышел из бутылки и т. д. и т. п. Каждое ваше движение и каждое движение вокруг вас станет выходом, в том числе и из безвыходной ситуации.
Интуитивно специалисты по эвристике подошли к необходимости выстроить в пары взаимопротивоположные типовые операции ещё в середине 1970-х. Так немецкий профессор Р. Коллер выделял: «излучение — поглощение; сбор — рассеяние; проведение — непроведение; преобразование — обратное преобразование; изменение направления — изменение направления; увеличение — уменьшение; проводимость — изолирование; выравнивание — колебание; связь — прерывание; объединение — разделение; накопление — выдача; отображение — обратное отображение; фиксирование — расфиксирование…» Качество перевода, впрочем, оставляет желать лучшего, как и найденные противоположности[61].
Возьмём тематическую область «разговор» и каждому слову из этого множества придумаем противоположное: молчание — слово, вопрос — ответ, утверждение — отрицание, согласие — несогласие, интерес — безразличие, факт — гипотеза, деловой разговор — болтовня, знание — незнание, данность — познанное, аксиома — терема, объективное — субъективное, понятие — чудо, начало — конец и т. д.
ВОПРОС № 30
Назовите имена или прозвища тех Семерых, кого предлагается сжечь, и тех, кого, по мнению автора, должно возлюбить.
Как вы, наверное, вспомнили, это отрывок из знаменитого романа бельгийского автора XIX века Шарля де Костера, повествующего о временах освободительной борьбы народа Фландрии против испанского владычества. В Песне духов стихий, услышанной Тилем Уленшпигелем и его возлюбленной Неле на майский празднике пробуждения Природы, разумеется, говорится о Семи грехах, кои должны быть истреблены. Вопреки распространённому заблуждению, концепция Семи смертных грехов не является частью христианского вероучения, но служит одним из возможных способов описания человеческой нравственности. Впервые так называемые семь грехов упомянуты в «Книге Притчей Соломоновых». Потом они были переосмыслены традиции западной христианского вероучения.
К смертным грехам относятся: Гордыня, Зависть, Чревоугодие/Обжорство, Блуд/Похоть, Гнев, Алчность/Скупость и Праздность (Лень, Уныние). Возлюбить же следует, если мыслить логически, противоположные качества: Гордость, Соревнование/Помощь, Аппетит, Любовь, Живость/ Неравнодушие, Бережливость, Мечту:
«— Прежде мне имя было — Гордыня, а теперь я зовусь — Благородная гордость.
Потом заговорили другие, и Уленшпигель и Неле узнали, что Скупость преобразилась в Бережливость, Гнев — в Живость, Чревоугодие — в Аппетит, Зависть — в Соревнование, Лень — в Мечту поэтов и мудрецов. А Похоть, только что сидевшая на козе, превратилась в красавицу, имя которой было Любовь».
А вот ещё дихотомии, приводимые Эдвардом де Боно в одной из его работ на тему человеческих взаимоотношений: «правильно — ошибочно, истинно — ложно, виновен — невиновен, мы — они, друг — враг, принципиальность — беспринципность, тирания — свобода, демократия — диктатура, цивилизованный — варварский» (Боно, 2006, С. 263).
Впрочем, дихотомические штампы языка, по мнению де Боно, «приводят к возникновению грубых и вредных восприятий. Подобный подход играл и играет важную роль в наших традиционных мыслительных привычках, позволяя нам оперировать принципом взаимоисключения. С практической точки зрения это можно считать важнейшим вредным аспектом данной мыслительной традиции. Нам совершенно необходимо изучить то, что лежит посредине дихотомических противоположностей, и добиваться целого спектра восприятий. Пора уже увидеть, что разбиение на категории в рамках одного набора обстоятельств оказывается несправедливым при другом наборе обстоятельств. Нам также необходимо создавать новые концепции, которые позволят сочетать дихотомические крайности…» (Боно, 2006, С. 339).
Не вполне ясно, однако, зачем выдумывать какие-то новые концепции на этот счёт, когда диалектика прекрасно известна уже сотни лет и не замыкается на дихотомиях, или, как их ещё называют «бинарных оппозициях». Вот и в Диале наступает очередной этап преобразования симметрий исходных универсалий «Рождения» и «Смерти», их синтез.
Кстати, о симметриях: такой парадокс. Предлагаем мысленный эксперимент. Две крайности всегда сходятся! Предположим, вы договорились о встрече с кем-нибудь на платформе станции метрополитена. И если она пуста, вы без особого труда рано или поздно обнаружите там необходимого вам человека. Но теперь представьте тот же перрон в час пик, запруженный абсолютно безразличными и ненужными вам пассажирами, высыпавшими из вагонов подошедшего состава! Хотя все они друг для друга разные, для вас лично они на одно лицо, для вас существенен лишь только тот единственный знакомый, обезличенный в толпе, поглотившей его и сделавшей таким же незнакомым, как и она сама.
Добро ещё, что со знакомым можно заранее условиться о знаке (он помашет вам рукой, его, хоть и с трудом, ещё удастся различить), но как договориться с существенным, знаковым, определяющим, утонувшим в море избыточной информации?!
Платформа была пуста, информационно бессодержательна, вашего знакомого на ней не было, и это своего рода информационный вакуум, то есть ноль. Но когда эта пустота оказалась абсолютно заполненной и насыщенной, она стала ничем не лучше своего исходного состояния с вашей точки зрения, на ней всё также невозможно найти человека.
Абсолютный беспорядок и абсолютная упорядоченность, абсолютная асимметрия и абсолютная симметрия ничем между собой не отличаются. Но стоит одинокому пассажиру выйти на пустую платформу или поднять руку в толпе.
Словом, именно нарушение симметрии (как платформы, так и толпы) позволит вам встретиться с тем единственно нужным человеком, а в хаосе или совершенно структурированной информации выявить рациональное зерно, ключ к решению проблемы.
ВОПРОС № 31
Ключ к шифру — «царь». Вряд ли можно предполагать, рассуждал Гротефенд, что традиционные тексты на могильных памятниках (а лежавшие перед ним клинописные тексты были копиями надгробных надписей) сильно изменялись на протяжении веков. Ведь на его родине каноническое «спи спокойно» можно было найти на могилах дедов и прадедов, и, по всей вероятности, та же надпись будет выгравирована на могилах детей и внуков. Он различил в тексте упорядоченность — повторяющиеся обращения к царям, их предкам и их потомкам. «Исходя из предположений, сделанных ещё его предшественниками, что косой клин является разделительным знаком и что в алфавитной персепольской надписи одна группа знаков обозначает титул царя, Гротефенд предположил, что вся надпись в целом составляет титулатуру двух персидских царей. Благодаря целой цепи остроумных догадок Гротефенду удалось прочесть в этой надписи имена двух персидских царей из династии Ахеменидов, а именно Дария и Ксеркса, а также имя Гистаспа, отца Дария. Таким образом, Гротефенд сумел правильно разобрать девять алфавитных знаков древнеперсидской клинописи и тем положил начало дешифровке клинообразных надписей», — уточнял директор Института Востоковедения профессор В.И. Авдиев в монографии «История Древнего Востока».
И вот вам ещё один парадокс из того же разряда. Как по-вашему, останется ли платформа сама собой, когда люди вернутся в вагоны? Останутся ли вагоны тем, что они есть, когда их заполнят или покинут пассажиры? Будет ли ваш знакомый тем же самым знакомым, когда он встретится с вами, и, главное, будете ли вы тем же, когда расстанетесь с ним?
ВОПРОС № 32
Все объяснения, не относящиеся к условиям задачи, можно отсечь. Это будет гадание на кофейной гуще. Надо думать, что судили кассира за профессиональную деятельность, то есть за недостачу или неправильный счёт. Но по условию у нас крайне аккуратный человек. Могли ли его судить за аккуратность? Именно этим он в выгодную сторону отличался от сослуживцев. Мог ли воровать, не воруя, аккуратный кассир?
Всё происходило на виду. Все монеты, которые он получал, всего лишь пересчитывались им. И количество монет, стекающихся в банк, равнялось тому же количеству абсолютно тех же монет, похожих друг на друга, как близнецы, после пересчёта и сортировки. Но те ли это были монеты?
Конечно же нет! Все они были иными, новыми. Ведь они были пересчитаны и отсортированы! А пересчёт и обмен — это сама жизнь монет.
Ларчик открывался просто: «…прислуга кассира проболталась, что каждую субботу он кладет суконку на сковороду и сжигает. Частицы золота, застрявшие за неделю в ворсинках, плавились и превращались в крохотный слиточек драгоценного металла» (Венецкий, 1985) и так несколько циклов.
Золото — сравнительно мягкий металл, при соприкосновении его с пористой поверхностью бумаги или заранее подложенной подстилки, на которой монеты пересчитывали, золото оставляет частицы, механически адсорбирующиеся на порах.
Даже очень похожие и неизменные вещи не так похожи и не так неизменны, как нам кажется. И мы, и вещи вокруг нас каждый миг новые.
ВОПРОС № 33
Произведение оператора рождения и оператора смерти в прямом порядке, то есть воздействие на оператор рождения оператором смерти даёт нам следующий, более сложный.
Если что-то появляется — что-то обязательно исчезает. За процессом рождения всегда следует смерть, и, выйдя из недр Безразличия, любое Нечто вновь обращается в своё Ничто, замыкая в той или иной степени цикл. Хотя, как мы уже видели выше, после цикла жизни никакая система не будет прежней, её симметрия будет нарушена. Так, например, сказав оОо или аАа, мы обнаружим, что первый звук и последний звук отличаются последовательностью появления. И первый звук уже исчез, а последний звук ещё не произнесён (Куликов, Гаврилов, 2009–2012, 2010, № 3).
Бытие, увы, конечно. А жизнь временна. «Как мало промежутка между временем, когда человек слишком молод и когда он уже слишком стар», — восклицал Шарль Луи де Монтескье. Физик назвал бы бытие «временем на жизнь» или, просто — Время, Временность. Отмечая цикличный характер борьбы двух равных начал, стремления к возникновению и тяге к исчезновению, мы наталкиваемся на смутную пока еще ассоциацию с повторяемостью, вращением. Впрочем, не события протекают, как говорят, во времени, а само время есть процесс смены одних событий другими.
Философ Сенека рассуждал: «Где человек, придающий значение времени, умеющий ценить день и понимающий, что с каждым мгновением мы умираем. Пока мы откладываем её на завтра, жизнь течёт. Ничто не принадлежит нам, одно только время наше. И это единственное и лучшее благо мы готовы отдать первому встречному».
Часы останавливаются, если кончен завод, но жизнь неумолимо движется вперёд. Время само себя считает. Этим же счетом занято всё, что живет, а, следовательно, рождается и умирает ежесекундно. Технические системы и технологические процессы — не исключение.
Как это интерпретировать в рамках инженерно-технических задач? Если что-то нельзя сделать сейчас, это можно сделать «во времени» предварительно, заранее.
Типовой изобретательский приём, тоже один из первых по логике Диала, в перечне возможностей разрешения технических противоречий ТРИЗ конкретизирован и представлен сразу несколькими принципами:
«№ 9. Принцип предварительного напряжения. Заранее придать объекту напряжения, противоположные недопустимым или нежелательным рабочим напряжениям.
№ 10. Принцип предварительного исполнения: а) Заранее выполнить требуемое изменение объекта (полностью или хотя бы частично); б) Заранее расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие с наиболее удобного места и без затрат времени на доставку.
№ 11. Принцип „заранее подложенной подушки“: компенсировать относительно невысокую надежность объекта заранее подготовленными аварийными средствами».
ВОПРОС№ 34
ВОПРОС № 35
ВОПРОС № 36
В различные партии нефти заранее вводят особые добавки, позволяющие опознать разлившуюся нефть. Для защиты труб от разрушения серосодержащими отходами нефтеперегонного производства через те же трубы предварительно прокачивают нефть, а потом продувкой горячего воздуха окисляют оставшуюся на внутренней поверхности нефтяную пленку до лакообразного состояния (Альтшуллер и др., 1989).
В те дремучие годы, когда ещё не было мобильных телефонов и пакетной радиосвязи общего пользования (GPRS), во время схода лавин часто пропадали люди. Альпинисты заранее брали с собой то, что их идентифицировало бы под толстым слоем снега, излучатель сигналов — маячок.
Ещё один исторический пример подсказал наш давний друг и коллега Анатолий Александрович Вассерман:
«Быстроту суворовских войск обеспечила логистика — искусство организации снабжения.
До Суворова войска двигались, пока не проголодаются до уровня, ощутимо угрожающего боеспособности. Тогда становились на привал и затевали приготовление пищи. По возможности — горячей. Она и насыщает лучше, и гигиенически безопаснее: в доконсервную эпоху на сухой паёк годились лишь немногие (и далеко не самые удобоваримые) продукты — даже столь специфические находки, как легендарная запорожская саламата (каша из гречневой муки с салом, уваренная до консистенции лепёшек), в жару были скоропортящимися. Даже солдатски примитивная кулинария отнимает час-два. Причём за эти часы солдаты не очень-то отдыхали: готовка — дело непростое. Суворов радикально изменил организацию марша. В намеченные на карте места привалов заранее высылались кашевары на конных повозках в сопровождении конного же боевого охранения. Они прибывали куда раньше пехоты и тут же брались за работу. К моменту подхода маршевых частей еда (по рецептам, описанным в той же „Науке побеждать“) была готова. Оставалось съесть и двигаться дальше. Не тратя сил на самостоятельную кухонную возню, солдаты даже отдыхали за эти полчаса-час лучше, чем раньше за два-три часа. За день суворовские войска экономили благодаря изобретению своего командира четыре-пять часов привалов. Соответственно проходили на десятки километров больше любых других.
Конечно, с годами суворовская идея стала всеобщим достоянием, и переходы всех армий ускорились. Всякая новинка эффективна при первых применениях, а потом её либо используют все, либо находят противоядие.
Следующим прорывом стало создание — спустя век с лишним, уже в русско-японскую войну — полевой кухни на колёсах (Турчанович запатентовал её после войны — в 1907). Двигаясь в общем солдатском строю, повар готовит всё необходимое, и поесть можно уже не в заранее намеченном месте, а там, где возникают удобные для привала обстоятельства» (Вассерман, 2012, С. 391–392).
Кстати, следуя намеченному пути поиска всякому прямому — обратного! Если что-то нельзя сделать заранее, может, это удастся сделать после?
ВОПРОС № 37
У Времени было прошлое, которое прошло, будет грядущее, которого ещё нет. Что же такое настоящее? Миг между прошлым и будущим? Есть ли в таком случае само Время?
«Первое условие бессмертия — смерть», — пошутил Станислав Ежи Лец.
Поступая по аналогии, потребуем для «Времени на жизнь» обратного ему — «Времени на смерть», Покоя. Подействуем на оператор времени оператором смерти. Такая вот комбинаторика. «Достойно гибели всё то, что существует», — заявлял диалектически образованный Мефистофель у Гёте.
Или перевернём саму логику: что всегда что-то сперва должно появиться, чтобы исчезнуть. А почему, собственно, нельзя иначе? Сначала — Смерть, а потом — Рождение? Жизнь наизнанку? «Антивремя»? Отрицание бытия, то есть применение оператора смерти, даёт нам новое понятие, выражаемое, например, паузами между звуками, если звук — это жизнь:
Так что же такое «Антивремя»? Является ли Антивремя как противоположность Времени универсалией, то есть универсальным свойством, законом Вселенной? Грубо говоря, присуще ли свойство возрождаться «АаА» (переходить от смерти «Аа» к рождению «аА») — переход обратный времени «аАа» — таким же неотъемлемым свойством вещей, процессов, систем, событий, как и их временность, бренность? Если уж всё на свете временно, то временно и само Время (иначе это было бы исключением из универсальности). Конец времени, однако, это как раз «универсальный» покой, неизменность, сохранение. Вечность. А временен ли сам этот покой? Вечность временна? Антивремя оказывается тем самым феноменом, который мы привыкли именовать Пространством. В математике ему соответствуют «равенство» и «тождество» (Куликов, Гаврилов, 2009–2012, 2010, № 3).
«Действие равно противодействию». Слышали наверняка?
ВОПРОС № 38
Если что-то нельзя изменить во времени, значит, что-то надо сохранить в пространстве. Если что-то где-то убыло, это когда-то где-то пребудет и проявится.
Этот четвёртый из универсальных по логике Диала приём имеет эмпирическое соответствие и в ТРИЗ:
«№ 26. Принцип копирования: а) Вместо недоступного, сложного, дорогостоящего, неудобного или хрупкого объекта использовать его упрощенные и дешевые копии; б) Заменить объект или систему объектов их оптическими копиями (изображениями). Использовать при этом изменение масштаба (увеличить или уменьшить копии); в) Если используются видимые оптические копии, перейти к копиям инфракрасным или ультрафиолетовым…»
А вот «лет 150 назад молодому инженеру-мостостроителю Дмитрию Ивановичу Журавскому поручили спроектировать железнодорожный мост. Ему очень хотелось использовать в проекте недавно изобретенные решетчатые фермы вместо привычных балок, что позволило бы существенно облегчить конструкцию моста. Но тогда еще не было методики расчета подобных ферм. Д.И. Журавский разработал собственную методику, но она дала странные результаты. Получалось, что в некоторых элементах конструкции вместо ожидаемых сжимающих усилий должны были действовать растягивающие. Конечно, нужно было проверить правильность расчетов на макете, но как определить усилия, если до изобретения тензометрических датчиков (датчиков напряжений) оставалось еще лет сорок! Журавский решил определять усилия на слух.
Он заменил в модели все элементы, которые, по его расчету, должны были испытывать растягивающие усилия, струнами и настроил их в ненагруженном состоянии в унисон (на одну частоту). Затем стал постепенно нагружать модель. После каждого прибавления нагрузки он обходил модель и проводил по струнам смычком. По изменению высоты звука под нагрузкой легко вычислялись действующие усилия. Все измерения совпали с расчетами» (Злотин, Зусман, 1989).
ВОПРОС № 39
В 1976 году в газете «Пионерская правда» создатель ТРИЗ Генрих Альтов опубликовал задачку для школьников: «В открытые железнодорожные вагоны грузили сосновые брёвна. Контролёры измеряли диаметр каждого уложенного ствола. Это нужно было, чтобы потом вычислить объём брёвен. Работа у замерщиков шла медленно. — Придётся задержать поезд, — сказал старший контролёр. — Сегодня мы никак не управимся. И тут появился изобретатель. — Пустяки! — воскликнул он. — Поезд уйдёт через пять минут. Возьмите… И он объяснил, что надо взять и что надо сделать. А что бы предложили вы?»
Разбирая последовательность умозаключений на страницах своих книг, писатель сообщал о неудачных решениях этой проблемы:
«… пусть замеры ведёт бригада в 300–500 человек; определить на глаз средний размер бревна и подсчитать, сколько брёвен; сделать срезы всех брёвен и без спешки измерить их диаметр, когда поезд уйдёт…
За выигрыш в точности приходится платить проигрышем в стоимости, сложности. И наоборот: если предпочтёшь простоту (измеришь на глаз), придётся поступиться точностью. За этим техническим противоречием спрятано противоречие физическое: поезд должен уйти и поезд должен остаться. Нужно сделать так, чтобы поезд ушёл и в то же время как бы остался…» (Альтов, 1987, С. 90–91).
Из этого случая изобретатель выводит эмпирический приём в такой формулировке «если трудно измерить какой-то предмет, надо получить копию этого предмета и измерить копию»
Брёвна фотографируют с торца, для масштабирования — если нет линейки — можно использовать хотя бы спичечный коробок, размеры которого стандартны. Поезд может ехать, все вычисления и измерения будут сделаны по снимку.
Для лучшего запоминания этого «трюка» детьми автор проводит аналогию с ситуацией, описанной в приключенческом романе Александра Дюма-отца «Десять лет спустя». Барон дю Валлон де Брасье де Пьерфон, некогда мушкетёр Портос, заказал себе новый костюм, но запрещал портному прикасаться к себе во время снятия мерки. Креативное решение было найдено, хотя до появления первых фотографий оставалось подождать несколько веков, по совету драматурга Мольера воспользовались зеркалом (размером с рослого мушкетёра) и сняли мерку с отражения.
Мы же привели здесь задачу Г.С. Альтшуллера, чтобы ещё раз подчеркнуть, что эмпирические приёмы являются частными случаями, отражениями глобальных принципов (в данном случае, соотношений и взаимопереходов Времени-Пространства).
Сама природа ежегодно на наглядных примерах учит человека этому эффектному приёму. В «Занимательной физике» Я.И. Перельмана спрашивается:
«В какую погоду образуются сосульки, которые обычно свешиваются с крыши не только жилых домов, но и неотапливаемых строений? В мороз? — Но тогда откуда берётся вода? В оттепель? — Тогда почему вода замерзает?»
Эта «загадка» природы тем любопытна, что содержит в себе техническое противоречие: «Чтобы могли образоваться ледяные сосульки, нужно в одно и то же время иметь две температуры: для таяния — выше нуля, и для замерзания — ниже нуля».
В одно и то же время! Но не в одном и том же пространстве!
На склон крыши, обращённый к Солнцу, лучи падают не полого, как на землю, а под углом, более близким к прямому. Освещение и нагревание лучами тем больше, чем больший угол составляют лучи с плоскостью, на которую они падают. То есть скат крыши нагревается сильнее, и снег на нём может таять. Оттаявшая вода стекает и каплями свисает с края крыши. Но под крышей температура ниже нуля, и капля, охлаждаемая к тому же испарением, замерзает. На замёрзшую каплю натекает следующая. В случае с отапливаемыми жилыми помещениями, тепловой эффект от солнечной энергии, проливающийся на скат крыши, заменяет само тепло жилья.
ВОПРОС № 40
ВОПРОС № 41
Развитие речевых форм — неотъемлемая часть тренинга по креативному методу Диала. И хотя изложенное в этой книге носит характер графический, заинтересованному читателю следовало бы попробовать многократно произносить каждый из освоенных операторов, чтобы через речь воздействовать на характер обновляющегося таким образом мышления.
Если традиционная математика это язык символов, созданный человеком для отображения объективных закономерностей природы, то музыка как раз является другим универсальным языком — отображения и передачи закономерностей субъективных, то есть, прежде всего, эмоций, чувств человека. Древние говорили: «Музыка — искусство интонаций». Интонации — ключ к подсознанию человека.
Без каких-либо преувеличений можно сказать, что любой естественный язык в буквальном смысле создан из интонаций (а так называемые «языки» животных, и вовсе, состоят из одних интонаций). Интонации образуют не только базу, но и основной «строительный материал» каждого звукового языка. Гласные фонемы языка, например, являются, по сути, «сокращёнными», «сжатыми» в компактные звуковые объекты «сложными» интонациями — в том же самом смысле, в каком музыкальные аккорды являются комплексом простых музыкальных тонов.
Прежде интонации речи, однако, идет её ритм. Что такое ритм? Это повторение (рекурсия) всех видов звуков, от повторения гласных фонем, разделённых паузами согласных (артикуляцией), до повторения слогов в словах, слов в предложениях и самих предложений в текстах. Наиболее четко ритм выражен в стихотворной речи (чередование ударений, а также длительностей звуков (пауз) и чередование рифм), но он всегда присутствует и в прозе. Скажем, монотонное перечисление вслух списка учитываемых товаров в магазине идёт в полном согласии с законом рекурсии — ритма, выражающего, в данном случае, одинаковость (возврат всё к тому же самому) всех перечисляемых вещей. А без их хотя бы относительной тождественности как единиц счёта, сам процесс счёта стал бы невозможным.
Повтор звука, как нетрудно догадаться, вовсе не обязательно требует паузы между повторяемыми звуками — звуки могут различаться как тоном, так и просто внешней их последовательностью (первый-второй…), задаваемой тем, кто их произносит, а то и наложением одного звука на другой, совмещением звуков (громкостью или ударением). Однако в каждом из случаев универсалия удвоения-рекурсии играет значительную роль. Красиво звучащая (правильная, мелодичная) речь соответствует законам музыкальной гармонии, а в ней, как хорошо известно всем, имеющим хотя бы минимальное музыкальное образование, повсюду имеет место удвоение (или деление на два, что, по сути, то же самое).
Ритм (как, впрочем, и вся интонация речи), как правило, не осознаётся слушающим непосредственно; передаваемая ритмом информация идёт прямо в подсознание, бесконтрольно минуя фильтры сознания. Вкладывая конкретный смысл в ритм речи, оратор способен, скажем, переходом на монотонность пропустить целые пласты речи напрямую в мозг аудитории (одна из форм гипноза), резкими сменами ритма пробуждая вновь сознательное внимание людей лишь тогда, когда оно ему требуется (скажем, для аплодисментов).
Вспомним универсалии: всё имеет свойство быть и не быть. Бытие (наличие) звука и есть, собственно, сам звук. Его отсутствие (небытие) — молчание. Звук вообще и молчание есть первые знаки любого языка, служащие для выражения (обозначения) чего-то. Диал здесь отнюдь не исключение и правило произвольности обозначений в Диале гласит: звуком или молчанием в Диале можно обозначить (выразить) что угодно. Так ли уж это необычно, встречается ли подобное в естественных языках? Тот, кто вспомнит, как не раз выражал своё мнение хмыканьем столь же многозначительным, сколь и неопределённым, или не менее многозначительным молчанием, нас сразу поймёт. А есть ли тот, кто этого не делал?
Уже из изложенного об универсалиях нетрудно понять, какими будут следующие знаки (операторы симметрии, описывающие её переходы-трансформации) Диала. Это, конечно же, рождение / и исчезновение \, отображаемые появлением и исчезновением звука соответственно. Можно ли поменять их ролями в соответствии с математическим принципом произвольности обозначений? Ведь рождение чего-то одного всегда есть исчезновение другого, так? Безусловно, но только если вы уже не закрепили (не подразумеваете) некоего смысла за произносимым звуком.
Звук в Диале это не просто звук, а всегда некоторый знак. Звук имеет значение. Пусть, например, мы обозначили некую конкретную вещь неким конкретным же звуком-знаком (фонемой) У. Что будет обозначать рождение «/» этого звука (в Диале часто это пишут условно как «уУ»)? И наоборот, каков смысл Уу (исчезновения)? Не нужно быть семи пядей во лбу, чтобы понять: уУ имеет смысл «рождения», но уже не абстрактного, а вполне конкретного, «рождения вещи». Той самой, которую мы пока произвольно обозначили звуком У Если У — человек, то уУ — рождение ребёнка, Уу — смерть человека. (впрочем, абстрактно, это может быть и просто «появление У» или его исчезновение). Далее уУу становится «жизнью» (или просто пребыванием, «временем на жизнь») человека. Тогда как УуУ — «паузой-смертью», отсутствием этого человека, своего рода абстрактным «возрождением», «сохранением», «пространством памяти» о нём, Антивременем (всё это просто разные слова для разных проявлений одной и той же универсалии).
И вновь здесь возможен иной подход к интерпретации, если не сделано предварительных допущений и обозначений. Кроме того, \/ это жизнь (время) паузы (молчания), где рождением паузы надо считать исчезновение звука \, а её концом как раз рождение звука.
Любая вещь, система, субъект или объект могут быть представлены по меньшей мере в трёх временных ипостасях:
оО — молодое, новое, Будущее, грядущее, активное;
оОо — зрелое, Настоящее, сущее, нынешнее, стабильное;
Оо — старое, Прошлое, минувшее, прежнее, пассивное.
Собственно поскольку «Рождение-Смерть», «Время-Пространство» являются универсальными характеристиками, присущими любому объекту или процессу Природы, то конкретных примеров каждый может набрать несметное число.
Это три фазы, три измерения Времени, что обычно сложно для понимания. А вот переход в другое измерение «в пространстве»? Вообразить его не составляет особого труда, особенно в пространстве трёхмерном. Мы называем такой переход поворотом.
Взаимодействие операторов Времени и Пространства, их перемножение в прямом или обратном порядках и порождают новое измерение — оОоО или ОоОо. В самом общем виде это соответствует приёму «измени положение в пространстве»: если не сверху, то снизу; если не справа, то слева; если не здесь, то там; если не спереди, то позади.
Или такая интерпретация:
x*i=t; \/\ = \/\ = /\; где
t*(-i)=x*i*(-i)=x; /\/ = /\/ = \/
Ниже представлена операторная запись известного детского стихотворения Агнии Барто:
Дайте абстрактный перевод этого взаимодействия операторов Диала.
Используя ту же логику, запишите в операторном виде стихотворения «Ехал грека через реку…», «Наша Таня громко плачет….», «Зайку бросила хозяйка…», «Чижик-пыжик, где ты был…», «Плачет киска в коридоре, у неё большое горе…» Дайте абстрактный пересказ полученной операторной структуры. Это хороший тренинг и для маленьких детей, которых обучают правильно выговаривать слова, и для взрослых, желающих мыслить диалектически, изобретательно! Если наш читатель затруднится с переводом текстов в операторы, пусть он обратится к следующему разделу.
Среди эмпирических принципов разрешения технических противоречий ТРИЗ в конце второго десятка, можно обнаружить:
«№ 17. Принцип перехода в другое измерение:
а) Трудности, связанные с движением (или размещением) объекта по линии, устраняются, если объект приобретает возможность перемещаться в двух измерениях (то есть на плоскости). Соответственно, задачи, связанные с движением (или размещением) объектов в одной плоскости, устраняются при переходе к пространству трёх измерений.
б) Многоэтажная компоновка объектов вместо одноэтажной.
в) Наклонить объект или положить его „набок“.
г) Использовать обратную сторону данной площади.
д) Использовать оптические потоки, падающие на соседнюю площадь или на обратную сторону имеющейся площади».
Для наглядности приведём одну из классических задач курса ТРИЗ в изложении А. В. Кудрявцева:
«На аэродроме авиационного завода скопилось значительное количество изготовленных, но еще не принятых заказчиком самолетов (планеров. —
ВОПРОС № 42
К этой же категории Диала можно отнести тризовский «принцип эквипотенциальности № 12»: «Изменить условия работы так, чтобы не приходилось поднимать или опускать объект». Он, как вы могли заметить, составляет симметрию с принципом перехода в другое измерение, но только запрещает в это самое измерение переходить. То есть это оператор сохранения измерения, его неизменности, если так можно выразиться.
Если рассматривать ритмику Диала как интерпретацию пространственно-временного движения, тогда переход /\/ — это ещё и «остановка» или же растворение (вещества в растворе или поле), а \/\ — «старт» (порождение вещества из поля или неразличённого, растворённого состояния). Они ассоциируются с эмпирическими принципами: «преврати динамическое, текучее в статическое, твёрдое» и «преврати статическое, твёрдое в текучее, динамическое».
ВОПРОС № 43
ВОПРОС № 44
«Конструирование смысла» переходом к противоположностям, несмотря на вольность первоначального обозначения, и является основой всей структуры Диала как языка с самого низа (интонации и ритм) до верха (стихов и текстов). Меняются и усложняются структуры, переходы-преобразования симметрии, но центральный принцип построения языка (универсальная грамматика) остается тем же самым.
Так, повторение (переход рекурсии, «возврата к себе») звука «/\ —> /\» или, короче, «/\/\» (аАаАа) есть, как нетрудно понять, «раздвоение», «рождение количества» или, иначе, «размножение». Оно же, одновременно, имеет и смысл «преодоления паузы, пустоты», «перемещения» или «движения через Пространство», в том числе и идеи в пространстве мышления, а также «кванта» Времени, преодолевающего пространственный барьер, иными словами скачка сквозь Пространство.
Тем самым, пауза приобретает смысл абстрактного «пространства», в противовес смыслу самого звука как «времени», «бытия». В ТРИЗ этот оператор «от непрерывного — к дискретному» может соответствовать принципу № 21 «проскока опасного звена»: «Вести процесс или отдельные его этапы (например, вредные или опасные) на большой скорости». К той же категории отнесём принцип № 19 «периодического действия»: а) перейти от непрерывного действия к периодическому (импульсному); б) если действие уже осуществляется периодически — изменить периодичность; в) использовать паузы между импульсами для другого действия. Наконец, если обратиться к дополнительной десятке приёмов-принципов разрешения технических противоречий ТРИЗ: «№ 41. Использование пауз. Одно действие „вставлено“ в паузы другого действия».
ВОПРОС № 45
Перед Вами типично изобретательская задача. Давайте сформулируем противоречие: узник должен быть в тюрьме всю оставшуюся жизнь, чтобы отсидеть пожизненный срок и не должен быть в тюрьме всю оставшуюся жизнь, чтобы не нарушать указ об амнистии на половину срока. Нужно разрешить это противоречие, например, в пространстве или во времени, то есть непрерывный срок постоянного нахождения в заключении сделать дискретным. А что, если чередовать день пребывания на свободе дома точно таким же днём пребывания в тюрьме? Тогда оставшееся время жизни преступника разделится поровну: на время свободы и на время неволи, с определённой погрешностью, которая будет зависеть от того, в какой момент этого человека настигнет смерть.
ВОПРОС № 46
ВОПРОС № 47
Обратный процесс (преобразование АаАаА) \/\/ имеет, очевидно, и обратный же смысл «уединения», «слияния», движения сквозь Время, и т. п., а также «кванта» Пространства, одолевающего барьер временности, скачка сквозь Время.
Соответствующий эффективный приём здесь: «соедини разделённое», «от дискретного — к непрерывному». В этом процессе «одно» переходит в «два» или, вообще говоря, во «много» (грамматическое число). И наоборот. Значит, между одним и многим есть что-то общее (симметрия). (О текущем операторном уровне подробнее см.: Куликов, Гаврилов, 2009–2012; 2011, № 1–2).
В ТРИЗ находим два принципа, соответствующие этой категории Диала:
«№ 20. Принцип непрерывности полезного действия: а) вести работу непрерывно (все части объекта должны всё время работать с полной нагрузкой); б) устранить холостые и промежуточные ходы».
Так в процессе транспортировки нефти по трубопроводу производится её обезвоживание и обессоливание. Или же танкер, перевозящий нефть, одновременно ведет и её переработку (Альтшуллер и др., 1989).
«№ 24. Принцип посредника. Использовать промежуточный объект-переносчик. а) Использовать промежуточный объект, переносящий или передающий действие. б) На время присоединить к объекту другой (легко удаляемый затем) объект».
ВОПРОС № 48
ВОПРОС № 49
Инерция мышления современного человека заставляет его соотносить пройденный путь с мерами длины. В древности же расстояние, то есть одолённое пространство, измерялось днями перехода, или же временем. Кто же способен в буквальном смысле одолеть его? Между Востоком и Западом всего-навсего один день пути, один солнечный переход, потому что утром солнце начинает путь на Востоке, а вечером дневное светило заканчивает его на Западе!
Конечно, в восточной сказке эта загадка не вызвала затруднений. Не то что другая — «Каково расстояние между правдой и ложью?». Оказалось, что весьма невеликое: «Расстояние между правдой и ложью всего лишь в четыре пальца, это расстояние между глазом и ухом, потому что ухо часто слышит лживую речь, но очи видят, как дела обстоят на самом деле».
ВОПРОС № 50
Если бы мы спрыгнули с трамплина и неудачно приземлились бы на воду мягкими частями тела, то по большому счёту тоже ударились и сплющились бы. С целью избежать удара мы меняем свою форму и входим в верхние слои воды особым образом, пронзая её. Но, поскольку нам нельзя менять форму капли, будем менять воду. Нельзя ли сделать воду помягче, нельзя ли на границе воды и воздуха расположить такую штуковину, которая замедлит падение, устранит или компенсирует сплющивание, смягчит удар? Эта граница, это пространство между воздухом и водой будет носить черты и воздуха и воды, это производная их синтеза, их взаимодействия. Что мягче воды, но по плотности — не воздух? Пена.
В воду заранее вводят ПАВ (поверхностно-активное вещество, например, мыло) и заранее взбивают — перед началом литья. Шарики падают в пену, и лишь потом оказываются в воде. Тут и посредник, и промежуточное звено, и заранее «подстеленная подушка».
Применению пены в ТРИЗ отведён отдельный приём № 43, хотя нам это представляется довольно частным случаем вышеозначенного оператора.
ВОПРОС№ 51
ВОПРОС № 52
ВОПРОС № 53
«Для того чтобы слышать звуки фортепиано, Бетховен использовал деревянную палочку. Один конец палочки он вставлял под крышку фортепиано, а другой — сжимал зубами. По свидетельству очевидцев, иногда Бетховен приставлял к фортепиано конец своей трости, а к другому концу прижимал сжатые зубы. Звуки от корпуса фортепиано через палочку или трость передавались зубам композитора, через них челюстям, затем костям черепа. Далее от костей черепа звуковые вибрации передавались во внутреннее ухо. Описанный способ позволял Бетховену слышать звучание фортепиано и некоторых других музыкальных инструментов» (из книги А. Гина и А. Кавтрева «Объяснить необъяснимое», «Вита-Пресс», 2011).
Итак, любой скачок связан с преодолением барьера, это видно хотя бы даже из наших рисунков, кто присмотрелся. В одном случае — барьер Времени, в другом — барьер Пространства. И чтобы пройти сквозь Пространство — надо стать им самим (по Времени мы и так неспешно себе идём в качестве временных структур). Вот такой Парадокс! Барьер, границу разделяющую, превратить в — соединяющую.
ВОПРОС № 54
Ученик явился на урок химии, но интереса к этому предмету, увы, у него нет. А тема занятия, скажем, «Галогены». И вот, учитель начинает рассказывать об электронах, которые, может быть, вертятся по орбитам около ядер, о волновых функциях и уравнении Шрёдингера… а перед педагогом сидят восьмиклассники, и монотонное жужжание о странных, непонятных даже великим учёным вещах навевает на слушателей сон.
В каждой отрасли знаний, как в системе отсчёта, пользуются своим языком за неимением универсального. И чтобы перейти из одной системы в другую, надо приложить определённые усилия, преодолеть психологический и языковой барьер.
Учитель пытается объясниться с ребятами на языке своей системы отсчёта, урок окончен, а следом, согласно учебному плану, идут биология, физика и математика, где новые и новые измерения и точки зрения.
А что, если наш педагог, учитывая повальный интерес к фантастике в этом детском возрасте, перешагнёт через собственный барьер, как представитель высшей касты, и построит урок, а может, и их последовательность в форме игры? Тогда и теория окажется не столь «сухой», и по-иному посмотрят пока ещё дети, но будущие специалисты, на мир науки и искусства.
В знаменитом рассказе известного писателя и учёного И. А. Ефремова «Сердце Змеи» описана встреча землян с обитателями планеты, на которой во всех жизненно важных окислительных процессах участвует не кислород, а фтор. Такой вот «фактор икс» — если вернуться к методам тренировки творческого воображения, как уже было показано в разделе об аналогиях.
Продолжим его фантазию с точки зрения химика, чем грозил бы землянам физический контакт со «фтористыми» людьми.
Фтор — сильнейший окислитель. Он энергично реагирует со всеми простыми веществами за исключением гелия, неона и аргона. В атмосфере фтора горят даже негорючие, в привычном понимании этого слова, вещества — асбест и вода:
2H2O + 2F2 = 4HF + O2
Кроме кислорода и фтороводорода образуются в этой реакции также озон и фторид кислорода. Большой энергией связи F-Si обусловлено течение процесса:
SiO2 + 2F2 = SiF4 + O2
Катализатором этой реакции является вода[62].
Пусть учитель перекидывает мостик к другим дисциплинам — географии, механике, той же анатомии, и его слушают внимательно, ведь говорит он своим ученикам то, что они хотят от него услышать:
«Представим себя фтористыми людьми. Фтор, замещая кислород, способен обеспечить энергетику качественно новых жизненных процессов. Температура на такой планете, — начинаете моделировать Вы, — должна быть значительно ниже земной, но это, очевидно, может компенсироваться в живом организме большей окислительной способностью фтора. Скелет, в отличие от нашего, в основном будет содержать фторид кальция, а кровь — фтороуглероды. Кора такой планеты представлена, прежде всего, фторидами, и в ней больше, чем на Земле, самородных металлов. Обитатели планеты утоляют жажду плавиковой кислотой и используют воду в промышленности как высоко агрессивное, огнеопасное вещество. Углерод большей частью заменён на кремний…»[63]
Вот и приблизилась фантастическая планета к Земле. А следом за естественными науками школьники, возможно, захотят разобраться в политике странного народа по ту сторону барьера, ибо встреча с фтористым парнем столь же опасна, как и знакомство электрона с позитроном, ведущее к аннигиляции. И вся школа целый день на разных уроках вживается в ситуацию, которая была перенесена гениальным писателем за много парсеков подальше от Земли, но при этом осталась такой земной. Задача о соединяющем нас Барьере. Задача о разделяющем нас Контакте.
И ещё один характерный пример действия операторов этого изобретательского уровня. Если что-то не сохраняется (дискретно) во Времени, значит, оно может быть сохранено (непрерывно) в Пространстве.
В 1863 году Дмитрий Иванович Менделеев при посещении Баку порекомендовал проложить трубопровод для перекачки нефти с промыслов на завод, что, по его мнению, позволило бы существенно сократить затраты времени на перевозку: «Необходимо, и даже крайне, проложить трубы и по ним вести сырую нефть до морских судов или до заводов, расположенных на море», — писал автор идеи. К сожалению, предложение это не приняли. Спустя несколько лет американские технологи осуществили у себя замысел Д. И. Менделеева на практике. «Американцы будто подслушали: и трубы завели, и заводы учредили не подле колодцев, а там, где рынки, и сбыт, и торговые пути», — сокрушался гениальный химик, прознав об их успехе.
Только в 1877 году предприимчивый организатор технического производства Александр Вениаминович Бари, и главный инженер его конторы Владимир Григорьевич Шухов ознакомили главу компании «Братья Нобель», также выдающегося инженера Людвига Эммануиловича Нобеля, со своими разработками по транспортировке нефти от Бакинских промыслов к его заводу. Бари был успешным коммерциализатором, и ещё неясно, состоялся бы Шухов без Нобеля и Барии, ставивших его разработки на крепкие индустриальные ноги.
Нефть с промыслов доставлялась на заводы гужом — на арбах, в особых бурдюках. Каждая арба перевозила до 25 пудов (1 пуд = 16.38 кг) нефти, что составляло один халвар (11–12 бурдюков). «Десять тысяч ароб занимались доставкой нефти на заводы и непрерывной лентой тянулись по отвратительным дорогам с промыслов на заводы. При сильном ветре или дожде, аробщики отказывались выезжать, и заводы должны были оставаться без нефти. Плата за перевозку стояла высокая; доставка одного пуда нефти обходилась в 5 и даже 8 копеек. О нефтепроводах никто не думал» (Старцев, 1901, с. 28)[64].
Людвиг Нобель предложил прочим бакинским заводчикам на паях проложить нефтепровод от промыслов до заводов, но получил отказ. Тогда «Братья…» поручили Шухову спроектировать полный комплекс сооружений трубопровода и воплотить проект в жизнь — первый в России нефтепровод с паровым насосом[65].
«1878 год вошел в историю как год строительства первого промыслового нефтепровода в России, а сам трубопровод явился родоначальником гигантской сети магистральных трубопроводов, эксплуатирующейся в настоящее время. В 1881 году В.Г Шухов публикует свою работу „Трубопроводы и применение их в нефтяной промышленности“, которая на многие десятилетия стала основным руководством по проектированию трубопроводов. В этой работе В. Г. Шухов установил зависимость между расходом жидкости и её вязкостью, предложил формулу для расчета падения напора в зависимости от режима течения жидкости, дал методику определения наиболее выгодного диаметра трубопровода, скорости движения жидкости, толщины стенок труб. Разработанный им графоаналитический метод расположения промежуточных насосных станций применяется и в настоящее время…» ((Шаммазов и др., 2000)
«Наряду с большими работами по проектированию и строительству упомянутых здесь и последующих нефтепроводов Шухову приходилось решать задачи, возникавшие при добыче, транспортировке и переработке нефти. Вся техника для добычи и переработки нефти была в то время крайне примитивной. Добытая нефть хранилась в открытых котлованах и транспортировалась в бочках на телегах и пароходами. Из нефти получали только керосин, используемый для освещения. Мазут и бензин в то время являлись промышленными отходами, получаемыми в процессе перегонки нефти в керосин. Мазут как топливо не использовался, ввиду отсутствия эффективной технологии его сжигания, и загрязнял окружающую среду, накапливаясь в многочисленных котлованах. Бензин, получавшийся в процессе производства керосина, просто улетучивался. Бензиновый двигатель был изобретен лишь в 1883 году. Территории нефтяных месторождений были отравлены нефтью и мазутом, просочившимися в почву из котлованов.
