Нурали Латыпов - Инженерная эвристика

• Название: Инженерная эвристика
• Автор: Нурали Латыпов
• Жанр: Техническая литература

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.

---

Таблица 1. Фрагмент нового РФИ. Из наследия Жюля Верна

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

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

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

3. Любая достаточно развитая технология неотличима от магии».

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

Аналогия символическая

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

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

ВОПРОС№ 15

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

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

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

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

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

ВОПРОС№ 16

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

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

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

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

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

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

ВОПРОС№ 17

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

ВОПРОС № 18

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

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

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

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

ВОПРОС№ 19

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

2. О творческой интуиции, озарении и «бессознательном»

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».

Физиология вопроса. Тёмная энергия мозга

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…»