Инженерная эвристика [заметки]

1

Крик Э. В. Введение в инженерное дело. — М.: Энергия, 1970. — С. 5–6.

2

Альтшуллер Г. С. Алгоритм изобретения. — М.: Московский рабочий, 1973.

3

Сноу Ч. П. Портреты и размышления. — М.: Прогресс, 1985. — C.195–226.

4

Там же.

5

Боно Э. Серьёзное творческое мышление / пер с англ. Д. Я. Онацкой. — Мн.: Попурри, 2005. — С. 22–23.

6

Лем С. Сумма технологии. — М.: Мир, 1968.

7

Крик Э. В. Введение в инженерное дело. С. 7–9.

8

Боно Э. Серьёзное творческое мышление… С. 20–21.

9

Саймон Г. Наука об искусственном. — М.: Мир, 1972.

10

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».

11

То есть инженер имеет дело не столько с техническими системами, сколько с их модельными описаниями.

12

Крик Э. В. Введение в инженерное дело. С. 23.

13

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

14

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

15

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

16

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

17

Новости электроники, 2008. — № 4.

18

Кудрявцев А. В. Обзор методов создания новых технических решений. — М: Госкомитет СССР по делам изобретений и открытий, 1988.

19

Фирстов Ю. П., Ёлкин С. В. Основы инновационной экономики. — М.: Экономика, 2012.

20

Боно Э. Я прав — вы заблуждаетесь. Пер. с англ. Е. А. Самсонов. — Мн.: Попурри, 2006. — С. 338.

21

Там же, С. 16–17, 348.

22

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».

23

Хотя обезьяна не выполняла действие сама, клетки её мозга отреагировали, когда знакомое действие совершил человек.

24

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.

25

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.

26

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».

27

В разных источниках фамилия инженера за давностью лет варьируется: Бранд, Брандт, Броун.

28

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.

29

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.

30

Эмпатия (анг. «empathy») — сочувствие, сопереживание, умение поставить себя на место другого, проникновение в субъективный мир другого.

31

http://www.ieee.ru/

32

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…»

33

Кстати, здесь немалую помощь ему оказал воздушный разрежающий насос, изобретённый великим немецким инженером Отто фон Герике (1602–1686) в те же годы.

34

«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.

35

Обратный метод тренировки — группа должна понять, что за «фактор Икс» был загадан ведущим.

36

Идею предложил в 1988 году в ходе всесоюзного телевизионного конкурса безумных идей Г. П. Деркач (г. Симферополь).

37

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».

38

http://www.altshuller.ru/rtv/sf-register.asp.

39

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).

40

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.

41

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).

42

Подробнее см. журнал «Моделист-конструктор», 1973, — № 10.

43

В мире науки. — 2010. — № 5. — С. 22–27.

44

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.

45

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.

46

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».

47

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.

48

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.

49

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.

50

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.

51

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.

52

Скорее всего, он подразумевал под этим нахождение и разрешение технического противоречия.

53

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.

54

Classes — классы, lasses — любовницы, asses — ослы.

55

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.

56

Они же могут интерпретироваться в других отраслях знания как типологические образы или даже архетипы.

57

В принципе, это очень бородатая шутка, восходящая к богословским спорам и суфийским притчам ходжи Насреддина, например. Но продолжение истории важнее, чем сама «шутка».

58

Подробнее см. (Куликов, Гаврилов, 2009–2012: 2009 — № 4, 2010, № 3).

59

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.

60

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.

61

Коллер Р. Метод конструирования машин, приборов и аппаратов. Цит. по русскому переводу 1980 г. с немецкого издания 1976 года.

62

Пример действия фактора Х «по Ефремову» подробнее см.: Опаловский, 1985. — С. 62.

63

Там же.

64

Подробнее см.: Джафаров, Джафаров, 2001.

65

Необходимость подавать воду к паровым котлам привела в свою очередь к решению задачи параллельной транспортировки по трубам морской воды и её очистки.

66

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.

67

«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.

68

Близок по смыслу и приём ТРИЗ № 44 — «Применение вставных частей».

69

Дайте интерпретацию как во Времени, так и в Пространстве.

70

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.

71

Примите, что понижение тона в таком контексте — это вред.

72

Интерпретацию цветности как зарядности см. ниже по тексту.

73

Найдите из ранее рассмотренных операторов обратный этому.

74

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).

75

В простейшем случае — это раствор I2 и SO2 в пиридине и метаноле. Существуют и модификации реактива.

76

1 узел = 1 морская миля в час = 1.852 км/ч.

77

1 л.с. (лошадиная сила) = 736 Вт.

78

Очень характерный приём в изобретательстве. Например, если в лёд вморозить абразивный порошок, то можно шлифовать детали разнообразной формы (и с выпуклостями, и с впадинами).

79

Подробнее см.; эссе к. ф. н. В. В. Филатова «Лабиринты софизмов и парадоксов» (http://lit.lib.ru/f/filatow_w_w/).

80

«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.

81

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.

82

По Толковому словарю русского языка С. И. Ожегова и Н. Ю. Шведовой.

83

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.

84

Немало парадоксов имеет такой вид, ибо разница между парадоксом и противоречием в понимании публики весьма размыта.

85

Выше мы называли его «рекурсией» или «рекурсивностью».

86

Для более подробного знакомства с «королем логических парадоксов» рекомендуем книги А. А. Ивина в частности, «Современная логика» (Фрязино: Век 2, 2009).

87

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.

88

Высказывание принадлежит диалектику и диасофу Виталию Ковалёву.

89

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.

90

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.

91

А. С. Трушечкин, доцент кафедры № 28 (Системный анализ) НИЯУ МИФИ.

92

См. например: И.Я Ященко. Парадоксы теории множеств. — М.: Московский центр непрерывного математического образования, 2002.

93

Этот парадокс публикуется впервые, равно как и следующий за ним «детский» парадокс.

94

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.

95

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

96

В данном случае — это как раз С. В. Ёлкин.

97

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.

98

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.

99

Столяревский А. Я. Хемотермические технологии аккумулирования энергии ядерных энергоисточников. Дис. … д-ра тех. наук, 2009.

100

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.

101

Здесь и далее в разделе изложено преимущественно по: Ивин, 2009.

102

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.

103

Здесь нашего читателя следует вернуть к разделу «Различение и неразличённость контекста».

104

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.

105

Условия задачи взяты из книги: Владиславский В. Человек среди природы. — Мн: Вышэйшая школа, 1975. С. 144.

106

Подобно тому, как ориентируется неизменно магнитная стрелка, так был расположен и скелет несчастного подельника пиратского капитана.

107

Логику рассуждений по ТРИЗ см.: Коломиец С. М. Творческие компетенции студентов социально-экономических специальностей: Монография. — М.: Перо, 2010. — С. 122–123.

108

Этот красивый вопрос прозвучал в 2008 году на телефонном турнире «Что? Где? Когда?» харьковского клуба «От винта!». Автор вопроса Александр Крутых.

109

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).

110

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.

111

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.

112

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).

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).

114

Авторы уже обращали на это внимание во вступлении. Мы ни в коей мере не абсолютизируем ни один из описанных в этой книге методов.

115

Метод фокальных объектов (МФО) создал в 1923 г. немец Э. Кунце — профессор Берлинского университета, в 1950-х гг. метод усовершенствовал американец Ч. Вайтинг.

116

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.

117

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.