В 1878 году Шухов разработал оригинальную конструкцию цилиндрического металлического резервуара для хранения нефти. Через год нефть перестали хранить в котлованах. В 1879 году он запатентовал форсунку для сжигания мазута. После внедрения форсунки Шухова мазут стали использовать как топливо. Менделеев опубликовал изображение форсунки Шухова на обложке своей книги „Основы фабрично-заводской промышленности“ (1897 г.) и высоко оценил вклад Шухова в использование мазута, как топлива. В последующие годы были сделаны многочисленные новые разработки, в том числе созданы различные насосы для подъема нефти из скважин, изобретён эрлифт (газлифт), выполнено проектирование и строительство нефтеналивных судов и установок для дробной перегонки нефти. Была спроектирована первая в мире промышленная установка непрерывного термического крекинга нефти (патент Российской империи № 12926 от 27 ноября 1891 года). Шухов стал автором и главным инженером проектов первых российских магистральных нефтепроводов: Баку-Батуми (883 км, 1907 г.) и позднее Грозный-Туапсе (618 км, 1928 г.). Таким образом, Шухов внес значительный вклад в развитие русской нефтяной промышленности» (Грефе, 1990).
Но всё же толчок развитию целой отрасли дала элементарная инженерная идея Менделеева — чтобы выиграть во времени и, соответственно, в средствах[66], надо совершить изменения конструктивного свойства в пространстве.
Пространство не только связывает, но и разделяет, как, впрочем, и Время. Тогда непрерывность становится самой настоящей дискретностью, а дискретность — единением.
Характеристикой пространственно-временных отношений явленного мира выступает количество, оно обнаруживается во взаимодействии вещей, когда ту или иную вещь берут за эталон. Так, английский король Генрих I в двенадцатом веке приказал измерить расстояние от кончика своего носа до конца среднего пальца вытянутой руки и принял это за единицу измерения — ярд.
Количество, естественно, существует, рождается и умирает в Пространстве и во Времени, поэтому было бы логичным взять за начало либо само Время, либо Пространство.
На будущее отметим и ещё одну важнейшую мысль для тех, кто всерьёз решил заняться развитием креативного мышления. Где тяжело с логикой, там на помощь приходит исторический метод. Так развитие понятия количества можно подглядеть у детей, они в миниатюре его повторяют. Играя вещами и пользуясь ими, ребенок ещё до того, как выучит понятие «один», уже знает понятие «многое».
Он знает «больше» и «меньше»: предложи ему одну или две конфетки — ребёнок возьмет две, хотя и не знаком с понятиями «один», «два».
В развитии чего угодно существует скрытый (интуитивный, инкубационный) период. Ребёнок может не знать чисел, но он в силах разделить одну горсть песка на две (здесь закладывается операция квантования, отделения, ограничения). У детей не сразу возникает осознание сохранения количества. Если из кучки камней сначала убрать два камня, а потом добавить пару других, ребёнок не скажет, что осталось столько же. Перекладывая количества разными способами, он учится совершать тождественные преобразования. Первоначально дети усваивают «один» и «много», затем «много» у них раздваивается на «один и один» и «много». Но «один и один» весьма неудобно! И появляется «два», затем «три» и т. д.
Динамика количественных переходов звуков (изменений длительностей фонем, слов и предложений, пауз и степени ударений) способна вложить в вашу речь смысл, определяемый всё теми же универсалиями и их иерархией. Подсознание слушающих расшифрует этот смысл и примет к исполнению: ведь фильтры сознания отключены. Так, отработав ритм речи заранее, можно добиться как усиленной реакции слушающего, так и даже прямо противоположной тому, что высказано в вашей речи непосредственно (и чему мешают фильтры сознания).
Как вложить конкретный смысл в ритм (и в целом, в интонацию) речи? На обычном языке это хотя и возможно, но не всегда просто (требуется особый подбор слов по их длительности, по ударениям, что близко к стихосложению), на Диале же подобное закладывается с самого начала.
Теперь, следуя предыдущей логике развития, получим в распоряжение четыре новых «оператора» Диала (Куликов, Гаврилов, 2009–2012; 2011, № 3). Для удобства изложения воспользуемся «графиком» изменения громкости.
Рождение количества, то есть переход от одного ко многому:
во времени
в пространстве
Любопытно, что именно этот далеко не первый по логике Диала оператор как бы открывает список из сорока типовых приемов разрешения технических противоречий ТРИЗ:
«№ 1. Принцип дробления: а) Разделить объект на независимые части; б) Выполнить объект разборным; в) Увеличить степень дробления объекта». Частный случай — диссоциация (приём ТРИЗ № 49).
ВОПРОС № 55
Французский генерал Гальени не растерялся и нашёл изобретательское решение в безвыходной ситуации, разделив ресурсы в пространстве и во времени. Невозможность непрерывной доставки войск непрерывным железнодорожным путём он заменил возможностью дискретного выполнения той же операции.
Находчивый генерал приказал нанять три тысячи парижских таксистов и арендовать их машины для нужд обороны города. Перегруженные, битком забитые солдатами такси были, в сущности, прообразом будущих моторизированных колонн Вермахта. Тысячи и тысячи солдат Гальени были доставлены таксомоторами в критические точки фронта. И обеспечили в ходе военных операций преимущество французам.
ВОПРОС № 56
Ничего сложного тут нет. Считаем: «полтреть» — одна шестая, «полполтреть» — одна двенадцатая, «полполполтреть» (малая треть) — одна двадцать четвёртая. Соответственно, «полчеть» — одна восьмая, «полполчеть» — одна шестнадцатая, «полполполчеть» (малая четь) — одна тридцать вторая. Такого рода славянская нумерация была окончательно заменена на позиционную систему счисления лишь при Петре Великом.
Потребуем двум новым нашим операторам обратных операторов, то есть полностью противоположных. Это смерть количества, как переход от многого к одному:
во времени
в пространстве
В ТРИЗ это «принцип объединения № 5: а) Соединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты (естественно, в пространстве. —
Примеры бытового уровня — шариковая ручка с несколькими стержнями, запасными или разных цветов, набор отвёрток при одном держателе, или свёрл для одной и той же дрели, сборная и разборная гантель… Что касается операций, то в том же токарно-винторезном станке с тех пор, как его придумал в конце XVIII века английский механик Генри Модсли, основной принцип — согласование вращения шпинделя станка и движения подачи резца. Резцы могут крепиться к единому механизму в пространстве, хотя и использоваться последовательно и попеременно — во времени.
На том же принципе параллельного или последовательного выполнения нескольких операций, объединения потоков и частей или дробления на части и потоки, основано искусство монтажа, и не только кино- и фото-, а и любых коммуникаций и линий, от информационных до трубопроводных.
Телефон-факс и ксерокс (сканер+принтер) объединяют в себе несколько функций, хотя они и проистекают во времени последовательно, но зато осуществляются в едином устройстве вместо двух разных. И музыкальные центры, и кухонные комбайны — соединение нескольких устройств с разными функциями в одно.
ВОПРОС № 57
Играли, небось, в «Ладушки»!? Которые были у бабушки. Лад — значит порядок. Попробуйте «прохлопать» четыре изображённых выше «оператора»? Для пика используйте сильный хлопок, для впадины — хлопок послабее. И не забудьте о паузе! Хорошее упражнение для развития понимания ритмики живого и неживого.
В звуковой форме все эти операторы — либо размножение (увеличение числа) звуков, пауз, либо уменьшение их числа, соответственно. При этом увеличение числа звуков вместе с числом пауз даёт в результате просто «многое».
А вот увеличение числа звуков без соответствующего увеличения числа пауз дает сплошной непрерывный звук большей длительности, что выглядит, как увеличение размера и носит смысл порождения «большего» (см. «принцип № 16. Избыточное решение»):
А раз ранее размеры-длительности звуков между собой ничем не отличались, то логично назвать такой оператор — «Рождение размера Времени».
В этой связи, чтобы продемонстрировать работу оператора, исторический пример грамотного инженерного решения.
Когда европейцы очутились в Южной Америке, они часто обнаруживали на песчаных побережьях огромные человеческие следы и потому дали местным жителям название патагонцев, что в переводе на русский значит «большеноги». Впрочем, если поехать в Патагонию сегодня, в городах мы найдём потомков туземцев с ногами самого обычного размера. Почему патагонцы некогда оставляли на песке большие следы?
Ответ мы обнаружим как на страницах журнала «Наука и жизнь» (1999, № 10. — С. 29), так и в курсе ТРИЗ, например, у И. Ю. Андржеевской («Биология в открытых задачах»):
«Местные индейцы умели делать обувь, напоминающую галоши, которая точно повторяла форму ступни. Благодаря такой обуви на песке и оставались огромные следы. Индейцы жили первобытным строем и занимались охотой, рыбной ловлей и собирательством. Они применяли специальную „обувь“ чтобы ходить по песку вблизи воды и чтоб ноги при этом не увязали (площадь большая), не были бы поранены о ракушки и камни или не мокли.
Изготавливали патагонскую обувь так. Надрезали кору дерева гевеи, при этом в месте разреза выступал млечный сок — латекс. Сок собирали по каплям. После специальной обработки он превращался в смолистую массу (сырой каучук). Индейцы по нескольку раз опускали в эту массу босые ноги, подсушивая каждый слой. В результате получалась „обувь“, которая предохраняла от влаги и хорошо сидела на ноге. Слово „каучук“ означает „слезы дерева“ и происходит от индейских слов „као“ — дерево и „учу“ — течь, плакать. Первый каучук, привезенный в Европу Колумбом, остался без внимания. Только в XIX веке, когда из каучука научились изготавливать резину, сок гевеи получил мировое признание».
Как это уже было ранее, потребуем прямому обратный ему оператор. «Длящаяся» пауза означает «удаленное», в отличие от «рядом», выражаемого короткой паузой и носит смысл «Рождение размера Пространства»:
Увеличение числа звуков пространственно, то есть одновременно, логично сравнить с хорошо слаженным хором. Как наш читатель уже догадался, одновременное звучание многих «голосов» есть и увеличение громкости, имеющее смысл: «большое».
Этот оператор соответствует приёму разрешения технических противоречий в ТРИЗ «№ 7. Принцип матрёшки» (а) Один объект размещен внутри другого объекта, который, в свою очередь, находится внутри третьего и т. д.; б) Один объект проходит сквозь полость в другом объекте). Сюда же можно отнести приём ТРИЗ «№ 42. Принцип многоступенчатого действия. Эффективность действия наращивают путем последовательного применения группы однородных объектов».
Попробуйте представить себе, как поэтапно, подключением всё новых и новых голосов формируется хор? Для того, чтобы «спеть» такой оператор, понадобятся приятели. Зато его можно самостоятельно изобразить графически. Вы догадались, как? Что это за техническая система? Да хотя бы какой-то многоэтажный объект или многоходовая операция.
ВОПРОС № 58
Вполне выразимы различия, связанные и с другим количественным отражением пространственно-временных отношений: длинное — короткое, высокое — низкое, широкое — узкое. Для полноты картины отметим ещё два оператора «Смерти размера во Времени и Пространстве», или же «порождения меньшего», «частичного»:
Уже упомянутый выше тризовский «принцип частичного или избыточного решения № 16» гласит, что «если трудно получить 100 % требуемого эффекта, надо получить „чуть меньше“ или „чуть больше“. Задача при этом может существенно упроститься».
На одной пирушке ходжа Насреддин взял кисть винограда и отправил её целиком в рот. — «Ходжа, — говорят ему, — виноград едят по ягодке». — «То, что едят по ягодке, называется баклажаны». Вспоминается и ещё одно меткое выражение ходжи о соотношении количества времени и его размера: «Насыщает не время, проведённое в корчме, а количество съеденного плова».
ВОПРОС № 59
Далее в языке «Диал» идет развитие звуковых форм, выражающих количественные категории… Операторам такого рода соответствует, например, принцип ТРИЗ «№ 27. Дешевая недолговечность взамен дорогой долговечности» (заменить дорогой объект набором дешевых объектов, поступившись при этом некоторыми качествами (например, долговечностью). Хотя, почему, собственно, не получить и обратного, вывернутого наизнанку по нашей логике оператора.
ВОПРОС № 60
Даже если вам неизвестна эта шутка, расхожая в среде физиков, попробуйте рассуждать диалектически. Кошке большого размера — временной, так сказать, структуре, нужен и лаз большого размера — структура пространственная. А кошке малого размера — сгодится дырка в пространстве гораздо меньшая. Кошка родила — этой кошки стало больше во времени. Значит, и «пространство от кошки» должно размножиться.
Когда у кошки появились котята, чудак Ньютон проделал в двери для каждого котёнка по дополнительному меньшему отверстию.
ВОПРОС № 61
ВОПРОС № 62
Как-то в одной из телепередач «Кинопанорамы» (середины 1980-х годов) известный автор-исполнитель Сергей Никитин демонстрировал эффект изменения времени и пространства на примере песни: «Однозвучно гремит колокольчик…» — он исполнил «шлягер» при одной и той же мелодии и словах в нескольких вариантах, то отрывисто, то протяжно, то размеренно, то раздольно. Найдите, ради интереса, текст и пропойте его, визуализируя ямщика и сани. Представьте, что вот он близко, и лошадка бодро бежит по накатанной дороге, а вот он уже далече, и совсем далеко, а там и не ясно, может снег такой глубокий, может, устала кобылка. Варьируйте громкость и длительность звука там, где считаете психологически оправданным. Словом, это хорошее упражнение для креативного ума!
По собственному опыту читатель знает, что всякая информация, будь то музыкальное произведение или кардиограмма сердца, имеет свой ритм, существующий благодаря различению громкости, продолжительности и ударности звука, знака, сигнала.
Если два акцента между собой одинаковы по силе, то есть различимы во времени, но неразличимы в пространстве, то их последовательность музыкант бы назвал тактом.
Существуют такты простые (с одним ударением) и сложные (с двумя и более ударениями), естественно, что и такты имеют различный размер. Более того, если, скажем, через равные промежутки стоит несколько ударений одинаковой силы, то говорят о симметричном такте (например, речевой ритм перечисления). Несимметричный такт, это когда пространство между акцентами различимо.
Стопа — музыкальный квант, элементарный «кирпичик» мелодии, она состоит из нескольких «слогов», из которых хотя бы один содержит ударение, то есть именно к нему приложена «дополнительная энергия», сделан акцент. По количеству слогов и их ударности различают: ямб — двусложная стихотворная стопа с ударением на втором слоге более всего соответствует операторам рождения, хорей — операторам смерти, трёхсложные стопы, где ударения могут стоять на первом, втором и третьем слогах, соответственно называют: дактиль, амфибрахий, анапест. Амфибрахий, например представляет собой временную структуру.
Конечно, стихотворная речь строится не только на этих стопах. Чаще стопы чередуются, но в детских стихотворениях встречаются и в чистом виде.
Весьма существенным моментом, кстати, является то, что при изменении ударения может измениться и сам смысл произносимого. Это так называемое логическое ударение (оно связано ещё и с изменением тона голоса в соответствующих местах). Обычно, если ударение поставлено в конце предложения, то утверждение приобретает вопросительную форму. Если ударение перенесено на начало предложения, оно носит ответный характер.
— Скажи-ка дядя, ведь не даром…? — Да, были схватки боевые… — Скажи мне, кудесник, любимец богов.? — Волхвы не боятся могучих владык…
А знаменитое «казнить нельзя помиловать»? Умение держать паузу, ставить соответствующие логические ударения — большое искусство, порой, оно завораживает, даже если человек не понимает языка, но улавливает смысл по форме произносимого.
Ритм не является обязательной характеристикой только звуковых систем. Танцевальные па или последовательность фигур в восточных единоборствах ничем не хуже для своего круга… На повторяемости, когерентности движений была основана строевая муштра в наших пионерских лагерях, да и в армии это самый эффективный способ вышибить последние мозги из головы студента. Частые ударения в предложении создают у нас ощущение скорости. В сравнительно малое стихотворное пространство, оказывается, укладывается огромная по объёму информация.
Протяжные русские народные песни за счет именно этой размашистости связаны с ощущением относительно большего времени — взять, например, «Калинку». Но в современном нехоровом исполнении абсолютно те же самые слова приобретают иной оттенок за счёт другой продолжительности гласных и расстановки акцентов, иного темпа.
Эта категория Диала в ТРИЗ представлена как «принцип № 34, отброса и регенерации частей:
а) Выполнившая свое назначение или ставшая ненужной часть объекта должна быть отброшена (растворена, испарена и т. д.) или видоизменена непосредственно в ходе работы.
б) Расходуемые части объекта должны быть восстановлены непосредственно в ходе работы»[68].
Можно пока отвлечься от характера «отброса». Главное, что количество изменяется во времени и в пространстве, оно также и сохраняется.
Любое количество может существовать в неопределённой и определённой формах, которые последовательно сменяются одна другой. Количество капель воды, скажем, в трубопроводе, есть бесконечность, однако в ванной, а тем более в стакане мы имеем конечное количество капель. Вылив содержимое стакана сквозь зарешёченное отверстие раковины, мы снова снимаем различия.
Что же будет Пространством и Временем, сохранением и жизнью для количества? (Куликов, Гаврилов, 2009–2012; 2011, № 3).
Отметим ещё раз, что все эти категории, будучи чрезвычайно абстрактными, относятся не только и не столько к физическому Пространству-Времени, сколько к собственному пространству-времени произвольной вещи, определённой через её бытие. Например, к ямщику или лошадке, или непогоде, окружающей их.
Существование какого-то определённого числа произвольных объектов (в смысле абстрактной, грамматической определённости, а не в форме конкретного числа в природе) в звуке всегда предполагает сначала появление этого числа, то есть абстрактное размножение количества, а в дальнейшем — его обязательное исчезновение, то есть, уменьшение.
Следовательно, категория определённого числа выражается переходом «одно-многое-одно», волна нарастания громкости (длительности, числа акцентов) звука с последующим возвратом к исходному уровню означает величину.
«Жизнь, или Время количества» — это его определённость, то есть ограниченность, конечность.
Впрочем, не исключается и обратный порядок, но он несёт проявление неопределённого. Вот как выглядит оператор «Пространства количества», имеющий смысл бесконечного:
ВОПРОС № 63
Лучшим выходом из положения оказалась конструкция, названная изобретателями «бесконечное цепное колесо». Сейчас её обычно называют гусеницей. Считается, что это название предложил Уинстон Черчилль, когда в качестве Первого Лорда Адмиралтейства финансировал новую разработку — сугубо сухопутную, но изрядно напоминающую боевые корабли. Автором британского рецепта победы считается полковник Эрнест Суинтон — автор популярных фантастических произведений на военные темы. Именно он предложил установить бронеавтомобиль на гусеницы — чтобы без труда прорывать проволочные заграждения и переваливать траншеи. Вероятно, тут сказались его довоенные опыты с американским гусеничным трактором.
Сухопутные войска встретили проект скептически и почти уже положили проект под сукно: привычные средства вроде массированного артиллерийского и пулемётного огня казались надёжнее. Положение спас Черчилль, ухватившийся за идею создать нечто, аналогичное броненосцам, только на суше.
Для секретности новую конструкцию назвали tank — «резервуар»: считалось, что их можно будет выдать за передвижные цистерны для водоснабжения британских войск на засушливом Ближнем Востоке.
ВОПРОС № 64
Если читатель решит задаться вопросом, какой физический смысл имеет чередование конечного и бесконечного, то обнаружит новый парадокс. Бесконечное начинается там, где умирает конечное, а конечное рождается со смертью бесконечного. Бесконечное — конечно! Бесконечность ограничена!
Ещё Лукреций в труде «Об атомах» намекал на это:
В качестве хорошей задачи для ума предлагаем читателю самому изобразить такие понятия, как «бесконечно малое» и «бесконечно большое». При настойчивой тренировке и практике даже в таких, или особенно таких, абстрактных построениях каждый желающий станет виртуозом неординарной мысли.
Кстати, о мастерстве. Есть англосаксонский вариант нашего «Левши». Будто бы некий виртуоз послал приятелю булавку, на головке которой выгравировал слова: «Как тебе это нравится?» Последовал ответ: «Ничего особенного». Ответ содержался на той же булавочной головке, внутри буквы «о» в слове «это».
ВОПРОС № 65
ВОПРОС № 66
ВОПРОС № 67
В одном из сюжетов телепередачи «Мнения знатоков» (Вассерман, Латыпов, 2012, С. 238–242) рассказывалось о том, как Антони ван Левенгук в 1673 году открыл одноклеточные микроорганизмы. Случилось это благодаря тому обстоятельству, что он изобрёл и изготовил микроскопы непревзойдённого по тому времени качества. Более того, Левенгук строил эти микроскопы сотнями, если не тысячами. И мало кто задумывается: как удалось скромному часовщику вести у себя на дому столь массовое производство сложнейших оптических приборов? Ведь по сравнению с оптической точностью даже нынешние достижения часовой технологии чудовищно грубы. А уж в его эпоху вовсе не существовало такого оборудования, каким мы располагаем сейчас. Линзы у Левенгука крошечные — менее булавочной головки, а порою едва ли не сопоставимы по размеру с самими объектами наблюдения.
После смерти изобретателя осталось 273 микроскопа и 172 линзы, собственноручно изготовленных им. Великий экспериментатор, регулярно — каждые два месяца — распространявший сообщения о новых открытиях, мог рассматривать предметы размером в 1,5 микрона.
Даже изощрённейшие современные технологии требуют немалых сил, денег и времени для достижения подобных результатов. Левенгук же работал в одиночку, не располагал и сотой долей нынешних знаний об оптике вообще и свойствах стекла в частности, а уж технологии расчёта, используемые конструкторами сегодня, в его эпоху и вообразить было невозможно. И, тем не менее, он производил свои линзы многими тысячами. Причём сравнительно недорого. Чаще всего он даже не пытался рассматривать в одну линзу несколько разных образцов. Линза, стекло с образцом, удерживающая их конструкция собирались раз и навсегда. Левенгук был одним из первых мастеров высшего класса, сделавших ставку именно на массовое производство и скромные цены. Как же смог ремесленник — пусть и необычайно искусный, и знакомый едва ли не со всеми тогдашними науками (они были далеко не так обширны, как сейчас, и полное их изучение оставалось в пределах человеческих сил) — на века опередить уровень всей доступной ему техники?
Инженеры и учёные исследовали сотни линз Левенгука самыми современными способами. И после нескольких лет анализа ничтожных следов возможных методов обработки пришли к парадоксальнейшему выводу: никакой обработки стёкол вовсе не было. Линзы у Левенгука сразу получались готовыми.
Мастер плавит стекло на весу — для этого у стеклодувов с незапамятных времён накоплено более чем достаточно приёмов. Капли свободно падают в воду. В полёте они оказываются в состоянии невесомости. Поверхностное натяжение придаёт невесомой капле правильную сферическую форму. В воде крошечный комочек стекла остывает так быстро, что не успевает деформироваться. Правда, чем меньше капля, тем ощутимее сопротивление воздуха и тем сильнее отклонение от невесомости. Да и удар о воду хоть немного да скажется на форме. И внутренние напряжения в стекле тем сильнее, чем быстрее оно остывает. То есть капли Левенгука всё же не идеальны.
Но среди главных изобретательских принципов есть и совет обратить вред в пользу. Левенгук использовал его в полной мере. Ведь для правильного изображения как раз и нужны асферические линзы с внутренним напряжением. Конечно, асферичность и напряжение нужно точно дозировать. А по Левенгуковой технологии они получаются случайными по величине. Ну и что же? Среди бесчисленных вариантов всегда можно выбрать нужный, лучший. Бесконечность, то есть неразличённость, количества обращается новым качеством.
Левенгук отливал десятки тысяч капель, просматривал их и отбирал те, с которыми получались наилучшие изображения. Работа громадная и кропотливая — но всё же несравненно проще и быстрее, чем расчёт и полировка требуемой формы. Скромный часовщик обратил случай в закономерность. Своею изобретательностью он на века опередил достижения всей науки и техники мира.
ВОПРОС № 68
ВОПРОС № 69
Двигаясь по иерархическому стволу «операторов» Диала на уровень соотношение бесконечностей, «бесконечного числа бесконечного», мы обнаружим, что быстрое чередование повторений как в физике звука, так и в физиологии речи ведет к повышению тона. Изменение высоты тона Диале соотносится с возникновением меры и её превращениями (Куликов, Гаврилов, 2009–2012; 2011, № 4). Понятное дело, всё, что ранее уже сказано нами о ритмике языка, не в меньшей степени справедливо и для интонаций как переходов тональности речи. Тон речи, как и в музыкальной мелодии, обычно колеблется возле так называемой тоники (базового, опорного звука, основного тона голоса). Рождаться и исчезать теперь может не просто звук (его громкость), а тон звука (будь то один и тот же звук или разные звуки одного слова или предложения).
Тон звука «О», например, может быть ниже тоники, что обозначим для удобства как O\, и выше тоники — обозначим это О/. На самом деле в реальной мелодике речи встречается множество разных уровней музыкальных тонов… Но письменность имеет свои ограничения, неведомые устной речи, а тем более, пению. Рождение одного тона из другого, скажем, низкого тона из тоники, отобразится в Диале как OO\, а например, тоники из высокого тона как О/О. Какой смысл отображают в Диале переходы тонов? Поскольку сам звук (например, та же фонема О) при таких переходах не исчезает, речь идет лишь об изменении качества звука, и качества вещи, которую он обозначает, его, так сказать, «формы» существования, в том же самом смысле, как мы говорим о жидкой, газообразной или твердой форме существования вещества, например.
Можно строго показать, что вариации высоты тона звука естественным образом отображают изменение состояний объекта (молодой-взрослый-старый «А/АА\», твёрдый-жидкий-газообразный «О\ОО/» и пр.). Отсюда и соответствующие параллели с множеством типовых принципов решения задач ТРИЗ. Отобразим лишь некоторые из них в той символике, которую уже использовали для операторов выше.
Таблица 2. Некоторые операторы качественных изменений языка Диал и приёмы разрешения технических противоречий в ТРИЗ
Попробуйте теперь по аналогии с учётом показанного здесь и сказанного в предыдущих разделах о пространственно-временных и количественных характеристиках сами дать графическую и звуковую интерпретации следующим приёмам ТРИЗ. Проговаривайте и пропевайте на все лады — варьируя громкости, длительности и тональность — операторы, используя гласные звуки русского языка: о, а, у, и, ы, э:
№ 2. Принцип вынесения. Отделить от объекта «мешающую! часть („мешающее“ свойство) или, наоборот, выделить единственно нужную часть (нужное свойство)[69].
№ 8. Принцип антивеса[70]: а) Компенсировать вес объекта соединением с другими объектами, обладающими подъемной силой; б) Компенсировать вес объекта взаимодействием со средой (за счет аэро-, гидродинамических и других сил).
№ 14. Принцип сфероидальности: а) Перейти от прямолинейных частей объекта к криволинейным, от плоских поверхностей к сферическим, от частей, выполненных в виде куба или параллелепипеда, к шаровым конструкциям; б) Использовать ролики, шарики, спирали; в) Перейти к вращательному движению, использовать центробежную, центростремительную силы.
№ 15. Принцип динамичности: а) Характеристики объекта (или внешней среды) должны меняться так, чтобы быть оптимальными на каждом этапе работы; б) Разделить объект на части, способные перемещаться относительно друг друга.
№ 18. Использование механических колебаний: а) Привести объект в колебательное движение; б) Если такое движение уже совершается, увеличить его частоту (вплоть до ультразвуковой); в) Использовать резонансную частоту; г) Применить вместо механических вибраторов пьезовибраторы; д) Использовать ультразвуковые колебания в сочетании с электромагнитными полями.
№ 22. Принцип „обратить вред на пользу“: а) Использовать вредные[71] факторы (в частности, вредное воздействие среды) для получения положительного эффекта; б) Устранить вредный фактор за счет сложения с другим вредным фактором; в) Усилить вредный фактор до такой степени, чтобы он перестал быть вредным.
№ 23. Принцип обратной связи: а) Ввести обратную связь; б) Если обратная связь уже есть — изменить её.
№ 25. Принцип самообслуживания: а) Объект должен сам себя обслуживать, выполняя вспомогательные и ремонтные операции; б) Использовать отходы (энергии, вещества); в) Функция устройства в идеале должна выполняться, а устройство должно в идеале отсутствовать.
№ 30. Использование гибких оболочек и тонких плёнок: а) Вместо обычных конструкций использовать гибкие оболочки и тонкие пленки; б) Изолировать объект от внешней среды с помощью гибких оболочек и тонких пленок.
№ 32. Принцип изменения окраски: а) Изменить окраску[72] объекта или внешней среды; б) Изменить степень прозрачности объекта или внешней среды; в) Для наблюдения за плохо видимыми объектами или процессами использовать красящие добавки; г) Если такие добавки уже применяются, использовать меченые атомы.
№ 33. Принцип однородности[73]. Объекты, взаимодействующие с данным объектом, должны быть сделаны из того же материала (или близкого ему по свойствам).
№ 36. Применение фазовых переходов. Использовать явления, возникающие при фазовых переходах, например изменение объема, выделение или поглощение тепла и т. д.
№ 37. Применение термического расширения: а) Использовать термическое расширение (или сжатие) материалов; б) Если термическое расширение уже используется, применить несколько материалов с разными коэффициентами термического расширения» (Альтшуллер, 1973, С. 141–177).
Количественные соотношения и переходы во времени длительностей и тональностей приводят нас к музыке (которая, кстати, издревле характеризовалась как «искусство интонаций»), а в речевой деятельности — к пению.
Итак, если нам нужно отобразить изменения, преобразования в существующем объекте без явного превращения его в какой-то иной, мы выражаем это изменением тона. Скажем, простейшая форма выражения закона сохранения энергии описывается возвращением к тонике (сохранение тоники). Или, если нам нужно сказать: «Теперь это просто другой человек» (а о нем мы уже говорили, как об А), мы скажем, например, А/А («впал в тонику», «вошёл в русло, успокоился»), АА/ (стал лучше, энергичнее), АА\ (стал хуже-безвольнее).
Сын Ходжи Насреддина увидел своё отражение в сосуде с водой и закричал: «Отец, там кто-то сидит!» Ходжа подошёл, заглянул в сосуд, увидел там своё отражение и сказал: «Успокойся, сынок, там всего-навсего глупый старик, который любит пугать маленьких детей».
И точно так же, как и в случае с ритмом, обработка интонаций речи до наполнения её прямым смыслом (словами) имеет огромное значение для успеха сказанного. По сути — спетого. Некоторым это удаётся интуитивно — мы знаем таких людей как завораживающих речью баюнов и краснобаев, берущих за душу певцов или внушающих к себе подсознательное уважение лидеров и вожаков. Тем же, кто хочет добиться результата сознательно, требуется серьёзная работа над собой и своей речью.
Потренируйте свой голосовой аппарат для того, чтобы в полной мере и со временем овладеть красноречием. А заодно и логику!
Необходимо сказать фразу «Волк „У“ сожрал овцу», не переобозначая второго участника этой трагедии. Это просто, если представить овцу, как базовое, «нулевое» состояние волка. Мясо овцы — это жизнь хищника, если волк не пообедает, он умрёт.
Х — любая произвольная гласная произнесенная на базовом, основном тоне, в тонику, Х/ — повышение тона; Х// — двукратное повышение тона; Х\ — понижение тона и т. д.
Тем самым искомая фаза звучит как у\У, то есть, съедая овцу волк утрачивает чувство голода и некоторым образом становится на место овцы, насыщаясь. При этом он набирает массу или размер. Пока он не проголодается вновь — его хищническая природа в полной мере не проявится.
Как ни парадоксально, но единственный возможный способ существования вещи в относительном неизменном состоянии — это непрерывный переход потребления иного в производство самой себя, что выражается вариацией высоты тона с последующим возвратом к исходному состоянию /\. Это «обмен веществ» вещи.
Мы приносим, конечно, извинение за злоупотребление биологической терминологией, но дело в том, что диалектика развития «неживых» вещей пока еще не осознана в науке настолько, чтобы можно было бы легко подобрать соответствующие понятия, лучше отражающие суть. Так, в физике Пространства-Времени подобное превращение называют «событием», что вряд ли лучше предыдущего названия. Обратный переход /\/, то есть вместо «потребление-производство» — «производство-потребление» \/\, будучи изначально неотличим по смыслу, в дальнейшем отделяется, образует новый тип превращения состояний. По аналогии с экономикой его можно назвать «обменом» /\/\ = \/, а с физикой — механическим перемещением, где движение квантов происходит путем обмена «местами» с другими квантами, просто, путем преобразования их друг в друга.
Сфера обмена, то есть область «механического перемещения» есть сфера производства состояний вещи, поскольку во время такого обмена собственная «внутренняя жизнь» вещи останавливается.
Именно отсюда следует, что различные «точки-места», в которых находится вещь в процессе своего движения, являются, по сути лишь её собственными различными состояниями! Это напрочь срывает мистический покров с понятия пространства-поля и ещё раз показывает, что оно есть лишь одна из всеобщих форм существования материи.
Существует ещё и теория, восходящая к самому Вернеру Гейзенбергу, согласно которой все частицы мира, все его кванты — это трансформированная одна единственная «прачастица-Вселенная», родоначальница всех имеющихся частиц, как известных науке, так как и пока неоткрытых!
Продемонстрируем, как изменение уровня тона «работает» в контекстах Диала. Пусть О — зрелое, настоящее, устойчивое. Тогда, в зависимости от контекста:
оО/ — далёкое будущее; прекрасное далёко; оО\ — ближайшее будущее; незавидное будущее; Оо\ — недалекое прошлое, мрачное прошлое; Оо/ — далёкое прошлое, золотой век.
Или же, пусть «ог» — Срединный мир, земля или вода, тогда «ог\» — Нижний мир, подземный или подводный, а также лёд, а «ог/» — Вышний, воздушный мир.
Пусть «уб» — звуковая информация, тогда «уб/» — зрительная, а «уб\» — тактильная.
Если, например, ОоО — пространство, то ОоО/ — активное, агрессивное пространство, а ОоО\ — инертная среда. Подействуем на последний оператор «инертного пространства» оператором смерти, вывернем его наизнанку и получим оператор оОо/ — длительной, качественно новой, «успешной» жизни, оператор качественно иного «лучшего» или же «будущего» времени.
Скажем, Александр Николаевич Лодыгин в конце XIX века разработал несколько типов ламп с металлическими нитями накала, а затем, не найдя поддержки у столыпинского правительства, в 1906 году продал за сущие гроши патент на вольфрамовую нить компании «Дженерал Электрик». Из-за высокой стоимости и тугоплавкости вольфрама патент находил ограниченное применение. Но вскоре был изобретён продвинутый метод производства вольфрамовой нити. А проблему с быстрым испарением нити в вакууме решил сотрудник той же «Дженерал Электрик» — Ирвинг Ленгмюр. Он придумал наполнять колбы ламп инертным газом, что весьма увеличило время их жизни, и существенно осветило жизнь человечества.
Составим несколько ещё достаточно абстрактных фраз, в том числе и таких, где работают и интонационная и амплитудная структуры:
Медведь «о» лег в спячку — оо\
Выпитый кофе «и» меня «а» бодрит — аиа/
Ударил Мороз «у», вода «а» замерзла — уУуаА\, или УаА\
Буря разбила лед «А» вдребезги, а мороз «У» сковал его заново — аАа\А\ А\ А\ уУу А\
Гости гуляли и побили много хрустальных бокалов (за базовое состояние принят хрусталь «И») — иИи И\ И\ И\
ВОПРОС № 70
ВОПРОС № 71
ВОПРОС № 72
Как работает приём «сделай наоборот», «переверни проблему» на уровне фазовых состояний? Читатель наш слышит каждый день: «погоду передают»! А ведь мало кто задумывается, что честь изобретения стоградусной шкалы термометра принадлежит шведскому геофизику и астроному Андреасу Цельсию — профессору Упсальского университета. Правда, Цельсий принял за ноль градусов температуру кипения воды при нормальном атмосферном давлении, а за сто градусов — температуру таяния льда. Когда же стали использовать термометры, шкалу оказалось удобнее перевернуть, поменять местами 0 и 100 градусов, принять таяние льда за ноль. Эту идею выдвинул великий шведский натуралист Карл Линней. Он в те же годы — первая половина XVIII века — преподавал в Упсальском университете медицину и естествознание.
Бытует легенда: хотя физик Фаренгейт изобрёл новый инструмент, названный затем ртутным термометром, идея использовать его для измерения температуры человеческого тела пришла к нему не сразу. Это произошло, когда Фаренгейт докладывал в Академии наук в пользе своего изобретения, и в Академии ему сказали, что пусть он лучше этот прибор засунет себе в з… С тех пор это, в самом деле, способ измерения температуры тела, в том числе и ряда домашних животных.
Далее всё происходит точно таким же образом, как и ранее, когда мы знакомили нашего читателя с первыми универсалиями и их преобразованиями. Так же, как и состояния вещи во времени, меняется её состояние и в смысле пространственных отношений. Иными словами при движении вещь «вращается», образуя циклы. С различием тонов, фаз и состояний происходит разделение Пространства вещи на внешнее и внутреннее, что неизбежно порождает разные качества, а значит, и свойства, как переходы качеств. Переход качеств, то есть рождение свойства, описывается оператором рождения одного внутреннего измерения.
ВОПРОС № 73
В физике элементарных частиц это носит общепринятое название «заряд» (масса покоя в частности). Например, если о/ — это фермион-электрон, то о\ — уже позитрон, а движение (связь) между, взаимодействие между ними, бозон-носитель этой связи есть ни что иное, как фотон о/о\.
Заряд — это оператор, вектор связи во внутреннем пространстве вещи. Исходя из этих соображений, попробуйте вообразить себе нейтрино, с учетом, что оно существует в нейтральном зарядовом состоянии? Частицы могут существовать в различных «зарядовых фазах». У электрона она единственная «отрицательная», у его антипода, античастицы позитрона, такое состояние тоже одно — «положительное». В общих чертах утверждение, что частица существует в различных зарядовых состояниях, означает следующее: частицы, имеющие разные заряды, в остальном близки друг к другу, что вполне логично рассматривать их как некие различные проявления «одной и той же» частицы.
Для полного знакомства с частицей необходимо иметь данные о её взаимодействиях со всеми другими частицами. Свойства этих взаимодействий, а на сегодня известны четыре из них: сильное, гравитационное, электромагнитное и слабое, пока ещё достаточно не изучены и служат предметом интересных исследований. Наиболее поразительной развязкой взаимодействия частицы служит её превращение в другие частицы, вездесущие преобразования симметрии.
Английский математик Уильям Кингдон Клиффорд (1845–1879) в статье «О пространственной теории материи» писал: «Я считаю: 1. Что малые участки пространства действительно аналогичны небольшим холмам на поверхности, которая в среднем является плоской, а именно: там несправедливы обычные законы геометрии. 2. Что это свойство искривленности или деформации непрерывно переходит с одного участка пространства на другой, наподобие волны. 3. Что такое изменение кривизны пространства и есть то, что реально происходит в явлении, которое мы называем движением материи, будь она весомая или эфирная. 4. Что в физическом мире не происходит ничего, кроме таких изменений».
Эту программу уже на основе общей теории относительности развил великий американский физик-теоретик Джон Арчибальд Уилер(1911–2008), коему, кстати, принадлежат пионерские разработки по части «чёрных дыр» и «кротовьих нор» Вселенной, равно как и эти термины, ныне широко распространённые. Уилер предполагал, «в мире нет ничего, кроме пустого искривленного пространства. Материя, заряд, электромагнетизм и другие поля являются лишь проявлением искривленного пространства. Или, иначе говоря, физика есть геометрия». Эту программу он воплотил в теорию, названную им «геометродинамикой» (Уилер, 1962)[74].
Но там, где есть «заряд», предполагается и «поле» — причём в самом широком смысле этого слова «поле действия сил». В ТРИЗ это находит отражение в специальном разделе — учении о веполях (Вещество-Поле).
В Диале простейший «веполь» представлен таким оператором:
ВОПРОС № 74
ВОПРОС № 75
ВОПРОС № 76
ВОПРОС № 77
Согласно ТРИЗ, функция должна выполняться, а исполнительный механизм (в данном случае — человек) должен отсутствовать. Это формула идеального конечного результата.
Для очистки перца от семян в заводских условиях используют эффект разницы давлений внутреннего пространства перца и внешнего пространства. Согласитесь, было бы здорово, чтобы шляпка с семенами сама бы исчезала из перца.
В огромном баке с сотнями килограммов перца медленно поднимают давление (до нескольких атмосфер). Сквозь поры перца воздух проникает внутрь. Затем открывают клапан и быстро сбрасывают давление. Поскольку воздух не успевает выйти обратно через поры, а разница давлений внутри перца и снаружи велика, воздух ищет выхода и находит в самом слабом месте — у шляпки. Она вылетает вместе с семенами, как пробка из бутылки. Во всех сотнях килограммов сразу (Злотин, Зусман, 1988, С.127, № 48).
ВОПРОС № 78
Сталь — вещество. Структура временная. Это магнитное вещество. Это его отличительное качество перед абстрактным веществом. Стоит задача разделения стружки в пространстве, пустоте. Но коли у веществавремени есть отличительное качество, то и у пустоты-пространства от него, есть такое же отличительное качество. Значит, речь идёт уже о магнитном поле.
Но магнитна вся стружка. Значит, надо сделать так, чтобы для одной стружки «отключить» магнитное поле, а для другой — сохранить. То есть надо перевести неразличённую часть стружки в новое качество, чтобы она либо сохраняла, либо не сохраняла свой магнетизм.
Это возможно применением поля теплового. Явление исчезновения ферромагнитных свойств при нагревании ферромагнитных материалов открыто Пьером Кюри в 1895 году и широко используется в геологии, например, для разделения гематита и ильменита.
Нагреть всю стружку до точки Кюри, самой высокой, чтобы все виды стружки стали немагнитными. Затем, постепенно охлаждая, по мере возвращения магнитных свойств, рассортировывать по маркам стали (Злотин, Зусман, 1988, С. 141, № 56).
Это уже фазовые магнитные превращения.
ВОПРОС № 79
ВОПРОС № 80
ВОПРОС № 81
Сходите в любой магазин «Спецодежды». Синтез того и другого — это, например, трёхпалая перчатка, выполненная конструктивно так: отделение для большого пальца, для указательного пальца, для всех остальных, удобная для некоторых видов работ. Этот же вид перчатки может быть рассмотрен как варежка, на которую подействовали оператором дробления «во времени». Степень дробления определяет выраженность пальцев — так, скажем, у водоплавающей живности есть перепонки. Ограничив перчатку в размерах, усекая её «в пальцах», мы получим удобную принадлежность для водителей мотациклов и велосипедов. Что будет означать дробление варежки или перчатки «в пространстве»? Наверное, их двуслойность, варежка в варежке, перчатка в перчатке, перчатка в варежке. Продолжая наращивать число слоёв, перейдём от варежки к толстой рукавице.
На уровне операторов порождения нового качества и комбинации качеств: варежка и перчатка могут быть изготовлены из качественно разных материалов — от шерсти и материи до резины, асбеста и металла (рыцарская перчатка или кастет..), провода или датчики (манипулятор для взаимодействия с виртуальной реальностью).
Перчатка, лишённая отделений для пальцев — это варежка, а последняя, без отделения для большого пальца — это что? Мешочек? Чтобы маленькие дети не расцарапали себе болячки на лице, рукава их одежды снабжены как раз такими приспособлениями. В одном из фильмов о Джеймсе Бонде, шпион выворачивает наизнанку карманы брюк и отрывает их, чтобы защитить ладони при быстром спуске по тросу.
И варежка, и перчатка могут вообще отсутствовать — на пальцы наносится, как крем, защитный слой латекса, который застывает на коже.
На самой поверхности варежки или перчатки могут быть прорезиненные, металлизированные, щетинистые и иные элементы, в зависимости от функций и назначения этого вида одежды — и т. д.
Д. Гаврилов (читает). «Вода оказывает серьёзное влияние на качество нефтепродуктов. Присутствие пластовой воды в нефти существенно удорожает её транспортировку по трубопроводам и переработку. Возрастание транспортных расходов обусловлено не только перекачкой балластной воды, но и увеличением вязкости нефти, образующей с водой эмульсию. Существующие физические методы диагностики воды (в частности, диэлектрической проницаемости) не отвечают требованиям химической технологии переработки нефти и нефтепродуктов. Для количественного определения содержания воды в нефти известен и широко применяется в настоящее время метод, основанный на измерении объёма воды, испарившейся из определённого объёма исследуемой обводненной пробы нефтепродукта при прогреве её до температуры кипения в присутствии специального растворителя. Метод трудоёмкий, длительный, недостаточно точный, плохо воспроизводимый, требует при малых содержаниях воды большого количества исследуемой пробы. Для определения содержания воды в жидких углеводородах применяется несколько типов измерительных устройств, из которых наиболее широкое распространение получили диэлькометрические влагомеры. Действие их основано на использовании зависимости диэлектрической проницаемости среды от соотношения содержаний в ней воды и нефти…» и так далее.
