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.

---

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

Известный датский физик, лауреат Нобелевской премии Нильс Бор в 1943 году, спасаясь от фашистов, был вынужден покинуть Копенгаген. У него, впрочем, хранились две золотые Нобелевские медали коллег — немецких физиковантифашистов Макса фон Лауэ и Джеймса Франка. Не успев заранее переправить золото за границу, и не рискуя взять медали с собой в эмиграцию сейчас, учёный спрятал их в домашней химической лаборатории, оставив до лучших времён. И хотя золото, можно так сказать, было у всех на виду, никто его не обнаружил. Куда же Нильс Бор спрятал медали своих коллег?

Оператор Пространства-Памяти

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

Интифада — борьба палестинских арабов против израильской оккупации. Первую интифаду иногда также называют «войной камней», поскольку палестинцы в основном использовали против израильтян «оружие пролетариата». Мировое сообщество не одобряло кровопролития и применения против безоружных военной силы. Что же придумали израильтяне?

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

Назовите то, что, по мнению, французского искусствоведа Андре Базена, с момента создания и по сей день служит для того, чтобы мумифицировать время? Что это?

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!