Предложите нам классический, чисто химический, надёжный и простой способ количественного определения воды в нефти и нефтепродуктах.
Участник тренинга. Титрованием.
Д. Гаврилов. Титрованием чего?
Участник тренинга. Анализируемой пробы анодным раствором по методу Карла-Фишера. С титрованием этим даже ребёнок справится.
Д. Гаврилов. То есть у вас должен быть минимум в наличии ядовитый метанол, пиридин, не считая самого многокомпонентного реактива Фишера[75], а также и прибор — кулонометр (или потенциометр) и ячейка (лучше сразу титратор). Не слишком ли громоздко? За последние 75 лет, с момента создания Фишером его реактива, могли придумать что-нибудь более простое. В формулировке задачи, в самих условиях, всегда содержится подсказка.
Вы опираетесь на конкретный опыт, специальное знание, готовое и известное вам решение, но не хотите отступить на шаг назад и выдумать своё, собственное и оригинальное.
Другой участник тренинга. Возможно, метод состоит в применении электрического тока?
Д. Гаврилов. По сути дела и предыдущее предложение и сводится к построению графика изменения электропроводимости раствора. Но для решения вводится много лишних сущностей со стороны, кои не стоит умножать согласно известному принципу. А если судить не по выпавшему в осадок йоду, а по выделенному летучему газу?
Участник тренинга. Но ведь уже сказано, что другой «метод основан на измерении объёма испарившейся воды».
Д. Гаврилов. Но я ничего об испарившейся воде не говорил, а говорил, что если что-то оседает и выпадает, то что-то может улетучиваться.
Участник тренинга. Но ведь нам надо количественно определить воду?
Д. Гаврилов. Да.
Участник тренинга. Значит, количество, как вы говорите, выделенного каким-то образом газа из нефти должно быть пропорционально содержанию воды?
Другой участник тренинга. Судить о содержании воды в пластовой нефти по объёму газа? Например, ступенчатое разгазирование? Если это имеется в виду — сразу нет, потому что в пластовой нефти газосодержание очень варьируется, и свойства газа тоже. Немного оффтопа: остаточную водонасыщенность/нефтенасыщенность керна замеряют с помощью капиллярометрии или центрифугой. А можно ли смесь нефти с водой прогнать на центрифуге при разной скорости, присоединив к держателям для пробирок с жидкостью (стальных) капилляры сбоку и к ним ёмкости? А ёмкости сделать высокими и узкими, чтобы вытекшая поначалу жидкость осталась снизу. Жидкости разной плотности должны разделиться при определённой скорости, и поначалу, допустим, нефть стечет через капилляр, потом вода. Это предположение, не уверена в физичности на этапе разделения. Забыла про вязкость, за счёт вязкости тоже должно быть какое-то разделение при вращении (неньютоновские жидкости).
Д. Гаврилов : Коллеги, но зачем выделять газ из нефти? Выделите его, образно говоря, «из воды», которая в пробе нефти содержится. У вас есть только ведро нефти, например. Принесли в лабораторию. Как определить в нём содержание воды химическим путём по газу? Наверное, надо как-то подействовать на нефть, то есть воду в ней… чтобы количество молей воды было прямо пропорционально числу молей выделившегося в ходе реакции газа. Какие вещества реагируют с водой в органическом растворе с выделением газа? Вода так уж точно химическое соединение из числа самых распространённых, о чём все забывают. И вода тоже вступает в химические реакции!
Участник тренинга. То есть надо подобрать такой реагент, который будет взаимодействовать с водой, оставаясь инертным к нефти, с выделением газа? Возможно, карбид кальция используется, образуя ацетилен?
Другой участник тренинга. В ведре нефти в поверхностных условиях растворено много газа, он может быть самого различного состава. Когда в нефти+воде будет происходить реакция, будет выделяться либо поглощаться тепло, в этих условиях из системы дополнительно может выделиться газ (и выделится!). Уже тот, который был в ведре. Как его зафиксировать отдельно от того, который выделился бы из полностью дегазированной смеси нефть+вода? Непредставительный результат и взрывоопасно.
Участник тренинга. Не беда. Если брать реакцию с карбидом, то тепло можно отводить. Газ ацетилен не живёт же в нефти, он выделится и всё. Приведите мне пример побочной реакции, в которой выйдет дополнительный газ, который испортит наши расчёты?
Д. Гаврилов. Если содержание воды велико, относительно органической части, возражение в части существенного теплового эффекта можно было принять. Но существенным возражением является неплохая растворимость ацетилена в любой органике. Тем не менее, есть такой газ и такой реагент, которые помогут справиться с водою в органическом растворе. Парадоксально, но вода получается именно из этого газа!
Участник тренинга. Значит, надо выделить либо кислород, либо водород? Не будет ли кислород доокислять органику? Наверное, водород куда более инертен.
Д. Гаврилов. В каких химических реакциях из воды выделяется водород?
Участник тренинга. Эврика! Например, бросим «в ведро» гидрид кальция, объём выделившегося водорода можно измерить с высокой точностью, и он будет пропорционален массовому содержанию воды в пробе:
СаН2+2Н2O = Ca(OH)2 + 2H2
Гидриды не растворяются (без разложения) ни в одном из обычных органических растворителей. А вот с водой (даже её следами) они энергично реагируют, поэтому традиционно используются в лабораторной практике в качестве осушителей.
Д. Гаврилов. Поздравляю, вы повторили идею инженера И. С. Лидермана и его соавторов, опубликованную в бюллетене «Открытия, изобретения» № 12 за 1967 год, авторское свидетельство СССР № 197268.
ВОПРОС № 82
Войско полководца Ганнибала спускалось по узкой и крутой заснеженной скользкой тропе. Одно неосторожное движение — и человек летел в пропасть. А впереди была Италия, впереди был Рим. И вот они подошли к огромной скале, обойти это место было невозможно. Скала преграждала дорогу, через неё с трудом перебрался бы пеший, о коннице и шести слонах Ганнибала речи и не шло… Так или иначе, но на следующее утро всё войско Ганнибала спустилось с гор в долины Италии. Каким образом это произошло?
Как работают совместно операторы количественного и качественного уровней, то есть в данном случае принцип объединения в пространстве, принцип изменения размера и перехода к новому качеству покажем хотя бы на нижеследующем классическом примере.
1870-е годы. Производившийся в Баку керосин разливался в большие 20-пудовые деревянные бочки для отсылки в другие города. Но тяжесть бочек и неполное использование объема трюмов — всё это увеличивало стоимость перевозки керосина на 25 %. Перевозка керосина наливом стала производиться на Волге с 1877 г. и нашла многих подражателей. Но перевозить керосин и нефть наливом в деревянных судах было опасно в пожарном отношении, кроме того, «нефтяные продукты легко просачивались через корпус, чем портили воду и рыбные угодья».
Людвиг Эммануилович Нобель собственноручно спроектировал и выполнил чертежи первого в мире нефтеналивного парохода-танкера «Зороастр», выстроенного по его заказу в Швеции. Как пишут исследователи инженерной деятельности Нобелей: «„Зороастр“ имел стальной корпус длиною в 184 фута (соответственно длине шлюзов Мариинской системы), шириною 27 футов и глубиною 9 футов, емкостью 15 тыс. пудов керосина; машина отапливалась нефтяными остатками (мазутом); ход — 10 узлов[76]. Керосин заливался в восемь цилиндрических емкостей, мощность судовой машины составляла 290 л.с.[77] Несколько позже стали заливать нефть или нефтепродукты прямо в корпуса судов» (Джафаров, Джафаров, 2001).
Кстати именно бакинский преподаватель ТРИЗ Т. Кенгерли ввёл в оборот приём разрешения технических противоречий № 45: «Би-принцип. Используя одновременно два однотипных объекта с разными количественными характеристиками, можно получить качественно новый эффект (напр., биметаллические пластинки; биения, возникающие при сложении двух колебаний, и т. д.)» (выделено нами. —
Но как читатель понимает, изобретательские приёмы работают и в самой повседневной жизни, какую ведут большинство из нас. В советском журнале «Наука и жизнь» многие годы существовал раздел «Маленькие хитрости», ставший источником массы зарубежных патентов и прибыли для западных компаний. Мы же, по бедности своей или недоразумению, говорили испокон веков: «Голь на выдумку хитра». Вот только пара примеров, озвученных некогда в передаче «Мнения знатоков». Вспоминает её ведущий Нурали Латыпов:
«Сам я родом из Узбекистана. Страны, традиционно бедной дровами, живущей на привозном угле. И тем не менее, прежде мы пользовались печным отоплением. Топить печь не только трудоёмкое, но и финансовоёмкое дело. На учительскую зарплату нельзя и по сей день купить столько высококачественного угля, чтоб его хватило на весь отопительный сезон.
И с решением этой проблемы моим отцом связано у меня одно из ярких детских впечатлений. Дело в том, что раньше в Центральной Азии традиционным топливом был так называемый кизяк. В России это добро именуют коровяком. Короче, сушеными коровьими лепёшками, если не оскорбить слух иного телезрителя более крепким словом. Их заготавливали в большом количестве пастухи. Для своих очагов. Отец же почти задаром приобрёл тонну бросового угольного порошка, заплатил разве что за перевозку. Угольная пыль считалась только отходом, который применяли лишь в специально оборудованных котельных.
Из всего того добра, что накапливалось под нашей коровой, замешав его на угольном порошке, отец делал густую смесь. А мы, дети, помогали ему, специальными формочками делая из неё брикеты. Под жарким южным солнцем брикеты быстро высыхали, так что их можно было складировать в штабеля в сарае. Зимой же я увидел, как они ярко горят, и печь гудела посильнее, чем если бы мы топили дровами или углём. Фактически мы использовали попутное бросовое сырьё. Пыль позволяет осуществить более интенсивную газификацию угля, способствует его полному выгоранию, а органический горючий наполнитель как бы склеивал пыль воедино» (Вассерман, Латыпов, 2012, С. 231).
Принцип тот же, объединение в пространстве двух разных, казалось бы, вещей, породило новое качество[78]. Точнее, общее-то у угля и кизяка было, это общее — их горючесть. И она была многократно усилена за счёт синергетики — сложения заранее во времени и в пространстве двух способностей к горению. Восстановленная целостность угля позволяла обойтись без того, чтобы распылять уголь каким-то хитрым образом. Устранение мелкодисперсности приводило к тому, что и сгорание дармового «композита» происходило постепенно.
Близок по ассоциативному ряду и такой примечательный факт. Отходом перерабатывающего производства хлопка является так называемая «гуза-пая», в переводе с узбекского «стебли хлопчатника». Они не только служили основой для получения гидролизного спирта. В условиях дефицита угля и лесных ресурсов гуза-паей, как хворостом, отапливали и помещения. Отходом производства целлюлозы и спирта был клейкий лигнин, накапливающийся на дне баков. Рабочие узбекских предприятий формовали лигнин в кирпичики и пускали снова в дело — в качестве органического топлива. Производство получалось экологичным и безотходным.
Саман — это композитный материал, смесь земли, глины, песка, соломы и воды, укладываемый вручную при возведении монолитных земляных стен. Он широко использовался в Советской Азии с незапамятных времён. Малоросские мазанки — конструкции похожего порядка. Синергетический эффект от совместного применения соломы, своего рода структурной арматуры, и вяжущего наполнителя проверен временем.
Ещё одно детское впечатление от того же из соавторов: «Когда я учился в шестом классе, до нас, наконец, дошел газ. Дома провели паровое отопление. Прораб, руководивший проводкой, сказал, что „за вами остаётся изоляция труб на чердаке и тех, что снаружи дома“. Он при этом назвал какой-то дефицитный и дорогой по тем временам изоляционный материал. Отец размышлял где-то около суток, потом он собрал нас и объявил, что можно гораздо лучше изолировать трубы, используя подручный материал…»
Обратим внимание, что изобретатель, вероятно, задумался и о тяжести конструкции, ведь трубы были на чердаке, то есть решал сразу несколько технических противоречий! Как гласит шестой принцип ТРИЗ — принцип универсальности, «объект выполняет несколько разных функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах».
«Мы тогда выписывали огромное количество газет, — вспоминал Нурали Латыпов, — которые копились по прочтении пачками. Отец показал нам, как надо сворачивать трубки во всю ширину газетного листа, а чтобы они не разворачивались, поверх наматывали капроновую нить из распущенных старых чулок. Изготовив не одну сотню трубок, мы с братьями стали с интересом ждать, что же будет дальше, и зачем это всё отцу понадобилось. А он обложил трубы парового отопления со всех сторон трубками газетными и спаял сверху изолентой. И так по всей длине. Газетная бумага и капроновая нить мне представлялись такими непрочными материалами, но так или иначе температура на выходе держалась градусов на десять выше, чем предсказал тот мастер парового отопления. Да и когда мы через двадцать лет переехали из того дома, а покупатель осматривал свою будущую собственность, вся изоляция оказалась на месте и исправно сохраняла тепло» (Вассерман, Латыпов, 2012, С.232).
Ну, в заключение покажем, как растёт «снежный ком» преобразований (то есть изобретательских решений) с применением вышеописанной логики… к шахматной игре.
ВОПРОС № 83
Ресурсы, которыми мы обладаем в шахматах — это игровые фигуры, игровое поле и сами правила.
Пожалуй, наиболее жёсткое первое правило — «белые» начинают. При игре равных по силе мастеров, можно смело продолжать… и выигрывают. Если не сделают ошибок. Значит, полностью противоположное правило — начинают «чёрные». Но цвет тут роли не играет. Кто первым ходит, то и имеет явное преимущество. Устранение определённости, стирание различий в очерёдности хода было, в общем-то, предусмотрено ещё в «чатуранге», где использовались игральные кости. Ещё один элемент игры, отброшенный в ходе её эволюции на пути к жёсткому детерминизму. Сотрём различие в упорядоченности шахматной игры, введя вероятностный фактор — игральную кость — три её грани покрашены в один цвет, а три других — в противоположный. Чей «цвет выпадает», у того возникает и право хода.
Или, что ещё интереснее, на шесть боковых граней нанесём символы пяти шахматных фигур и пешки. Разумеется, и такая конструктивная особенность приведёт к вариациям правил. Например, теперь можно перемещать или совершенно конкретную фигуру (и пропускать ход, если таковой уже нет на игровом поле). Или же можно «ходить» любой из фигур ниже по иерархии (в сравнении с «выпавшей» на игральной кости) и пешкой, соответственно — на выбор игрока.
Шахматная доска ограничена и определена в пространственных размерах — 8 на 8 клеток. Можно уменьшить эти размеры, например до тридцати шести клеток, при этом придётся отказаться от парных фигур (или коней, или слонов, или ладей) и двух пешек при этих фигурах. Поскольку с сокращением размеров игрового пространства увеличивается детерминизм, это изменение можно сочетать с использованием игральной кости для компенсации усиливающейся определённости. На одну из её граней наносится символ пропуска хода (поскольку число фигур на доске сократилось до четырёх). Синтез двух взаимоисключающих правил в том, что могут ходить либо «чёрные», либо «белые», нарушается. Теперь несколько раз подряд могут делать ход либо одни, либо другие. Или может сохраняться упорядоченность и попеременность.
Элемент случайности способен как помочь игроку, так и помешать ему, чем изобилует реальная жизнь. В традиционных шахматах игрок в любой ход имеет право задействовать любую фигуру, в реальной же жизни человек имеет доступ не ко всем ресурсам сразу, а действует в рамках меняющихся ограничений. Введение вероятностного фактора, учет везения-невезения, позволяет уравнять шансы на победу профессионалов, спортсменов и любителей, а также свести преимущество в знании дебютов к минимальному. С введением элемента случайности игра становится азартней традиционных шахмат, но, как и раньше, способствует развитию математических и логических способностей, а также развивает вариативность человеческого мышления, умение предвидеть варианты исходов событий, связанных с внешними факторами и удачей.
А что, если увеличить игровое поле в размерах, то есть, использовать шахматную доску 10 на 10 клеток, или 12 на 12, или, пойдём дальше — бесконечную? Почему бы и нет!
Такого рода конструктивное изменение потребует от нас коренного пересмотра жизни самих фигур и пешек. Бесконечность игрового пространства логически означает и бесконечное число разнообразных фигур — как временных структур. Временность фигур в обычных шахматах проявляет себя в том, что они могут быть «съедены», сняты с доски, а также в том, что пешка, достигнув восьмой горизонтали, превращается по воле игрока в любую из существующих — в рамках правил пяти — фигур.
Сделаем всё наоборот. Запретим снимать съеденные фигуры. Пусть все они остаются в игровом пространстве, на доске, но в то же время как бы в неразличённом состоянии. С первого взгляда — чушь несусветная. Но не будем торопиться с выводами! Есть не менее жёсткое правило классических шахмат, что на одной игровой клетке может стоять одна и только одна фигура или пешка. Но, допустим, это не так. Пусть на любой клетке шахматной доски может стоять сколь угодно большое число фигур! Как в пространстве посадить слона на коня, а на слона посадить ферзя с королём у него на плечах? Получается пирамида, то есть башня, столб. Выполним же конструктивно все шахматные фигуры в виде шашек, на боковую поверхность которых нанесём необходимые шахматные символы. Пусть эти шашки будут выполнены конструктивно так, чтобы легко удерживаться одна на другой (с помощью магнита или паза с выступом). Такая башня могла бы создаваться в процессе игры как объединением собственных фигур, так и захватом фигур противника. Башня могла бы и распадаться — дробиться последовательно в пространстве (вдоль) или параллельно, то есть одновременно (во все стороны) (Латыпов, Гаврилов, 1996, С. 58–59).
И, как уже говорилось, самый главный шаг, изначально ограниченное число шахматных ресурсов на бесконечной шахматной доске, должно диалектически потребовать от нас правила порождения новых, пусть и примитивных фигур, роста их количества. Например, две шахматные башни, стоящие на соседних клетках, могут порождать на любой свободной клетке возле себя, новую шашку-фигуру. Можно отказаться от шахматных обозначений на боковых поверхностях. Все фигуры будут порождаться в процессе игры из одинаковых на начальной стадии шашек, и в зависимости от высоты (размера, массы) создаваемых башен приобретать всё новые и новые свойства. Шахматная доска может также менять свои характеристики — приобретать топологию, однородное — когерентное — пространство игровых клеток может быть заменено на неоднородное, и т. д. (Гаврилов, Ёлкин, 1998, С. 59–79).
Словом, есть великое множество вариантов создания целого класса новых шахматно-шашечных, столбовых, вероятностных настольных игр.
И правила их, в сущности, являются изобретательскими приёмами или же операторами языка Диал.
Интонации и ритм речи образуют истинный фундамент самой речи, не только создавая её «фон» (интонационно-ритмический контекст), но и формируя саму ткань языковой артикуляции, фонемно-слоговую систему языка.
Выше дан краткий обзор всего лишь операторного уровня языка Диал, до различения конкретного звука. Какой он конкретно, нам было всё равно.
Следующий этап — это порождение гласных фонем, которые соответствуют главным свойствам вещей. Любая вещь является нам посредством своих свойств. В необъятном мире вещей, каждая вещь обладает бесконечным количеством свойств. Тона-состояния существовавшие в речи последовательно переходят в форму параллельного существования — фонему. Состояния «взятые одновременно» становятся свойствами… (Куликов, Гаврилов, 2009–2012; 2012, № 1)
Но вещь является к нам не всеми свойствами сразу, а лишь некоторыми, другие же остаются скрытыми для нас — это сущности. Сущности определяют свойства вещи и выступают как её внутренний закон развития. Свойства вещи, выступающие как аргументы, связаны между собой законами — функциями. Звуковой формой сущностей будут согласные фонемы.
Синтез фонем позволяет нам получить базовые корни — это уровень субъектов и объектов, в том числе и среды (поля) деятельности субъектов. Синтез базовых корней отражает взаимодействие субъектов и объектов в прямом и обратном порядках и приводит к различению орудий и инструментов, способов и методов производства и потребления, а также продуктов.
От средств производства мы переходим к средствам взаимодействия субъектов между собой — это эмоции и чувства, и возможностям взаимосвязи объектов друг с другом…
Операторная структура Диала, разумеется, проявляет себя в той же последовательности, иерархически. Она и есть стержень, тот ствол, на который нанизывается конкретика.
Записав условия задачи на языке Диал и последовательно применяя его логику, преобразуя исходные симметрии, вращая слова-операторы и целые семантические структуры, включая предложения, мы получаем набор текстов. Их перевод даёт нам целый спектр неожиданных и парадоксальных решений, как если бы мы находили, чему равен «икс» или «игрек» при решении алгебраического уравнения.
Но всё это рассмотрение — задача специализированного интерактивного курса и отдельного уже современного издания.
Хотя дальнейшие методические указания читатель может почерпнуть и из прежних наших публикаций (Куликов и др., 1994).
Теперь мы потренируем левое полушарие мозга и расскажем о самом интересном, что неизбежно встречается на жизненном пути изобретателя, — о парадоксах и противоречиях! Только в последние сто лет прояснилась наконец их роль в развитии научного и инженерного знания. И только в последние двадцать лет стало ясно, что в ближайшем будущем эта роль будет только возрастать!
В незапамятные времена человечество обнаружило парадоксы. И один из первых приписывают знаменитому критскому философу Эпимениду, жившему в VI в. до н. э. Он довольно нелестно отзывался о своих соотечественниках: «Все критяне — лжецы». Но ведь и сам Эпименид тоже критянин! Получается, что если Эпименид говорит правду, то он лжец, как и его соотечественники. А значит, его утверждение ложно и критяне не лжецы, как и сам Эпименид. Следовательно, он говорит правду, а правда такова, что «Все критяне — лжецы». Так как же быть: ложно или истинно высказывание Эпименида?
Этот «мысленный выверт», повторённый во множестве вариантов и больше известный как «парадокс лжеца» не давал и до сих пор не даёт покоя многим любителям головоломок, и физикам и лирикам. Его кажущаяся простота и лаконичность бросают вызов нашему уму и требуют немедленного разрешения.
Мы не раз наблюдали людей, спокойно проживших много лет и ничего не знавших об этом парадоксе. Когда неискушённый человек сталкивается с парадоксом, он испытывает что-то вроде интеллектуального шока. Как такое может быть? «На ровном месте», из ничего, возникает проблема, рушащая основы нашего представления об истине и лжи! Эта проблема оказывается мощным стимулом для интеллектуального тренинга.
Недаром говорят что, один древнегреческий логик (по одним сведениям Диодор Кронос, по другим — Филит Косский) дал обет, не принимать пищу до тех пор, пока не найдёт решения парадокса «Лжеца», и вскоре умер, так ничего и не добившись. Конечно, это, скорее всего, красивая легенда, но есть в этой легенде глубокий смысл! Как говорится, «сказка ложь, да в ней намёк — добрым молодцам урок».
Один из соавторов этой книги, преподаватель со стажем С. В. Ёлкин вспоминает: «Много раз предлагал я студентам этот парадокс и неизменно наблюдал неподдельное оживление аудитории. Постепенно в моём арсенале появились и другие парадоксы, софизмы и просто провокационные задачи, тем более что все они имели какое-либо отношение к диалектике, с которой меня ещё в студенческие годы познакомил друг и коллега Валентин Куликов. Параллельное изучение Теории Решения Изобретательских Задач привело меня к необходимости анализа противоречий, формой которых и являются часто парадоксы. Время шло, опыт и материал накапливались, пока, наконец, не наступил момент для связного изложения на бумаге… Ради чего, собственно?
Среди множества литературы по противоречиям и парадоксам не так уж много, или почти совсем нет изданий, которые мог ли бы служить методическим пособием для освоения особого метода мышления, который можно было бы назвать „инструментально-диалектическим“.
Да, есть „Наука логики“ ГВ.Ф. Гегеля, но даже простое прочтение её является интеллектуальным подвигом, на который способны не многие. Есть старые учебники диалектического материализма, которые не способны были научить диалектическому мышлению и в советские времена. Есть некоторые прекрасные статьи о парадоксах, целью которых является увлечь читателя головоломной красотой, познакомить, ввести в курс дела, но только не научить! Таким образом, ниша более-менее популярного изложения и ниша методически последовательного изложения пусты».
Что получит взамен читатель, отважившийся прочитать этот раздел до конца? Мы надеемся, он сможет без содрогания и ужаса оперировать парадоксами и противоречиями, анализировать их, докапываясь до сути, разрешать, получая новые результаты (научные, инженерно-технические, художественные), придумывать свои собственные парадоксы и противоречия, строить системы противоречий. Короче, читатель станет универсальным интеллектуальным бойцом!
Трудно описать все те классы задач, которые могут быть решены методом анализа противоречия. Это задачи техники и экономики, физики и математики, художественного творчества. Анализ противоречий и диалектический синтез не заменяют собой методы, которые созданы человечеством на долгом пути развития, но они лежат в их основе, позволяя глубже понимать эти методы и совершенствовать их.
Для начала определимся с некоторыми древними понятиями: софистикой, диалектикой и схоластикой, вокруг которых и будет разворачиваться описание.
Диалектика произошла от искусства вести спор — говорить вдвоём. В процессе словесных баталий в демократических Афинах вырабатывалось искусство логической аргументации. Добивался общественного успеха тот, кто лучше мог донести до народа (демоса) свои идеи. Процветали учителя, обучавшие аргументации в афинском суде. Искусство риторики ценилось очень высоко. Именно тогда открыли доказательство методом приведения к абсурду, или, иначе, к противоречию. Яркими представителями ранней диалектики являются Сократ, наиболее знаменитый его ученик Платон и ученик его ученика Аристотель.
Софистика возникла как искусство побеждать в спорах любой ценой. Распространено мнение, что софисты не гнушались использовать внутренне логически ошибочные, но внешне вполне приемлемые приёмы рассуждения, логические ловушки и внелогические аргументы. Например, известный софизм: «Ты имеешь то, что не терял. Ты не терял рогов? Следовательно, ты рогат!»
На самом деле, как считают исследователи, софисты утверждали относительность истины, а то и просто невозможность её существования, точнее было бы сказать, невозможность существования «абсолютной истины». На этом основании они ошибочно утверждали, что существуют только различные мнения, и задача философов (и особенно политиков) состоит в том, чтобы выдавать свои мнения за истину и убеждать в этом окружающих. Данная принципиальная позиция софистов прозвучала в знаменитом высказывании Протагора: «Мнение человека есть мера истины», то есть каждый человек меряет вещи своей меркой и таким образом становится обладателем своей личной истины[79]. Таким образом, речь шла о том, что сегодня называют относительной истиной. Однако в результате о софистах сложилось устойчивое представление, как о тех, кто старается выдать ложь за истину, что, собственно, они иногда и делали.
Ну и третья — схоластика. Этимологически восходит к тому же корню, что и слово «школа». Греческое «scholastikos» — школьный, учёный. Парадоксально! Аристотель создал свою логику, абстрагируясь от содержания высказываний, то есть отталкиваясь от диалектики, которая только и занимается содержанием мышления. В дальнейшем аристотелева логика приобрела такой научный вес, что в значительной мере «загнала в угол» свою родительницу диалектику. Причиной гонений на диалектику были как субъективные факторы — использование диалектической парадоксальности в рассуждениях адептами инквизиции, так и объективные сложности в понимании и обучении диалектике. Схоластика продолжала традиции аристотелевой логики в Средние века на базе церковных школ и не дала безвозвратно утратить достижения античных учёных, подготовила приход новой волны развития логики.
Теперь вернёмся к парадоксу Эпименида. Известный как «Парадокс Лжеца», он встречается и в менее афористической, зато более краткой и сильной форме: «Я лгу», или «высказывание, которое я сейчас произношу, ложно». Стоящее в кавычках выражение в процессе рассуждений попеременно оказывается то истинным, то ложным, что невозможно с точки зрения аристотелевой логики. Этот вариант формулировки парадокса принадлежит Евбулиду (IV век до н. э.).
В 1913 году англичанин Джордан добавил в копилку парадоксов такой. На одной стороне карточки написано: «Утверждение на другой стороне этой карточки истинно». Перевернув карточку, мы обнаруживаем: «Утверждение на другой стороне этой карточки ложно». Вот и попробуй, разберись! Если верить первому утверждению, то второе правильно. Но если правильно второе, то неверно первое! И наоборот.
Апорией называют наиболее острую форму парадокса. К сожалению, до настоящего времени дошли только 4 из 12 апорий Зенона Элейского («Стрела», «Дихотомия», «Ахиллес», «Стадион» и парадокс «Куча»). Настоящей катастрофой показались древним грекам открытые им противоречия, лежащие в основе понятия бесконечной делимости. До Зенона вполне естественным казалось, что материя может делиться на бесконечно малые порции, однако он подорвал логическую основу самой такой возможности. Именно реакция на апории привела Демокрита к атомизму.
Наиболее популярна апория, которая называется «Ахиллес»: «Да, грациозен и быстроног могучий Ахилл, сын Пелея, герой Троянской войны, воспетый Гомером. И как неуклюжа, как тихоходна черепаха, повсюду слывущая эталоном медлительности и нерасторопности! Ей ли тягаться в скорости с легендарным бегуном? А вот античный мудрец Зенон считал, что Ахиллу ни за что не догнать черепаху. Убеждение философа основывалось на том, что когда преследующий достигнет места, где находился преследуемый в момент старта, догоняемый бегун продвинется, хотя и немного, дальше. Значит, на новом небольшом участочке пути Ахиллу снова придется догонять черепаху. Но пока преследователь добежит до этого второго пункта, беглянка снова переместится вперед. И так далее до бесконечности. Если же это будет длиться без конца и края, то как Ахиллу удастся обогнать черепаху? С другой стороны, из собственного повседневного опыта каждый школьник знает, что он, отнюдь, не будучи Ахиллом, способен запросто обогнать не только черепаху, но, чего доброго, и самого учителя — стоит только прозвучать звонку, возвещающему конец урока. А нет ли „ахиллесовой пяты“ у самих рассуждении Зенона?» (Бобров, 1966).
Язвительный А. С. Пушкин так отразил сей парадокс в 1821 году:
Считается, что этот парадокс основан на реальных событиях. У софиста Протагора был ученик по имени Еватл (Эватл), обучавшийся у него искусству выступления в суде. По договору, который заключили между собой учитель и ученик, Еватл должен был заплатить за обучение в том случае, если выиграет свой первый судебный процесс. Такая постановка вопроса может показаться странной, но на самом деле для молодого адвоката действительно очень важно зарекомендовать себя, выиграв свое первое дело.
Сумма же, предполагавшаяся к уплате за обучение, 10 тысяч драхм, была весьма велика по тем временам. Но Еватл поступил совсем неординарно: он не стал участвовать в судебных тяжбах и соответственно ничего не платил Протагору. Возможно, у него были для такого решения и другие основания, а не только нежелание платить. Тем не менее, Протагор решил подать на ученика в суд. Он рассуждал при этом так: поскольку это будет для Еватла первым процессом, в котором он будет вынужден участвовать хотя бы в качестве обвиняемого и ответчика, то если Еватл выиграет тяжбу, он заплатит по договору, а если проиграет, то заплатит по решению суда.
Как ни странно, но и Еватл рассуждал точно так же: «Если я проиграю этот процесс, — говорил он, — то не буду платить по договору, а если выиграю, то не буду платить по решению суда».
Вопрос: должен ли платить Еватл или нет?
Оставим читателю возможность самостоятельно поразмышлять над парадоксом. Заинтересованных же отсылаем к специальным работам на этот счёт[81]. Советуем, в том числе обратить внимание и на парадокс «Крокодил и мать», схожий по своему логическому содержанию с изложенным выше.
Приведём словарные определения парадоксов и противоречий:
«Парадокс: явление, кажущееся невероятным и неожиданным; странное, расходящееся с общепринятым мнением, высказывание, а также мнение, противоречащее, „иногда только на первый взгляд“, здравому смыслу»[82].
Парадоксы часто путают с и противоречиями.
«Противоречие: взаимодействие противопоставленных и взаимосвязанных сущностей как источников самодвижения и развития (диалектическое противоречие); противоположность интересов (классовые противоречия); положение, при котором одно „высказывание, мысль, поступок“ исключает другое, не совместимое с ним (впасть в противоречие, противоречие во взглядах); высказывание или поступок, направленные против кого-чего-нибудь (не терпит противоречий кто-нибудь, дух противоречия — „стремление во что бы то ни стало сделать не так, совсем иначе“»).
Эти определения, конечно, неточны, да и как может быть иначе, ведь они взяты из толкового словаря. Тем не менее, из них уже можно увидеть разницу. Парадокс апеллирует к нашим ощущениям, чувствам, к здравому смыслу, наконец, тогда как противоречие опирается на противопоставление, то есть на некоторую строгость в определении и понимании. Противоречие не требует, чтобы форма его подачи была странной или ошеломляющей. От противоречия требуется, чтобы оно имело доказательную силу, так как метод доказательства приведением к абсурду, открытый древними греками, основывается именно на этом. Парадокс же вовсе может не иметь под собой противоречия, достаточно только казаться противоречивым. Поэтому часто различают истинные парадоксы и псевдопарадоксы, то есть те, которые при пристальном анализе оными не являются. Конечно же, желательно, чтобы парадокс содержал противоречие или опирался на него, а противоречие рядилось в красивую одежду парадокса, но так бывает не всегда. Впрочем, те, кто вкусил плоды от этого древа, через некоторое время начинают ощущать тонкость вкуса и аромата предлагаемых им блюд…
Итак, согласно С. И. Ожегову, парадоксом может быть явление, кажущееся неожиданным и невероятным. Как такое может быть? Рассмотрим «магический параллелепипед». Впрочем, ничего сверхъестественного в нём всё-таки нет.
ВОПРОС № 84
ВОПРОС № 85
Для того чтобы дать читателю представление о парадоксах как о «мнении, противоречащем „иногда только на первый взгляд“ здравому смыслу», приведём простенькую задачку из курса средней школы. «Много раз, — вспоминает С. В. Ёлкин, — давал я эту задачу большим студенческим аудиториям и каждый раз неизменно мне предлагались ответы: 99 кг; 98,98(98) кг; 99,9 и т. д. Человеческий мозг находящийся „в плену здравого смысла“ раз за разом ходил по кругу, натыкаясь на психологический барьер, не позволяющий прийти к правильному ответу!» Попробуйте и вы найти правильный ответ!
ВОПРОС № 86
Теперь вернёмся к противоречиям. Более остальных нас интересуют сейчас два типа противоречий:
1. Противоречие в понятиях как «взаимодействие противопоставленных и взаимосвязанных сущностей как источников самодвижения и развития»;
2. Противоречие в суждениях как «положение, при котором одно „высказывание, мысль, поступок“ исключает другое, не совместимое с ним».
Собственно всё остальное будет из них вытекать.
Технические и физические противоречия будут, так или иначе, формулироваться либо в понятиях, либо в суждениях. Например, для глажения белья нужно орудие (инструмент, устройство, приспособление), которое является горячим, чтобы ткань разглаживалась при нагревании, и одновременно холодным, чтобы его можно было держать в руках. Одно и тоже тело не может быть и горячим, и холодным одновременно. Это физическое противоречие! Но очевидно, такое устройство существует и называется утюг а противоречие разрешается разнесением в пространстве его противоречивых свойств: гладящая поверхность горячая, а рукоятка холодная. Это очень простой и наглядный пример, но не всё бывает так просто.
ВОПРОС № 87
Наверное, многих не устроит такая упрощённая классификация противоречий: в понятии или в суждении. Тогда можно предложить парадоксальную классификацию! Нет такой области, где нет противоречий, поэтому можно классифицировать, называя противоречие по имени области из которой оно взято. Например, административное противоречие, организационное противоречие, физическое противоречие, математическое противоречие, химическое противоречие, техническое, экономическое, биологическое, эстетическое и т. д.
И каждое противоречие ждет, что кто-то его разрешит. Что значит «разрешит»? Это значит, найдётся такое решение проблемы, в котором противоречивые стороны как бы исчезнут, «скроются с глаз долой», вроде как в случае с утюгом.
Но, можно биться об заклад, найдется немало читателей, которые захотят поспорить. А как же непротиворечивость арифметики или математического анализа? Увы, и в них есть противоречия.
Конечно, на сегодня эти дисциплины сформулированы с такой тщательностью, что нам остается довольствоваться лишь противоречием в понятиях!
Так понятие числа внутренне противоречиво, поскольку всякое число одновременно является обозначением, как количества, так и номера единицы в ряду чисел. Например, число «пять»: это и пять единиц и пятая единица в ряду целых чисел, то есть и одно, и многое. А в математическом анализе главное противоречие упрятано в понятии бесконечно малой величины, которая всё время стремится к нулю, но никогда его не достигает, причем это стремление происходит вне времени, что само по себе совершенно непонятно.
Здесь, по опыту фактического автора этого раздела С. В. Ёлкина, «…читатели должны разделиться на примерно две равные группы. Одни могут принять такую позицию, а другие нет. С этим противоречием, противоречием во взглядах на противоречие, пока поделать ничего нельзя. Честно признаюсь, несмотря на весь мой опыт, я его разрешить не могу, и никто не может, вот уже несколько тысяч лет».
Но есть одно предложение — набраться терпения! Даже тот, кто с нами не согласен, всё равно приобретёт ценный опыт.
ВОПРОС № 88
ВОПРОС № 89
Теперь снова обратимся к классику отечественного изобретательства Г. С. Альтшуллеру: «Техническое противоречие: „Одно свойство системы противоречит другому её свойству“. Или: „Улучшение одной части системы приводит к ухудшению другой её части“. Иногда, как мы видели, конфликтуют не части системы, а система и подсистема или система и надсистема. Но суть во всех случаях едина: выигрыш в чем-то одном приводит к проигрышу в другом. Например, повышение надежности приводит к увеличению веса. Сформулировать техническое противоречие — значит перейти от ситуации к задаче. Поэтому правильный переход от административного противоречия к техническому — это существенный сдвиг в решении задачи» (Альтшуллер, Селюцкий, 1980, С. 47).
ВОПРОС № 90
Естественный язык не только средство формулировки парадоксов и противоречий, оказывается, он сам наполнен парадоксами и противоречиями. Да и как может быть иначе, если корень противоречия гнездится в понятии?
Изящный логический парадокс сформулирован в 1908 году немецким математиком Куртом Греллингом. Разберём определение автологичного (самоприменимого) имени прилагательного. Большинство прилагательных не обладает качеством, которое оно обозначает. Скажем, слово «красный» само по себе не имеет красного цвета, слово «ароматный» не пахнет. Зато прилагательное «русский» — действительно русского языкового корня, «трёхсложный» — трёхсложно, «абстрактный» — абстрактно и т. д.
Каждое из этих прилагательных, по терминологии Греллинга, автологично, то есть имеет силу применительно к самому себе, обладая тем же качеством, которым оно наделяет другие понятия. Иное дело — гетерологичные, то есть несамоприменимые прилагательные. Скажем слово «бесконечный» имеет конечные размеры, «конкретный» — по смыслу абстрактно. Парадокс Греллинга возникает из вопроса: к какому классу отнести прилагательное «несамоприменимый»?
Самоприменимо оно или же нет? Допустим, что прилагательное «несамоприменимый» несамоприменимо. Тогда оно (согласно приведенному определению Греллинга) самоприменимо! А раз оно самоприменимо, то на каком же основании оно названо нами «несамоприменимым»?! (Ивин, 1998).
На этом, пожалуй, завершим поверхностное знакомство с парадоксами и противоречиями, ибо даже при всей поверхностности оно может занять целую книгу. А у нас другие цели — активизация инженерно-технического мышления по всем фронтам.
Копай глубже! Именно так принуждала Интуиция в одном бородатом анекдоте незадачливого ковбоя к действию. Напомним, что наш герой, как и положено ему, скакал по степи. Вдруг лошадь остановилась, и внутренний голос сказал ему: «Копай!» Ковбой начал копать, а внутренний голос добавляет: «Копай глубже!» Ковбой копает, голос: «Глубже!» И вдруг лопата ударила о какой-то предмет. Ковбой выкопал сундук с сокровищами. А голос: «Вот это я пошутила…»
В нашем случае шутки в сторону, теперь будем анализировать парадоксы. Кто-нибудь спросит: «А зачем их анализировать?» Ну как же!
Ну как же понять, откуда они берутся, куда деваются, что полезного из этого можно для себя получить? Ведь не ради только одного любопытства читаете вы в наш прагматичный век эту книгу!
Вернёмся к «парадоксу лжеца». Если вы, уважаемый читатель, сформулируете некое утверждение, докажете его истинность, а затем из этого выведете его же ложность, то получите противоречие[84]. Чтобы получился парадокс, в данном случае необходимо организовать замкнутый круг. Конечно это не обязательное условие, но очень желательное. Ибо хождение по замкнутому кругу кого угодно может свести с ума! Именно поэтому, приняв некоторое утверждение истинным и исходя из его истинности, приходят к тому, что оно ложно, а затем, приняв его ложность, доказывают из этой посылки его истинность. (Не верите, что можете сами придумать парадокс? А зря!)
Но как же бороться с парадоксами? Может быть, запретить такой ход действий — выводить из истинности ложность, и дело с концом, нет парадокса — нет проблемы? Как бы ни так! Это дорого обойдется не только математике, физике, технике, но и всей цивилизации!
Действие высказывания на само высказывание, называемое в математике самоприменимостью, играет важную роль в очень многих случаях. И если лишить математику, этот универсальный, как мы говорили, язык науки такого важного приема, то её здание может начать рассыпаться на глазах, а потом и здание всех естественнонаучных дисциплин. Ведь свойство самоприменимости[85] используется не только для логического вывода. Например, умножение числа самого на себя это тоже самоприменимость. Как же нам остаться без «дважды два»? Тем не менее, введение некоторых ограничений в определения или действия, является распространенным приёмом борьбы с противоречиями. И иногда это бывает вполне оправдано.
В Средние века схоласты потратили немало сил в попытках разрешить «Парадокс лжеца», пока, в конце концов, не признали его «неразрешимым предложением». После это парадокс был на время забыт[86]. Как нам кажется, в наше время логика, наконец, достигла такого уровня развития, чтобы снова попытаться вскрыть проблемы, лежащие в основании парадокса. А может, и нет!?
Давайте рассмотрим, что думали о «лжеце» выдающиеся мыслители прошлого. Самая простая мысль, восходящая к греку Хрисиппу, отказаться в анализе высказываний от пары «истина» и «ложь» и добавить к ним «осмысленно» и «бессмысленно». Таким образом, все высказывания можно отнести к одному из этих четырёх типов. Однако такая классификация не является удовлетворительной, потому что среди осмысленных высказываний могут быть как истинные, так и ложные. Отсюда следует, что высказывания надо сначала делить на осмысленные и бессмысленные, а уже затем все осмысленные делить на истинные и ложные.
В Средние века уже не раз нами упомянутый Уильям Оккам считал, что утверждение «всякое высказывание ложно» бессмысленно. Но на каком основании? Бессмысленными мы привыкли считать утверждения, не имеющие содержания, например, «если идёт дождь, то паровоз», или, иначе, не имеющие отношения к реальности.
Выражение «я лгу» (или «всякое высказывание ложно») имеет отношение к реальности и имеет содержание. Может быть, проблемой является способность выражения говорить о самом себе? Но и таких выражений предостаточно! Например, «это предложение написано по-русски» или «в этом предложении шесть слов». Первое является самоприменимым истинным, а второе самоприменимым ложным высказыванием. К тому же они оба вполне осмысленны.
И, наконец, вопрос, который ставит точку в наших сомнениях относительно позиции Оккама: «Если высказывание может говорить о самом себе (самоприменимо), то, что может запретить ему говорить об одном из своих свойств, например, о его истинности?»
С Оккамом (1280–1347) спорил его собственный ученик, другой из вестный философ и логик Жан Буридан (1300–1358)[87]. Он считал высказывание «всякое высказывание ложно» ложным, так как оно является сокращенной формой выражения утверждающего как свою истинность, так и ложность, а такие выражения, по его мнению, ложны. Некоторые до сих пор с ним согласны.
ВОПРОС № 91
ВОПРОС № 92
В прошлом веке выдающийся польский логик Альфред Тарский отметил, что язык, на котором мы говорим (естественный язык), применяется как для описания окружающего мира, так и для описания самого языка. Такие языки А. Тарский назвал «семантически замкнутыми». В семантически замкнутых языках, по его мнению, неизбежно возникают противоречия. Это, так сказать, плата за мощь и выразительность. Чтобы избежать парадокса, необходимо разделить языки. На первом — следует говорить о материальном мире, на втором — нужно говорить о первом языке и его свойствах, на третьем — говорить о втором языке, ну и так далее. Возникает бесконечная иерархия языков. Подобная ситуация имеет место в искусственных языках, например, предназначенных для программирования, которые описывают свою заданную предметную область, но о них самих и их свойствах высказывания строятся на естественном языке.
С одной стороны это восхитительное открытие, ставящее А. Тарского в один ряд с Великими, а с другой стороны ситуация с построением бесконечной иерархии непротиворечивых языков чем-то очень напоминает нам Ахилла и черепаху…
Долгое время считалось, что предложение А. Тарского — единственный путь разрешения «Парадокса лжеца», но сейчас мнение изменилось.
В 1920 году ещё один польский математик Ян Лукасевич предложил многозначные логики, то есть такие, в которых кроме значений «истинно» и «ложно» появляются и другие значения высказываний. Так, первой версией многозначной логики была трёхзначная логика, в которой появились значения «ошибочно» или «неизвестно». Вслед за этим появилось множество различных логик: бесконечнозначные, конечнозначные (чёткие и нечёткие), вероятностные. В них пришлось отказаться от закона «исключения третьего» и даже от «закона противоречия».
Здесь нам самое время познакомиться с этими законами. Их три. Совсем недавно, лет эдак шестьдесят назад, каждый школьник знал эти законы, а сейчас и не всякий выпускник ВУЗа с ними знаком!
Дело в том, что раньше логику преподавали в школе, а теперь только в ВУЗах, в лучшем случае, в инженерно-технических (в рамках курса дискретной математики) да в некоторых юридических. И у кого не было «дискретки», тот понятия не имеет о трёх законах логики. Проверено!
Первый закон тождества, согласно которому в процессе рассуждения каждое осмысленное выражение (понятие, суждение) должно употребляться в одном и том же смысле. Предпосылкой его выполнимости является возможность различения и отождествления тех объектов, о которых идёт речь в данном рассуждении, то есть «мысль о предмете должна иметь определённое, устойчивое содержание, сколько бы раз она ни повторялась. Важнейшее свойство мышления — его определённость — выражается данным логическим законом» (Кириллов, Старченко, 1982).
Второй закон противоречия (он же закон непротиворечия) гласит, что два несовместимых (противоречащих или же противоположных) суждения не могут быть одновременно истинными. По крайней мере одно из них необходимо ложно. Закон противоречия является фундаментальным логическим законом, на котором построена вся современная математика. Здесь очень важную роль имеет слово «одновременно», так как любой предмет может изменяться и в разные моменты времени, так же, как и в разных местах пространства и в разных отношениях, он может не совпадать сам с собой. Так, если сказать, что «река мелкая» и «река глубокая», то это будет противоречием, до тех пор, пока не дано отношение. То, по отношению к кому или чему она мелкая или глубокая: для взрослого она мелкая, а для маленького ребёнка глубокая.
Третий закон исключённого третьего («tertium non datur», то есть «третьего не дано») — закон классической логики: из двух высказываний — «А» или «не А» — одно обязательно является истинным, то есть два суждения, одно из которых является отрицанием другого, не могут быть одновременно ложными (либо истинными), одно из них необходимо истинно, а другое ложно.
ВОПРОС № 93
ВОПРОС № 94
Вернемся к трёхзначной логике. Предложим логику, имеющую три значения: истинно, ложно, неистинно-неложно (или истинно-и-ложно). Есть ли примеры утверждений, которым можно приписать значение «неистинно-неложно»? Элементарно! Производители растительного масла часто пишут на бутылках, что «продукт не содержит холестерина». Что является то ли лживой истиной, то ли истинной ложью, то ли ещё чем-то. Комментируем. Холестерин является продуктом жизнедеятельности животного организма (печени) и представляет собою соединение в одной молекуле жироподобного и белковоподобного фрагментов. То есть в растительном масле никогда не было и не могло быть холестерина. Но на потребителей надпись действует магически!
ВОПРОС № 95
А вот что сам Г. В. Ф. Гегель пишет об этом пресловутом «Парадоксе лжеца»: «Одно опровержение носит название лжеца; в этом опровержении ставится вопрос: „если какой-нибудь человек говорит, что он лжет, то лжет ли он, или говорит правду?“ Требуется простой ответ, ибо простое, которым исключается другое, считается истинным. Если ответят: он говорит правду, то это противоречит содержанию его речи, ибо он ведь сознается, что он лжет. Если же будут утверждать, что он лжет, то на это утверждение нужно возразить, что его признание является, наоборот, правдой. Он, следовательно, лжет и вместе с тем и не лжет, простого же ответа на заданный вопрос никак нельзя дать, ибо здесь положено соединение двух противоположностей — истины и лжи, — и их непосредственное противоречие; это и выступало снова и снова в различных формах и занимало умы людей во все эпохи. Хризипп, знаменитый стоик, написал об этом вопросе шесть книг. Другой — Филет Косский — умер от чахотки, которую от нажил благодаря чрезмерным трудам, положенным им на разрешение этой двусмысленности. Нечто совершенно похожее мы видим в наши дни у людей, истощающихся в усилиях найти квадратуру круга, вопрос, который почти стал бессмертным. Они ищут простого отношения между тем, что несоизмеримо друг с другом, то есть они также впадают в ошибку требовать простого ответа, тогда как содержание, с которым они имеют дело, противоречиво».
Мы вечно забываем, что нет на самом деле простых и однозначных отношений — ни между людьми, ни между техническими системами, также и между истиной и ложью их нет. В любой правде есть ложь и наоборот. Помните, как в детском фильме «Отроки во Вселенной» робот-исполнитель сгорел, пытаясь ответить на вопрос ребят «Кто остался на трубе?» Логика машинная и человеческая — это «две большие разницы»[88].
«Лжец» уже одним только фактом своего существования поднял множество сложнейших вопросов и тем самым явился катализатором для генерации нового знания. Однако приходится признать, что разрешение его без каких-либо усовершенствований логики или языка не представляется возможным и, вероятно, ещё не все открытия на этом пути сделаны.
Конспективно повторим разбор, данный А. А. Ивиным в книге «Логика», который будет особо полезен для работников юридического профиля:
«Протагор посвятил спору с Еватлом сочинение „Тяжба о плате“, которое, к сожалению, не дошло до нашего времени. Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646–1716), будучи юристом по образованию, посвятил этому спору свою докторскую диссертацию „Исследование о запутанных казусах в праве“. Великий ученый пытался доказать, на примере тяжбы Протагора и Еватла, что все реальные случаи, даже самые запутанные, должны находить правильное разрешение на основе здравого смысла. По мнению Лейбница, суд должен отказать Протагору в возбуждении дела за несвоевременностью предъявления иска, но оставить, однако, за ним право потребовать уплаты денег позже, а именно после первого выигранного Еватлом процесса.
Рассмотрим некоторые другие решения данного парадокса.
Решение суда должно иметь большую силу, чем частная договоренность двух лиц. На это можно ответить, что не будь этой договоренности, какой бы незначительной она ни казалась, не было бы ни суда, ни его решения. Ведь суд должен вынести свое решение именно по её поводу и на её основе.
Обращались также к общему принципу, что всякий труд, а значит, и труд Протагора, должен быть оплачен. Но ведь известно, что этот принцип всегда имел исключения, тем более в рабовладельческом обществе. К тому же он просто неприложим к конкретной ситуации спора: ведь Протагор, гарантируя высокий уровень обучения, сам отказывался принимать плату в случае неудачи своего ученика в первом процессе.
И Протагор, и Еватл — оба правы частично, и ни один из них в целом. Каждый из них учитывает только половину возможностей, выгодную для себя. Полное или всестороннее рассмотрение открывает четыре возможности, из которых только половина выгодна для одного из спорящих. Какая из этих возможностей реализуется, это решит не логика, а жизнь. Если приговор судей будет иметь большую силу, чем договор, Еватл должен будет платить, только если проиграет процесс, т. е. в силу решения суда. Если же частная договоренность будет ставится выше, чем решение судей, то Протагор получит плату только в случае проигрыша процесса Еватлу, то есть в силу договора с Протагором.
Эта апелляция к жизни окончательно всё запутывает. Чем, если не логикой, могут руководствоваться судьи в условиях, когда все относящиеся к делу обстоятельства совершенно ясны? И что это будет за руководство, если Протагор, претендующий на оплату через суд, добьется её, лишь проиграв процесс?
Впрочем, и решение Лейбница, кажущееся вначале убедительным, не на много лучше, чем неясное противопоставление логики и жизни. В сущности, Лейбниц предлагает задним числом заменить формулировку договора и оговорить, что первым с участием Еватла судебным процессом, исход которого решит вопрос об оплате, не должен быть суд по иску Протагора. Мысль эта глубокая, но не имеющая отношения к конкретному суду. Если бы в исходной договоренности была такая оговорка, нужды в судебном разбирательстве вообще не возникло бы.
Если под решением данного затруднения понимать ответ на вопрос, должен Еватл уплатить Протагору или нет, то все эти, как и все другие мыслимые решения, являются, конечно, несостоятельными. Они представляют собой не более чем уход от существа спора, являются, так сказать, софистическими уловками и хитростями в безвыходной и неразрешимой ситуации. Ибо ни здравый смысл, ни какие-то общие принципы, касающиеся социальных отношений, не способны разрешить спор.
Невозможно выполнить вместе договор в его первоначальной форме и решение суда, каким бы последнее ни было. Для доказательства этого достаточно простых средств логики. С помощью этих же средств можно также показать, что договор, несмотря на его вполне невинный внешний вид, внутренне противоречив. Он требует реализации логически невозможного положения: Еватл должен одновременно и уплатить за обучение, и вместе с тем не платить» (Ивин, 1998, С. 202–204).
Таким образом, в парадоксе мы сталкиваемся с так называемым дистантным противоречием, которое неочевидно в начале рассуждения и поэтому такого рода проблемы часто можно встретить в жизни. Ведь никому и в голову не приходит в самом начале текста, что участники договора могут встретиться в суде! То есть и здесь имеет место самоприменимость!
Явное же противоречие называется контактным и редко встречается в мышлении и языке.
Природа же противоречия «Протагор и Еватл» лежит в том, что с самого начала разрешено рассуждение при абсолютном равенстве двух независимых оснований, одно из которых первоначально скрыто (плата по суду), хотя и является совершенно очевидной возможностью.
И всё-таки приятно, что, в отличие от парадокса «лжеца», в этом случае можно исключить подобные парадоксы в будущем, ничего не меняя ни в судебной практике, ни в языке, ни в мышлении. Достаточно грамотно написать договор.
ВОПРОС № 96
Вернёмся к апории «Ахиллес и черепаха», ведь она имеет непосредственное отношение к математике:
«В классическом курсе логики, написанном Вильямом Минто, прославленный бегун легко опережает свою недостойную соперницу, хотя дает ей фору не только в расстоянии — 100 саженей (здесь употреблены старинные русские, а не древнегреческие меры длины, однако это не имеет значения), но и в скорости: он двигается не в полную силу — всего в десять раз резвее черепахи. То есть, по существу, шагает себе не торопясь, уверенный в победе. Правда, добравшись до места, откуда тронулась в путь-дорогу нерасторопная ставленница Зенона, Пелеев сын увидит, что та успела переползти еще на 10 саженей вперед. Пока Ахилл преодолеет эти 10 саженей, черепаха уйдет еще на сажень. Что ж, быстроногому ничего не стоит покрыть какую-то там сажень. А неуклюжая тем временем переместится — пусть на одну десятую сажени, но все-таки вперед, прочь от преследователя! С каждым шагом расстояние сокращается. Таких шагов будет, очевидно, бесчисленное множество. Не беда: современная математика научилась суммировать бесконечные последовательности. И Минто строит бесконечный ряд: 100 + 10 + 1 + 0,1 + 0,01 + 0,001 +… Перед нами убывающая геометрическая прогрессия. Её сумму запросто подсчитает любой теперешний школьник, если, конечно, он уже прошел алгебру по учебнику, кажется, для восьмого класса; эта сумма равна 111 1/9. Проделав нехитрый подсчет, Минто заключает: „Софист хочет доказать, что Ахилл никогда не догонит черепаху, а на самом деле доказывает лишь то, что Ахилл перегоняет её между 111-й и 112-й саженями на их пути“. Вроде бы правильно. Вроде бы логично. Увы, торжествующий опровергатель не ответил посрамленному софисту, ибо вопрос ставился иначе: не когда, а как возможна подобная встреча…» (Бобров, 1966).
Для того чтобы решить фундаментальную задачу, необходимо, как говорится, «докопаться до сути». Именно, «докапывание до сути» и приводит к парадоксам и противоречиям. А затем парадокс или противоречие необходимо разрешить (снять). Так что есть две половинки пути: формулировка противоречия и его разрешение.
Предлагаем ещё один, уже не такой старый парадокс, как в случае с лжецом, — парадокс вероятности.
С. Ёлкин. Если представить мысленный эксперимент с бросанием точки на плоскость, то исходным постулатом является то, что вероятность попасть в какую-либо конкретную точку плоскости равна нулю (невозможное событие). Но при этом вероятность, что точка попадёт на плоскость, равна единице (достоверное событие). То есть, в конце концов, реализуется одно из невозможных событий.
В. Ковалёв. Да, внутри всякой реальности сидит противоречие, которое её как раз и созидает. Найти самое глубокое противоречие для данной реальности — это даже не полдела, а почти всё дело. Потому что решение противоречия содержится в нём самом, и значит, надо просто понаблюдать, как оно разрешает само себя. Противоречие — это соотношение противоположностей, и потому надо увидеть, каковы они в рамках рассматриваемой системы. Это обычно очень трудно, потому, что мешает спутанность отношений, масса привходящих обстоятельств и т. д.
А насчёт парадокса вероятности, то тут, думаю, не всё так безнадёжно, как кажется. Плоскость по отношению к точкам — это ведь их целое, которое не сводится к ним и не состоит из них. Поэтому не надо их ставить «на одну доску». Попасть абсолютно точно в часть невозможно, а в целое — запросто, потому как оно везде.
С. Ёлкин. Неясно, почему «невозможно абсолютно точно попасть в часть»? Добавлю, так, «про между прочим», что этот парадокс послужил одной из тех причин, по которой великий Давид Гильберт сформулировал проблему создания аксиоматической теории вероятности и включил её в число выдающихся проблем математики на том самом выдающемся конгрессе математиков[89]. Проблема эта была разрешена только более 30 лет спустя другим великим математиком — А. Н. Колмогоровым[90].
В. Ковалёв. Во-первых, я никак не могу взять в толк, как можно попасть в то, что не имеет размеров, то есть в точку. Во-вторых, точность — это идеализация, химера нашего ума, а в реальном мире ничто не может абсолютно точно совпасть друг с другом, ничто не может абсолютно заменить другое. В-третьих, не надо путать математику с логикой, а логику формальную (математическую) с диалектической, то есть рассудок с разумом. Математика — предел формализации как таковой, то есть рассудок чистейшей воды, который умеет только разделять, фиксировать и связывать внешней связью эти выделенные им неподвижности. Созданная математикой абстракция точки, то есть дискретности как таковой, у которой единственное свойство — отсутствие свойств, — ярчайший пример голого рассудка. Плоскость же по отношению к точке есть её прямая противоположность, то есть континуум, непрерывность как таковая. Математика — это только фиксация их различия и ничего более. А в чём состоит их тождество, она не знает, это уже вопрос философии, которая на что-нибудь да может-таки сгодиться. Наше сознание в любом процессе познания то проваливается в голую математику, то поднимется на уровень философии, и только так, пульсируя, оно может получить действительное знание.
А. Трушечкин[91]. Общепринятый ответ на этот парадокс — что «невероятное» не означает «невозможное». Невероятное событие — вероятность которого равна нулю, невозможное — которое не может произойти. На это можно возразить: «Как же? Согласно исходным идеям теории вероятностей, если вероятность равна нулю, то событие и есть невозможное!»
Тогда тут, пожалуй, можно разобрать подробнее, как мы делаем вывод о том, что вероятность попадания в точку равно нулю. Здесь речь идёт о геометрической вероятности. Предположим для простоты, что мишень ограниченна: например, это круг единичной площади, и мы стреляем по нему безразмерными пулями. Тогда вероятность попадания в произвольную область этого круга равна площади этой области. Площадь точки равна нулю. Почему? Ответ: по определению (из теории меры) множество имеет площадь ноль, если его можно накрыть множеством сколь угодно малой площади. Для точки можно это сделать. Например, рассмотреть последовательность маленьких кружков с центрами в этой точке и радиусами, стремящимися к нулю. Вероятность попадания в кружок с уменьшением его радиуса уменьшается, но не ноль. То есть множество нулевой площади определяется не непосредственно, а как бы итеративно, путём приближения множествами уменьшающейся площади. Поэтому и утверждение о том, что вероятность попадания в точку равна нулю, можно воспринимать так же: здесь не чистый ноль, а бесконечно малая последовательность чисел. Попасть в точку можно, но вероятность исчезающе мала.
Таким образом, в этих рассуждениях всплывает на поверхность то, что точка — это идеализация очень маленького множества (конец обсуждения)
Так что, любезный наш читатель, зря старался А. Н. Колмогоров?
ВОПРОС № 97
«Никто не может изгнать нас из рая, созданного нам Кантором!» — заявил Давид Гильберт по поводу теории множеств Георга Кантора. Таково было чувство восторга от новой «игрушки» у математиков того времени. В 1873 году Кантор ввел понятие множества. Первоначально новая теория помогла решить ряд проблем. Однако очень скоро в ней обнаружились противоречия.
Первое противоречие возникло благодаря введению и анализу самого большого множества из всех: множества всех множеств. Простейший вопрос «Существует ли множество всех множеств?» тут же приводит к парадоксу. Для этого надо напомнить, что в теории множеств разрешима процедура включения одного множества в состав другого или «взятие множества от множества». (Это вам ничего не напоминает? Правильно — вездесущую рекурсию!)
Можно включать какие угодно множества в состав одного — их объединяющего, до тех пор пока все множества не исчерпаются. Тогда мы получим сверхмножество, которое включает в себя все остальные множества. Все! Но не все! Само сверхмножество (множество всех множеств) оказалось не включённым! Ведь его вначале не было, а теперь оно появилось. Ну что же, включим теперь и его. Но тогда появляется новое сверхмножество, которого только что ещё не было. Тогда и его включим, и так до бесконечности! То есть множество всех множеств и существует, и не существует одновременно!
Причиной парадокса является возможность быть множеству элементом самого себя. Можно конечно ограничить эту возможность, но тогда исчезнут многие очень полезные возможности теории множеств. Лучше локализовать проблему, и для этого разделить все множества на два типа, те, которые содержат себя в качестве своего элемента, и те, которые не содержат..
В 1901 году Бертран Рассел в письме коллеге изложил мысль, которая в популярной форме известна как «Парадокс брадобрея»: «В одной военной части был брадобрей. Ему было разрешено под угрозой смертной казни брить только тех военнослужащих, которые не бреются сами. Но вот беда — сам брадобрей тоже был на службе. Мог ли он в таком случае побриться сам?»
Если он себя побреет, то окажется тем, кого ему брить категорически запрещено, а если не побреет, то окажется среди тех, кого брить ему можно!
Словом, в теории множеств выявилось много противоречий[92], а на их устранение потратили огромное количество усилий. Собственно, как и в случае с математическим анализом, который первоначально был противоречив и только трудами титанов — Коши, Вейерштрасс, Гейне — приведён в образцовое состояние. В условно образцовое. Ибо все противоречия математического анализа были упрятаны в его определения, совмещающие в себе невозможное. Достаточно вспомнить бесконечно малые и бесконечно большие величины, которые «куда-то стремятся, но никогда своего предела не достигают». При этом само стремление к пределу происходит вне времени, что невозможно само по себе — в природе такое не наблюдается.
ВОПРОС № 98
Сколько яблок на рисунке?[93]
В математике имеется огромное число парадоксов и противоречий. Никто даже не знает сколько — так велика математика! Кстати, это обстоятельство ничуть не мешает нам её любить!
Тем нашим читателям, у кого подрастают дети, ещё предстоит хлебнуть из-за этой «парадоксальности»:
— Папа, существует ли самое большое число?
— Да, существует? — папа пытается отделаться от навязчивого почемучки.
— А что будет, если к нему прибавить единицу?
Очевидно, что ответ неудовлетворителен. Отец в затруднении.
— Нет, Не существует. Так как натуральный ряд стремится к бесконечности! — папа пытается продемонстрировать образованность.
— А можно это несуществующее число, ну, эту бесконечность, обозначить?
— Да, можно.
— А если отнять от этого не существующего числа единицу, мы получим существующее число?
— Нет!
— А если отнять от этого не существующего числа две единицы, мы получим существующее число?
— Нет!
<…>
— А если отнять от этого не существующего числа бесконечность натуральных чисел, мы получим существующее число? Ведь это бесконечности одинакового порядка!
— Э… Да! Получим.
— Тогда где, на каком числе несуществующее число превращается в существующее?
Нередко противники диалектики утверждают, что парадоксы и противоречия возникают как следствие «бинарности», парности её категорий. Это, конечно, и верно, и неверно одновременно. Вот парадокс для трёх понятий.
Будущее, настоящее, прошедшее. Три «стадии», или же измерения, времени. Если существует возможность передать сигнал из будущего в прошлое, то возникает петля времени.
Допустим, мы из некоторой лаборатории передаём сигнал на взрывное устройство, находящееся в прошлом, которое уничтожает наш передатчик. Но тогда мы не можем послать сигнал для уничтожения передатчика, и передатчик передаёт сигнал, который взрывает передатчик, который не передаёт сигнал… и т. д.
Правда в этих рассуждениях отсутствует «настоящее». Или, точнее, оно присутствует в неявном виде, как то место, в котором мы находимся, пока совершаем рассуждения (начало координат). Сохраняется универсальность рассуждений: мы совершаем действие, аналог самоприменимости, по отношению к источнику. В результате возникает замкнутый круг, как и раньше: истина — ложь, самоприменимый-несамоприменимый, и т. д.
Любопытно, что все цвета разлагаются на три основных цвета, и это разложение хорошо описывается в числах Гамильтона (i, j, k), так хорошо, что эта математика используется в компьютерной графике.
Есть немало парадоксов для зрительного восприятия цвета, которые можно во множестве видеть в Интернете. Они не описываются словами, но их можно наблюдать — например, знаменитая иллюзия движения.[94]
Удивительное оптическое явление обнаружили случайно. Однажды в американской компании «Polaroid Corporation» сотрудник фирмы Е.Г Ланд сделал два фотоснимка цветных предметов через два разных светофильтра. Один светофильтр был красным, другой зелёным. Затем оба изображения спроектировали на экран и совместили. Диапозитив, сфотографированный через красный светофильтр, подсветили красным светом, а второй диапозитив, снятый через зелёный светофильтр, поставили на пути… белого света. Следовательно, зелёного цвета в опыте не было. Но результат превзошел все ожидания.
Вопреки предположению, что на экране появится изображение в оттенках красного и розового цветов, натюрморт вдруг предстал в красках, которые соответствовали оригиналу. Проекция оказалась подобна «натуре».
Дальше поиск пошёл целенаправленно. М. Х. Вильсон попробовал воспроизвести краски оригинала одним единственным цветом.
Учёный три раза сфотографировал на чёрно-белую плёнку картину Ван Гога «Лодки на берегу моря». Затем Вильсон совместил эти три изображения на белом экране через три светофильтра. Все три были синего цвета! Между этими светофильтрами было лишь едва уловимое различие по плотности. А на экране получилось изображение, весьма близкое к оригиналу. То есть это была картина Ван Гога в жёлтых, оранжевых, красных, коричневых, зелёных и сине-голубых тонах. Присутствовали почти все цвета спектра…
Известные учёные тщетно пытались объяснить этот экспериментально обнаруженный феномен цветного зрения. В глаз попадают лучи практически одного спектрального состава, а он сам воссоздаёт цветовое многообразие. Явно мы имеем дело с парадоксом, опровергающим принятое представление о работе глаза.
ВОПРОС № 99
Техническое ограничение — условие (или комплекс условий), которое ограничивает развитие технической системы.
В процессе развития технические системы (как и системы вообще) сталкиваются с различными факторами, ограничивающими возможности решения ими новых всё более сложных задач. Например, прочность материала, из которого изготавливают режущий инструмент, является ограничивающим фактором для обработки всё более твёрдых объектов и создания новых инструментов.
В основе любого технического ограничения «нужно, но невозможно» лежит техническое противоречие, которое формулируется как «если улучшить А, то ухудшится Б» и «Если улучшить Б, ухудшится А» (Г. С. Альтшуллер).
Например, «инструмент должен быть более прочным, но не может быть прочнее». Допустим, изобретен самый прочный и твердый материал, но с помощью чего мы будем из него изготавливать инструмент? Например, издавна обработка алмазов была очень трудным делом. Ведь он самый твёрдый, и из алмаза нельзя сделать инструмент литьём, он просто сгорит. То есть чем твёрже материал, тем сложнее делать инструмент для его обработки.
Или ещё, если увеличивать мощность двигателя, то увеличивается (ухудшается) расход топлива. Если уменьшать расход топлива, то ухудшится вырабатываемая мощность.
Техническое ограничение и техническое противоречие соотносятся между собой как явление и сущность. Но у всякой сущности, как известно, есть своя сущность. В нашем случае этой сущностью является физическое противоречие.
Допустим, вы повышаете мощность двигателя с целью увеличения скорости автомобиля, но расход топлива при этом растет нелинейно, так как при некоторой достаточно большой скорости лобовое сопротивление воздушного потока будет расти пропорционально квадрату скорости. Следовательно, причиной проблемы является физический закон. Какой бы мощный двигатель вы не брали, рано или поздно возникает предел скорости для этого двигателя. И тогда при одной и той же мощности скорость можно увеличить, лишь улучшая аэродинамику автомобиля. Возникает цепочка:
Предел скорости — недостаток мощности — лобовое сопротивление.
Эта цепочка ведёт от явления к сущности:
Явление — (сущность-(явление)) — сущность.
Уменьшим поперечное сечение автомобиля — скорость увеличится, но невозможно без конца уменьшать поперечное сечение, просто тогда будет недостаточно места для размещения двигателя. Где выход?
Пусть двигатель пропускает воздух через себя: двигатель есть — лобового сопротивления нет. Такой двигатель называется турбиной, или турбореактивным двигателем.
Физическое противоречие является причиной технического противоречия и формулируется в терминах свойств, качеств, состояний вещей и процессов.
В этой связи приведём разбор красивой задачи из новейшего «Учебника по ТРИЗ», который всячески рекомендуем всем нашим читателям, ибо он лишён многих недостатков предшествующих.
«Задача 7.1. Одно из чудес света — Александрийский маяк на египетском берегу Средиземного моря. Время разрушило маяк, но многие археологи утверждают, что он был высотой более 300 м.
Несколько веков простоял маяк с надписью на вершине: „Для богов и во имя спасения моряков построил Состратос из Книда, сын Дексифона“. Так звали строителя, и люди запомнили его имя на века. Но история помнит и другое. Когда строительство маяка заканчивалось, Состратоса вызвал правитель и повелел: „Ты высечешь на маяке мое имя!“
Строителю запрещалось высекать свое имя, и он знал, что если не выполнит приказа, то его казнят, а если выполнит, то потомки никогда не узнают имени настоящего автора маяка.
Строитель остался жив, но весь мир узнал его имя. Как это могло произойти?
Административное противоречие: „Очень хочется увековечить свое имя, а правитель запретил это делать, — он хочет увековечить свое имя“.
Техническое противоречие-1: „Если я выбью на стене свое имя, то увековечу его, что хорошо, но лишусь жизни, что недопустимо“.
Техническое противоречие-2: „Если я выбью на стене имя правителя, то не увековечу своего имени, что плохо, но при этом останусь жить, что хорошо“.
Таким образом, приходим к двум противоречащим высказываниям, которые и составляют физическое противоречие.
Физическое противоречие: „На стене должно быть мое имя, чтобы его увидели потомки, на стене не должно быть моего имени, а должно быть имя правителя, чтобы меня не казнили“.
Эту задачу можно сформулировать следующим образом. Пока жив правитель, надпись должна быть одна, а после его смерти — другая.
Тогда физическое противоречие можно переформулировать: Надпись должна быть одна, чтобы её увидел правитель, и надпись должна быть другая, чтобы её увидели потомки. Как это сделать?
Из последней формулировки физического противоречия видно, что для правителя надпись должна быть одна, чтобы он её увидел, а для потомков должна быть другая, чтобы увековечить свое имя. То есть противоречащие требования, которые предъявляются к объекту, относятся к разным моментам времени.
Противоречие разрешается во времени введением в систему еще одного компонента — вещества, которое сначала должно быть, а потом исчезнуть.
Итак, строитель вытесал на каменной стене свое имя, но закрыл его слоем известкового раствора, на котором написал имя правителя. Через несколько лет известняк выветрился и проступило имя „Состратос, сын Дексифона“»[95].
Известно великое множество различных противоречий и связанных с ними парадоксов.
Им посвящено огромное количество литературы на всех языках. Но мы ограничимся очень лаконичным изложением.
Противоречия являются не плодом нашего незнания, а присущи природе вещей и, как следствие, всюду возникают на пути познания.
Рано или поздно любое противоречие получает разрешение. Если бы этого не происходило, развитие остановилось бы. Имеются сотни способов разрешения различных противоречий. Например, для твердосплавного инструмента противоречие может быть разрешено технологией литья, электродуговой или плазменной обработки.
В идеальной экономике технология потребления и технология производства развиваются согласованно, до тех пор, пока не возникают технические ограничения. Рассогласование приводит к противоречию между производством и потреблением. Противоречие разрешается с возникновением новой технологии, снимающей технические ограничения с базовой технологии, вместо замены её на другую технологию. Например, технология закалки стального инструмента разрешает сначала физическое противоречие (разделение противоречивых свойств во времени), а затем техническое противоречие. Она снимает технические ограничения для использования режущего инструмента и, наконец, снимает экономические препятствия к продаже инструмента.
Существует специальная наука, которая занимается разрешением технических противоречий с целью получения новых технических решений, это, уже упомянутая выше и не раз Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ).
Технологии развиваются не произвольным образом, на их развитие оказывает влияние сложный комплекс ограничений, который оставляет для развития узкий коридор решений.
Но даже при движении в этом коридоре потребуется проверить сотни и тысячи возможных решений, если действовать методом «проб и ошибок». Для точных и безошибочных действий необходимо знание Законов развития технических систем и технологий (ЗРТС).
Возникает парадокс: Чем выше степень развития технологий, тем богаче инструментальные среды, но тем уже коридор возможных решений!
Схема разрешения противоречия с помощью введения новой технологии
Для отработки остроты мышления чрезвычайно важным является решение обратных задач. Недаром даже из нашей практики мы знаем, что вычитать труднее, чем складывать, делить сложнее, чем умножать, извлекать корень сложнее, чем возводить в степень и, наконец, интегрировать труднее, чем дифференцировать. Инженер же должен с лёгкостью решать как прямые, так и обратные задачи.
Обратные задачи в области поиска противоречий дают практически неограниченные возможности для самосовершенствования. Ведь объектов вокруг нас несчётное множество, и каждый возник в результате разрешения некоторого противоречия. Если вы освоите этот метод, то вам больше не понадобятся многие задачники. Вы сможете тренировать свой ум всюду, независимо от того, есть ли у вас под руками бумага и карандаш, книга или учебник.
ВОПРОС № 100
ВОПРОС № 101
В горбачёвский период была остановлена «гонка вооружений» и возникла задача взаимного контроля вооружений СССР и его вчерашних противников. Эксперты пришли к выводу, что необходимая технология контроля должна состоять в мечении контролируемых объектов — тяжёлых вооружений.
При этом технология мечения должна быть полностью описана и доступна стороне потенциального противника, но, тем не менее, необходимо, чтобы изготовленные по этой технологии метки невозможно было бы подделать.
Задача чем-то напоминала известный парадокс всемогущества: может ли сверхмогущественное существо создать камень, который само же не сможет поднять?
На том уровне техники было предложено несколько вариантов, как советской, так и американской сторонами. А что бы вы сами предложили на месте разработчиков?[96]Какой базовый принцип лежит в основе решения этой задачи?
Поскольку ответ весьма объёмен, помещаем его сразу в текст, а не в конец книги, как в большинстве случаев.
В основу решения положен принцип случайности, так как только случайные процессы позволяют сделать уникальные объекты, в данном случае метки.
С советской стороны было предложено облучать тяжёлыми ядрами на ускорителе тонкие лавсановые пленки или иные трековые детекторы. Плёнку необходимо предварительно разметить: нанести сетку координат. В процессе облучения в плёнке образуются скрытые треки (повреждения структуры вещества).
Треки визуализируются с помощь процесса травления в горячей щёлочи; при этом возникают отверстия в плёнке диаметром от 0,5 до 1,0 микрона. Конфигурация расположения треков является полностью случайной и если их достаточно много, то её невозможно повторить в мыслимом числе экспериментов по облучению. Таким образом, повторить полученную однажды метку оказывалось невозможным. В дальнейшем предполагалось размещать такую метку на контролируемом объекте. Считывание метки можно было осуществить благодаря обычному оптическому микроскопу.
С американской стороны предполагалось смешивать мелко измельченную отражающую свет слюду с эпоксидной смолой и наносить на объект. После застывания смолы внутри неё образовывалась случайная структура отражающих элементов. Считывание метки предполагалось делать под разными углами с помощью ФЭУ (фотоэлектронного умножителя), предварительно подсветив метку внешним источником света.
К чести американцев, они признали советское предложение более простым и устойчивым к ошибке. В настоящее время нанотехнологии позволяют подделать такого рода метки, поэтому данные конкретные технические решения теперь стали достоянием истории.
Довольно редко бывает так, что некий объект возникает как результат разрешения одного-единственного противоречия, обычно накапливается целый комплект противоречий и ограничений.
Скажем, создание водородной энергетики обусловлено следующими проблемами:
1. Истощение дешевых запасов качественных углеводородов.
2. Экологическая угроза планете за счет роста выбросов парниковых газов (катастрофическое изменение климата).
3. Загрязнение окружающей среды там, где проживает большая часть населения (города).
4. Потребность в аккумуляции энергии с помощью энергетически ёмких носителей.
В результате возникает идея отказаться от сжигания углеводородов, то есть заменить их другим видом химического топлива. Оно давно известно химикам, это водород. Но!..
«Водород обладает физико-химическими свойствами, которые делают очень опасным его применение. Скорость диффузии водорода в открытом пространстве — 2 м/с (у обычного газа — 20 см/с). Более того, концентрационный предел по горению и детонации у водорода на порядки более высокий, чем у топливного газа и паров бензина. А главное, водород обладает наибольшей калорийностью и в зависимости от гидродинамической схемы развития взрыва может в десятки раз превосходить тротиловый эквивалент тринитротолуола. Обращение с водородом требует высочайшей культуры, которую трудно обеспечить в российских условиях. Необходимо очень внимательно следить за взрыво- и пожаробезопасностью всех этих систем. Не случайно в программах водородной энергетики, которые есть в США и в других странах, обращению с водородом уделено очень большое внимание. Я бы предложил в нашей комплексной программе усилить элемент, связанный с безопасностью производства, хранения и использования водорода, потому что незакрученный штуцер в водородном двигателе в гараже под небоскребом может вызвать взрыв и поставить крест на всей водородной энергетике»[97].
Низкая температура жидкого водорода обусловливает высокий тепловой поток через изоляцию, что при малой теплоте испарения (примерно 0,418 кДж/кг) может вызвать быстрое испарение водорода и, следовательно, повышение давления. Следует также иметь в виду воздействие низких температур на такие свойства конструкционных материалов, как прочность, теплопроводность, теплоёмкость и тепловое расширение.
Давление, необходимое для поддержания водорода в жидком состоянии при 300 °К, равно 200 МПа. Это вызывает необходимость использования в любом ограниченном криогенном пространстве надёжной системы сброса давления. Число мест сброса газообразного водорода в атмосферу должно быть ограниченным; выброс газа допустим только на большой высоте, чтобы всё оборудование в случае воспламенения водорода оказалось ниже уровня пламени.
Одной из особенностей жидкого водорода является возможность его расслоения при хранении на несколько температурных слоёв. Давление в резервуаре при расслоении определяется температурой более тёплого поверхностного слоя. Таким образом, расслоение сопровождается повышением давления, что опасно, поэтому допустимая длительность хранения жидкого водорода без сброса пара и газа сокращается. При перемешивании расслоение водорода устраняется. В этом случае трубку газосброса можно закрывать и выпускать пары только при установке резервуара в безопасном месте.
В жидком водороде могут накапливаться опасные твёрдые примеси кислорода. Причинами его попадания в резервуар могут быть неплотности в узлах арматуры, датчиках, ниппельных соединениях, а также несвоевременное закрытие вентилей, отсекающих резервуар от атмосферы во время эксплуатации, а также нарушение герметичности при ремонтах. Кроме того, возможна неполная очистка резервуара от кислорода при подготовке его к заполнению водородом.
При соприкосновении воздуха с жидким водородом возможны его конденсация и затвердевание. Это очень опасно, так как затвердевший воздух способен закупорить вентиляционные линии, что может привести к опасному повышению давления. При контакте воздуха с поверхностью, охлаждённой ниже 82 о К, в образовавшемся конденсате содержится примерно 52 % кислорода. Жидкий водород будет постепенно обогащаться кислородом, что может создать благоприятные условия для его возгорания и взрыва. Жидкий водород при его хранении, перекачке и выполнении других технологических операций следует всячески предохранять от прямого соприкосновения с воздухом.
И, тем не менее, в США имеется уже 300 подземных хранилищ водорода, а в Норвегии 26 % заправок заправляют автомобили водородом!
Предлагаем читателю ознакомиться с приводимыми ниже Таблицами 3 и 4.
Фактически они представляют собой аналог системы экранов мышления, предложенной Г. С. Альтшуллером: «Мышление несистемно. Не успели люди в процессе эволюции выработать системное видение мира. Если в задаче сказано „дерево“, человек видит именно дерево. Начинается перебор вариантов. Дерево становится чуть больше, чуть меньше… Часто на этом всё кончается: ответ не найден, задача признана неразрешимой.
Это — обычное мышление. Талантливое воображение одновременно зажигает три экрана: видны надсистема (группа деревьев), система (дерево), подсистема (лист).
Конечно, это минимальная схема. Иногда включаются и другие экраны: наднадсистема (лес) и подподсистема (клетка листа). А главное — всё это видно в развитии, потому что работают боковые экраны, показывающие прошлое и будущее на каждом уровне. Девять (минимум девять!) экранов системно и динамично отражают системный и динамичный мир <…>. Системная природа техники осложняет решение задач и в тех случаях, когда объект, подлежащий изменению, выбран правильно и точно. Всякое изменение выбранного объекта сказывается чаще всего отрицательно (выделено нами. —
Таблица 3. Систематизация проблем водородной энергетики
Можно увидеть, что одна и та же проблема характерна для хранения и транспортировки водорода. Это проблема безопасности. Хранение и транспортировку даже можно было бы объединить в одно, если бы не некоторые различия. Например, водород уже успешно хранится в подземных «резервуарах» со стенками из мокрой глины. Оказывается, в таких условиях водород мало диффундирует из резервуара, так как плохо растворяется в воде. К тому же для подземных хранилищ снимается проблема компактности (по крайне мере, она не стоит так остро). Хранить под землёй водород можно при обычных давлениях, а не при сверхвысоких. Кроме того, для хранения газообразного водорода применяют газгольдеры, естественные подземные резервуары (водоносные породы, выработанные месторождения нефти и газа), хранилища, созданные подземными атомными взрывами.
Широкое распространение получило хранение газообразного водорода в газгольдерах с водяным бассейном (мокрые газгольдеры), поршневых газгольдерах постоянного давления (сухие газгольдеры), газгольдерах постоянного объёма (ёмкости высокого давления). Для хранения малых количеств водорода используют баллоны.
Таблица 4. Системные противоречия водородной энергетики
Таблица 5. Температурные противоречия использования водорода
Следует иметь в виду, что мокрые, а также сухие (поршневые) газгольдеры сварной конструкции не обладают достаточной герметичностью. Согласно техническим условиям допускается утечка водорода при нормальной эксплуатации мокрых газгольдеров вместимостью до 3 000 м3 — около 1,65 %, а вместимостью от 3 000 м3 и более — около 1,1 % в сутки (считая на номинальный объём газгольдера).
Как правило, хранение и перевозку осуществляют «мокрым» способом. Что это значит? В цистерне находится некоторое количество воды. Оказывается, водород связывается с водой (растворяется) и более безопасен. Так может быть, просто, хранить водород в воде? Нет! В воде водорода растворяется немного. Но правильное направление мысли найдено: это методы физического или химического связывания водорода. Тогда он будет и при низком давлении и при высоком одновременно. Он будет более безопасен, так как для взрыва или возгорания его ещё сначала нужно высвободить из связанного состояния. Более того, практически до минимума упадет величина диффузии, а с ней и утечки водорода. Транспортировка станет безопасна и экономически выгодна. Можно будет создать систему заправочных станций, которые будут продавать сразу готовые к употреблению аккумуляторы водорода. Не нужно будет сбрасывать давление, снижать температуру, бороться с коррозией. Удивительно, но одно единственное решение разрубает Гордиев узел проблем. Правда, ещё остаются проблемы производства и проблемы использования водорода. Кроме того и само решение ещё не найдено, это только направление его поиска. Но «свет в конце туннеля» уже замаячил.
Физические методы связывания основаны на использовании микросфер и микрокапилляров. В них водород может при обычных условиях находится под огромными давлениями — порядка 1 000 атмосфер[98]. В микрокапиллярных матрицах водород может находиться при плотностях, равных и даже превышающих плотность жидкого водорода.
Возможность получения водорода различными способами является одним из важных преимуществ водородной энергетики. К ним относятся:
1. Паровая конверсия метана и природного газа.
2. Газификация угля.
3. Электролиз воды.
4. Пиролиз.
5. Частичное окисление.
6. Биотехнологии.
В данный момент наиболее доступным и дешёвым процессом является паровая конверсия. Согласно прогнозам, она будет использоваться в начальной стадии перехода к водородной экономике для упрощения преодоления проблемы «замкнутого круга», когда из-за отсутствия инфраструктуры нет спроса на водородные автомобили, а из-за отсутствия водородных автомобилей не строится инфраструктура. В долгосрочной перспективе, однако, необходим переход на возобновляемые источники энергии, так как одной из главных целей внедрения водородной энергетики является снижение выброса парниковых газов. Такими источниками могут быть энергия ветра или солнечная энергия, позволяющая проводить электролиз воды.
Удобным промышленным способом получения чистого водорода является электролиз его из воды. Однако он экономически невыгоден, так как требует слишком много электроэнергии. Другие способы, связанные с газификацией углеводородов, требуют высокой температуры и получающийся водород содержит примеси СО и СО2, которые даже в очень малых количествах отравляют катализатор из платины. Обостряем противоречие. Значит, водород должен быть получен даром! Без затрат электричества и без газификации углеводородов. Как такое возможно? Это значит, что его нужно получать там, где он является лишним, опасным побочным продуктом! На АЭС — атомных электростанциях. Ядерные реакции, протекающие в реакторе, сопровождаются образованием водорода. Кроме того очень дешёвое тепло позволяет производить водород из метана и воды с помощью адиабатической паровой конверсии[99]. Термическая диссоциация воды может осуществляться при температуре 3 000 °C. В то же время использование энергии деления ядер позволяет получить чистый водород уже при температурах 1 000 — 1 200 °C. Кислород же при этом связывается в различные оксиды урана.
Использование неорганических мембран из палладиевых сплавов для очистки водорода позволяет получить водород с чистотой > 99,9999 %.
Осталась проблема использования водорода. Её решением является открытая очень давно электрохимическая реакция, идущая с образованием воды. Топливный элемент (электрохимический генератор) — устройство, которое преобразует химическую энергию топлива (водорода) в электрическую в процессе электрохимической реакции напрямую. В отличие от традиционных технологий, при которых используется сжигание твёрдого, жидкого и газообразного топлива! Прямое электрохимическое преобразование топлива очень эффективно и привлекательно с точки зрения экологии, поскольку в процессе работы выделяется минимальное количество загрязняющих веществ, а также отсутствуют сильные шумы и вибрации.
С практической точки зрения топливный элемент напоминает обычную гальваническую батарею. Отличие заключается в том, что изначально батарея заряжена, то есть заполнена «топливом». В процессе работы «топливо» расходуется и батарея разряжается. В отличие от батареи, топливный элемент для производства электрической энергии использует топливо, подаваемое от внешнего источника. Для производства электрической энергии может использоваться не только чистый водород, но и другое водородосодержащее сырьё, например, природный газ, аммиак, метанол или бензин. В качестве источника кислорода, также необходимого для реакции, используется обычный воздух.
А теперь постройте по приведённому образцу системы противоречий солнечной и ветровой энергетики!
Считается, что большинство понятий не только естественного языка, но и языка науки являются неточными, или, как их еще называют, размытыми, нечеткими. На наш взгляд, ВСЕ понятия являются неточными, и «любая поставленная задача» также весьма относительна в части корректности, пока не будет сведена к «задаче, как она понимается»[100]. Нередко это оказывается причиной непонимания, споров, а то и просто ведёт к тупиковым производственным и научно-исследовательским ситуациям.
Давайте вернемся к задаче про яблоки. Пусть на столе лежат 5 яблок сортов антоновка, грушёвка, штрифель, белый налив, «семеренка» (то есть «Симиренко»), кроме них, ещё яблоко неизвестного сорта, зато надкушенное, яблоко с гнилым боком, половинка яблока, огрызок, яблоко, нарисованное на листе бумаги, карточка на которой написано «яблоко». Попробуйте сосчитать, сколько яблок лежит на столе.
Выполняя задание, вы будете вынуждены ввести некий критерий для того, чтобы определить, что же считать яблоком, а что не считать. Но с каждым новым примером, который мы будем предлагать читателю, вам придется менять и уточнять свой критерий, и так будет без конца, ибо в реальности существует бесконечное число способов варьировать объект.
Если понятие неточное, граница области объектов, к которым оно приложимо, лишена резкости, размыта[101]. Возьмем, к примеру, понятие «куча». Одно зерно (песчинка, камень и т. п.) — это ещё не куча. Тысяча зёрен — это уже, очевидно, куча. А три зерна? А десять? С прибавлением какого по счету зерна образуется куча? Не очень ясно. Точно так же, как не ясно, с изъятием какого зерна куча исчезает. Неточными являются эмпирические характеристики «большой», «тяжёлый», «узкий» и т. д. Неточны такие обычные понятия, как «мудрец», «лошадь», «дом» и т. п.
Нет песчинки, убрав которую, мы могли бы сказать, что с её устранением оставшееся уже нельзя назвать домом. Но ведь это как будто означает, что ни в какой момент постепенной разборки дома — вплоть до полного его исчезновения — нет оснований заявлять, что дома нет! Вывод явно парадоксальный и обескураживающий.
Нетрудно заметить, что рассуждение о невозможности образования кучи проводится с помощью хорошо известного метода математической индукции. Одно зерно не образует кучи. Если n зёрен не образуют кучи, то n+1 зерно не образуют кучи. Следовательно, никакое число зёрен не может образовать кучи.
Возможность этого и подобных ему доказательств, приводящих к нелепым заключениям, означает, что принцип математической индукции имеет ограниченную область приложения. Он не должен применяться в рассуждениях с неточными, расплывчатыми понятиями.
Хорошим примером того, что эти понятия способны приводить к неразрешимым спорам, может служить любопытный судебный процесс, состоявшийся в 1927 г. в США. Скульптор К. Бранкузи обратился в суд с требованием признать свои работы произведениями искусства. В числе работ, отправляемых в Нью-Йорк на выставку, была и скульптура «Птица», которая сейчас считается классикой абстрактного стиля. Она представляет собой модулированную колонну из полированной бронзы около полутора метров высоты, не имеющую никакого внешнего сходства с птицей. Таможенники категорически отказались признать абстрактные творения Бранкузи художественными произведениями. Они провели их по графе «Металлическая больничная утварь и предметы домашнего обихода» и наложили на них большую таможенную пошлину. Возмущённый Бранкузи подал в суд. Таможню поддержали художники — члены Национальной академии, отстаивавшие традиционные приёмы в искусстве. Они выступали на процессе свидетелями защиты и категорически настаивали на том, что попытка выдать «Птицу» за произведение искусства — просто жульничество.
Этот конфликт рельефно подчеркивает трудность оперирования понятием «произведение искусства». Скульптура по традиции считается видом изобразительного искусства. Но степень подобия скульптурного изображения оригиналу может варьироваться в очень широких пределах. И в какой момент скульптурное изображение, всё более удаляющееся от оригинала, перестаёт быть произведением искусства и становится «металлической утварью»? На этот вопрос так же трудно ответить, как на вопрос о том, где проходит граница между домом и его развалинами, между лошадью с хвостом и лошадью без хвоста и т. п. К слову сказать, модернисты вообще убеждены, что скульптура — это объект выразительной формы, и вовсе не обязана быть изображением (Ивин, 2009).
Обращение с неточными понятиями требует, таким образом, известной осторожности. Не лучше ли тогда вообще отказаться от них?
Немецкий философ Эдмунд Гуссерль был склонен требовать от знания такой крайней строгости и точности, какая не встречается даже в математике. Биографы Гуссерля с иронией вспоминают в связи с этим случай, произошедший с ним в детстве. Ему был подарен перочинный ножик, и, решив сделать лезвие предельно острым, он точил его до тех пор, пока от лезвия ничего не осталось.
Более точные понятия во многих ситуациях предпочтительнее неточных. Вполне оправдано обычное стремление к уточнению используемых понятий. Но оно должно, конечно, иметь свои пределы. Даже в языке науки значительная часть понятий неточна. И это связано не с субъективными и случайными ошибками отдельных ученых, а с самой природой научного познания. В естественном языке неточных понятий подавляющее большинство; это говорит, помимо всего прочего, о его гибкости и скрытой силе. Тот, кто требует от всех понятий предельной точности, рискует вообще остаться без языка. «Лишите слова всякой двусмысленности, всякой неопределенности, — писал французский эстетик Жозеф Жубер, — превратите их в однозначные цифры — из речи уйдет игра, а вместе с нею — красноречие и поэзия: все, что есть подвижного и изменчивого в привязанностях души, не сможет найти своего выражения. Но что я говорю: лишите… Скажу больше. Лишите слова всякой неточности — и вы лишитесь даже аксиом».
Долгое время и логики, и математики не обращали внимания на трудности, связанные с размытыми понятиями и соответствующими им множествами. Вопрос ставился так: понятия должны быть точными, а всё расплывчатое недостойно серьезного интереса. В последние десятилетия эта чрезмерно строгая установка потеряла, однако, привлекательность. Построены логические теории, специально учитывающие своеобразие рассуждений с неточными понятиями.
Активно развивается математическая теория так называемых размытых множеств, нечётко очерченных совокупностей объектов.
Анализ проблем неточности — это шаг на пути сближения логики с практикой обычного мышления. И можно предполагать, что он принесёт ещё многие интересные результаты (Ивин, 2009).
С. Ёлкин. Я согласен с Ж. Жубером… интуитивно. Но ни разу не проверял истинность его утверждения! Давайте разделимся на два лагеря: защитников его утверждения и противников. И возьмем, какую-нибудь аксиому, ну например: «Через две точки можно провести только одну прямую». И теперь попробуем понять, как эта аксиома может исчезнуть, как мы её можем лишиться? Итак, высказывание Ж. Жубера — это факт или только поэтическое утверждение?
Д. Гаврилов. Этой аксиомы мы лишимся с утратой понятия прямой. Это идеальное понятие для гипотетического однородного неискривлённого пространства. Но прямых в реальности не существует. А раз нет прямых, нет и аксиомы о них.
С. Ёлкин. Речь не о том, что существует реально, а об однозначности понятий. «Лишите слова всякой неточности — и вы лишитесь даже аксиом». Что значит «лишите всякой неточности»? То есть сделайте точными! Однозначными! Точность и однозначность в данном случае синонимы. Что значит быть однозначным, то есть имеющим одно значение!
А. Трушечкин. Интересно! Иначе говоря, мы должны проверить, исчезает ли эта аксиома при исчезновении неточности в понятиях? А есть ли неточности в определении понятий «прямая» и «точка»? Обратимся к оригинальным определениям Евклида. Евклид определяет точку как «то, что не имеет частей», а прямую — как «длину без ширины». Действительно очень нечёткие понятия. В современной математике, например, не принято работать с такими нечёткими понятиями. Согласно более современной аксиоматике Гильберта и другим современным аксиоматикам геометрии, прямая и точка — это неопределяемые понятия.
Подход современной математики следующий: мы вводим понятия прямой и точки, но не определяем их, то есть не говорим, что есть точка и что есть прямая. Зато мы говорим, в какие отношения они могут вступать: точка может принадлежать прямой (соответственно, прямая — проходить через точку). Всё! Мы полностью абстрагировались от смысла понятий, мы просто указали формальные отношения между ними! Можно сказать, что математика занимается не столько самими объектами, сколько отношениями между ними!
Таким образом, в современной математике даже нельзя поставить вопрос, чётко или нечётко определены понятия прямой и точки — они вообще не определены! Кстати, и понятие «принадлежать» тоже не определено. Просто говорится, что прямая и точка могут вступать в такое отношение друг с другом. Полное абстрагирование от смысла, только работа с формальными отношениями.
С другой стороны, неопределяемые понятия не должны нас удивлять. К выводу об их существовании пришёл ещё Аристотель. Мы определяем одни понятия через другие, те понятия — через третьи и т. д. Рано или поздно цепочка должна закончиться. Она закончится на таких понятиях, которые мы уже не можем определить, а познаём интуитивно. Такие понятия Аристотель назвал «категориями».
Точка и прямая — безусловно, одни из подобных понятий. Мы их можем выразить немного другими словами, но это не есть определение в логическом смысле. Евклидово определение прямой как «длины без ширины» — это, видимо, именно дополнительное пояснение для нашей интуиции, а не логическое определение. Тогда сразу возникают вопросы, что такое «длина» и «ширина». Эти понятия уже сами связаны с геометрией, то есть с тем, что мы как раз и собираемся строить. Возникает замкнутый круг. Поэтому «длина без ширины» — это не логическое определение, а просто пояснение для нашей интуиции. Наверное, Евклид это понимал, особенно, если был знаком с трудами Аристотеля[102].
Неопределимы также и такие философские категории как «время», «пространство», «материя» и т. д. Это такие «первопонятия», кирпичики, которые мы познаём интуитивно, из опыта и на основе которых начинаем строить другие, более сложные понятия.
Евклид предпочёл дать какие-то пояснения понятиям «точка» и «прямая», а современная математика честно признаётся, что эти понятия неопределимы.
С. Ёлкин. Ну, давайте уж идти до конца! Это значит, и понятие «проходить» тоже не определено. То есть не определены все слова, из которых состоит аксиома! Вы утверждаете, что математика занимается отношениями, а понятие «отношение» определено? Нельзя слепо доверять классикам, хотя бы потому, что сами классики не доверяли своим предшественникам, тоже классикам. Кстати мне тоже можете не доверять, хотя я пока не классик!
А. Трушечкин. Да, совершенно верно, я об этом выше написал, что и сами отношения не определены. Просто постулируется, что они имеются. Не определены все слова, из которых состоит аксиома!
В аксиомах понятия не определяются, а вводятся. В аксиомах геометрии вводится, что есть такие понятия, как «точка» и «прямая», и между ними существует отношение принадлежности. Далее аксиомы фиксируют правила работы с этими понятиями, утверждения, связанные с ними. И дальше математик работает.
А наполнение всей этой абстрактной конструкции конкретным смыслом (из физики, из жизни) — это уже другой вопрос.
В современной математике принято различать язык и метаязык (язык над языком). Как сказано выше, аксиомы вводят определённый язык, с которым дальше можно работать, составлять на этом языке какие-то фразы, предложения. Но чтобы сформулировать эти аксиомы, мы уже должны на каком-то языке разговаривать. В данном случае это естественный язык — русский (мы), немецкий (Гильберт), древнегреческий (Евклид) и т. д.
Метаязык — это язык, с помощью которого вводится интересующий нас язык (язык геометрии). В дальнейшем понятия из языка и из метаязыка не должны смешиваться. Сформулировали по-русски аксиомы геометрии — а дальше, работая с геометрией, мы используем только понятия и правила языка геометрии. Именно в этом смысле математика — наука строгая и однозначная.
Так вот «отношение» в данном контексте — это слово из метаязыка. Иначе говоря, в данном случае оно не принадлежит самой математике (геометрии), а принадлежит русскому языку.
Хотя известно, что есть раздел математики «исчисление отношений». Здесь отношение становится уже математическим объектом. Если можно так выразиться, исчисление отношений занимается отношениями между отношениями!
С. Ёлкин. Скажите, если я начну вводить понятия геометрии на таукитянском языке, то вы поймёте и сможете развивать геометрию? Не будем затягивать, ответ очевиден… Нет!
То есть вам для формулировки строгой и однозначной математики нужен хоть какой-то, но язык, а он не может быть точным и строгим по своей природе. Отсюда считаю, что доказал утверждение Жубера об исчезновении аксиом. Либо аксиомы неоднозначны и нестроги, либо они лишены содержания. А вещь без содержания ничто.
Очень похоже на теорему К. Гёделя: «Либо математика не полна, либо противоречива». Для доказательства очевидной вещи Курт Гёдель написал том страниц на триста, а в конце концов всё равно использовал парадоксальное утверждение: «я (теорема) недоказуема».
А. Трушечкин. Метод математики: отгородиться от нестрогого естественного языка, создав (на этом языке) специфический узкий язык со строгими правилами и запретив дальнейшее примешивание нашего языка к математическим рассуждениям.
Жубер, с которого начался диспут, в сущности, сказал не то, что наш язык неоднозначен (это очевидно), а то, что если бы он был однозначным, мы бы лишились не только поэзии и эстетики, но даже и аксиом. Вопрос, как я понимаю, в том, смогли ли бы мы сформулировать аксиомы, если бы наш язык был однозначным? Например, писать стихи точно не смогли бы. Моё предположение: если б наш язык был однозначным, в аксиомах бы, возможно, не было нужды. Поэтому бы их и не было.
Гёделю как раз и потребовалось триста страниц, чтобы математически сформулировать теорему, утверждающую о собственной недоказуемости, доказать, что такая теорема в самом деле существует.
Пока мы пришли к выводу, что для формулировки аксиом, мы уже должны обладать нашим языком, который по своей природе неточный (иначе не было бы нужды в математическом подходе). И есть разница в утверждениях: «аксиомы неоднозначны и нестроги» и «аксиомы сформулированы на языке, который в принципе (!) допускает неоднозначность и нестрогость».
Если русский язык допускает нестрогость в принципе, это не значит, что она присутствует в любой фразе. Когда я говорю: «Я иду обедать», то здесь всё однозначно (по крайней мере, если есть соглашение о контексте). Также и с аксиомами: они вводят понятия, с которыми мы будем работать, и правила работы с ними. Сформулированы они однозначно, несмотря на то, что в других ситуациях язык может быть неоднозначным. Скажем так, русский (и любой другой естественный) язык — очень богатый, он обычно работает в «неоднозначном режиме», но допускает и специальный «однозначный режим». Математика — это и есть этот «однозначный режим».
С. Ёлкин. Что такое «специальный режим для русского языка»? Ни в одной книжке по лингвистике я не обнаружил какого-то особенного специального режима для русского или иного языков.
Уменьшение количества толкований слова или предложения или фразы задаётся, как вы сказали, контекстом. Контекст[103] — штука плохо формализуемая, в противном случае задача машинного перевода была бы решена.
Например, фраза, которая долго висела на рекламных баннерах: «Время есть». Что это? «Время идти принимать пищу» или «ещё осталось немного времени»? Я задал контекст, уточняя в вопросе эту фразу. Но как я это сделал? Если изменить фразу: «Время поесть», то ясно, что пора покушать. Казалось бы, неоднозначность исчезла! Как бы не так! Кому пора, где пора, почему пора и т. д. поесть? Ответа нет. Нет и однозначности. Теперь к аксиоме. Через одну точку можно провести бесконечное множество прямых. Где эта точка? Что за прямые? Кто может осуществить эту возможность и провести бесконечное множество прямых? Да и про какую геометрию вы вообще говорите? У одного Гильберта аксиом геометрии, если мне не изменяет память, двенадцать! Значит, эта аксиома допустима в очень большом числе возможных геометрий!
А. Трушечкин. Когда мы формулируем аксиомы, мы не интересуемся этими вопросами. Вот есть точка, а есть прямая, между ними существует определённое отношение, при обращении с этими тремя объектами надо соблюдать определённые правила. Сами правила сформулированы чётко. В этом смысле аксиомы чёткие и однозначные.
А откуда они взялись, что они означают, кто их может осуществить, где это всё находится и т. д. и т. п. — от этих вопросов мы абстрагируемся. От вопроса, какие ещё могут быть аксиомы, мы пока тоже абстрагировались. Сформулировали правила, с ними и работаем, а что можно было ещё массу разных правил придумать — это понятно. Но мы работаем с данными правилами.
Ещё пара замечаний. Можно провести аналогию между аксиоматическими системами и правилами, например, шахмат или шашек. Правила сформулированы на естественном языке, но тем не менее, правила однозначны.
Спрашивать: «Где эта точка? Что за прямые? Кто может осуществить эту возможность и провести бесконечное множество прямых?» — это всё равно, что в шахматах спрашивать: «Как мы прокормим коня?» А ещё лучше — целого слона! Мы не имеем права задавать вопросы, выходящие за пределы тех объектов и отношений между ними, которые зафиксированы в правилах.
В доказательство того, что шахматные правила сформулированы однозначно — я ни разу не слышал, чтоб на шахматных соревнованиях возникали вопросы, как можно ходить, а как нельзя! Да, обсуждаема неоднозначность, связанная с необходимостью записывать партию. Но это неоднозначность не шахматных правил, а правил проведения шахматных турниров, эти правила относятся уже к людям, а не к фигурам. По самим же шахматным правилам, то есть по вопросам, какие ходы на доске делать можно, а какие нет, как определяется победитель, исходя из позиции на доске, двузначностей никогда не возникало.
Так же и в математике: никогда не слышал, чтобы кто-то интерпретировал ту или иную аксиому двояко! Математики выясняют, является ли та или иная аксиоматика полной, непротиворечивой, независимой, разрешимой, но никогда не слышал, чтобы они обсуждали, как надо понимать какую-то отдельную аксиому! Так что аксиомы сформулированы однозначно.
А то, что существует множество геометрий — это аналог тому, что существует множество вариантов игры в шашки (включая «чапаевцев», когда шашки сбиваются с поля щелчком). Шашки и доска одни и те же (если не считать стоклеточных шашек), а правила могут быть разные. Но если мы зафиксировали правила, по которым мы играем, то всё однозначно.
С. Ёлкин. Это глубоко неверное представление! Именно глубоко! Такого рода заблуждения превращаются в препятствия на пути развития и техники и науки.
Сначала о шахматах. Как бы вы ни формулировали правила, если вы их дадите человеку который никогда в шахматы не играл, как это мы наблюдаем у детей, впервые севшими за доску, он будет натыкаться на всякие не описанные случаи. И тогда мы ему говорим: «Так не ходят». То же происходит, когда вводят новые правила, как в случае с блицтурнирами.
Итак. Что же определяет однозначность? Отвечаю.
Во-первых, наличие вполне конкретного в каждом конкретном случае объекта: шахматной доски и фигур (среди них нет живого слона, поэтому вопрос о его кормлении не обсуждается).
Во-вторых, конечно, наличие правил игры.
В-третьих, это практика игры, то есть практика применения правил очень многими игроками и судьями.
Всё вместе и есть тот самый контекст. Только бесконечный (или практически очень большой) контекст даёт нам однозначность, он позволяет отбросить варианты, все, кроме одного — правильного. Только всё вместе даёт однозначность поведения в игре и однозначность правоприменения.
Теперь о математике. Всё то же самое. Одна аксиома не обладает однозначностью. Что бы она стала однозначной, необходимы:
1. Все остальные аксиомы данной системы (именно поэтому у Евклида их пять, а у Гильберта двенадцать);
2. Общее понимание (трактовка, образы) исходных понятий;
3. Практика работы с образами, понятиями, аксиомами.
Всё это и есть математический контекст, снимающий неоднозначность и неточность аксиом. Эта логика может быть распространена и на любой иной контекст.
А. Трушечкин. Позвольте всё-таки с вами не согласиться! Я считаю, что в шахматах нет неописанных в правилах случаев. Ребёнок или новичок сразу все правила в голове не удержит, поэтому будет постоянно их нарушать, а мы со ссылкой на однозначные правила (!) будем ему говорить: «Так не ходят». Не вижу здесь проблемы. Если не согласны, то приведите, пожалуйста, пример какой-нибудь «неописанной ситуации».
С. Ёлкин. Пришлите мне канонические правила, и я найду в них дырки. Будет ли этим исчерпан вопрос? Но даже если бы представить, что я нашёл «дыру в правилах», а вы её заткнули и продолжили так поступать далее, пока я не исчерпался в своей фантазии, это не отвергает моих остальных утверждений, так как исчерпание моей фантазии только факт ограниченности моего ума.
Не думаю, что нужно привлекать и мастеров шахматной игры. Вот, особенно не напрягаясь:
«Правило 3.8. (а) Король может перемещаться двумя различными путями:
(i) ходить на любое примыкающее поле, которое не атаковано одной или более фигурами партнера. Считается, что фигуры партнера атакуют поле, даже в том случае, когда они не могут ходить…»
Не игравшему в шахматы человеку точно будет непонятно это правило в той части, где сказано: «Считается, что фигуры партнера атакуют поле, даже в том случае, когда они не могут ходить».
Мне, когда-то давно игравшему в шахматы человеку, пришлось поломать голову над этим правилом, чтобы понять. Предложите это правило новичку и убедитесь, что оно плохо сформулировано.
А. Трушечкин. Какая у нас задача? Сформулировать правила так, чтобы научить кого-то играть в шахматы, или сформулировать их максимально однозначно?
Я полагаю, вторая. Разумеется, если мы учим человека шахматам, то начинать надо не с официального текста ФИДЕ! Геометрии тоже начинают учить не с аксиом Гильберта. Это что, как-то доказывает неоднозначность аксиом? Просто методика обучения такая, не более.
Вы согласны, что правило, которое вы процитировали, сформулировано однозначно, не допускает двоякого толкования? Пусть и поломав голову, даже начинающий может однозначно понять, о чём оно говорит? Поломать голову надо не потому, что правило неоднозначное, а потому, что сложно сразу столько понятий удержать в голове.
А критерий, почему шахматные правила однозначны — мы можем запрограммировать их на компьютере (как это правило, «что фигуры партнера атакуют поле, даже в том случае, когда они не могут ходить»). Причём запрограммировать стандартными средствами (без всяких там нейронных сетей), которыми никакое «невербальное», «неформализуемое» знание не передашь. Если мы можем превратить эти правила в алгоритм для компьютера (не алгоритм игры в шахматы, а просто алгоритм проверки корректности каждого хода), то это и есть доказательство однозначности этих правил.
Мы начинаем учиться не с формальных правил — мы не компьютеры. Чтобы вы не сказали: «Вот именно тот факт, что нельзя начинать учиться с формальных правил, и доказывает неоднозначность и недостаточность этих правил, необходимость какого-то начального опыта», я привёл пример с компьютером: в компьютер вбиваются именно эти самые формальные правила, больше ничего. И он однозначно решает, можно ли так ходить или нет.
С. Ёлкин. Вы в своём предыдущем утверждении фактически льёте воду на мою мельницу: «Сначала мы учимся играть, а затем формулируем однозначно правила после того как:
1. Изучили конкретный объект доску и фигуры;
2. Научились играть (практика применения)
3. Сформулировали все — ВСЕ — правила».
Подчеркиваю, чтобы одно правило стало однозначным, нужно сформулировать все правила (все аксиомы, все продукции языка программирования), то есть замкнуть систему!!! Но и этого недостаточно. Нужно понимание объектов и практика применения. Фактически очень большое, практически бесконечное количество условий для снятия неопределённости <…>
Я хочу уточнить свою позицию. Это уточнение не противоречит тому, что я говорил, а, скорее, вытекает из него.
Я не утверждаю, что однозначность и точность вообще недостижимы.
Я утверждаю лишь, что всякое слово, словосочетание без контекста имеет бесконечное количество смыслов, или, что то же самое, не имеет ни одного.
Дальше средствами языка и методов познания мы можем снять неоднозначность.
При этом количество остающихся смыслов у выражения может сильно варьироваться.
Однако, наш язык и мышление столь совершенны, что могут локально свести число смыслов до одного единственного. Это и есть однозначность.
Для однозначности аксиомы необходим полный набор аксиом данной системы плюс общие для всех субъектов занимающихся этой системой набор образов, пусть даже и размытых, плюс опыт оперирования этими образами и аксиомами. Тогда гарантированно получим однозначность понимания для всех участников этого процесса сразу или после нескольких итераций уточнения. Но, как только появляется кто-то, у кого имеется несоответствие с общепринятым пониманием, так сразу возникают варианты трактовки. Однако коммуникация с другими участниками снимает эту неоднозначность.
Если бы однозначность не существовала вообще, то во-первых мы не смогли бы друг друга понимать, а во-вторых, это нарушает диалектический принцип: у каждого должна быть противоположность. У неоднозначности противоположность однозначность.
Казалось бы, всё ясно. Но вот тут-то и вылезает теорема Гёделя. Ибо выше было сказано, что нужна полная система аксиом. А как узнать, что она полная? А это значит, что про каждое утверждение в этой системе можно сказать, что оно либо истинно, вытекает из истинных по умолчанию аксиом, либо ложно, не вытекает из них.
А теорема Гёделя доказывает, что достаточно сложная система аксиом либо противоречива, либо не полна. Поскольку математике проще отказаться от полноты, чем от непротиворечивости, то признаётся факт неполноты. Отсюда следует, что с таким трудом достигнутая однозначность относительна и локальна, что совершенно не мешает также локально заниматься математикой, программировать и переводить сложные юридические документы на разные языки. Ибо всегда, что-то можно дополнить и исправить. И чем дольше и больше мы дополняем, тем меньше вероятность в ближайшее время столкнуться с новой проблемой.
Таким образом, смысл (однозначность) и «бесконечносмыслица» (неоднозначность) не абсолютны, а переходят друг в друга, не давая нам шанса закоснеть в наших догмах.
В том числе закоснеть в догме об однозначности аксиом и великом Гильберте, который создал нам временный рай, пока какой-нибудь новый Рассел не придёт и не выгонит из него всех поганой метлой.
А. Трушечкин. <…> Арифметика неполна (теорема Гёделя так и называется: «О неполноте формальной арифметики»), но это не мешает нам однозначно выполнять арифметические операции сложения, вычитания, умножения и т. д.! Аксиомы арифметики — аксиомы Пеано — однозначны.
Ну а что не всю истину можно ими охватить — что ж, ну, значит, так. Но истина, которую мы можем охватить, — однозначна! Математические теоремы истинны для всех людей всех времён! Теоремы Евклида по-прежнему истинны и понимаются точно так же, хотя им уже более две тысячи лет, за прошедшие века не раз сменялась цивилизация.
То, что вы говорите про контекст и всё такое — в принципе, конечно, правильно, придраться не к чему, но пока нет конкретного примера какой-то неоднозначной ситуации (в каждом своём ответе я повторяю это пожелание), это для меня не очень убедительно.
Я привожу конкретные образы: я однозначно понимаю правила шахматных ходов, арифметического счёта, геометрических построений и т. д., не могу себе представить ситуации, чтобы что-то здесь было неоднозначно. Однозначные алгоритмы я умею воплощать на вычислительных машинах, которые тоже однозначно исполняют заданные им команды. Если вы утверждаете, что это просто следствие моего опыта, понимания контекста, так хорошо — приведите пример ситуации, неоднозначной для новичка, у которого никакого опыта нет. Но который, конечно, обладает логическим мышлением. Не математической логикой даже, а именно простым бытовым логическим мышлением.
Вот я и прошу пример ситуации: «Как только появляется кто-то, у кого имеется несоответствие с общепринятым пониманием, так сразу возникают варианты трактовки».
А что предложил бы наш читатель? Неужели он не сдавал коллоквиум по математическому анализу уже в первом семестре!?
М. Е. Тульчинский писал: «Задача, в которой ставится для разрешения одна из проблем, связанная с качественной стороной рассматриваемого физического явления, которая решается путем логических умозаключений, основывающихся на законах физики, построения чертежа или выполнения эксперимента, но без применения математических действий, называется качественной задачей».
Ниже мы приводим ряд красивых и — на наш взгляд — качественных задач, связанных со многими отраслями естествознания. Упражнения такого рода развивают способности к мысленному экспериментированию и способствуют повышению уровня эвристичности мышления. Некоторые из них позволяют снять всевозможные барьеры. Приступая к задачам, хотелось бы, чтобы наш читатель помнил такой поучительный случай.
Один из классиков отечественной эвристики Бонифатий Михайлович Кедров был на физическом коллоквиуме в Институте ядерных исследований в Дубне. Демонстрируя пагубность стереотипов мышления и наличие психологических барьеров, он вышел на сцену и показал научным светилам две растопыренные ладони: «Сколько пальцев?» «Десять!» — хором ответили сотрудники. «А сколько пальцев на десяти руках?» — спросил Кедров. «Сто!» — дружно ответили они.
Так что избавляемся от дурной привычки вычислять по всякому поводу, закрываем глаза, стараемся вообразить, мысленно представить себе описанную в задаче ситуацию. И находим правильный ответ.
№ 1
В морской воде растворена вся таблица Менделеева — вплоть до золота и урана. Добывать всё это из морской воды — извечная мечта человечества. Но в наше время из морской воды в промышленных масштабах извлекают только четыре полезных для человека вещества. Во-первых, это поваренная соль, во-вторых, магний, в-третьих, бром… А в-четвёртых?
№ 2
Произойдёт ли затопление материков, если в результате глобального потепления все льды, плавающие в Мировом океане, растают?
№ 3
Океанский теплоход отправляется из Санкт-Петербурга через Гибралтар в Одессу. Ввиду ожидающихся в Бискайском заливе штормов строго запрещено перегружать теплоход. Между тем капитан разрешил продолжать погрузку, хотя ватерлиния (линия на корпусе судна, отмечающая допустимую глубину погружения) уже скрылась под водой. Что это: лихачество или точный расчёт?
Если вы думаете, что капитан учел ту массу топлива и продовольствия, которая будет израсходована в пути до Бискайского залива, то имейте в виду, что это — мелочь. Если вы хотите привлечь к объяснению центробежную силу инерции (вследствие вращения Земли), которая в Бискайском заливе больше, чем в Санкт-Петербурге, то учтите, что она одинаково действует и на теплоход, и на воду и не влияет на положение ватерлинии.
№ 4
Сосуд с горячей водой требуется как можно сильнее охладить с помощью льда за пять минут. Как лучше поступить? Положить в воду кусок льда и подождать пять минут, или сперва подождать пять минут, а потом опустить в воду столько же льда, как и в первом варианте.
№ 5
Почему окна домов кажутся тёмными, то есть темнее наружных стен, даже если стены эти выкрашены в тёмные цвета?
№ 6
Почему при постройке дома все его стены выводятся одновременно до примерно одинаковой высоты?
№ 7
Зачем у музыкальных инструментов семейства скрипичных существуют полукруглые вырезы по бокам, образующие как бы талию?
№ 8
Будет ли кипеть вода в кастрюле, которая плавает в другой кастрюле с кипящей водой?
№ 9
Есть веская природная причина, по которой у птичьих яиц один конец тупее другого. Что это за причина?
№ 10
Прослушайте несколько характеристик летающего объекта: максимальная скорость полёта — 65 км/ч, максимальная скорость полета с грузом — 30 км/ч, максимальная дальность полёта — 13 км, средний срок «работы» — 80-120 вылетов, отношение полезного груза к массе объекта — 75 %. О каком полезном грузе речь?
№ 11
В круглодонную колбу ёмкостью 300–400 см3 зальём 50–60 см3 машинного масла, скажем, автола. Подогреем масло на газовой горелке до первых признаков кипения. Шпателем внесём в колбу 5-10 г хлористого алюминия. Каковы будут ваши наблюдения и дальнейшие действия?
№ 12
Чтобы уменьшить число потерь в ходе химических атак немцев в 1914 году, в русской армии по совету врачей применялись многослойные марлевые респираторы, пропитанные раствором гипосульфита. Гипосульфит, или же тиосульфат, известен как поглотитель хлора «антихлор». Грубую ошибку врачей исправили химики, выехавшие на фронт. В чём состояла ошибка?
№ 13
Для чего «разводят» пилы, то есть наклоняют соседние зубья в противоположные стороны?
№ 14
Любите готовить сами? Тогда вспомните: чтобы растительный салат не утратил вкусовые качества, его солят непосредственно перед самым употреблением. А почему преждевременно посоленный растительный салат может утратить вкус?
№ 15
Возьмём в руки кусок сахара и коснёмся им поверхности кипятка. Кипяток втянется в сахар и дойдёт до наших пальцев. Однако мы не почувствуем ожога, как получили бы его, если бы вместо сахара взяли кусок ваты. Почему?
№ 16
Это абсолютно реальный случай[104]. Экскаватор рыл котлован посреди жилого густонаселённого квартала. Вдруг ковш заскрежетал по металлу. На дне оказалась тысячекилограммовая бомба времён войны. Приехали сапёры и обнаружили, что на ней взрыватель замедленного действия, и он не сработал. Тогда не сработал. А сейчас все «уловили тиканье» запущенного механизма. Каким образом удалось обезвредить бомбу на месте?
№ 17
Почему воду из стеклянного пузырька можно отмерять каплями, а ртуть нельзя? Из какого материала должен быть пузырёк, чтобы из него можно было отмерять ртуть каплями?
№ 18
В лабораториях, где для проведения экспериментов содержат много лягушек, для кормёжки последних используют вращающиеся карусели, на которых раскладывают кусочки пищи. А для чего применяют эти карусели?
№ 19
Почему свежее куриное яйцо погружается в воду энергично, а лежалое — медленно?
№ 20
С чем связано отклонение снаряда от линии прицела, которое всегда надо учитывать при точной стрельбе? Если вы затрудняетесь ответить на этот вопрос, быть может, вы ответите, чем объясняется аналогичное отклонение в сторону от правильной траектории летящего футбольного или теннисного мяча?
№ 21
Положим на поверхность воды сухое бритвенное лезвие. Если его брали пальцами, оно будет плавать, если его переносили на поверхность пинцетом — пойдёт ко дну. Объясните явление.
№ 22
Полюсом холода на территории России считается якутское селение Оймякон, где зафиксированы температуры ниже 70 градусов мороза. А есть ли на Земле место, где ртутный столбик термометра показывает ещё более низкую, чем в России, температуру? Если есть, то где именно (указать только континент недостаточно).
№ 23
Если поверхность воды не совсем спокойна, то предметы, лежащие на дне, кажутся колеблющимися. Почему?
№ 24
Хотя умный в гору не пойдёт и эту гору обойдёт, из опыта все знают, что идти в гору несравненно труднее, чем шагать по полю. А почему, собственно, в гору идти труднее?
№ 25
Почва, бумага, дерево, песок кажутся более тёмными, если они смочены. Почему?
№ 26
Если смешать равные объёмы ртути и воды, а затем спирта и воды, то в первом случае получится удвоенный объем смеси, а во втором — меньше удвоенного объёма. Почему?
№ 27
Уже из курса школьного природоведения можно узнать, что облака представляют собой (в простейшем случае) скопление огромного числа мельчайших водяных капелек, которые гораздо тяжелее воздуха. Почему облака не падают на землю?
№ 28
Семь рыбаков съедают семь осетров за семь дней. За сколько дней сто рыбаков съедят сто осетров?
№ 29
По заявлению членов экипажа «Аполлона-12» Чарльза Конрада и Алана Бина, по Луне ходить легко, но они часто теряли равновесие; даже при легком наклоне вперёд можно было упасть. Почему?
№ 30
Плеснём в толстостенную склянку несколько капель воды и накачаем в неё с помощью насоса воздух. При этом воздух в колбе, разумеется, нагреется. Выждав несколько минут, чтобы воздух в склянке принял комнатную температуру, откроем её. В склянке появился лёгкий туман. Какова причина? А если воздух, прежде чем накачивать, тщательно очистить от пыли, то по откупоривании колбы мы тумана не увидим. Почему?
№ 31
Из курса в курс, из книги в книгу по ТРИЗ уже десятки лет кочует пример, как можно измерить температуру жука-долгоносика обычным медицинским термометром. Сделать это вроде бы нельзя, поскольку жук очень маленький. Для демонстрации одного из приёмов ТРИЗ авторы курса рекомендуют собрать стакан таких жуков и сунуть в него термометр (градусник). Почему это неверный ответ, а сама задача некорректна?
№ 32
В три абсолютно одинаковых стакана поровну разлит трёхпроцентный раствор перекиси водорода. В первый стакан бросили очищенный картофель, во второй — сырое мясо, в третий — отрез моркови. Опишите свои наблюдения.
№ 33
Чтобы узнать, находится ли линия электропередачи под током, на практике иногда навешивают на провода бумагу. Что происходит, если провода под током, и почему?
№ 34
В чешском городе Дечин на левом берегу реки Эльба лежит так называемый «Голодный камень». На этом камне высечена надпись: «Если увидишь меня — заплачешь». Когда можно увидеть эту надпись?
№ 35
В романе «Таинственный остров» робинзоны встречают на берегу моря большую черепаху. Поскольку у людей была несколько иная цель, нежели найти себе пропитание, они переворачивают черепаху на спину, уверенные, что на обратном пути подберут её. Почему опрокинутые на спину черепахи обычно не могут самостоятельно перевернуться?
№ 36
Литовский биохимик Усявичус Кястусис — автор такого занимательного вопроса: «Самка тигрового питона собирает 40–50 яиц в кучу и обвивается вокруг кладки, делая 3–4 кольца. Получается живой кувшин, наполненный крупными змеиными яйцами. Горловина „кувшина“ оказывается достаточно узкой, и она, как крышкой, закрывает отверстие своей головой. Раньше натуралисты полагали, что мать просто охраняет свое потомство. Но, измерив температуру между кольцами „сидящей“ на яйцах самки, поняли, что она не только охраняет, а и греет, высиживает. Однако температура змеи, когда она спокойно переваривает пищу, может быть на 6–7 °C выше температуры воздуха. Для нормального же развития яиц нужна температура 35 °C. Как холоднокровный питон справляется с проблемой и поддерживает нужную температуру?»
№ 37
«Во время движения креветка использует внешнюю клешню. Клешня сильно сжимает небольшое количество воды, из-за чего у воды поднимается температура до 5 000 °C. Такая высокая температура возникает на очень короткое время — две десятимиллиардные доли секунды, в результате вода закипает. Отсюда возникает шум, который креветка издаёт при движении» — было написано на упаковке консервированного мяса «Сухогруз». Докажите или опровергните это утверждение!
№ 38
С самого начала производства бездымного пороха начались взрывы на заводах. Подозревали диверсии, но диверсий не было. Взрывы как бы сами по себе происходили на стадии воздушной сушки пороха, производство которого шло под слоем воды. Как объяснить причину взрывов? И как её предотвратить?
№ 39
Почему жидкий азот можно лить на руку, не боясь «ожога»?
№ 40
Чтобы система совершила работу, к ней на основании закона сохранения энергии нужно подвести соответствующее количество энергии. Но иногда того же результата можно добиться противоположным способом. Нальём воду в чугунный шар доверху и герметически закупорим его. Если теперь охладить шар ниже нуля градусов по Цельсию, отняв у него тепло, то замерзающая вода разорвёт чугун, то есть совершит работу. Где же источник энергии, разрушивший шар?
№ 41
Вы не уследили за картошкой в кастрюле на плите. Варилась она, варилась и разварилась. Более того, вся вода выкипела, а кастрюля изнутри пригорела. Куда надо лить холодную воду, чтобы нагар легче отскочил — внутрь кастрюли или на её внешнюю поверхность? И почему? Надо ли вообще принудительно охлаждать кастрюлю в таком случае?
№ 42
Медная трубка с внешним диаметром 10 мм служит проводником пара. Чтобы уменьшить теплопотери, её покрыли слоем теплоизолятора толщиной 5 мм. Но потери тепла после этого, напротив, возросли! Почему это могло произойти?
№ 43
Согнув металлическую полоску, мы сообщаем ей некоторый запас энергии. Поместим полоску в согнутом состоянии в серную кислоту (так, чтобы она не могла распрямиться). Металл постепенно растворится и вместе с ним бесследно исчезнет запасённая в полоске энергия. Но разве возможно исчезновение энергии?
№ 44
Французский национальный флаг состоит из трёх продольных полотнищ — синего, белого и красного цветов. Почему до недавнего времени закон предписывал различные пропорции полотнищ (если взять на метр, то 30 см — для синего, 33 — для белого, 37 — для красного цвета)?
№ 45
Галилео Галилей (1564–1642) до конца жизни сомневался в существовании атмосферного давления, открытого его учеником Эванжелиста Торричелли (1608–1647). Галилей приводил следующее рассуждение. На некоторый мысленно выделенный объём воды действуют две силы — сила притяжения и сила Архимеда. Они равны и поэтому объём пребывает в равновесии (не всплывает и не тонет). Можно сказать, что вода в воде ничего не весит. Но как может оказывать на нижележащие слои то, что само не имеет веса?! Так и воздух в воздухе, говорил Галилей, «не имея веса», не может сам давить на расположенные ниже слои и, в конечном счёте, на земную поверхность. В чём ошибка Галилея?
№ 46
Почему в сильной струе воздуха гаснет свеча?
№ 47
В начале XX века дирижабли и воздушные шары наполнялись водородом. Во время сражений первой мировой войны они становились удобной мишенью, так как попадание пули почти наверняка приводило к взрыву водорода и гибели воздушного судна. Потери были столь велики, что воюющим сторонам пришлось отказаться от их использования. Но однажды над Лондоном появился необычный дирижабль: он получил множество попаданий, однако катастрофы не последовало. Оказывается, немцы с 1918 года стали применять для наполнения дирижаблей гелий. Когда об этом стало известно, один известный физик сказал: «Гелий вдвое тяжелее водорода, следовательно, подъёмная сила шаров должна уменьшиться вдвое». На самом деле подъёмная сила практически не изменилась. Как это объяснить? На сколько процентов изменится подъёмная сила?
№ 48
Одну итальянскую студентку спросили на экзамене (и не кто-нибудь, а сам Энрико Ферми!): «Как вам известно, точка кипения прованского масла выше, чем точка плавления олова. Объясните, почему можно жарить пищу на прованском масле в лужёной оловом кастрюле» (лучшая посуда в Италии — медная с оловянной полудой). Что должна была ответить студентка?
№ 49
Почему во время сильных ветров с крыш срывает черепицу? И, что любопытно, она срывается с крыш домов, у которых нет чердачных окон.
№ 50
Объясните, почему человек может бежать по очень тонкому льду, и не может стоять на нём, не проваливаясь?
№ 51
Два кузнеца обрабатывают кусок железа. В первом случае его кладут на наковальню и бьют молотком по очереди, во втором случае подвешивают к потолку и бьют одновременно с разных сторон. Сила удара каждого кузнеца в обоих случаях одинакова. В каком случае кусок железа больше нагревается за один удар и почему?
№ 52
На одном из турниров «Что? Где? Когда?» командам вынесли полную помолотого кофе кофемолку с тонированной крышкой, так что при включении её в сеть не было видно направления вращения дробящей зёрна части. «Уважаемые Знатоки! Как, не разбирая кофемолки, определить направление вращения ротора её двигателя?» — спрашивает ведущий.
№ 53
Почему сужается струйка воды, равномерно вытекающая из кухонного крана?
№ 54
Почему ударами молотка можно размагнитить стальной магнит, а лёгким постукиванием по стальному стержню можно, наоборот, способствовать его намагничиванию?
№ 55
В трактате «О плавающих телах» Архимед утверждал, что «вещи тяжелее жидкости, будучи опущены в неё, погружаются до дна и теряют в своём весе столько, сколько весит вытесненная ими жидкость». Как заставить сырое яйцо плавать внутри мерного объёма жидкости «в невесомости»?
№ 56
Если читатель правильно ответил на предыдущий вопрос, этот не составит для него особого труда. Мерный объём жидкости с плавающим внутри этого объёма сырым яйцом плотно закрыли в стеклянном сосуде так, что этой жидкости нельзя ни долить, ни отлить. Почему утром яйцо всплывает, а вечером опускается ко дну?
№ 57
Уровень воды, попавшей в лодку, совпадает с уровнем воды в озере. Где уровень воды будет выше, если в лодку бросить полено? Полено свободно плавает в воде внутри лодки. (Задачник по физике журнала «Квант», № 79).
№ 58
В закрытом сосуде на поверхности воды плавает шар. Как изменится глубина погружения шара, если в сосуд накачать воздух так, чтобы давление воздуха в сосуде увеличилось в два раза?
№ 59
Почему солдат в летних походах издавна кормили селёдкой?
№ 60
Почему флаг «полощется» на ветру?
№ 61
Поверхность реки образует наклонную плоскость. Может ли тело свободно плыть по реке со скоростью, превышающей скорость течения?
№ 62
На улице целый день моросит холодный осенний дождь. В кухне развесили много выстиранного белья. Быстрее ли высохнет белье, если открыть форточку? И почему.
№ 63
Почему велосипедист может перемещаться значительно быстрее бегуна, хотя в обоих случаях работа совершается за счёт энергии мышц человека?
№ 64
Представьте себе три коробки. На них надписи: «груши», на второй — «апельсины», на третьей — «груши и апельсины». Все надписи неверны. Из коробок можно доставать, не заглядывая в них, по одному фрукту. Сколько фруктов надо достать, дабы точно установить, что где лежит?
№ 65
На чём утром ходят, днём сидят, вечером отдыхают, а ночью спят?
№ 66
Имеется два абсолютно одинаковых на вид железных стержня. Известно, что один из них намагничен, а другой нет. Как узнать, какой из двух стержней намагничен, не прибегая к помощи прочих предметов и устройств?
№ 67
Представьте себе, что вы находитесь в жарко натопленной бане, а за окном — мороз. Куда повалит пар, если вы откроете форточку, внутрь или наружу?
№ 68
Внутри одного из музеев установлены старинные часы, которые ходят без подзаводки уже почти два, если даже не три, столетия. Как это достигнуто?
№ 69
Знаменитый фармацевт, алхимик и естествоиспытатель, известный нам как Парацельс (1493–1541) был не без оснований заподозрен в связях с нечистой силой. Он любил демонстрировать созданное им же полотно. Картина изображала зимний пейзаж с деревьями под снежным покровом. На глазах изумленных зрителей снег быстро сходил, на земле зеленела трава, деревья покрывались листьями. Как ему это удавалось?
№ 70
Селянки подоили бурёнок и направляются домой. У одной молоко в ведре обычном — оцинкованном, у другой — в пластиковом. Вдруг гроза! Женщины спрятались под раскидистой ивой, чтобы переждать непогоду. Приходят они домой: «Батюшки!» — у одной-то молоко погибло, свернулось. Впрочем, у другой по-прежнему свежее. У какой из селянок испортилось молоко и почему?[105]
№ 71
В США на довольно пустынных пространствах существует развитая сеть газопроводов. Службы эксплуатации столкнулись с изобретательской задачей выявления утечек газов из труб. Микротрещины обнаружить визуально при последовательном (даже сезонном) плановом осмотре трубопроводов — времени не хватит, а оборудовать десятки тысяч километров труб тысячами датчиков — дорого, если же трубы под землёй, задача усложняется многократно. Тем не менее, любой, даже низкоквалифицированный, работник теперь легко опознает место утечки с точностью до десятка метров, не выходя из инспекционной машины. Каким образом американцы решили проблему?
№ 72
В прежнее время нефтяные супертанкеры мыли из мощных брандспойтов. Но были вынуждены отказаться от этого из соображений производственной безопасности, поскольку такое «мытьё» неоднократно приводило к пожарам и взрывам. Почему?
№ 73
Неподалёку от африканского города Сиди-Бель-Аббес есть особое чернильное озеро: вода в нем черна, как ночь. Но самое поразительное, что в реках, впадающих в это озеро, кристально чистая вода. На дне озера также не обнаружено никаких веществ, которые могли бы придать воде чернильный цвет. Чернила из этого озера можно купить в магазинах канцелярских товаров как Алжира, так и других стран. Откуда же берутся чернила в озере?
№ 74
Если на торец аквариума, в который брошено несколько кусочков сахару без размешивания, перпендикулярно упадёт узкий луч света, например, от лазерной указки, то он искривится вниз, а затем отразится ото дна и, продолжив путь, выйдет перпендикулярно второму торцу. Почему луч изгибается вниз? Почему он отражается? Почему, наконец, отражённый ото дна луч снова искривляется при подъёме к другому торцу аквариума.
№ 75
На столе лежит плотницкий пузырьковый уровень. Если к нему поднести большой постоянный магнит, то пузырёк сдвинется. В какую сторону сдвинется пузырёк воздуха и почему?
№ 1
Этот штатный сотрудник выполнял важную работу — он ловил мышей. Кот Уилберфорс, пожалуй, самый знаменитый в Великобритании. Его карьера началась в 1973 г., когда кота без определённого места жительства, промышлявшего воровством, подобрали на улице и принесли в резиденцию премьер-министра, где завелись мыши. И «мышиная проблема» вскоре была решена. О кончине любимца М. Тэтчер (ушла в отставку в ноябре 1990 г.) сообщили на заседании кабинета министров.
№ 2
Вы встретили горожанина той эпохи в повседневной одежде. Представьте, каким бы шутом показался наш читатель в своём нынешнем костюме средневековому горожанину!
№ 5
Представьте себя пернатым. Чего боятся любые птицы, даже если садятся на полное корма поле? Чучела! Как вариант — надо поставить вокруг и в середине пятна нефти поплавки с чучелами, которые «размахивают руками», качаясь на волнах и при действии ветра, а для усиления эффекта снабдить чучела блестящими «штуковинами», чтобы отбрасывать блики света, создавать движение теней, и отпугивать птиц от посадки на нефть.
№ 6
Ганнибал поставил себя на место животных и понял, что их надо либо обмануть, либо напугать. Всех слонов собрали на берегу, вожака удалось привести в ярость, и он бросился за своим погонщиком в реку. За ним устремилось стадо, когда животные теряли брод, само течение выносило их на берег. Возможно, что слоны бросились в воду не «за», а «от» вожака. «Подумали», что их собрат взбесился, и, зажатые между «бешеным» и рекой, предпочли меньшее зло. Существует также версия, что слонов всё-таки перевезли на плотах. Ганнибал приказал прикрепить к деревьям на берегу покрытый дерном широкий помост, к которому примыкали плоты, также покрытые дёрном, и по внешнему виду ничем от суши не отличались… Тем самым, поменяв состояние реки, он изменил и настроение у слонов.
№ 7
Если эрудиция и память не позволяют вам выдать решение, наденьте очки или представьте себя человеком в очках. Для чего носят очки обычные? Чтобы улучшить зрение. А специальные? Чтобы зрение сохранить. Защитить очи от солнца, например, или от токарной стружки. Представьте себя сидящим в вагоне одного из первых пассажирских поездов. Представили? Учтите, что то были платформы со скамьями, причём не крытые. Вы, скорее всего, уже догадались, что из паровозной трубы прямо вам в лицо летят дым, искры и угольная пыль… Для того, чтобы глаза меньше уставали от мелькания окружающих предметов, стёкла тех очков были окрашены в красный цвет.
Небольшая притча для инженеров. В годы правления императора Николая Павловича Романова при открытии первой железной дороги между Москвой и Петербургом, некая мадам, увидев паровоз, закричала: «Не поедет! Не поедет!». Но вот он тронулся с места, и тогда дама, не переставая, заголосила уже иное «Не остановится! Не остановится!»
№ 8
Если вы по каким-то причинам затрудняетесь с ответом, представьте себя кошкой — пушистой и мягкой кошкой, которая не только ловит мышей, но и служит людям для их умиротворения путём её, кошки, почёсывания и поглаживания. Кошкой, которая гуляет, где вздумается и ходит сама по себе. А ещё, даже если вы ничего не знаете об устройстве инструмента «спектроскоп», кроме того, что он — длинная полая труба (по условиям задачи), представьте себя такой трубой. Хотя бы закопченной печной. Теперь уже нетрудно догадаться, что кошка очищала трубу спектроскопа от пыли и паутины, когда её запускали внутрь прибора.
№ 9
Конечно, эту задачу можно было бы раскусить, пользуясь одним из традиционных приёмов разрешения противоречий. Оно налицо: если только пить — можно умереть от голода, если только есть — можно умереть от жажды. С другой стороны, поставьте себя на место приговорённого, и вы найдёте перпендикулярный выход из безвыходного положения. Истина где-то рядом и она посередине. Что бы попросили вы сами? И вы неоднократно так делали в жизни — с самого раннего детства!
Если же рассуждать логически, промежуточное состояние между твёрдым и жидким — дисперсия. А как именуется самый питательный коллоид? Ответ — молоко, тут вам и белки, и казеин, и фосфат кальция.
№ 10
Сантос-Дюмон не мог тратить время и внимание на то, чтобы достать традиционные мужские часы на цепочке, хранящиеся в кармане жилета. Картье разработал для Сантос-Дюмона наручные часы на кожаном ремешке. Теперь пилот мог узнавать время, не отрывая руки от штурвала. С тех пор мужские наручные часы стали столь же популярны, как и женские. (Женщины стали носить часы на руке гораздо раньше, в основном как украшение.)
№ 12
Он пробовал воду на язык, если вода была солёной, значит, это не устье реки, а пролив. В 1520 году Магеллан первым преодолел открытый им пролив между Южной Америкой и Огненной Землёй.
№ 13
Слепому, способному говорить, вовсе не нужен для объяснений язык жестов (Кедров, 1987, С. 1964)
№ 14
Рокфеллер не стал бурить новые скважины, — подсказывает автор вопроса. Вместо этого он захватил сеть нефтепроводов, проложенных от месторождений к железным дорогам, и вступил в сговор с владельцами железных дорог. Нефтедобытчики попали в полную зависимость от транспортеров. Вся нефтяная промышленность Америки постепенно перешла в руки «Стандарт ойл».
№ 15
Автор этого вопроса, преподаватель ТРИЗ Ирина Андржеевская в книге «Биология в открытых задачах» сообщает, что моллюски сами открывают «двери»: «Еще 2 000 лет назад римский натуралист Плиний Старший писал, что осьминоги иногда дежурят у закрытой раковины устрицы и, едва она раскроется, заранее проталкивают вперёд камень. Теперь створки уже не могут сомкнуться, осьминог съедает устрицу и поселяется в ее доме».
Если вы опаздываете втиснуться в лифт, как вы поступаете?
№ 16
Как вы правильно догадались, Япония, страна Восходящего Солнца, расположена аж за Дальним Востоком, а Германия — страна западная. Символизируя победу над той и другой страной, художник изобразил Сталина смотрящим в разные стороны света, поэтому на разных медалях мы видим разные профили генералиссимуса. Но существующие нормы и правила ношения наград не позволяют размещать Звезду Героя Советского Союза на кителе где попало, а только в строго определённом месте!
№ 17
Он сам — Дед Мороз.
№ 19
Проигрывая в количестве, спартанцы сумели выиграть в качестве. Посланцем афинян оказался великий поэт Тиртей, от слов которого загорались сердца слушателей. Силы, которые спартанцы просили у афинян, были в них самих. Слово поэта пробудило историческую, родовую память в воинах, наделило их отвагой славных предков. Это были уже качественно другие бойцы, в изменённом состоянии сознания они разметали вражеское войско и спасли свой город.
№ 20
Очертить кирпич и создать тем самым копию его нижней грани на поверхности. Положить кирпич рядом с этим изображением, так, чтобы оно было симметрично лежащему плашмя кирпичу через длину и боковую сторону, образующую ось симметрии. Словом, эта сторона плоского изображения должна быть одновременно и ребром кирпича. Измерить линейкой расстояние от любой из двух дальних мнимых вершин изображения на поверхности. До противоположной по диагонали вершины верхней плоскости реального кирпича.
Если же у нас несколько одинаковых кирпичей, то положим два из них на плоскую поверхность, вплотную друг к другу длинными торцевыми гранями. Поверх одного из этих кирпичей положим третий. Измерим линейкой требуемую диагональ четвёртого мнимого кирпича, как если бы он заполнял собой образовавшуюся ступеньку.
№ 21
№ 22
Король и в том, и в другом случае получает мат. Нидерланды (Голландия) известны как одна из первых буржуазных республик (отстоявшая свою свободу в войнах против нескольких королевств). Правда, впоследствии республика всё же стала королевством.
№ 23
Даже если вы не знали этого, ответ можно вычислить по ключевым словам. Снедь была в бутылках и коробках, а награда последовала, когда Наполеон был накормлен, надо полагать, из бутылок и коробок. Аппер изобрел первые консервы, столь важные при снабжении войск. Он придумал способ сохранения пищи в герметично закрытой посуде путём кипячения. Острый ум Бонапарта разом оценил все выгоды.
№ 29
Как читатель, наверное, догадался, это то, что прямо противоположно искусственному интеллекту — инстинкт, но коли его создавать, то это будет искусственный инстинкт.
№ 33
Генрих чеканил посеребрённые медные деньги, вместо непосредственно серебряных. Жизнь заставила. На монете с одной стороны был его портрет, серебро на котором стиралось, и проступала медь. Видимо, серебро на выпуклом носу исчезало быстрее всего — вот отсюда и прозвище. Судьба, как говорится, потёрла.
№ 34
Надо заранее, ещё при выходе из дому, запустить свои часы и отметить, когда вы вышли. Затем, придя к соседям, заметить показания соседских часов. По возвращении надо отметить, как долго вы отсутствовали по своим, пусть и неправильно показывающим абсолютное время часам. Вычитая из продолжительности времени, которое вас не было дома, продолжительность пребывания у соседей, можно узнать количество времени, затраченное на дорогу в оба конца. Если вы двигались одним и тем же маршрутом, надо прибавить половину этого времени к показанию часов соседей, когда вы от них уходили (Кордемский, 1958, № 58).
№ 35
Роберт Вуд решил, что надо заранее пометить объедки вечером за ужином, например, хлористым литием, а утренний завтрак исследовать спектроскопически. Литий даст красную полосу.
№ 36
Башня заранее заполняется жидкостью, в которую постепенно засыпаются и погружаются кольца Рашига. Жидкость в сравнении с воздухом имеет большую вязкость, и Архимедова сила препятствует быстрому погружению насадки. Затем жидкость (вода, а чаще та же разбавленная кислота) сливается и уходит на новый цикл.
№ 37
«Ученый растворил их в царской водке и поставил ничем не примечательную бутылку подальше на полку, где пылилось много таких же бутылок и пузырьков с различными жидкостями. Вернувшись после войны в свою лабораторию. Бор прежде всего нашел драгоценную бутылку. По его просьбе сотрудники выделили из раствора золото и заново изготовили обе медали» (Венецкий, 1985). Здесь использованы химические симметрии, то есть превращения в ходе химических реакций, прямые и обратные. А также превращение вещественно-временной (твёрдой золотой) формы в неразличённую, пространственную (раствор соли золота).
№ 38
В случае, если бы по восставшим был бы открыт огонь на поражение, возмущению мировой общественности не было бы предела. Поэтому против них применили камнемётные агрегаты и возвращали «обидчикам» всё те камни, что прилетали с палестинской стороны. А то и больше.
№ 40
Святой Лука считается покровителем художников. Учёные изучили около 500 художественных полотен — пейзажей, на которых были изображены Альпы за последние четыре века. Богатый визуальный материал. Застывшее Пространство во Времени, или Время, схваченное в Пространстве.
№ 41
Рассуждаем диалектически логично. Часов как прибора не было, но время сверяли по пространственным изменениям — превращениям воды. Какие превращения у вод морских? Приливы да отливы. Одна вода — полный цикл из прилива и отлива. Так что «две воды» — это сутки, 24 часа.
№ 42
Тем самым увеличивался угол прицела (наклона) орудий главного калибра и дальность обстрела увеличивалась соответственно. Этот вопрос прозвучал 1 сентября 1991 года в финале турнира клуба «Что? Где? Когда?» в Одессе.
№ 43
Дабы жители нового города научились плавать на вёслах и под парусом.
№ 44
Полицейский наткнулся на специально подставленное, как бы ненароком оказавшееся под ногами пустое ведро. Хозяин был, в сущности, невиноват, но функцию свою выполнил. Если уж быть совсем точным, полицейским собственными ногами оповестил революционеров об опасности — грохот был слышен по всему дому.
№ 46
Воздух ушедших времён можно найти в старинных предметах обихода. Прежде всего — это прибор, с далёких веков отмеряющий само время, — песочные часы.
Не забудем морские компасы, телескопы, подзорные трубы, запаянные сосуды с затонувших кораблей. В музее одной из фирм, выпускающей дутые металлические солдатские пуговицы, лежит их продукция с 1812 года (Салматов, 1990, № 90).
№ 47
Роджер остроумно завещал похоронить себя внутри церковной стены, так, чтобы оказаться между святой обителью и миром, то есть не внутри и не снаружи, а на границе (Вассерман, Латыпов, 2012, С. 304).
№ 48
К хвосту кошки привязали бечёвку и пустили её в трубу. Когда кошка замешкалась, следом пустили собаку. Поймав кошку на другой стороне трубы, от хвоста отвязали бечёвку, привязали её к проводу и протащили провод следом (Эльшанский, 2000, С. 26).
№ 51
В ТРИЗ известен «принцип метки», или «копирования», он как раз попадает в эту категорию операторов Диала. Вода реки используется для передачи условного сигнала и была чем-то помечена. Цвет человек различает значительно лучше, чем запах, и даже в темноте белое молоко можно разглядеть в воде. Ответившим «уксус» мы обычно возражаем, что запах распространился бы по самой крепости по воздуху прежде, чем речка принесла бы к сидевшим в засаде остатки уксуса.
№ 52
Для ответа на этот вопрос требуется некоторая эрудиция, но даже если вы не читали о капитане Гаттерасе, по ключевому термину «Северный полюс» можно догадаться, что направление движения относительно Севера выверяется по компасу. А какой же преступник заменил компас убитым?[106] «Капитан Флинт» упоминается в романе «Остров Сокровищ» Роберта Льюиса Стивенсона — это и пират, это и попугай Джона Сильвера.
№ 54
Требуется преодолеть психологический барьер, поскольку по ходу рассказа создаётся впечатление, что оба желающих переправиться подошли к реке с той стороны, где сидит рыбак. В действительности же они подошли с разных сторон, то есть находятся на противоположных берегах. Так что условие, выдвинутое рыбаком, легко преодолимо (Кедров, 1987, С. 167).
№ 57
«В своём докладе я забыл упомянуть, что нога у Матисса была деревянная», — уязвил он коллег. Это скорее из области полисемии языков, когда два смысла соответствуют одному и тому же слову.
№ 58
Не вышел ростом: это был ребёнок, так что в лифте мог сам дотянуться до кнопки вызова только 4 этажа. Если же он ехал в лифте вместе с взрослыми, то те нажимали требуемую ему кнопку вызова 12 этажа. Это классическая задача из курса ТРИЗ[107]. Для нас же вполне очевидно, что если в условиях задачи фигурирует относительность размера пространства (его этажность), то и в ответе должна быть «этажность», относительность размера, но временной структуры — пользователя этим пространством.
№ 59
Заранее собрать рыб в ограниченном пространстве перед камерой, то есть уменьшить для них размер моря: «Перед объективом камеры была специальная трапецеидальная клетка с большим оргстеклом впереди. Внутри этой клетки, обтянутой сеткой, плавала какая-то рыба, чтобы, куда ни повернись, всюду была живность», — вспоминал оператор.
№ 61
Фалес воткнул в песок палку и сказал: «Когда тень от палки станет равной её длине, длина тени пирамиды будет равна её высоте». Пирамиде — временной структуре — соответствует её пространственный вид — тень. Палке — тоже временной структуре — соответствует тень меньшего размера.
№ 62
Оказывается, во времена парусного флота это было особенно важно! При некоторых манёврах паруса перемещаются в воздухе столь стремительно, что могут сбить человека с мачты прежде, чем он успеет поберечься. Брюки с неестественно увеличенным, излишне широким для жизни на суше размером нижнего края каждой штанины, конструктивно оправданы на корабле — это спецодежда из соображений той же безопасности. При падении в воду их проще сдёрнуть, даже через ботинки. Они не прилипнут к ногам и не помешают плыть (Вассерман, Латыпов, 2012, С. 79).
№ 64
В сущности, это задача о симметрии двух количеств — порождённых одним из старцев и другим. Два количества отличаются друг от друга во времени — очерёдностью возникновения, а также упорядоченностью в пространстве. Даже при количественном равенстве числа монет, выиграет тот, кто первым положит монету точно на центр круглого стола, этому ходу не найдётся симметричного ответа.
№ 65
Каждый раз, переворачивая прошлое, мы получаем настоящее. Откроем чёрный ящик — в нём песочные часы.
№ 66
Филателия (пришло множество писем со всех концов света).
№ 67
Втроём открыт первый закон. Вдвоём — второй. Лишь один открыл третий закон. Если продолжить последовательность, то видно, что по мере роста численного номера закона на единицу уменьшается число его первооткрывателей. Так что четвёртый закон не откроет никто. «Это доказывает, что четвёртого закона термодинамики быть не может», — добавлял Нернст.
№ 68
Муравьи с блеском решают это техническое противоречие. Знаете, сколько их внутри муравейника? В сравнении с одинокой своей царицей — бесчисленное множество!
Как только солнце согреет его купол, насекомые массово «выползают из глубины подземелья и купаются в теплых лучах. Достаточно согревшись, они (эта операция повторяется несколько раз. —
Кстати, и метрополитен во многих городах мира обогревается за счёт работающих механизмов и тепла пассажиров.
№ 69
Заказ на огромную партию знаменитых механических швейцарских часов, в которых применялись детали с содержанием бериллия. Ведь часы работают интенсивнее пулемёта и также нуждаются в том, чтобы снимать усталость металла.
№ 70
Рукописное копирование текстов книг, чтобы не терять светлого времени суток.
№ 71
Глухота. Он стал плохо слышать и сорок с лишним лет преодолевал этот недуг.
№ 72
Пожаров. Когда театральные завсегдатаи начинали скандировать «Пожаров! Пожаров!», менее искушённые зрители слышали в этом «Пожар! Пожар!» и выбегали из театра. Тогда артист и придумал себе оригинальный творческий псевдоним.
№ 73
Требуется вывести линию за пределы ограниченного точками пространства, во внешнее пространство, то есть вырваться вовне, не замыкаться в рамках (Кедров, 1987, С. 166).
№ 74
Показателем качественного инженерного мышления будет рисунок, автор которого учитывает гравитационные силы и силу Г. Кориолиса. Правильный ответ будет такой: ель, лишённая большинства веток в нижней части ствола и закручивающаяся вокруг планеты.
Обычно мы на семинарах усложняем задачу: намечаем на рисунке экватор (прямой или косой линией) и каждому из слушателей задаём свою точку, откуда дерево растёт.
При движении тела относительно вращающейся системы отсчёта, кроме центростремительной и центробежной сил, появляется ещё одна сила, называемая в честь первооткрывателя — французского физика — кориолисовой силой инерции. Она действует на тело, движущееся вдоль меридиана в северном полушарии, вправо, поэтому правые берега рек в Северном полушарии более крутые, а левые — пологие; их вода под действием этой силы подмывает. В Южном полушарии всё происходит наоборот. Сила Кориолиса ответственна также и за вращение циклонов и антициклонов. Если бы рельсы были бы идеальными, то при движении железнодорожных составов с севера на юг и с юга на север, под воздействием силы Кориолиса один рельс изнашивался бы сильнее, чем второй. В северном полушарии больше изнашивается правый, а в южном левый.
Задача не раз использовалась Г. С. Альтшуллером, а в ходе семинаров ТРИЗ возникла также идея, что ствол такого дерева должен быть пустотелым (Альтов, 1975).
Кстати, а как бы росло такое дерево на полюсах — географических и магнитных?
№ 75
Согласно авторскому свидетельству № 277 805, в рабочую жидкость холодильника добавляют очень небольшое количество люминофора и освещают агрегат холодильника ультрафиолетовым светом. Даже самая маленькая капелька, если она просочилась, начинает ярко светиться.
№ 76
Жидкую стеклянную массу выливают на поверхность расплавленного металла (олова). Поверхность стекла становится зеркальной. Правда, при такой технологии необходимо обеспечить регулирование температуры ванны в зависимости от вязкости стекломассы.
Это традиционные фазовые переходы твёрдого в жидкое и обратно.
№ 79
За счёт «осмоса». Каракатица способна, так сказать, «динамично худеть», снижать свой вес, обезвоживая организм, и, соответственно, наращивать подъёмную силу.
«Подъемная сила каракатицы создается особым гидростатическим аппаратом, представляющим собой твердую полость с отверстием, затянутым полупроницаемой перегородкой. Если в полости большая концентрация солей, то молекулы воды будут проникать внутрь полости, увеличивая тем самым вес каракатицы. Если концентрация солей мала, то молекулы воды начинают перемещаться изнутри наружу…» (Физика в живой природе, № 236).
№ 80
Идеальное решение — линии сами становятся видимыми. Но для этого они должны потолстеть в тысячу раз. Что может расти само? В первую очередь, живое вещество. Недавно был выведен сорт бактерий, которые активно размножаются, питаясь кожным жиром. Кусок ткани со следами пальцев орошают культурой бактерий и помещают в термостат. Через некоторое время ясно видны колонии бактерий, выстроившиеся вдоль папиллярных линий (Альтшуллер и др., 1989, № 24).
Не будем забывать о биологическом уровне движения материи, вся инженерия живой природы «на том и стоит».
№ 82
Ганнибал приказал разлить по скале уксус и вино, а потом нагревать твёрдую горную породу. Затем — снова залить разогретый «камень» уксусом и вином. Чередуя эти операции, пунийцы проложили первую в мире «асфальтовую» дорогу, которую ещё в начале новой эры называли проходом Ганнибала. При решении этой задачи совместно использовано два принципа — периодичности действия и изменения качества.
№ 84
Кратчайшее расстояние, кстати, равно квадратному корню из 909.Сделайте развертку фигуры и, поворачивая грани, найдите кратчайшее расстояние. Воспользуйтесь теоремой Пифагора. Это расстояние меньше, чем расстояние по «прямой» от точки до точки, которое равно 33 сантиметра. Задача парадоксальная, но противоречия в ней нет.
№ 85
Учитель так долго и упорно объяснял тему ученику, что, наконец, понял её сам (это один из множества возможных вариантов!).
№ 86
Правильный ответ — 50 килограммов.
№ 87
При температурах ниже пятнадцати градусов у удавов, как холоднокровных, скорость реакции существенно снижается. Непосредственно перед выступлением змею заранее выдерживают в особом «холодильнике» при интервале температур выше десяти, но ниже пятнадцати градусов (или в проточной холодной воде). Выступление длится несколько минут и, как правило, не затягивается. А вот для жилья и перевозок удавам создают комфортные условия — температуру под двадцать пять градусов.
№ 88
Иван Грозный велел разрезать шкуру на тонкие полоски и связать в одну длинную верёвку, которой он и оконтурил достаточный кусок земли для строительства крепости. Надо сказать, что этот прием использовался и до него, однако, нам неизвестно знал ли о таких случаях царь или изобрёл этот приём самостоятельно. Похожая история приписывается: принцу Сиявушу из Ирана, Ивану Калите, Дидоне — царице-основательнице Карфагена, дочери тирского царя.
№ 89
Материал должен быть не просто прочным, но и надёжным. А у бетона при достижении предела прочности происходит быстрое разрушение, то есть ему не хватает диапазона нагружения, называемого пределом пластичности. Он должен быть и прочным, и пластичным, что для бетона одновременно невозможно. Предел пластичности ему обеспечивает железная арматура. Можно сделать чисто железную конструкцию, но это очень дорого, а бетон дешевле. Соединяя бетон с железной арматурой, получаем прочный и надёжный строительный материал.
№ 90
Ухудшится время наработки на отказ деталей трактора, так как на них увеличится нагрузка. Стоимость ремонтов перекроет эффект увеличения производительности (Ландо, Узландер, 1988, С. 12).
№ 92
Утверждение «всякое высказывание истинно» утверждает истинность, в том числе, и своего отрицания, то есть «не всякое утверждение истинно», что входит в противоречие с исходным утверждением.
№ 93
Действительно, имеется противоречие, так как по тексту второй части утверждения следует, что материя заполнила пространство, которое уже было. Впрочем, остаётся и некая неясность, так как механизм возникновения пространства не описан, что и оставляет место для спекуляций.
№ 94
В рассматриваемом высказывании речь идет о двух разных предметах: термин «детство» употребляется в различных значениях: детство как определённый возраст; детство как состояние души, пора счастья и безмятежности.
№ 95
Например, «Я никогда не буду в Сингапуре». Это утверждение не ложное и не истинное, так как никто не знает будущего.
№ 96
Конечно, он должен сказать: «Вы зажарите меня». Если его действительно зажарят, окажется, что он высказал истину, и значит, его надо сварить. Если же его сварят, его высказывание будет ложным, и его следует как раз зажарить. Выхода у людоедов не будет: из «зажарить» вытекает «сварить» и наоборот.
№ 97
Узник рассуждал следующим образом: «В субботу меня казнить не могут, так как если не казнили целую неделю, то останется всего один день для исполнения приговора, а это уже не будет неожиданностью. Следовательно, не могут казнить и в пятницу, так как если не казнили раньше и не казнят в субботу, то пятница так же окажется единственным днем для казни. Очевидно, что такое рассуждение применимо и к четвергу, и к среде, и к вторнику, и к понедельнику. Таким образом, меня вообще не могут казнить».
Тем не менее, в один из дней, как и было обещано, — например, в среду — палач вошёл к узнику в камеру, и это стало для него полной неожиданностью!
№ 98
В этом парадоксе подчеркивается принципиальная невозможность точного счёта. Какие бы предметы мы не считали, они не тождественны, а следовательно, необходимо прибегать к соглашениям о том, что относить к данному классу предметов, а что нет. В задаче все яблоки разные, тем более проблематичным является отнесение к яблокам «рисунка яблока». Счёт целыми числами является абстракцией, а всякая абстракция приводит к парадоксам.
№ 99
Чёрной. Красная жидкость поглощает весь спектр света, кроме красного, а синяя — тоже весь, кроме синего. Значит, до красной жидкости доберётся только синий участок, который будет поглощён, то есть весь свет будет поглощён, и мы увидим чёрный цвет.
№ 100
Макаров предложил делать на головке бронебойного снаряда насадку-колпак из мягкого металла, который в момент пробивания брони сохранял целостность закалённой бронебойной головки и служил «липучей смазкой». Снаряды «по-макаровски» как бы прилипали к броне, а затем бронебойная головка прошивала металл.
№ 101
Сверлят обычное отверстие в обычной заготовке, а затем заготовку сгибают. Из согнутой заготовки вырезается кубик.
№ 1
Если инерция мышления не помешала нашим читателям, то они могли бы различить правильный ответ в самом вопросе. Это пресная вода.
№ 2
Первое ощущение — нет же никаких необходимых для решения задачи данных и слишком большая неопределённость в формулировке задачи: «А сколько льда плавало? В каких широтах? Насколько высоко поднялась температура нижнего слоя атмосферы?». На эти вопросы ответа нет. Но чем больше неопределённость, тем больше свободы для мысленных экспериментов. Поставим мысленно сосуд с водой, где плавает кусок льда, на весы. Пусть стенки сосуда будут достаточно прочными, невесомыми и плотно прилегают к поверхности чаши весов, а дно сосуда отсутствует — вода непосредственно опирается на чашу весов. Но давление воды на чашу не изменится, даже если весь лёд в воде растает — ведь вес содержимого сосуда останется прежним. Так что чаше безразлично, что происходит в сосуде — плавает кусок льда или уже давно растаял. Значит, не меняется и уровень воды в сосуде, так как давление пропорционально высоте столба воды.
На самом деле всё не так просто. Ведь Земля — планета, а не банка с водой и даже не блин на слонах, китах и черепахе. Толщина мирового океана в разных частях планеты (и даже в соседних областях одного и того же моря) отличается, тогда как в идеализированной модели сосуда до дна в любой точке поверхности воды одинаковое расстояние. Земля имеет ядро: оно, судя по всему, не находится точно по центру планеты, а напоминает яичный желток. Вокруг не вполне круглой планеты Земля двигается ещё и Луна, влияя своим тяготением на приливы и отливы. Так что если средний уровень воды в океанах Земли и не изменится от таяния всех айсбергов, плавающих в них, то вследствие разницы в распределении льда по поверхности воды могут быть затоплены значительные (прибрежные) территории. Это пример изначально некорректно сформулированной задачи и идеализированной модели, далёкой от практики (Латыпов, 2009).
№ 3
В порту Санкт-Петербурга вода пресная (в этом виновата полноводная Нева и мелководная Балтика). Плотность её можно принять за единицу. В Бискайском заливе вода солёная, её плотность — около 1,03. Согласно закону Архимеда, в Бискайском заливе по сравнению с Санкт-Петербургом корабль тех же размеров при той же осадке может быть на 3 % тяжелее. А если полезный груз составляет только половину всей массы корабля, то 3 % от массы всего корабля составляют 6 % полезного груза. После того как корабль в Санкт-Петербурге нагружен до ватерлинии, можно прибавить еще 6 % груза (считая уже размещённый груз за 100 %).
Часто для облегчения расчётов при погрузке на корпус корабля наносят две ватерлинии, одна из которых соответствует пресной речной воде, вторая — солёной морской (Маковецкий, 1984, № 98).
№ 4
Остывание нагретого тела происходит тем сильнее, чем больше разность температур между этим телом и окружающей средой, посему выгоднее остудить воду, а потом положить лёд.
№ 5
Потому что отражение света от стен всегда больше, чем от прозрачных, то есть пропускающих свет, окон.
№ 6
Давление стен на фундамент (и на грунт) зависит от веса стены и прилегающей к ней части здания. Под действием веса здания происходит уплотнение (усадка) грунта. Если бы здание строилось неравномерно по высоте, то происходило бы неравномерное оседание грунта под ним. А это могло бы привести к авариям (Тульчинский, 1976, № 108).
№ 7
Конструктивное решение. Чтобы смычок не задевал корпус инструмента при игре на крайних струнах.
№ 8
Если речь идёт об одной и той же воде с одним и тем же содержанием солей, то не будет, поскольку неизбежны тепловые потери при передаче тепла от кипящей воды через стенки плавающей кастрюли к воде, которая за ними содержится. Однако если вода снаружи содержит больше солей, чем вода внутри плавающей кастрюли, то кипение возможно.
Повышение температуры кипения воды при увеличении концентрации соли в ней можно объяснить образованием дополнительных связей между молекулами воды и ионами соли. Поэтому увеличивается потенциальная энергия их взаимодействия и, как следствие, для начала процесса кипения должна увеличиться и средняя кинетическая энергия молекул. Именно поэтому для кипения необходимо повышение температуры воды. А для свободной от солей воды требуется меньшая температура начала кипения.
Более того, если в кастрюлю с кипячёной водой поставить кастрюльку с сырой водой и нагревать, то вода в маленькой кастрюльке закипит быстрее. Температура кипения кипячёной воды выше, чем для сырой.
№ 9
Сферические и овальные яйца катились бы по прямой. Асимметричные же яйца, у которых один конец тупее, а другой острее, при скатывании стремятся катиться по кругу. Если яйцо лежит на краю обрыва или в другом ненадёжном месте, стремление катиться по кругу, а не по прямой — большое преимущество. Сама природа в ряде своих построений решила, что асимметрия выгоднее симметрии в конструктивном плане.
№ 10
Трудно жить под гнётом инерции мышления. Летающий объект живой. Груз — либо нектар, либо пыльца. Речь идёт о пчеле[108].
№ 11
Начнётся интенсивная реакция, сопровождающаяся выделением белых паров. Это бензин, поэтому горелку под колбой лучше погасить, ведь мы не предусмотрели отвода бензиновых паров через холодильник в приёмник. В тяжёлые годы экономической разрухи, когда Советская Россия была отрезана от нефтеносных районов и остро нуждалась в авиационном моторном топливе, академик Н. Д. Зелинский наладил производство бензина из тяжёлых низкосортных нефтепродуктов, применив хлористый алюминий в качестве катализатора (Николаев, 1961, С. 53).
№ 12
«По-видимому, никто из организаторов производства в то время не удосужился разобраться в химическом процессе нейтрализации хлора гипосульфитом. Как известно, реакция при этом идет следующим образом:
Na2S2O3 * 5H2O + 4 Сl2 = Na2SO4 + H2SO4 + 8 НСl.
Образовавшиеся серная и соляная кислоты в свою очередь реагируют с гипосульфитом с выделением серы и сернистого газа.
Na2S2O3 + 2 НCl = 2 NaCl + H2O + SO2,
Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + SO2 + S.
Таким образом, если бы маска, пропитанная одним гипосульфитом, и достигала своей цели — защиты от хлора, то всё равно должно было бы наступить отравление сернистым газом, попадавшим в дыхательные пути с воздухом, прошедшим через маску. Эта ошибка была обнаружена химиками, к тому времени уже выехавшими на фронт..
Уже летом 1915 г. рецепт пропитки был изменен, и в нее была введена сода (в достаточном количестве), а также и глицерин как предохраняющее средство от быстрого высыхания маски. Тогда же было организовано производство сухой смеси солей, из которой изготовлялась простым растворением пропитывающая жидкость. Такая смесь доставлялась на фронт в запаянных жестяных коробках, причем содержимого каждой из них было достаточно для пропитки 100 масок. К началу 1916 г, когда армия в большинстве своем была снабжена лишь влажными масками, выяснилось, что немцы применяют фосген… Пропитка масок гипосульфитом совершенно не гарантировала защиты от фосгена, и поэтому приступили к поискам специальных средств для дополнительной пропитки маски. После испытания некоторых случайных средств <…> в Московском техническом училище „вспомнили“ об уротропине, полученном впервые A. M. Бутлеровым за полвека до Первой Мировой» (Фигурновский, 1942).
№ 13
При «разведённой» пиле пропил имеет ширину, большую толщины полотна пилы. Этим уменьшается трение движущейся пилы о стенки пропила (Тульчинский, 1976, № 64).
№ 14
Если мокрые листья салата посолить заранее, то концентрация соли внутри и вне листьев будет различной. Из-за разности осмотических давлений раствор соли как бы отсасывает (или выдавливает) соки из салата. Вследствие этого листья увядают, салат становится невкусным. Величина осмотического давления, создаваемая раствором, зависит от количества растворенных в нём веществ (или ионов, если молекулы вещества диссоциируют). Чем больше концентрация вещества в растворе, тем больше создаваемое им осмотическое давление.
№ 15
Это бытовое наблюдение показывает, что растворение сахара сопровождается охлаждением раствора. Потребная для растворения сахара теплота заимствуется от кипятка, а вата нерастворима (Ландсберг, 1956,т. 1, С. 442).
№ 16
Руководитель сапёрной группы распорядился срочно привезти с ближайшего завода ёмкости с жидким азотом. Им стали поливать бомбу, и когда холод распространился по механизму, тот остановился. Температура жидкого азота — минус 193 °C. Сильный холод и замедляет химические процессы, и может остановить любой механизм, не подготовленный для работы при низких температурах; замерзает смазка, попавшие внутрь пары воды, изменятся размеры некоторых деталей, где-то что-то заклинит..
№ 17
Вода смачивает стекло, ртуть — нет. Чтобы можно было отмерять ртуть каплями, пузырёк должен быть из олова, цинка, золота или других металлов (Тульчинский, 1976, № 83).
№ 18
Лягушки не видят неподвижные объекты, они реагируют лишь на перемещающиеся. Лягушка будет голодать и может даже погибнуть среди съедобных для неё, но неподвижных животных. Множество парадоксов такого рода можно найти в книге «Физика в живой природе» (№ 347).
№ 19
Сравним куриное яйцо с подводной лодкой. У них много общего. Ведь субмарина погружается в пучину морскую или всплывает на поверхность в зависимости от своей плотности. Её регулируют принудительно. В специальные полые цистерны на лодке впускают забортную воду, тогда средняя плотность судна становится больше, и оно погружается. Для всплытия воду вытесняют обратно сжатым воздухом. При длительном хранении содержимое яйца высыхает, то есть объём воздуха внутри яйца увеличивается, и его средняя плотность уменьшается (Эльшанский, 2000, С. 21).
№ 20
Отклонение вращающегося обтекаемого тела от траектории связано с противодействием встречного (потока) воздуха. Его подъёмная сила отклоняет и снаряд, и мяч, воздух закручивается около летящего тела и вносит свою лепту в распределение действующих сил. В аэродинамике это называется эффектом Магнуса (Ландсберг, 1956, т. 1, С. 315).
№ 21
При соприкосновении с пальцами поверхность лезвия становится жирной. Так как жир водой не смачивается, над лезвием слой воды отсутствует, и лезвие плавает «по закону Архимеда», а вес лезвия уравновешивается силой давления воды снизу. В случае чистого, обезжиренного лезвия, вода растекается по нему и увлекает на дно, нарушив «равновесие» (Ландсберг, 1956, т. 1, С. 406, 522).
№ 22
Нет такого места: ртутный столбик не может опуститься ниже 38 градусов мороза, когда замерзает ртуть.
№ 23
Угол, под которым световые лучи от предметов падают на границу вода-воздух, постоянно меняется. Вследствие этого меняется и угол преломления. Поэтому наблюдатель видит предметы в воде колеблющимися.
№ 24
Двигаясь по ровной дороге, мы затрачиваем мускульную силу в основном на преодоление трения и сопротивления воздуха. На подъёме же приходится преодолевать не только эти силы, но и часть собственного веса (Физика в живой природе, 1984, № 38).
№ 25
У сухого материала поверхность шероховата. Поэтому отражённый свет оказывается рассеянным. Если материал смочить, то шероховатость уменьшится. Кроме того, в тонкой плёнке воды свет испытывает многократное полное отражение и поглощается.
№ 26
Молекулы спирта и воды взаимно проникают в имеющиеся между ними промежутки и вступают в химическое взаимодействие. Вследствие этого объем смеси воды и спирта меньше, чем сумма первоначальных объемов. (Тульчинский, 1976, № 5).
№ 27
Они удерживаются восходящими потоками воздуха, поднимающимися от более тёплой поверхности планеты. Благодаря таким потокам птицы способны парить, не махая крыльями. Облако в принципе не есть что-то стационарное, это непрерывный процесс
Мелкодисперсные капли не могут упасть на землю, так как их хаотично ударяют бесчисленные молекулы газов, составляющих воздух, находящиеся в постоянном тепловом движении. А поскольку у земной поверхности молекул несколько больше, так как их число убывает с высотой, тои действие их снизу более заметно. При этом каждая капля совершает движение по изломанной траектории. Крупнодисперсные капли не могут удерживаться в облаке и начинают падать под влиянием земного притяжения. Но тут на них начинает действовать сила сопротивления, противоположная силе тяжести. Капля может быть остановлена и снова подброшена вверх восходящими потоками воздуха.
Длительность существования облаков объясняется малыми скоростями падения частиц, так капли радиусом до 0,01 мм падают со скоростью до 1,2 см/сек.
№ 28
За те же семь дней. Пример запутанности условий. Необходимо исключить из условий задачи умышленно введённый или лишний материал, не относящийся к сути (Кедров, 1987, С. 164).
№ 29
Устойчивость ходьбы человека определяется силой трения между подошвой обуви и почвой. Сила тяжести на Луне в шесть раз меньше, чем на Земле. Во столько же раз (при прочих равных условиях) там меньше и сила трения, а сила мышц такая же, как и на Земле. Это всё равно, что на Земле стать в шесть раз сильнее. Ходьба сразу превратится в прыжки и устойчивость потеряется (Тульчинский, 1976, № 79).
№ 30
При открытии склянки воздух в ней разредился и охладился. Охлаждение привело к тому, что пары воды дошли до насыщения и конденсировались. Пыль, даже мельчайшая, становится центрами конденсации. При её отсутствии испарение мельчайшего конденсата происходит так быстро, что мы не можем этого уловить. Скорость испарения жидкости зависит от формы её поверхности. Молекулы водяного пара удерживаются на пылинках силами сцепления. (Ландсберг, 1956, т. 1, С. 475)
№ 31
Странно, что ни один биолог до сих пор не сообщил этой элементарной вещи. Не столь важно, клоп у нас или какой-нибудь жук-долгоносик. Температура тела неподвижных насекомых равна температуре окружающей среды. Организм насекомых не способен самостоятельно поддерживать постоянство своей температуры, и потому на зиму им приходится впадать в спячку. Изменение же температуры тела у летающих насекомых (выделение тепла — у пчёл, ос, шмелей) связано с интенсивной работой грудных «мышц». Неподвижное насекомое снова быстро остывает до температуры окружающей среды[109]. Так что это редкий случай, когда ошибся создатель ТРИЗ (как в своё время Аристотель неправильно сосчитал число лап у мухи — 8 вместо 6), а за ним и другие, не подходившие критически к прочитанному. Можно оставить градусник в покое и не собирать жуков в стакан. Температура на градуснике или термометре в помещении, где находится жук, и будет температурой его тела.
№ 32
Инерция мышления часто заставляет делать вывод, что в каждом из стаканов будет что-то, отличное от наблюдаемого в другом. Но научная логика должна подсказать, что во всех трёх случаях суть наблюдения будет одна и та же.
Мы увидим интенсивное разложение перекиси водорода, сопровождающееся газообразованием — будет выделяться кислород. В тканях животных и растительных организмов содержатся сложные катализаторы — ферменты. Один из них — каталаза, он есть и в мясе, и в моркови, и в картофеле. На свету перекись водорода медленно разлагается, а фермент ускоряет ход реакции. Кстати, если мясо или овощи отварить, каталаза разрушится, и в варёном виде они не окажут на перекись никакого каталитического воздействия (Николаев, 1961, С. 5–6).
№ 33
При включённой линии бумага — чаще всего это бумажные флажки — выходит из висячего вертикального положения и поворачивается на некоторый угол, выстраиваясь вдоль силовых линий поля, создаваемого током согласно законам электростатики (Ландсберг, 1956, т. 2, С. 49, 438).
№ 34
Надпись можно увидеть, если вода в реке вновь опустится до того минимального уровня, какой был во время особо жестоких засух, уносивших из-за неурожая тысячи жизней.
№ 35
Перевёрнутая черепаха представляет собой тяжёлый шаровой сегмент, лежащий на выпуклой поверхности. Такой сегмент очень устойчив, чтобы перевернуть его, нужно достаточно высоко поднять его центр тяжести. Многие черепахи не могут поднять свой центр тяжести так высоко, чтобы перевернуться, и поэтому погибают, лёжа вверх лапами (Физика в живой природе, 1984, № 51).
№ 36
Ответ на эту и многие другие поучительные задачи можно найти на специализированном сайте http://www.trizland.ru/. «Надо решиться и переступить через узкоспецифичную зону действия. Отстраненный профессионализм только в одной области, без применения более обширных взглядов и других подходов — губителен. Надо учиться решать разные задачи: социальные, биологические, литературные, технические и т. д. Ведь в основе лежат универсальные принципы мышления, а не внешняя сторона мира», — справедливо указывает изобретатель.
№ 37
Утверждение это неверно. Сами жидкости мало способны к сжатию, и для того, чтобы это сделать, да ещё с такой силой — получить нагрев, нужна совершенно герметичная и прочная изолированная емкость. Креветка, наоборот, растягивает воду — это проще, чем сжимать её. При этом возникает кавитационный пузырёк, который, схлопываясь, создаёт микроскопическую ударную струю и, соответственно, волну. Возникать пузырёк по сравнению со временем схлопывания может достаточно долго, а поэтому в нём могут появляться и высокие температуры, и высокие давления в конечной фазе.
№ 38
Специалисты ТРИЗ (Злотин, Зусман, 1991, № 22) советуют обратить задачу. Задаться вопросом, как обеспечить взрыв пороха при его сушке. Снова вездесущая дихотомия — «вещество-поле». И триада «вещество-поле-вещество». Невидимый диверсант, осуществляющий взрыв — это либо механическая сила (но, как уже сказано, диверсантов нет), либо тепловая — но как раз температура подсыхающего пороха и окружающего воздуха контролируется. Химически молодой порох также постоянен по составу. Остаётся электростатика. Движение воздуха создавало трение между дегидратированными частицами взрывчатого вещества. Значит, от просушки воздухом придётся отказаться, но вставала задача высушивания. Её решил Д. И. Менделеев, который предложил поглощать влагу спиртом. Тот прекрасно растворяет воду. Сырой порох промывается спиртом. Спирт, поглотивший воду, сливают и утилизируют. Остатки спирта на частицах пороха быстро испаряются сами. Порох становится сухим. Подходит также вымораживание влаги жидким азотом.
№ 39
Падая на руку, жидкий азот интенсивно испаряется от её тепла, ещё не достигнув кожи. Между поверхностью тела и льющимся каплями азота возникает газовая «подушка» с низкой теплопроводностью. Эта подушка и предохраняет кожу от прямого соприкосновения с каплями и собственно ожога (Капица, 1998, № 76).
№ 40
Охлаждая воду, мы как бы «провоцируем» её изменить фазовое состояние, что, в свою очередь, приводит к совершению работы за счёт уменьшения внутренней энергии. То есть источником, за счёт которого совершается работа, является внутренняя энергия воды.
№ 41
Охлаждать кастрюлю надо, и чем скорее — тем лучше. Тем быстрее будут сжиматься нагар и металл. Между нагаром и металлом завязываются силы межмолекулярного притяжения. Так что внешние силы необходимы, превышающие их по величине. Поливать же водой лучше внешнюю часть кастрюли — дно, лить холодную воду внутрь тотчас не надо. Металл и слой нагара за счёт разной теплопроводности будут охлаждаться по-разному. Металл лучше проводит тепло, поэтому он станет и охлаждаться и сжиматься быстрее, чем нагар. И тем больший градиент температур возникнет между пригоревшим слоем и металлом, если их охлаждать последовательно снаружи (сперва металл, а через него и нагар), а не одновременно — изнутри. При медленном самостоятельном охлаждении на воздухе, конечно, за счёт разных коэффициентов линейного расширения, тоже возникают силы, старающиеся оторвать нагар от металла, но их недостаточно, чтобы преодолеть силы межмолекулярного притяжения (Задачник по физике журнала «Квант», № 627[110]).
№ 42
Пар пропускали долго, но теплоизолятор был плохой и сам прогрелся. Если диаметр трубки был 1 см, а слой изолятора 0,5 см, то диаметр трубки со слоем изолятора стал 2 см, то есть площадь поверхности увеличилась в 2 раза. Во столько же раз возросли потери на излучение и конвекцию при неизменной температуре поверхности. Если же температура поверхности и упала, но не слишком сильно, всё равно теплопотери могут возрасти.
№ 43
Энергия от сжатия-растяжения пластинки перейдёт в теплоту. Кислота нагреется чуть больше, чем при растворении прямой пластинки. Из области напряжения (деформации) будут легче «вымываться» частицы, ударяясь о частицы раствора кислоты, они будут разогревать окружающее пространство, инициируя реакцию всё сильнее и сильнее. Также, если намагниченную пластинку растворить в кислоте, магнитная энергия пластинки перейдёт во внутреннюю энергию раствора.
№ 44
При таком соотношении все полосы кажутся равными по ширине. Свойства же восприятия цветовой гаммы человеческим глазом таково, что, будь полосы изначально одной ширины, синее и белое полотнища казались бы шире красного. Но, в конечном счёте, решили пренебречь этим эффектом и из соображений производственной целесообразности изготавливать полосы равной ширины.
№ 45
На объём воды действует сила тяжести и вес того, что сверху, иначе именуемый давлением. При этом снизу тоже будет действовать давление, но чуть больше, чтобы компенсировать вес этого объёма. «Вода в воде» весит, и именно этот вес вызывает рост давления с глубиной и давление на дно сосуда.
№ 46
Струя воздуха, удаляя от фитиля свечи пламя, снижает температуру паров стеарина ниже той, при которой стеарин может взаимодействовать с кислородом воздуха.
№ 47
Под подъёмной силой понимается разность Архимедовой силы и силы тяжести, действующей на газ в дирижабле. Архимедова сила вообще не меняется, поскольку определяется объёмом вытесненного воздуха (а он постоянный). Меняется только масса газа и, соответственно, действующая на него сила тяжести.
Для простоты возьмём плотности: воздуха ρвозд = 1,29, водорода ρв = 0,09 и гелия ρг = 0,18 кг/м3; тогда, если V — объём дирижабля, то подъёмная сила водородного дирижабля: Fвозд пропорциональна произведению V(ρвозд — ρв), для гелиевого дирижабля Fг пропорциональна V(ρвозд — ρг). Очевидно, ответом является величина (ρг — ρв)/(ρвозд — ρв) = 0,07, т. е. 7 %.
№ 48
В процессе готовки происходит выкипание жидкости (по сути дела — воды) из готовящихся продуктов, поэтому температура поверхности сковороды ограничивается прежде всего температурой кипения воды, а не масла. Конечно, она несколько выше, ведь сковорода соприкасается с водой не непосредственно и не всей площадью, но при этом эта температура, скорее всего, ниже температуры плавления олова (232 °C).
№ 49
Набегающий поток, попадающий в щели под черепицей, не имеет выхода. Давление резко возрастает, края приподнимаются, соответственно растёт и подъёмная сила… Если же чердачное окно есть, то есть и выход для избыточного давления.
№ 50
Не надо забывать, что результат действия силы на тело, которое сопротивляется этой силе, зависит не только от её величины, но и от времени действия. При беге по тонкому льду время действия силы тяжести очень мало — за это малое время сопротивление льда не преодолевается, лед не успевает проломиться (Капица, 1998, № 17).
№ 51
Очевидно, что в обоих случаях вроде бы производится одинаковая работа. Роль второго кузнеца, ударяющего по куску железа, когда тот лежит, берёт на себя наковальня. При ударах в первом случае железо нагревается и механически расширяется (сплющиваясь в месте удара). Центр тяжести куска железа при каждом ударе приподнимается. Совершается работа против сил тяжести. Во втором случае, когда железо подвешено, центр тяжести при ударах опускается, работы против силы тяжести нет. То есть во втором случае кусок железа за один удар будет нагреваться сильнее. В тепло переходит ещё и потенциальная энергия куска железа(«Квант», 1970, № 11, С. 42).
№ 52
Кофемолку включить в сеть и подвесить в воздухе, держась за провод. Корпус кофемолки будет вращаться в сторону, противоположную вращению ротора двигателя.
№ 53
Количество жидкости, проходящей каждую секунду через поперечное сечение струи, в силу непрерывности потока должно оставаться на протяжении всей струи постоянным. Поскольку скорость воды при падении увеличивается, то чем ниже, тем меньшее сечение должна иметь струя.
№ 54
Удары по магниту нарушают правильное расположение доменов в веществе, и постоянный магнит из любого материала размагнитится. Напротив, постукивание по стальному стержню, расположенному параллельно линиям магнитного поля, даже такого слабого, как земное, способствует выстраиванию доменов вдоль поля, и стержень таким способом можно намагнитить («Квант», 2010, № 3, С. 32–33).
№ 55
Надо увеличивать плотность воды, растворяя в ней соль, до тех пор, пока яйцо не займёт устойчивое положение.
№ 56
За ночь в прохладном воздухе стеклянный сосуд с соляным раствором охлаждается. Жидкость сжимается и становится плотнее. Выталкивающая сила увеличивается. Скорлупа яйца, будучи твёрдым телом, уменьшает свой объём в гораздо меньшей степени, чем жидкость. Раствор соли, потяжелев, выталкивает яйцо на поверхность. В течение дня раствор прогрелся, а к вечеру всё получилось наоборот. У жидкостей тепловое расширение во много раз больше, чем у твёрдых тел (Эльшанский, 2000, С. 21).
№ 57
При опускании полена в лодку, она должна сильнее погрузиться в озеро, вытеснив некий объём воды, пропорционально изменению своей массы. Но уровень воды в самой лодке должен измениться точно также, как если бы вместо полена мы долили в лодку воды той же массы, что и масса полена, и объёмом тем же, что и погружённая часть плавающего дерева. Мысленно уберём полено и заполним пустоту эквивалентным объёмом воды. Уровень воды в лодке не изменится. Такой же объём воды вытесняет лодка из озера, если бросить в неё полено. Уровень воды в лодке будет совпадать с уровнем воды в озере, если пренебречь толщиной стенок судна. А если стенки толстые, будет несколько выше уровня воды в озере.
№ 58
Если пренебречь сжимаемостью воды и материала шара, то глубина погружения не изменится. Если сжимаемость шара велика в сравнении сжимаемостью воды, шар будет погружаться при увеличении внешнего давления (Задачник по физике журнала «Квант», № 714).
№ 59
Чтобы уменьшить потери воды на марше, то есть снизить в дальней перспективе жажду и интенсивность потовыделения. Ионы натрия, содержащиеся в пищевой соли, легче прочих притягивают к себе молекулы воды, образуя вокруг себя толстую гидратную оболочку, препятствующую проходу самого натрия через мембрану клеток.
Потребление соли способствует созданию определённой концентрации ионов натрия в плазме крови, то есть во внеклеточном пространстве, если за клетки принимать эритроциты. Разность же электрохимических потенциалов, возникшая благодаря ионам натрия, является источником энергии для доставки питательных веществ клетке (Терлецкий, 1986).
№ 60
Поверхность флага не является абсолютно плоской и гладкой. Какие-то участки флага вогнуты, а какие-то выпуклы. В точке вогнутости давление воздуха будет больше, чем в точке выпуклости. За выпуклостью, если смотреть по направлению потока воздуха, давление меньше, чем перед ней. Таким образом, выступ-выпуклость будет смещаться по направлению движения ветра — к концу флага. Поскольку вся поверхность состоит из таких зон, мы и наблюдаем эффект «полоскания» (Задачник по физике журнала «Квант», № 59).
№ 61
Если тело не перемещается относительно воды, двигаясь вместе с потоком горизонтально, то действия трения со стороны воды нет. Поскольку поверхность реки наклонная, то сила тяжести (её составляющая, параллельная поверхности воды) будет разгонять тело, пока не произойдёт уравновешивания силой трения. При этом тело будет плыть со скоростью большей, чем скорость течения. Но не стоит забывать, что течение имеет профиль и меняет его как в зависимости от ширины течения, так и глубины. Скорость увеличивается ото дня до поверхности и от берегов к середине реки. Таким образом, тело будет плыть по наклонной плоскости со скоростью больше минимальной скорости воды в реке, но всё же меньше максимальной. Тело не материальная точка, и будет тормозиться (разворачиваться и тереться о воду) за счёт своей пространственной протяжённости относительно меняющегося профиля течения (Задачник по физике журнала «Квант», № 95).
№ 62
Пар как на улице, так и в комнате при закрытых форточке и двери насыщен. Но температура на улице ниже, чем в помещении. Таким образом, давление пара на улице ниже, чем в комнате. При открывании форточки пар из кухни будет выходить наружу. То есть пар в комнате будет ненасыщенным. Бельё будет сохнуть быстрее (Слободецкий, Орлов, 1982, № 33).
№ 63
При беге центр тяжести человека испытывает вертикальные перемещения в значительной степени большие, чем при езде на велосипеде, когда тот, фактически, движется параллельно земле и ездок не затрачивает мощность на подъём центра масс. А сила упругости мышц человека бегущего должна быть равной или большей mg. Да и сила трения-качения шин меньше, чем сила трения подошв о поверхность (Там же, № 17).
№ 64
Нужно достать всего лишь один, любой, фрукт из коробки, на которой написано «апельсины и груши».
№ 65
На чём утром ходят, днём сидят, вечером отдыхают, а ночью спят?
По тому, как сформулирована задача, можно подумать, что речь идёт об одном и том же предмете. Но этого прямо не сказано. Преодолейте же барьер недоговорённости и назовите четыре разных предмета: пол (ноги), стул, диван, кровать (Кедров, 1987, С. 168).
№ 66
Загвоздка в следующем: «Как вы определите, что к чему притянулось? Ведь притягивается как железо к намагниченному железу, так и намагниченное железо к железу?» Значит, надо не просто приставить торец одного стержня к середине другого, а перемещать торец одного стержня относительно всей длины второго стержня, создавая переменное магнитное поле. И следить за поведением стержней. Есть вариант: положить стержень горизонтально на кончик другого стержня — намагниченный повернется подобно стрелке компаса, не намагниченный останется на прежнем месте в равновесии. Такое решение предложили молодые специалисты сборной команды филиалов «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» на интеллектуальных состязаниях под г. Нижний Новгород на открытии «Академии молодого инноватора». В качестве судей мы засчитали ответ, хотя вес стержней может помешать осуществить это на практике, но мысленный эксперимент вывел ребят на красивое решение.
№ 67
Пар повалит как на улицу, так и внутрь бани. Содержание паров воды в бане можно считать насыщенным. Точка росы при высокой температуре выше, чем при низкой. Если открыть форточку, то тёплый воздух ринется наружу. Пары воды, которые он унесёт с собой на морозе, сконденсируются. Человек с улицы увидит пары, поднимающиеся из форточки вверх. Через ту же форточку в баню будет проникать холодный воздух. Соприкасаясь со слоями встречного тёплого воздуха, холодный будет на границе между ними конденсировать водяные пары. Холодный воздух тяжелее тёплого, поэтому наблюдатель внутри бани увидит, что клубы пара из форточки «падают» на пол (Задачник по физике журнала «Квант»,№ 594).
№ 68
Поставим мысленный эксперимент. Что бы вы сами сделали, чтобы изготовить часы, не требующие механического завода? Где взять такой ресурс энергии, который бы действовал постоянно, в течение неограниченного времени, и сам бы «подзаводил» часы?
«Тепло, ветер, посетители, атмосферное давление. Тепло и ветер исключаются, так как часы расположены в закрытой комнате. Посетители могут открывать двери, давить своим весом на какие-то рычаги в полу. Но если их нет? Остаётся предположить, что использовались перепады атмосферного давления. Изменение высоты столба ртути большого ртутного барометра заводило часы» (Злотин, Зусман, 1991, № 34).
№ 69
«Чудеса» объяснялись довольно просто: картина была написана кобальтово-никелевыми красками. Во время показа Парацельс незаметно подогревал картину. Смесь хлористого кобальта с хлористым же никелем почти бесцветна. При её нагревании теряется содержащаяся в этих солях кристаллизационная влага, и цвет комплексного соединения сразу же меняется (Терлецкий, 1986).
№ 70
Молоко свернулось в пластмассовом ведре. Металлическое ведро сыграло роль экрана. Процесс сворачивания объясняется денатурацией белков молока, то есть изменением пространственной формы молекул белка. В молекулах действует несколько типов взаимодействия, включая электростатическое, по закону Кулона. Молоко можно принять за равновесную систему, но во время грозы воздух насыщается электрическими зарядами — электризуется.
По закону Шарля Кулона «сила взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению величины этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними». Если вспомнить школьный курс физики, то коэффициент этой пропорциональности записывается так:
где «эпсилон без нуля» — относительная диэлектрическая проницаемость среды. Она во время грозы растёт, сила кулоновского взаимодействия снижается, происходят пространственные превращения молекул белка.
Пластик — изолятор, зато металлическое окружение, особенно, если ведро поставлено на землю, — хороший «громоотвод». Экранный эффект не позволяет молоку преждевременно испортиться во время грозы. Ива нужна, чтобы исключить попадание в молоко дождя.
№ 71
Один из весьма красивых вариантов решения проблемы можно найти в журнале «Наука и жизнь», 1989, № 9. А как решить аналогичную задачу для условий российской тундры?
№ 72
Парадоксальный, но вполне научный ответ можно найти в мировом бестселлере — книге «Физический фейерверк» (Уокер, 1989, № 6.14,С. 153, 251).
№ 73
Разгадка этого «чудесного» явления дана в журнале «Наука и техника», 1987, № 11.
№ 74
Если сахар не размешан, то коэффициент преломления жидкости в сосуде меняется с глубиной, причём так, что у дна, где концентрация сахара самая высокая, он максимален. Когда луч от лазерной указки входит сосуд с небольшим наклоном вниз, он непрерывно загибается. Наклон луча увеличивается по мере того, как он входит в оптически более плотные слои с непрерывно меняющимся коэффициентом преломления и опять загибается (Уокер, 1989, № 5.17, С.120, 226). Обычно такого рода «школьный» опыт проводят с насыщенным раствором поваренной соли, в который сверху осторожно доливают воды. Концентрация вещества, соответственно, меняется с высотой «аквариума». Сверху концентрация соли существенно ниже, чем на глубине.
№ 75
Всё дело в том, что пузырьковый уровень заполнен диамагнитной жидкостью. Когда такую жидкость помещают в магнитное поле, внутри неё создаётся магнитное поле противоположного направления, и жидкость выталкивается из поля. Пузырёк воздуха будет сдвигаться к магниту, создавая иллюзию того, что воздух сам магнитен (Уокер, 1989,№ 6.20, С. 154, 251).
Читая эту книгу, с каждой страницей грустнел. Ибо всё меньше оставалось на мою долю. Авторы раскрыли все темы, способные заинтересовать меня настолько, чтобы я мог о них ещё что-то сказать в послесловии.
Более двух десятилетий я сам был инженером. Правда, в довольно специфической сфере — программировании. Условия работы программ контролируются несравненно лучше, чем других технических устройств. Поэтому мне была тогда полезна лишь очень малая доля приведённых в книге творческих приёмов. Но и этой доли хватило, чтобы сделать немало интересного и полезного.
Зато в моём давнем — с 1982 года — увлечении пригодилось куда больше творческих приёмов. Ведь интеллектуальные игры — постоянное решение задач, требующих свободного и разнообразного полёта мысли. Вопреки расхожему мнению, участникам этих игр нужна прежде всего не память, а умение думать. Вопросы этих игр строятся так, чтобы ответ можно было найти, отталкиваясь от общеизвестных сведений, но идя по нетривиальным путям размышления. В книге приведено много примеров таких вопросов. Да и методы коллективного мышления в «Что? Где? Когда» и «Брэйн-ринге» практически те же, что и при решении сложных инженерных задач. Правда, в игре на решение отводятся считанные секунды — но и в реальной жизни хватает экстренных обстоятельств, требующих мгновенного ответа.
Я уж и не говорю о том, сколько творчества требует моя нынешняя — вот уже пару десятилетий — работа публициста и политического консультанта. В ней мне доводилось сталкиваться — если не в собственной деятельности, то у коллег — едва ли не со всеми описанными в книге методами решения сложных задач.
Наверное, можно представить себе человека, вовсе не нуждающегося ни в одном из множества описанных в книге приёмов творчества, не интересующегося ни одним из приведённых здесь примеров. Но такой человек вряд ли сможет долго и благополучно жить в нынешнем сложном и переменчивом мире. Так что если первый взгляд скользнул по этой книге равнодушно — взгляните ещё раз.
Большое спасибо авторам и за громадную работу по сбору материала книги и тем более за интереснейшее осмысление этого материала, его систематизацию, выделение ключевых сведений. Уверен: если Вы, читатель, дошли до моего послесловия — значит, Вам тоже есть за что благодарить создателей книги.
Советник-эксперт «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» А. А. Вассерман
Вниманию заинтересованного читателя предлагаем избранные фрагменты «Обзора методов создания новых технических решений», конспекта отечественных и зарубежных методик, сделанного по заказу Госкомитета СССР по делам изобретений и открытий в 1988 году Александром Владимировичем Кудрявцевым (Кудрявцев, 1991).
Поскольку нам не удалось дотянуться до этих источников напрямую, в общий список литературы к настоящему изданию они нами не внесены. Далеко не исчерпывая весь список «Обзора…», приводим лишь некоторые методы с нашими комментариями[111].
По меткому замечанию А. В. Кудрявцева — это «скорее инструкции, которые не говорят о творчестве вообще, а сводят его к совокупности конкретных процедур».
Метод мозгового штурма А. Осборна — Brainstorming (Osborn A. F. Applied imagination. — New-York: Sckibner’s Sons, 1953)
Метод мозгового штурма — один из наиболее известных и применяемых для коллективного поиска решений.
Основная цель метода — настроить группу специалистов так, чтобы каждый из них сделал как можно больше предложений по обсуждаемой проблеме. Работу проводят в несколько этапов: подготовка, проведение штурма, оценка и отбор идей, проработка и развитие наиболее ценных из них.
На этапе подготовки четко формулируют и записывают (в общих понятиях) задачу, затем её разбивают на максимальное число подзадач. При этом можно использовать специальные вопросы: почему это необходимо, где должно быть сделано, кто должен сделать, что конкретно и как должно быть сделано и др. В подготовку включают также подбор фактического материала (аналог объекта, данные о принципах действия, причинах неудач, о различного рода ограничениях и т. п.). На этом же этапе осуществляют выбор участников поисковой группы, которые делятся на генераторов (люди, обладающие богатым творческим воображением и фантазией) и экспертов (люди с аналитическим складом мышления, квалифицированные специалисты). Эксперты не принимают участия в поиске решений. Они их затем оценивают.
Благодаря определенным правилам организации и проведения мозгового штурма (запрет критики высказываемых идей, психологическая совместимость участников, поощрение шуток, каламбуров, заинтересованность участников, свободная непринужденная форма обсуждения и др.)[112] за короткий промежуток времени можно получить большое число самых разнообразных решений стоящей перед участниками задачи. Из этих идей затем эксперты выбирают и развивают наилучшие. Предварительного обучения участников не требуется, обычно бывает достаточно инструктирования. Руководит мозговым штурмом так называемый ведущий — специалист, имеющий опыт проведения научных дискуссий и постановки проблем. Число участников обычно составляет 5-15 человек, штурм длится 30–45 мин. Обсуждение проводят в быстром темпе. Все идеи фиксируют, для чего используют запись на магнитофоны или стенографию.
Существует несколько разновидностей мозгового штурма. В частности, известен вариант, когда участники записывают свои идеи самостоятельно на специальных карточках[113] (на это даётся 10 мин.), а затем по очереди зачитывают их вслух, остальные записывают на своих карточках мысли, вызванные услышанным. Запись идей на карточках сокращает время, необходимое для классификации результатов. Определенный интерес представляет так называемый обратный мозговой штурм. Его используют для решения конкретных задач. На первом этапе всё внимание концентрируют на выявлении всевозможных недостатков объекта. Анализ вскрывает недостатки, ограничения, дефекты и противоречия, имеющиеся в конкретной идее или техническом объекте, который требуется разработать или усовершенствовать. Предварительную их оценку проводят участники сессии, более тщательную — эксперты, которые вычеркивают явно ошибочные утверждения, уточняя тем самым перечень обнаруженных недостатков. На втором этапе обратного штурма ведут поиск путей ликвидации недостатков, причем используют правила обычного мозгового штурма.
Один из основных недостатков мозгового штурма — отсутствие времени на глубокое осознание задачи. Кроме того, для многих людей эффективнее процесс индивидуального творчества[114].
Список контрольных вопросов А. Осборна
1. Какое новое применение технического объекта можно предложить? Возможны ли новые способы применения? Как модифицировать известные способы применения?
2. Возможно ли решение изобретательской задачи путем приспособления, упрощения, сокращения? Что напоминает данный технический объект? Вызывает ли аналогия новую идею? Имелись ли в прошлом аналогичные проблемные ситуации, которые можно использовать? Что можно копировать? Какой технический объект нужно опережать?
3. Какие модификации технического объекта возможны? Приемлема ли модификация путем вращения, изгиба, скручивания, поворота? Какие изменения назначения (функции), движения, цвета, запаха, формы, очертаний можно применить? Другие возможные изменения?
4. Что можно увеличить в техническом объекте? Что можно присоединить? Возможно ли увеличение срока службы, воздействия? Имеет ли смысл увеличить частоту, размеры, прочность, повысить качество? Можно ли присоединить новый градиент, продублировать? Возможны ли мультипликации рабочих органов, позиций или других элементов? Целесообразно ли преувеличение, гиперболизация элементов или всего объекта?
5. Что можно в техническом объекте уменьшить или заменить? Можно ли что-нибудь уплотнить, сжать, сгустить, сконденсировать, применить способ миниатюризации, укоротить, сузить, отделить, раздробить, приумножить?
6. Что в техническом объекте можно заменить? Что и сколько можно замещать в нем, использовать другой ингредиент, другой материал, другой процесс, другой источник энергии, другое рас положение, другой цвет, звук, освещение?
7. Что можно преобразовать в техническом объекте? Какие компоненты допустимо взаимно заменить? Можно ли изменить модель, разбивку, разметку, планировку, последовательность операций? Можно ли транспонировать причину и эффект, изменить скорость или темп, режим?
8. Что можно в техническом объекте сделать наоборот? Нельзя ли поменять местами противоположно размещенные элементы или повернуть их задом наперед, низом вверх, поменять местами? Нельзя ли поменять полярность, перевернуть зажимы?
9. Какие новые комбинации элементов технического объекта возможны? Можно ли создать смесь, сплав, новый ассортимент, гарнитуру? Можно ли комбинировать секции, узлы, блоки, агрегаты, цепи? Можно ли комбинировать признаки, идеи?
Метод фокальных объектов Э. Кунце[115] — Ч. Вайтинга (Whiting Ch. S. Creative thinking. — New-York: Reinhold, 1958)
Применяется с целью поиска новых, оригинальных вариантов исполнения заданного объекта, поиска совместимых с ним дополнительных функций. Принцип метода состоит в переносе на заданный объект новых, ярких, неожиданных свойств, качеств и выявлении оригинальных и эвристически ценных сочетаний.
Последовательность шагов выполнения этого метода следующая.
1. Формулируют цель работы (определяют совершенствуемый объект и цель его совершенствования).
2. Произвольно выбирают по памяти либо из каталогов, словарей, случайных книг несколько объектов или их называют участники работы.
3. По каждому из случайно выбранных объектов составляют перечень характеристик, признаков.
При этом целесообразно предложить участникам работы выполнить второй и третий шаги до оглашения объекта анализа, что позволяет осуществлять выбор характеристик непредвзято.
4. Признаки случайно выбранных объектов переносят на совершенствуемый объект.
5. Производят анализ полученных сочетаний, при этом обращают особое внимание на внешне несовместимые, «дикие» сочетания, развитие которых, как правило, приводит к наиболее интересным решениям.
6. Проводят оценку полученных решений.
Метод может быть полезен и как средство тренировки фантазии, воображения.
Метод гирлянд ассоциаций и метафор Г. Буша (Буш Г. Основы эвристики для изобретателей. Ч.1 и 2. — Рига: Общество «Знание», 1977)
Метод предложен советским исследователем Г. Я. Бушем. Его цель — обеспечить поиск разработчиком решения изобретательских задач при дефиците информации, то есть при невозможности использовать логические средства. В этом случае одним из средств служит использование цепочек (гирлянд) ассоциаций и метафор, что позволяет совершить переход в новую область знаний, интерпретировать по-новому ранее разрабатываемые идеи. В качестве своеобразного информационного фонда выступает ассоциативная память разработчика. Основные этапы:
1. Определение синонимов объекта и образование из них первой гирлянды — гирлянды синонимов.
2. Произвольный выбор случайных объектов. Совершенно произвольно, любым способом, например, на память или из энциклопедического словаря выбирают несколько имен существительных, которые не обязательно должны обозначать даже технические объекты. Из отобранных слов образуют вторую гирлянду — гирлянду случайных объектов.
3. Составление комбинаций из элементов гирлянды синонимов и гирлянды случайных объектов. Комбинацию составляют из двух элементов, соединив последовательно каждый синоним рассматриваемого объекта с каждым случайным объектом.
4. Составление перечня признаков случайных объектов. Определяют их признаки. При этом необходимо определить возможно большее число признаков в течение ограниченного времени, например, за две-три минуты. Успех поиска в значительной степени зависит от широты охвата признаков случайных объектов. Целесообразно поэтому перечислять как основные, так и второстепенные, малозначительные признаки. Для удобства можно составлять таблицу признаков.
5. Генерирование идей путем поочередного присоединения к техническому объекту и его синонимам признаков случайно выбранных объектов. Аналогично образуют перечень новых конструкций, получаемых путем поочередного присоединения к гирлянде синонимов признаков других случайных объектов.
6. Генерирование гирлянд ассоциаций. Из признаков случайных объектов, выявленных на четвертом шаге, генерируют гирлянды свободных ассоциаций. Для каждого отдельного признака гирлянды могут быть практически неограниченной длины, поэтому генерирование следует ограничить по времени или по числу элементов гирлянды. Если генерирование гирлянды ассоциаций осуществляют в коллективе, то каждый его член занимается этим самостоятельно.
7. Генерирование новых идей. К элементам гирлянды синонимов технического объекта поочередно пытаются присоединить элементы гирлянд ассоциаций. На этом шаге решают вопрос, есть ли среди сочетаний синонимов технического объекта с элементами гирлянд ассоциаций достаточное число оригинальных и заманчивых идей. Если по предварительной оценке таких идей мало, можно продолжать образовывать гирлянды ассоциаций, начиная с какого-нибудь нового элемента гирлянд, созданных на шестом шаге.
8. Оценка и выбор рациональных вариантов идей. Генерирование новых вариантов решения задач на предыдущих шагах обычно дает достаточно большое множество вариантов. Среди множества нерациональных, тривиальных и даже нелепых идей, как правило, всегда найдутся оригинальные и рациональные. Отбор вариантов рекомендуется производить в несколько этапов.
Сначала вычеркивают явно нерациональные варианты, затем отбирают оригинальные сомнительной полезности, но привлекающие своей неожиданностью. Список таких вариантов целесообразно изучить с привлечением экспертов или творческою коллектива. В список рациональных решений включают варианты, наилучшим образом отвечающие поставленным целям и требованиям производства.
9. Отбор наилучшего варианта из рациональных осуществляют разными способами. Весьма простым и эффективным является способ экспертных оценок.
Автор указывает, что приведённая модификация метода является упрощённой, и рекомендует расширять и усиливать её с помощью таких дополнительных процедур, как, например, метафорическое описание и анализ проблемной ситуации, построение этимологических и парадигматических гроздей понятий и их интерпретация, построение и интерпретация гроздей и гирлянд метафор.
Правила поиска новых решений М. Тринга и Э. Лейтуэйта (Тринг М., Лейтуэйт Э. Как изобретать? — М.: Мир, 1980)
1. Четко сформулировать задачу.
2. Видеть человеческую потребность и попытаться найти лучший способ удовлетворить её.
3. Если задача имеет два и более различных решений, каждое из которых обладает достоинствами и недостатками, необходимо провести анализ каждого решения и выяснить, нельзя ли сделать усовершенствования, улучшающие технические и экономические показатели этих решений применительно к поставленной задаче.
4. Когда задача выбрана, следует определить главную и дополнительную цель изобретения, а также ограничения, накладываемые на решение задачи.
5. Создать при решении задачи эмоциональный заряд. Весьма полезно для этого установить жесткие сроки, применить метод «высиживания», систематической работы над изобретением, использовать мозговой штурм группы людей.
6. После того, как найдена стоящая идея, необходимо пользоваться методом последовательных приближений. Не следует при этом конкретизировать идею больше, чем это нужно для перехода к следующему этапу работы. Важно всегда оставлять для себя как можно более широкий выбор.
7. Для проверки идеи рекомендуется перечень контрольных вопросов:
a) не противоречит ли идея законам техники;
b) работоспособно ли найденное техническое решение;
c) отвечает ли идея планируемым параметрам;
d) будет ли найденное решение надежным и простым в эксплуатации;
e) можно ли осуществить изобретение на базе известных материалов и с применением существующих технологий;
f) возможно ли управлять им и регулировать его при необходимости;
g) будет ли изобретение дешевым;
h) какова будет стоимость его эксплуатации и обслуживания;
i) каков будет срок службы;
j) как часто возможны поломки и будут ли они иметь катастрофические последствия.
Перечень рекомендаций и вопросов Т. Эйлоарта (Эйлоарт Т. Приемы настройки творческого инженерного коллектива //Изобретатель и рационализатор, 1970, № 5).
1. Перечислить все качества и определения предполагаемого изобретения. Изменить их.
2. Сформулировать задачи ясно. Попробовать новые формулировки. Определить второстепенные, аналогичные задачи и выделить главные[116].
3. Перечислить недостатки имеющихся решений, их основные принципы, новые предположения.
4. Набросать молекулярные, биологические, химические, экономические и другие аналоги, пусть даже фантастические.
5. Построить математическую, гидравлическую, электронную, механическую и другие модели (модели точнее выражают идею, чем аналогии).
6. Попробовать различные виды материалов и энергии: газ, жидкость, твердое тело, гель, пена, паста и др.; тепло, магнитная и электрическая энергии, свет, сила удара и т. д.; различные длины волн, поверхностные свойства и т. п.; переходные состояния: замерзание, конденсация, переход через точку Кюри и т. д.; эффекты Джоуля-Томпсона, Фарадея и др.
7. Установить варианты зависимости, возможные связи, логические совпадения.
8. Узнать мнение некоторых совершенно неосведомленных в данном деле людей.
9. Устроить весьма свободное групповое обсуждение, особенно вовремя непринужденной беседы, выслушивая каждую идею без критики.
10. Попробовать так называемые «национальные» решения: хитрое шотландское, всеобъемлющее немецкое, расточительное американское, сложное китайское и т. д.
11. Не расставаться с проблемой во время сна, идя на работу, на прогулке, во время купания, в поезде, при игре. Надо быть всегда с ней, с проблемой.
12. Стараться находиться в стимулирующей обстановке (технические музеи, магазины дешевых вещей, свалки лома), просматривать много журналов.
13. Набросать таблицу цен, величин, перемещений, типов материалов и т. д. для разных решений проблемы и её частей, поискать пробелы в решениях или новые комбинации.
14. Определив идеальное решение, разрабатывать возможные.
15. Видоизменить решение проблемы с точки зрения времени (скорее или медленнее), размеров, вязкости и т. п.
16. В воображении «залезть» внутрь объекта.
17. Определить альтернативные проблемы и системы, которые изымают определенное звено из цепи и таким образом создают нечто совершенно иное, уводя в сторону от нужного решения.
18. Уточнить, чья это проблема. Почему его?
19. Кто придумал это первым? Какова история вопроса? Какие ложные толкования этой проблемы имели место?
20. Кто еще решал эту проблему и чего добился?
21. Определить общепринятые граничные условия и причины их установления.
Конференция идей — тщательно подготовленное творческое совещание[117]. Оно предназначено для сбора идей и их первичной обработки. Может применяться для поиска подходов к решению самых разнообразных проблем в любых отраслях, где необходим творческий подход. Удивительно, но во многих ситуациях человек затрудняется найти самое простое решение, поскольку скован рамками предрассудков и имеет психологический барьер. Сущность метода — в освобождении от стереотипов и других барьеров, препятствующих ходу мысли и полёту фантазии, для оптимизации решения поставленных задач.
Разрешается только доброжелательная критика без углублённого разбора «неправоты» коллеги. Избегают приглашения на конференцию скептиков и «всезнаек». Председатель такого совещания не состоит в отношениях подчинённости ни с кем из присутствующих, но по общему согласию (или в порядке инициативы) обязан обеспечивать продвижение к намеченной цели, не позволяя закрепоститься обстановке.
Хорошо подготовить конференцию — означает, прежде всего, способствовать раскрепощению участников от оков привычек, а не предусматривать каждую мелочь.
Необходимо правильно и заранее сформулировать проблему. Участники конференции должны быть знакомы с проблемой в общих чертах, то есть им не обязательно быть специалистами.
Состав участников от конференции к конференции меняется. Неизменным остаётся наиболее активное ядро предыдущих участников.
Присутствие женщин стимулирует мужчин, женская логика дополняет мужскую прагматичность. Желательно участие в конференции людей разного возраста. Дети высказываются первыми, чтобы на них не давил авторитет старших участников.
На конференцию приглашают за два-три дня до её начала. Конференция — это коллективный труд. Не оговаривают, не записывают и не запоминают, кто какие идеи высказал.
Опорочить любую идеи может всякий, в этом нет никакой чести. Критика разрешена лишь экспертам. Неконструктивная критика и насмешки тормозят выдвижение идей.
Кто готовил конференцию, становится её председателем, им подбираются участники, согласовывается удобное для всех место и время, им же осуществляется ознакомление предполагаемых участников конференции идей с формулировкой проблемы заранее, изложение её по существу.
В начале совещания председатель напоминает всем о правилах сотворчества. По ходу обсуждения ободряет участников, поддерживает оригинальные мысли, контролирует, чтобы не вспыхивали споры. Он выполняет роль арбитра — смотрит за соблюдением правил конференции, но не участвует в критике. Заполняет возникшие паузы. Председатель совещания должен помнить, что:
Участие каждого в поиске идей равно необходимо.
Хорошо сформулированная проблема — полпути к успеху.
Через 15–20 минут некоторые участники конференции уже достигают порога усталости, поэтому нельзя допускать молчаливых пауз в этот промежуток (считается, что наиболее эффективно совещание с участием 8-12 человек, продолжительностью 30–40 минут).
Споры даже по существу просто недопустимы.
Решение проблемы — это работа, для выполнения которой полезно применять в случае сносного владения специальные эвристические и синектические методы.
Инициатор или председатель конференции должен довести до собранных им участников, что:
Никто из участников не будет внедрять или исполнять придуманное им же.
У всех за столом равные права голоса.
Никто из участников не несет никакой ответственности за выбор или невозможность подбора лучшего решения проблемы.
Все сгенерированные идеи затем будут подвергнуты экспертизе.
За время конференции необходимо воздержаться от критики и постараться предложить как можно больше идей, хороших и разных.
Лучшая форма возражения — собственное предложение.
Конференция начинается, в сущности, задолго до того, как участники сядут за стол.
Если обсуждение не фиксируется на записывающую аппаратуру, каждый сам записывает (помечает) для себя существенные, на свой взгляд, мысли. По завершении обсуждения всё зафиксированное сводится воедино и передаётся от группы генераторов экспертам. Независимо от участников конференции эксперты составляют рекомендации.
1. Приложить необходимые усилия. Творить без умственных усилий нельзя.
2. Не увязайте слишком глубоко в трясине подробностей. Если это случится, то будет очень трудно обратиться к радикально иным идеям. Старайтесь вначале мыслить широко, концентрируя своё внимание на решении в целом и откладывая рассмотрение деталей на более поздний срок. Начав же разрабатывать подробности первого найденного «хорошего» решения, Вы помешаете сами себе и не сможете уже думать по-другому. Вдобавок, если Вы всё же так поступите и, в конце концов, придете к наилучшему решению, Вы склонитесь в сторону первого решения, так как на выяснение его деталей Вы уже затратили много времени и сил.
3. Чаще спрашивайте себя: почему? Настойчивое применение этого простого, но очень действенного вопроса особенно полезно. Выясняйте таким образом основные цели поставленной задачи, ограничения, характеристики существующих и предполагаемых решений и пр.
4. Отыскивайте много возможных решений. Пусть Вашей ближайшей целью будет найти как можно больше их. Если Вы сумеете найти максимальное число решений, то ценность и разнообразие их, вероятно, будут достигнуты автоматически.
5. Избегайте консерватизма. Пусть не смущают радикально отличающиеся одна от другой идеи. Если нам удалось сделать большой скачок, то всегда имеется тенденция вернуться и отказаться от достигнутого. Всегда кажется естественным пользоваться идеями, испытанными временем, и поэтому пользующимися большим доверием. Существует склонность быть чрезмерно консервативным и отвергать любую идею, связанную хотя бы с малейшим риском.
6. Избегайте поспешных решений. Не торопитесь отвергнуть найденное решение. Некоторые идеи при первом рассмотрении могут показаться плохими или даже бесполезными, и естественно стремление сразу же отбросить их, и таким образом лишиться некоторых достойных рассмотрения решений. Более того, через некоторое время эти идеи могут быть применены после небольшой модификации. Одним из качеств квалифицированного инженера является его настойчивость в применении новых идей, радикально отличающихся от всех предыдущих.
7. Избегайте преждевременного удовлетворения проделанной работой. Не соблазняйтесь первой встретившейся «хорошей» идеей или той, которая улучшает уже имеющееся решение, когда на самом деле экономически оправданы дальнейшие поиски. Очень легко оказаться ослепленным блеском первой попавшейся идеи и отказаться от дальнейших активных поисков. Есть отличный способ избежать этого — нужно всегда считать, что имеется решение лучшее, чем то, которое Вам стало известно. Если Вы последуете такому правилу, то редко когда ошибётесь.
8. Обращайтесь за идеями к аналогичным задачам. Попробуйте мысленно решить аналогичные задачи, но в иных ситуациях.
9. Консультируйтесь с другими. Активно собирайте информацию от инженеров, продавцов, заказчиков, военнослужащих и др. Такие беседы не только расширяют знания инженера, но и могут натолкнуть его на правильную мысль.
10. Попытайтесь отвлечься от существующих решений, хотя это и нелегко. Существующие решения «давят» своим авторитетом, однако, при определенной дисциплине ума отвлечься от них можно.
11. Попробуйте групповой метод поиска новых решений. Все идеи вносят вклад в нахождение решения, какими бы смехотворными они ни казались вначале.
12. Всегда помните об ограниченности ума в процессе создания идей. Если инженер постоянно отдает себе отчет в том, что могут возникнуть ложные ограничения, старается не быть чрезмерно консервативным, не делать поспешных выводов, значит он делает важный шаг в преодолении тенденций, которые буквально «душат» изобретательность… Знакомьтесь с богатой литературой, посвящённой вопросам творчества.
Альтов, 1975 — Альтов Генрих. Вектор фантазии / Фантастика 73–74/ — М.: Молодая Гвардия, 1975. — С. 265–278.
Альтов, 1987 — Альтов Г. С. И тут появился изобретатель: Научно-популярная книга. — М.: Детская литература, 1987.
Альтшуллер, 1973 — Альтшуллер Г. С. Алгоритм изобретения. — М.: Московский рабочий, 1973.
Альтшуллер, 1988 — Альтшуллер Г. С. Нить в лабиринте. — Петрозаводск: Карелия, 1988.
Альтшуллер, 2003 — Альтшуллер Г. С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач, — Петрозаводск: Скандинавия, 2003.
Альтшуллер, Вёрткин, 1994 — Альтшуллер Г. С., Верткин И. М. Как стать гением: Жизненная стратегия творческой личности. — Мн.: Беларусь, 1994.
Альтшуллер и др., 1989 — Альтшуллер Г. С., Злотин Б. Л., Зусман А. В., Филатов В. И. Поиск новых идей: от озарения к технологии. — Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1989.
Альтшуллер, Селюцкий, 1980 — Альтшуллер Г. С., Селюцкий А. Б. Крылья для Икара: Как решать изобретательские задачи. — Петрозаводск: Карелия, 1980.
Белозерцев, 1980 — Белозерцев В. И. Диалектический материализм и технознание. — Воронеж: Изд-во Воронежского ун-та, 1980.
Биван, Райт, 2011 — Биван Р., Райт Т. Безграничные возможности мозга. Секреты гениального творчества: идеи напрокат. — М.: Центрполиграф, 2011.
Буш, 1972 — Буш Г. Я. Методы технического творчества. — Рига: Лиесма, 1972.
Бобров, 1966 — Бобров Лев. По следам сенсаций. — М.: Молодая гвардия, 1966.
Богданов, 1989 — Богданов А. А. Тектология (Всеобщая организационная наука), в 2-х книгах. — М.: Экономика, 1989.
Болотовский, 1985 — Болотовский Б. М. Оливер Хевисайд. — М.: Наука, 1985.
Боно, 2005 — Боно Э. Серьёзное творческое мышление. Пер с англ. Д. Я. Онацкая. — Мн.: Попурри, 2005.
Боно, 2006 — Боно Э. Я прав — вы заблуждаетесь. Пер. с англ. Е. А. Самсонов. — Мн.: Попурри, 2006.
Вассерман, 2012 — Вассерман А. А. Скелеты в шкафу истории. — М.: АСТ; Астрель, 2012.
Вассерман, Латыпов, 2012 — Вассерман А. А., Латыпов Н. Н. Самые интересные факты, люди и казусы всемирной истории, отобранные знатоками. — М.: Астрель; Полиграфиздат, 2012.
Венецкий, 1985 — Венецкий С. И. Рассказы о металлах. — М.: Металлургия, 1985.
Вертгеймер, 1987 — Вертгеймер Макс. Продуктивное мышление. — М.: Прогресс, 1987.
Владиславский, 1975 — Владиславский В. Человек среди природы. — Мн.: Вышэйшая школа, 1975.
Воробьёв, 1989 — Воробьёв А. Тренинг Интеллекта, — М.: Лесная промышленность, 1989.
Гаврилов, 2006 — Гаврилов Д.А Введение в сравнительную мифологию. Особенности традиционной культуры / Гаврилов Д. А. Трикстер. Лицедей в евроазиатском фольклоре. — М.: Социально-политическая мысль, Каф. истории соц. — полит. учений. Филос. фак. МГУ им. М. В. Ломоносова, 2006. — C. 216–232.
Гаврилов, Ёлкин, 1998 — Гаврилов Д., Ёлкин С. Диалектические шахматы / Д. А. Гаврилов, С. В. Ёлкин, Н. Н. Латыпов, С. Н. Фрумин. Старые и новые столбовые шахматные игры, — М.: СИНТЕГ, 1998. — С.59–79.
Гегель, 1997 — Гегель Г.В.Ф. Наука Логики, — СПб.: Наука, 1997.
Гильде, Штарке, 1973 — Гильде В., Штарке К.-Д. Нужны идеи. Пер. с нем. — М.: Мир, 1973.
Глейзер, 1981 — Глейзер Г. И. История математики в школе: IV–VI кл. Пос. для учителей. — М.: Просвещение, 1981.
Грефе, 1990 — Райнер Грефе. Жизнь и творчество В. Г. Шухова (пер. Оттмара Перчи) // Graefe R. Vladimir G. Suchov 1853–1939. Die Kunst der sparsamen Konstruktion. Stuttgart: Deutsche Verlags-Anstalt, 1990.–192 S.
Гумилевский, 1953 — Гумилевский Л. И. Русские инженеры. — М.: Молодая гвардия, 1953.
Джафаров, Джафаров, 2001 — Джафаров К. И., Джафаров Ф. К. Товарищество нефтяного производства братьев Нобель // Науковедение, 2001. — № 1.
Ермаков, Гаврилов, 2009 — Ермаков C. Э., Гаврилов Д. А. Опора Мироздания. Мировое Древо и Скала Времён в традиционной культуре. — М.: Ганга, 2009.
Ёлкин, Гаврилов, 1998 — Ёлкин С. В., Гаврилов Д.А… Исчисление смыслов и симметрии в системе универсального языка / Научная сессия МИФИ-98. Сборник научных трудов в 11 ч. Ч. 5. — М.: Московский государственный инженерно-физический институт (Технический университет), 1998. — C. 31–34.
Ёлкин, Куликов и др., 2006 — Ёлкин С. В., Куликов В. В., Клышинский Э. С., Максимов В. Ю., Аминева С. Н. Основы методологии трансляции знаний между различными предметными областями // Препринты Института прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН, 2006. — № 73.
Злотин, Зусман, 1988 — Злотин Б. Л., Зусман А. В. Месяц под звездами фантазии: школа развития творческого воображения. — Кишинёв: Лумина, 1988.
Злотин, Зусман, 1989 — Злотин Б. Л., Зусман А. В. Изобретатель пришел на урок. — Кишинев: Лумина, 1989.
Злотин, Зусман, 1991 — Злотин Б. Л., Зусман А. В. Решение исследовательских задач. — Кишинев: МНТЦ «Прогресс»; Картя Молдовеняскэ, 1991.
Иванов, 2001 — Иванов И. С. Как войти в интеллектуальную элиту планеты. — М.: И — квадрат, 2001.
Иванов, 2010 — Иванов И. С. Инвентология. Краткий авторский курс. — М.: Галлея-Принт, 2010.
Ивин, 1986 — Ивин А. А. Искусство правильно мыслить: Кн. для учащихся. — М.: Просвещение, 1986.
Ивин, 1998 — Ивин А. А. Логика: учебное пособие. — М.: Знание, 1998.
Ивин, 2009 — Ивин А. А. Современная логика. — Фрязино: Век 2, 2009.
Ивич, 1966 — Ивич Александр. Приключения изобретений. — М.: Детская литература, 1966.
Капица 1998 — Капица П. Л. Научные труды. Наука и современное общество. — М.: Наука, 1998. — С. 475–495.
Карцев, 1986 — Карцев В. П. Приключения великих уравнений. — М.: Знание, 1986.
Кириллов, Старченко, 1982 — Кириллов В. И. Старченко А А. Логика. — М.: Высшая школа, 1982.
Кедров, 1987 — Кедров Б. М. О творчестве в науке и технике. — М.: Молодая гвардия, 1987.
Коломиец, 2010 — Коломиец С. М. Творческие компетенции студентов социально-экономических специальностей: Монография. — М.: Перо, 2010.
Кордемский, 1958 — Кордемский Б. А. Математическая смекалка. — М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1958.
Крик, 1970 — Эдвард В. Крик. Введение в инженерное дело. — М.: Энергия, 1970.
Кудрявцев, 1987 — Кудрявцев А. В. Организация и проведение мозгового штурма. — М: ВНИИПИ, 1987.
Кудрявцев, 1988 — Кудрявцев А. В. Обзор методов создания новых технических решений. — М: Госкомитет СССР по делам изобретений и открытий, 1988.
Кудрявцев, 1991 — Кудрявцев А. В. Методы интуитивного поиска технических решений (методы анализа проблем и поиска решений в технике). — М.: Речной транспорт, 1991.
Куликов и др., 1994 — Куликов В. В., Гаврилов Д. А., Ёлкин С. В., Универсальный искусственный язык — «hOOM-Диал». Методические указания. — М.: Гэлэкси Нэйшн, 1994.
Куликов, 1998 — Куликов В. В. Узник бессмертия. — М.: СИНТЕГ, 1998.
Куликов, Гаврилов, 2009–2012 — Серия публикаций В. В. Куликова и Д. А. Гаврилова в информационно-аналитическом вестнике «Аномалия»: Его величество Парадокс (2009. — № 2. — С. 10–13); Язык креативного мышления и парадоксов (2009. — № 3. — С. 41–45); Аномалия всех начал (2009. — С. 49–51); Рождение и Смерть — (2010. — № 3. — С. 57–58; Время и Антивремя (2010. — № 3. — С. 16–17); Говорить на языке, не зная слов (2011. — № 1. — С. 46–48); Кванты времени и пространства: скачок через барьер (2011. — № 2. — С. 44–46); О рождении, жизни, смерти и бессмертии количества (2011. — № 3. — С. 16–17); Переход в иное измерение: мелодико-интонационный строй языка диал (2011. — № 4. — С. 35–37; Интерпретация гласных фонем в языке «диал» (2012. — № 1. — С. 30–32).
Куликов, Ёлкин, 2005 — Куликов В. В., Ёлкин С. В. От информационного исчисления к теории супероператоров // Матер. 8-го науч. — практ. семинара «Новые информационные технологии». — М.: МГИЭМ (Технический университет), 2005. — С. 194–223.
Ландсберг, 1956 — Элементарный учебник физики в трёх томах под редакцией акад. Г. С. Ландсберга. — М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1956.
Ландо, Узландер, 1988 — Ландо Д. И., Узландер А. Г. Методические рекомендации по изучению с учащимися средних профтехучилищ темы «Методы поиска новых технических решений» курса «Основы профессионального творчества». — М.: Государственный комитет по профессионально-техническому образованию. Республиканский учебно-методический кабинет, 1988. — Ч.2.
Латыпов, 1986 — Латыпов Н. Н. Закономерности математизации науки. Дис. … канд. филос. наук. — М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, Кафедра философии естественных факультетов. 1986.
Латыпов, 2005 — Латыпов Н. Н. Основы интеллектуального тренинга. Минута на размышление. — СПб.: Питер, 2005.
Латыпов, 2010 — Латыпов Н. Н. Путеводитель по извилинам. Тренинг интеллекта. — М: Вече, 2010.
Латыпов, Гаврилов, 1996 — Латыпов Н., Гаврилов Д. Столбовые шахматы. Сказка для программиста // Компьютерра, 1996. — № 40. — C. 58–59.
Лем, 1968 — Лем Станислав. Сумма технологий. — М.: Мир, 1968.
Лисичкин, Бетанели, 1990 — Лисичкин Г. В., Бетанели В. И. Химики изобретают: Кн. для учащихся. — М.: Просвещение, 1990.
Лосев, 1990 — Лосев А. Ф. Из ранних произведений. — М.: Правда, 1990. — С.393–599.
Лук, 1973 — Лук А. Творчество // «Наука и жизнь» 1973, № 1, С.76–80; № 2, С.79–83.
Маковецкий, 1984 — Маковецкий П. В. Смотри в корень! Сборник любопытных задач и вопросов. — М.: Наука, 1984.
Николаев, 1961 — Николаев Л. А. Катализ и катализаторы. — М.: Учпедгиз, 1961.
Опаловский, 1985 — Опаловский А. А. На краю периодической системы. — М.: Химия, 1985.
Половинкин, 1988 — Половинкин А. И. Основы инженерного творчества: Учеб. пос. для студентов втузов. — М.: Машиностроение, 1988.
Поэзия скальдов, 1979 — Поэзия скальдов. — Л.: Наука, 1979.
Пуанкаре, 1989 — Пуанкаре А. Интуиция и логика в математике / Пуанкаре А. О науке. — М.: Наука, 1989. — С. 205–218.
Салматов, 1990 — Саламатов Ю. П. Как стать изобретателем. 50 часов творчества. Книга для учителя. — М: Просвещение, 1996.
Самсонова, Ефимов, 2003 — Самсонова М. В., Ефимов В.В. Технология и методы коллективного решения проблем: Учебное пособие. — Ульяновск: Ул ГТУ, 2003.
Сергеев, 1988 — Сергеев Б. Ф. Жизнь лесных дебрей. — М.: Молодая гвардия, 1988.
Слободецкий, Орлов, 1982 — Слободецкий И. Ш., Орлов В. А. Всесоюзные олимпиады по физике. — М., 1982.
Смирнов, 1970 — Смирнов В. А. Висячие мосты больших пролетов. — М.: Высшая школа, 1970.
Старцев, 1901 — Старцев Г. Е. Бакинская нефтяная промышленность. Историко-статистический очерк. — Баку: Арор, 1901.
Терлецкий, 1986 — Терлецкий Е. Д. Металлы, которые всегда с тобой. Микроэлементы и жизнеобеспечение организма. — М.: Знание, 1986.
Тимохов, 1996 — Сборник творческих задач по биологии, экологии и ТРИЗ/ сост. В. И. Тимохов. — СПб.: ТРИЗ-ШАНС, 1996.
Тульчинский, 1976 — Тульчинский М. Е. Качественные задачи по физике 7–8 класс. Пособие для учителей. — М.: Просвещение, 1976.
Уокер, 1989 — Уокер Дж. Физический фейерверк (Вопросы и ответы по физике). — М.: Мир, 1989.
Уилер, 1962 — Уиллер Дж. Гравитация, нейтрино и Вселенная. — М.: Издательство иностранной литературы, 1962.
Учимся изобретать, 1997 — Учимся изобретать / сост. М. А. Степанчикова; учеб. пос. под ред. С. К. Никулина. — М.: Министерство общего и профессионального образования РФ, Центр технического творчества учащихся, 1997.
Фигурновский, 1942 — Фигуровский Н. А. Очерк развития русского противогаза во время империалистической войны 1914–1918 гг. — М.-Л.: Издательство АН СССР, 1942.
Физика в живой природе, 1984 — Варикаш В. М., Кимбар Б. А., Варикаш И.М… Физика в живой природе. — Мн.: Народная асвета, 1984.
Ханзен, 1969 — Ханзен Ф. Основы общей методики конструирования / пер. с нем. — Л.: Машиностроение, 1969.
Шаммазов и др., 2000 — Шаммазов A. M., Мастобаев Б. Н., Сощенко А. Е. Трубопроводный транспорт России (1860–1917 гг.) // Трубопроводный транспорт нефти, 2000. — № 6.
Шустов, 2010 — Шустов М. А. Методические основы инженерно-технического творчества. — Томск: Томский политехнический университет, 2010.
Чертанов, 2008 — Чертанов М. Конан Дойл. — М.: Молодая гвардия, 2008.
Эльшанский, 2000 — Эльшанский И. И. Оседлайте радугу. Из дневника клуба анонимных изобретателей-фантазеров. — М.: МИПКРО, 2000.
Энгельмейер, 1910 — Энгельмейер П. К. Теория творчества — СПб.: Образование, 1910.
Энгельмейер, 1911 — Энгельмейер П. К. Творческая личность и среда в области технических изобретений. — СПб: Образование, 1911.
Wheeler, 1990 — Wheeler J. A., Information, physics, quantum: The search for links // Complexity, Entropy, and the Physics of Information. — Redwood City, CA: Addison-Wesley, 1990.
Латыпов Нурали Нурисламович — родился в 1954 году в г. Маргилан Ферганской обл., закончил биологический и физический факультеты Ростовского государственного университета, аспирантуру кафедры философии Московского Государственного Университета им. М.В. Ломоносова, кандидат философских наук. Диссертация на тему «Закономерности математизации науки».
Известен большинству граждан бывшего СССР как герой телеигры «Что? Где? Когда?» (1980-е), первый лауреат высшей награды этой передачи — «Хрустальная сова», а также как автор креативной графики (лауреат международных конкурсов). Работал политическим обозревателем при ЦК ВЛКСМ, объездил многие горячие точки в качестве военного корреспондента. Входил в Инновационный Совет при премьер-министре России И. Силаеве, работал советником по межрегиональным проблемам вице-премьера Правительства РФ С. М. Шахрая, советником по вопросам инновационной политики мэра Москвы Ю. М. Лужкова. Автор и ведущий познавательного цикла телепередач «Мнения Знатоков» (ТВ-Столица, совместно с А. Вассерманом) (2008–2010). Авт. свид. на изобрет. в области проведения интерактивных конкурсов для удалённых пользователей.
В группе Советников-экспертов «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» (с 2011).
Книги: Латыпов Н. Н., Бейлин В. А., Верешков Г. М. Вакуум, элементарные частицы и Вселенная: В поисках физических и философских концепций XXI в. — М: Изд-во МГУ, 2001; Латыпов Н. Н. Основы интеллектуального тренинга. — СПб: Питер, 2005; Латыпов Н. Н. Философия в этюдах. — М: Московские учебники и картолитография, 2007. Латыпов Н. Н. Зазеркалье. — М: Московские учебники и картолитография, 2010. Латыпов Н. Н. Путеводитель по извилинам. Тренинг интеллекта. — М: Вече, 2010; Вассерман А. А., Латыпов Н. Н. Самые интересные факты, люди и казусы всемирной истории, отобранные знатоками. — М.: Астрель: Полиграфиздат, 2012; Вассерман А. А., Латыпов Н. Н. Острая стратегическая недостаточность. Россия на переПутье. — М.: Астрель; Полиграфиздат, 2012. и др.
Ёлкин Сергей Владимирович — родился в 1958 году в Подмосковье, закончил факультет Экспериментальной и теоретической физики Московского инженерно-физического института (МИФИ), аспирантуру(1989–1992). Кандидат физико-математических наук. Работал и преподавал в МИФИ на разных должностях: ассистент, ст. преподаватель, доцент (1996–2012). Нач. лаборатории Института прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН (2003–2010).
В настоящее время — заместитель директора Института Экономических Стратегий РАН по научной работе.
Автор и соавтор десяти монографий по физике, машинной и теоретической лингвистике, экономике. 84 публикации, 4 авт. свид. на изобретения в области обнаружения элементарных частиц, 3 авт. свид. на компьютерные программы; 7 публикаций на английском языке. Научные работы по широкому спектру направлений и смежным областям: физика детекторов, ультразвук, искусственные языки, теоретическая лингвистика и искусственный интеллект, теория чисел, философия, экономика, нелинейные дифференциальные уравнения, «бионические нейронные сети». Руководитель и исполнитель четырёх грантов РФФИ.
Один из разработчиков универсального языка междисциплинарного общения Диал (с нач. 1980-х). Организатор и ведущий экспериментальных групп школьников, студентов и аспирантов по интеллектуальному тренингу (с 1986). 8 лет вёл в сети Интернет занятия по развитию творческих способностей в рамках сетевого Университета Русского Альтруизма. Читает авторский курс по методологии развития творческого мышления на кафедре «Экономика и менеджмент в промышленности» НИЯУ МИФИ.
Среди увлечений: самбо, дельтапланеризм, водный туризм.
Гаврилов Дмитрий Анатольевич — родился в 1968 году в г. Москва, закончил факультет «Технологии неорганических веществ» Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева, работал при кафедре коллоидной химии.
Один из создателей универсального языка междисциплинарного общения Диал с сер. 1980-х. Публикации с 1990 года и по н. в. время в области интенсификации научно-технического творчества. Авт. свид. на изобрет. в области развивающих игр. Работал с экспериментальными группами учащихся в области эвристики (1994–2000). Осуществлял поиск и оценку инновационных проектов в рамках группы консультантов при премьер-министре Правительства Москвы (2000–2010). Сценарист познавательного цикла телепередач «Мнения Знатоков» на канале «ТВ-Столица» (2008–2010 гг.).
В группе Советников-экспертов «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» (c 2011).
Соавтор исторических романов «Наследие Арконы» (АСТ, 2005), «Кровь на мечах» и «Смерть за смерть» (Яуза; ЭКСМО, 2012) и т. д., автор нескольких десятков бардовских песен и популярных баллад. Один из основателей фолк-рок группы «Дорога Водана». Соучредитель Научно-исследовательского общества «Северный ветер» (2007, с 2012 г. — научное и творческое объединение).
Исследования в области нематериального культурного наследия (автор и соавтор 13 изданных монографий), в т. ч.: Ермаков С. Э., Гаврилов Д. А. Священное опьянение. Языческие таинства Хмеля. — М.: Яуза: ЭКСМО, 2012; Гаврилов Д. А. Ермаков С.Э. Были и Небыли сказки. О необычном, обыденном и искусстве перехода между ними. — М.: Ганга, 2011; Гаврилов Д. А. Ермаков С. Э. Древние боги славян. — М.: Вече, 2011; Ермаков С. Э., Гаврилов Д. А. Ключи к исконному мировоззрению славян. Архетипы мифологического мышления. — М.: Ганга, 2010; Гаврилов Д. А. Трюкач, Лицедей, Игрок. Образ Трикстера в евроазиатском фольклоре. — М.: Ганга, Издательский Центр «Слава!», 2009; Ермаков С. Э., Гаврилов Д. А. Опора Мироздания. Мировое Древо и Скала Времён в традиционной культуре. — М.: Ганга, 2009; Ермаков С. Э., Гаврилов Д. А. Напиток жизни и смерти. — М.: Ганга, 2009; Гаврилов Д. А. Трикстер. Лицедей в евроазиатском фольклоре. — М.: Социально-политическая мысль, каф. истории соц. — полит. учений. филос. фак. МГУ им. М. В. Ломоносова, 2006. и др.
Крик Э. В. Введение в инженерное дело. — М.: Энергия, 1970. — С. 5–6.
Альтшуллер Г. С. Алгоритм изобретения. — М.: Московский рабочий, 1973.
Сноу Ч. П. Портреты и размышления. — М.: Прогресс, 1985. — C.195–226.
Там же.
Боно Э. Серьёзное творческое мышление / пер с англ. Д. Я. Онацкой. — Мн.: Попурри, 2005. — С. 22–23.
Лем С. Сумма технологии. — М.: Мир, 1968.
Крик Э. В. Введение в инженерное дело. С. 7–9.
Боно Э. Серьёзное творческое мышление… С. 20–21.
Саймон Г. Наука об искусственном. — М.: Мир, 1972.
Здесь Н. Н. Абадовский особо оговаривается, что Г. Саймон «относит к инженерной области исключительно задачи синтеза, оставляя за наукой возможность, заниматься только анализом. Такое „деление“ в строгом смысле неправомерно, ибо диалектика рассматривает анализ и синтез взаимосвязанными и взаимодополняющими друг друга мыслительными процедурами».
То есть инженер имеет дело не столько с техническими системами, сколько с их модельными описаниями.
Крик Э. В. Введение в инженерное дело. С. 23.
Бойнтон Э., Фишер Б… Виртуозные команды. Команды, которые изменили мир / пер с англ. — М.: Претекст, 2008. — С. 106–126.
Нарушение условия однородности жидкости. Расширенный закон гласит, что «отношение уровней жидкостей в сообщающихся сосудах обратно пропорционально отношению их плотностей».
То есть «бокового, обходного», в отличие от магистрального, пути (медицинский термин).
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».
Новости электроники, 2008. — № 4.
Кудрявцев А. В. Обзор методов создания новых технических решений. — М: Госкомитет СССР по делам изобретений и открытий, 1988.
Фирстов Ю. П., Ёлкин С. В. Основы инновационной экономики. — М.: Экономика, 2012.
Боно Э. Я прав — вы заблуждаетесь. Пер. с англ. Е. А. Самсонов. — Мн.: Попурри, 2006. — С. 338.
Там же, С. 16–17, 348.
Позднее, впрочем, утвердилось слово «эвристика», то есть «искусство изобретать», отрасль знания, изучающая творческое мышление человека. Термин «эвристика» встречается уже в III веке у математика Паппа Александрийского в трактате «Искусство решать задачи». Эвристик может быть несколько, в значении «специфические познавательные установки».
Хотя обезьяна не выполняла действие сама, клетки её мозга отреагировали, когда знакомое действие совершил человек.
Собственно, начала метода были заложены ещё в середине 1940-х: Gordon W. I. I. Synectics: the development of creative imagination. — New-York: Harper and Row, 1961.
Отсылаем читателя к Теории развития творческой личности (Альтшуллер, Верткин, 1994), её жизненной стратегии. Кстати, и академик В. М. Бехтерев в специальном институте, названном им «Пантеон мозга», предлагал всесторонне изучать и культивировать особенности творчества выдающихся деятелей человечества.
В цитатах из источников здесь и далее сохранены особенности авторского написания. Хотя «Дойл» с точки зрения английской фонетики правильнее, мы сами предпочитаем традиционный для России вариант произношения «Дойль».
В разных источниках фамилия инженера за давностью лет варьируется: Бранд, Брандт, Броун.
Отцом комбинаторики может быть признан и великий Архимед. Текст его чудом восстановленного трактата «Стомахион» содержит задачу, благополучно решённую в III веке до н. э.: «сколькими путями 14 полос, имеющих неправильную форму, могли быть соединены вместе так, чтобы в результате получился квадрат». Копия трактата 975 года была испорчена монахами. Остро нуждаясь в пергаменте для своих молитвенников, они оттёрли и отмыли страницы от прежнего текста и покрыли их религиозными письменами. Рукопись нашлась только в 1906 году, а уже современные методы исследования позволили американским специалистам прочитать уничтоженный трактат, вернуть его человечеству.
Между прочим, изобретение сделано классически, как мы увидим далее. В систему сведены два совершенно разных металла, которые начинают «воевать» друг с другом за преобладание, это пара — синтез двух противоположностей (борьба и единство). Один из металлов побеждает. Затем наращивается количество пар, что приводит к порождению качественно нового эффекта — постоянного тока.
Эмпатия (анг. «empathy») — сочувствие, сопереживание, умение поставить себя на место другого, проникновение в субъективный мир другого.
http://www.ieee.ru/
Несколько выше в той же книге: «Сейчас трудно восстановить все обстоятельства и объяснить, почему руководство недостаточно настойчиво требовало от нас создания стыковочного устройства, которое позволяло бы космонавтам переходить из одного корабля в другой по герметичному тоннелю, а не через открытый космос. И хотя Королёв ставил перед проектантами задачу разработать проект с герметичным переходом, более того, настаивал на андрогинности соединяемых конструкций, похоже, не зная этого мифического термина (андрогины — двуполые мифические существа), несмотря на далеко не безразличное отношение к прекрасному полу. Проявить настойчивость в поиске нужного решения ему, по-видимому, не позволили другие многочисленные заботы…»
Кстати, здесь немалую помощь ему оказал воздушный разрежающий насос, изобретённый великим немецким инженером Отто фон Герике (1602–1686) в те же годы.
«Черный ящик» в принципе, — как справедливо указывал ещё и Станислав Лем в «Сумме технологий» — обладает «внутренней программой» действия, которая определяет все отдельные акты его поведения.
Обратный метод тренировки — группа должна понять, что за «фактор Икс» был загадан ведущим.
Идею предложил в 1988 году в ходе всесоюзного телевизионного конкурса безумных идей Г. П. Деркач (г. Симферополь).
В 2011–2012 гг. они проходили в «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг», Ухтинском государственном техническом университете, Тюменском государственном нефтегазовом университете, Российском государственном университете нефти и газа имени И. М. Губкина, «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» (и частью в Национальном Исследовательском Ядерном Университете МИФИ среди студентов экономических специальностей), а также на открытии «Академии молодого инноватора» в летнем лагере под Нижним Новгородом. Подавляющее большинство задач, приведённых в этой книге, не без успеха решали как студенты названных вузов, так и молодые работники и специалисты группы компаний «ЛУКОЙЛ».
http://www.altshuller.ru/rtv/sf-register.asp.
В ГДР профессор Ф. Ханзен ещё в начале 1950-х гг. разработал методику, краеугольным камнем которой был совет по формулировке целей в возможно более абстрактном виде, чтобы не лишиться креативных решений (Ханзен, 1969).
По нашему мнению сильные авторы — конструкторы миров. Положив в основание произведения «фактор икс», они возводят здание на этом единственном допущении в соответствии с логикой его влияния.
Материалы нового РФИ были использованы сценаристами познавательной телепрограммы «Мнения знатоков» в 2008–2010 гг. (Вассерман, Латыпов, 2012) для создания сюжетов о В. А. Обручеве (С. 259–262), И. А. Ефремове (С. 263–266), Ж. Верне (С. 247–258), Р. Бэконе (С. 303–306).
Подробнее см. журнал «Моделист-конструктор», 1973, — № 10.
В мире науки. — 2010. — № 5. — С. 22–27.
Осенью 1919 года английская экспедиция Артура Стэнли Эддингтона в Западной Африке провела наблюдения предсказанного Эйнштейном в рамках его Общей Теории Относительности (ОТО) отклонения лучей Солнца в поле тяготения Земли.
Справедливости ради надо сказать, что русский динамит Николая Зимина и Алексея Петрушевского появился на год ранее патента Нобеля. «Адсорбентом» в нём выступал оксид магния. Но взрыв на опытном производстве помешал нашим соотечественникам довести идею и технологию до ума. Первая, как видно, носилась в воздухе — удар детонационной волны в жидкости передаётся свободно, и надо его гасить твёрдыми примесями к ней.
Писал левой рукой, справа налево, и прочесть его записки можно было, только вооружившись зеркалом. Среди прогнозов да Винчи находим: «Люди будут разговаривать друг с другом из самых отдалённых стран и друг другу отвечать, как будто находясь рядом», или «люди будут ходить, не двигаясь, смогут говорить с тем, кого нет, слышать того, кто безмолвствует». А на чертеже первого летательного аппарата Леонардо да Винчи написал пророчески: «Человек вырастит себе крылья».
По форме аппарат — трапеция, напоминающая раскрытые крылья, придуманные специалистами американского космического агентства НАСА в 1960-х годах для плавного возвращения с орбиты капсул «Джемини». Размах крыльев аппарата, по точным указаниям гения эпохи Возрождения, составил 7.51 м, высота — 3.9 метра.
Сто лет спустя Фрэнсис Бэкон (1561–1626) справедливо сообщал в романе «Новая Атлантида»: «…Мы знаем свойства и пропорции, необходимые для полёта по воздуху, наподобие крылатых животных». Но это уже было, как говорится, изобретение велосипеда.
Crow T. A Darwinian Approach to the Origins of Psychosis // British Journal of Psichiatry (167), 1995; Crow T. Is schizophrenia the price that Homo sapiens pays for language? // Schizophrenia Research, (28) 1997. Эти статьи легко отыскать в сети Интернет.
An integrative architecture for general intelligence and executive function revealed by lesion mapping / A. K. Barbey, R. Colom, J. Solomon, F. Krueger, C. Forbes, J. Grafman / Brain, 2012; DOI: 10.1093/brain/aws021.
Изобретателем микроскопа считают голландца, очковых дел мастера Ханса Янсена, который застал своего пятилетнего сына Захария в 1590 году за игрой. Мальчишка стащил линзы для очков и, вставив с обоих концов в полую трубку, забавлялся увеличенным многократно миром. Захарий Янсен впоследствии изобрёл телескоп. Впрочем, такую же легенду складывают и о другом голландце, Иоганне Липперсгее (ум. 1616), который делит с Янсенами славу изобретателя.
Скорее всего, он подразумевал под этим нахождение и разрешение технического противоречия.
Далее для удобства чтения по всему тексту название языка употребляется единообразно, без кавычек и с заглавной буквы, хотя в публикациях, на которые мы ссылаемся, могут быть разночтения.
Classes — классы, lasses — любовницы, asses — ослы.
И поэтому крайне весело читать про иные суперсовременные открытия американских журналистов, просачивающиеся «под большим секретом» в глобальные сети. Так, Дж. Лерер (Jonah Lehrer) не открывает Америки в своей новой книге 2012 года «Представь себе: как устроена креативность», когда советует: «Один из способов улучшить способность решать задачи — излагать условия задачи другими словами. Когда употребляются конкретные глаголы с узким значением, люди мыслят узко. Наоборот, употребление глаголов с широкими значениями — „перемещаться“ вместо „ехать“ — может значительно повысить количество решенных задач».
Впрочем, не исключено, что прагматичные американцы первыми поставили риторический вопрос «Сколько будет стоить это „удовольствие“?», если опять же вернуться к развитию техники.
Они же могут интерпретироваться в других отраслях знания как типологические образы или даже архетипы.
В принципе, это очень бородатая шутка, восходящая к богословским спорам и суфийским притчам ходжи Насреддина, например. Но продолжение истории важнее, чем сама «шутка».
Подробнее см. (Куликов, Гаврилов, 2009–2012: 2009 — № 4, 2010, № 3).
В дальнейшем будем сохранять нумерацию и приводить описание принципов ТРИЗ с опорой на этот источник. К имеющимся в книге 40 приёмам Г. С. Альтшуллер со временем добавил ещё не менее десяти. Об этом ниже.
История конкуренции изобретений на звуковом рынке кон. XIX — нач. XX вв. пестрит оригинальными инженерными идеями. См.: Тихонов. А. 100 лет «Пате» в России // Звукорежиссёр, 2003, № 1.
Коллер Р. Метод конструирования машин, приборов и аппаратов. Цит. по русскому переводу 1980 г. с немецкого издания 1976 года.
Пример действия фактора Х «по Ефремову» подробнее см.: Опаловский, 1985. — С. 62.
Там же.
Подробнее см.: Джафаров, Джафаров, 2001.
Необходимость подавать воду к паровым котлам привела в свою очередь к решению задачи параллельной транспортировки по трубам морской воды и её очистки.
Максиму «товар — деньги — товар» к тому времени уже ввёл Карл Маркс в 1867 году в труде «Капитал», а деньги пропорциональны общественно-необходимому времени на производство товара.
«Я не могу позволить себе роскошь, чтобы ход моих рассуждений прерывали. В момент зарождения идеи мой ум напоминает идеально гладкую водную поверхность. А звонок телефона в этот момент вызывает такой же эффект, как упавший в воду кирпич. Когда я думаю, то не желаю, чтобы кто-либо меня беспокоил. Сообщения могут подождать. Идеи — нет!» — писал изобретатель телефона Александр Грэхем Белл, редко обращавшийся за помощью к собственному детищу 1876 года рождения.
Близок по смыслу и приём ТРИЗ № 44 — «Применение вставных частей».
Дайте интерпретацию как во Времени, так и в Пространстве.
Используйте операторы изменения размера, вес и антивес интерпретируйте как соотношение таких операторов. Взвешивание, то есть соотнесение весов, это либо время жизни, либо пространство памяти таковых.
Примите, что понижение тона в таком контексте — это вред.
Интерпретацию цветности как зарядности см. ниже по тексту.
Найдите из ранее рассмотренных операторов обратный этому.
В 1990 году Уилер писал так: «Всё из бита („It from bit“). Иными словами, всё сущее — каждая частица, каждое силовое поле, даже сам пространственно-временной континуум — получает свою функцию, свой смысл и, в конечном счёте, самое своё существование — даже если в каких-то ситуациях не напрямую — из ответов, извлекаемых нами с помощью физических приборов, на вопросы, предполагающие ответ „да“ или „нет“, из бинарных альтернатив, из битов. „Всё из бита“ („It from bit“) символизирует идею, что всякий предмет и событие физического мира имеет в своей основе — в большинстве случаев в весьма глубокой основе — нематериальный источник и объяснение; и что то, что мы называем реальностью, вырастает в конечном счёте из постановки „да-или-нет“-вопросов и регистрации ответов на них при помощи аппаратуры; коротко говоря, что все физические сущности в своей основе являются информационно-теоретическими и что Вселенная требует нашего участия…» (Wheeler, 1990).
В простейшем случае — это раствор I2 и SO2 в пиридине и метаноле. Существуют и модификации реактива.
1 узел = 1 морская миля в час = 1.852 км/ч.
1 л.с. (лошадиная сила) = 736 Вт.
Очень характерный приём в изобретательстве. Например, если в лёд вморозить абразивный порошок, то можно шлифовать детали разнообразной формы (и с выпуклостями, и с впадинами).
Подробнее см.; эссе к. ф. н. В. В. Филатова «Лабиринты софизмов и парадоксов» (http://lit.lib.ru/f/filatow_w_w/).
«Мудрец брадатый» — Зенон, «Другой мудрец» — Диоген Синопский. На самом деле в сценке участвует один из последователей Зенона, так как сам Зенон умер примерно за сто лет до рождения Диогена.
См., например: Ивин, 1998, С. 201–202; Светлов В. О разрешимости одного неразрешимого спора, или Следовало ли Протагору подавать в суд на Еватла // Философские науки, 1992, № 2; Ахвледиани А. Н. Гносеологический анализ возможных решений древнегреческого парадокса «Тяжбы Протагора с Эватлом» // 2ХОЛН 4.2 (2010), С. 291–297.
По Толковому словарю русского языка С. И. Ожегова и Н. Ю. Шведовой.
Из канонических афоризмов того же автора: «Разводы совершаются на небесах», «Я слышал столько клеветы в ваш адрес, что у меня нет сомнений: вы — прекрасный человек!», «Взаимное непонимание — самая подходящая основа для брака»… и т. д.
Немало парадоксов имеет такой вид, ибо разница между парадоксом и противоречием в понимании публики весьма размыта.
Выше мы называли его «рекурсией» или «рекурсивностью».
Для более подробного знакомства с «королем логических парадоксов» рекомендуем книги А. А. Ивина в частности, «Современная логика» (Фрязино: Век 2, 2009).
Буридан известен парадоксом, который именуется его честь «Буридановым ослом». Суть его в том, что осёл, поставленный между двумя одинаковыми охапками сена, не в состоянии выбрать одну из них и должен умереть от голода в двух шагах от пищи.
Высказывание принадлежит диалектику и диасофу Виталию Ковалёву.
Проблемы Гильберта — список из 23 кардинальных проблем математики, представленный Давидом Гильбертом на II Международном Конгрессе математиков в Париже в 1900 году. Конечно, это была не главная причина. Главной причиной было желание сделать теорию вероятности математической дисциплиной, так как в то время она считалась отраслью естествознания.
Аксиоматика Колмогорова — общепринятый аксиоматический подход к математическому описанию события и вероятности; предложен Андреем Николаевичем Колмогоровым в 1929 г., окончательно в 1933 г.; придал теории вероятностей стиль, принятый в современной математике.
А. С. Трушечкин, доцент кафедры № 28 (Системный анализ) НИЯУ МИФИ.
См. например: И.Я Ященко. Парадоксы теории множеств. — М.: Московский центр непрерывного математического образования, 2002.
Этот парадокс публикуется впервые, равно как и следующий за ним «детский» парадокс.
Иллюзия открыта Акииоши Китэоки и известна как «Сменяющие друг друга Змеи». Китэока — японский преподаватель психологии, который специализируется на визуальных иллюзиях геометрических форм и иллюзиях движения.
Учебник создан коллективом преподавателей московских вузов: Гасановым А. И. (МИИТ), Бубенцовым В. Ю. (МИХМ), Евсюковым С. А. (МГТУ им. Н. Э. Баумана), Кудрявцевым А. В. (Центр ИННОТЭК); Ревенковым А. В. (МАИ). [Электронная публикация]: Код доступа: http://www.metodolog.ru/00026/00026.html
В данном случае — это как раз С. В. Ёлкин.
Академик В. Е. Фортов в обсуждении статьи: Месяц Г. А., Прохоров М. Д. Водородная энергетика и топливные элементы // Вестник РАН, 2004, т. 74, № 7, С. 579–597.
Патент Российской Федерации RU2267694, Аккумулирование водорода в капиллярных структурах — А. Ф. Чабак. См. также по проблематике: Троценко Н. М., Чабак А. Ф., Косяков В. Н., Алексеев П. Н., Бочагин Ф. С. Некоторые возможности атомно-водородной энергетики // Альтернативная энергетика и экология, 2007. № 3 (47). — С. 106–108.
Столяревский А. Я. Хемотермические технологии аккумулирования энергии ядерных энергоисточников. Дис. … д-ра тех. наук, 2009.
Любое понятие является результатом абстракции, а эта операция приводит к размытию содержания. Слово может быть точным, только если обозначает один конкретный предмет в один момент времени и в одном конкретном месте.
Здесь и далее в разделе изложено преимущественно по: Ивин, 2009.
Аристотель (род. 384 до н. э.), а Евклид или Эвклид (род. ок. 300 г. до н. э.). Как видим, Евклид родился много позже и наверняка знал о трудах Аристотеля.
Здесь нашего читателя следует вернуть к разделу «Различение и неразличённость контекста».
Задача взята нами из сетевой версии книги А. Л. Камина «Физика собственными силами. Часть I. Прелюдия, или как играть с Природой» (Украина, Луганск). Действительно, во время Великой Отечественной войны немцы при бомбёжке советских городов использовали бомбы, которые взрывались через некоторое время после падения на землю от тряски при попытке транспортировки их в безопасное место. Было известно, что использовался ртутный взрыватель, в котором жидкая ртуть замыкала контакты, если бомбу начинали «тревожить». Быть может, в части возможности уловить тиканье некоего механизма автор вопроса для наглядности и погрешил против истины. Но суть от этого не страдает.
Условия задачи взяты из книги: Владиславский В. Человек среди природы. — Мн: Вышэйшая школа, 1975. С. 144.
Подобно тому, как ориентируется неизменно магнитная стрелка, так был расположен и скелет несчастного подельника пиратского капитана.
Логику рассуждений по ТРИЗ см.: Коломиец С. М. Творческие компетенции студентов социально-экономических специальностей: Монография. — М.: Перо, 2010. — С. 122–123.
Этот красивый вопрос прозвучал в 2008 году на телефонном турнире «Что? Где? Когда?» харьковского клуба «От винта!». Автор вопроса Александр Крутых.
Кстати, учёные обнаружили, что у некоторых насекомых есть такой защитный механизм. Перед зимними холодами особый фермент превращает часть воды организма в глицерин. Насекомое как бы насыщается водно-глицериновым раствором, что помогает не погибнуть зимой — замерзание таких растворов происходит при температурах ниже минус 40 градусов. В начале весны глицерин снова преобразуется в воду (Эльшанский, 2000, С. 17).
http://www.kvant.info/zk_phys.htm. Здесь можно найти условия более 1 700 задач по физике, опубликованных за многие годы на страницах научно-популярного физико-математического журнала «Квант». Нумерация задач даётся по их единому реестру, авторы настоящей книги сохраняют номер, присвоенный составителями сборника, хотя варианты ответов нами переформулированы и упрощены по форме. Более строгие рассуждения можно найти в соответствующих выпусках журнала.
Из весьма полных новейших тематических обзоров см.: Сборник методов поиска новых идей и решений управления качеством / сост. В. В. Ефимов. — Ульяновск: УлГТУ, 2011.; Шустов М. А. Методические основы инженерно-технического творчества. — Томск: Томский политехнический университет, 2010.
В числе разнообразных находок на этот счёт назовём «Метод провокационной мозговой атаки», предложенный инвентологом И. С. Ивановым, когда сторонняя группа экспертов или зрителей, наблюдающая за брейнстормингом, обязана, используя язык телодвижений, поддерживать участников штурма, высказывая одобрение, или, наоборот, показывать тупиковость выбранного пути решения задачи. Как вы понимаете, этот метод тренинга позволяет устраивать управляемые провокации, уводить генераторов идей в сторону от правильного пути. Зрители-эксперты могут быть к тому же не всегда правы или специально провоцировать своей мимикой и жестами на неправильный ответ! (Иванов, 2010, С. 113).
Так называемый «брейнрайтинг». Этот и другие современные виды модификаций «мозгового штурма» см.: Самсонова, Ефимов, 2003, С. 28–36. К ним относится и метод «записной книжки» Дж. В. Хефеле, когда участникам штурма выдают заранее контрольные вопросы (опросный лист) по обсуждаемой теме, чтобы систематизировать направление их мысли в дальнейшем (Hefele J. W. Creative Work and Innovating. — New-York: Rein-hold Publication Kо, 1962).
Авторы уже обращали на это внимание во вступлении. Мы ни в коей мере не абсолютизируем ни один из описанных в этой книге методов.
Метод фокальных объектов (МФО) создал в 1923 г. немец Э. Кунце — профессор Берлинского университета, в 1950-х гг. метод усовершенствовал американец Ч. Вайтинг.
Одна из возможностей сделать это неординарным образом — попросить совершенно постороннего человека выслушать от вас формулировку задачи. См. также п. 8.Стараясь предельно ясно донести до собеседника суть проблемы, вы сами устраните лишние детали в своей формулировке, что облегчит последующее решение.
Здесь нет элемента соревнования или состязания, как если бы одну группу брейн-сторминга сравнивали бы с другой, штурмующей проблему параллельно, в одно и тоже время и в одном и том же пространстве.