quot;КОНТРОЛЬНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ" И АНАЛИЗ

ЛИСТАЯ СТАРЫЕ ТЕТРАДИ

 

Был у образовательной системы царской России еще один секрет — всячески поощрялось стремление к высшим оценкам. Только высокий общий балл позволял выпускнику кадетского корпуса или реального училища надеяться поступить в университет или высшее техническое училище. Некоторые учебные заведения — к примеру, Петербургский политехнический институт — отбирали студентов исключительно на основе аттестатов; на кораблестроительное отделение могли поступить только претенденты с золотой медалью. Н.Н. Поликарпову, к примеру, право поступить на механический факультет этого института дали все пятерки в его аттестате.

Заметим, что Российская империя была одной из первых стран мира, в которых стали принимать не на основе экзаменационной лотереи, а на основе аттестатов. Сейчас эта система принята во всем мире за исключением Российской Федерации и Государства Израиль (где, как известно, "наполовину наш народ").

Экзамены в вузах Российской империи после каждого семестра были весьма трудными, и потому готовиться к ним надо было основательно. Кто не мог как следует подготовиться сразу, имел право отложить экзамен. Порой получение высшего образования растягивалось на десять лет — но это было действительно высшее образование. Аналогичная система в наши дни существует в Европе — в Германии, к примеру, студентом можно быть и десять, и пятнадцать лет (можно, конечно, получить образование и за четыре года).

В нашей стране с 1930-х годов, со времен подготовки "красных инженеров" для воздвигаемых американцами, немцами и т. д. заводов, существуют жесткие сроки. Необходимо сдать в точно определенное время; не сдал — сдавай еще пару раз, а потом отчисляешься. Если же сдал на натянутую троечку — переходи на следующий курс.

А что такое вылечить на троечку? Это значит не вылечить. А к чему приведет ремонт самолета на тройку? К катастрофе.

Потому во Франции, к примеру, после первого курса в медицинских институтах идет еще один отсев. На второй курс можно пройти только с очень хорошими оценками. Американцы поступают еще суровее — еще перед поступлением они заставляют сдавать специальный тест на пригодность к медицинской профессии. Аналогичный тест ждет и тех, кто желает поступить на юридический факультет, и тех, кто желает изучать бизнес.

При том, что требования на экзаменах высоки, сам экзамен в западных учебных заведениях обычно занимает много времени. Экзамен может длиться шесть часов, с перерывом на обед; требуется заполнить множество тестов с бесконечным рядом вопросов. Это не три вопроса наших экзаменов с одним-двумя дополнительными; но какого врача вы предпочтете — который сдавал три случайных вопроса, или которого экзаменовали по всему курсу?

В Японии даже в системе профессионально-технического обучения существует особый принцип "безупречности обучения", по которому ученика ориентируют на достижение максимально высокого уровня оценочных баллов, на совершенство в овладении любым отдельным навыком. Отсюда и знаменитое японское качество.

Много лет назад я, беседуя с архитектором из Берлина, услышал от него такие слова: "Дело нужно делать, учитывая все мелочи, а иначе — наплевать и забыть".

Немец объяснял мне, зачем над задними воротами хлебного магазина сделан козырек — хлеб в ГДР развозят в четыре часа утра, и потому следует предусмотреть, чтобы машина никого не разбудила.

Такая предусмотрительность меня, естественно, весьма удивила. У нас довольно часто можно видеть, когда, скажем, на панели современного здания расположен флагшток, ржавчина от которого пересекает весь фасад. Над магазином, что стоит рядом с моим домом, козырька, конечно, нет; а ведь звук распространяется вверх очень хорошо — аэронавты отчетливо слышат речь с земли, поднявшись даже на два-три километра.

Многие считают немецкий педантизм мелочностью — однако опыт говорит, что эта "мелочность" касается тех мелочей, с которых начинается главное. Так немцев УЧАТ относиться к любому делу. И учат давно. Немцы считают аккуратность и точность своей национальной особенностью и внимательно следят, что бы это качество передавалось молодому поколению.

Если бы эти качества воспитывались и у нашего народа, скольких катастроф мы смогли бы избежать!

Недаром, видно, Наполеон говорил: "Искусство войны — это наука, в которой не удается ничего, кроме того, что было рассчитано и продумано".

Американец Роберт Таунсенд, бывший президент компании проката автомобилей, в своей книге "Только вперед!" пишет:

"Если вы не выполняете свою работу отлично, то лучше не беритесь за нее вовсе. Потому что если не делать ее отлично, это и не приносит прибыль, и не доставляет удовольствия.

А если это и не дает прибыль, и не доставляет удовольствия, то вообще зачем этим заниматься?"

А вот еще один, может быть главный, секрет русского дореволюционного образования, который я обнаружил, "листая старые тетради". В дореволюционной высшей школе не только давали специальность, а "учили быть людьми, а не стряпчими и аптекарями", как вспоминал свою учебу в Московском университете вынужденный в свое время уехать из России писатель М. Осоргин.

Другой русский эмигрант, бывший русский ученый С.П. Тимошенко, посетивший СССР в 1950-е годы, особо отметил:

"В учебных планах русских высших технических учебных заведений мы видим отсутствие гуманитарных курсов. Американские инженерные школы обычно отводят для занятий по этим предметам примерно 20 процентов времени".

Когда русский человек оказывается за рубежом, он, как правило, попадает в изоляцию — в отличие, скажем, от американца или европейца. Почему? В первую очередь — из-за культурных различий, различной системы ценностей.

В американских университетах долгое время существовал курс "истории западной культуры". Этот курс служил как бы общим знаменателем, позволяющим разным людям иметь общие взгляды. Русский же человек с этой системой взглядов не знаком. Часто у него нет даже традиционной русской культуры. Откуда ей было взяться? Могли ли мы в советское время купить в магазине Есенина или Блока, Достоевского или Чехова? Все, что мы знали о литературе, было тщательно отфильтровано советскими "учебниками". Русская литература, согласно этим книгам, вертелась исключительно вокруг революции. Из Горького нам уделяли "революционера Павла Власова", из Блока — "революционных солдат" из "Двенадцати", из Чехова — "Вишневый сад" с "будущим революционером Петей", из Тургенева — "нигилиста Базарова", из Чернышевского — революционера Рахметова, из Достоевского — теоретика (и практика) насилия Раскольникова, из Фадеева — партизан из "Разгрома", из Островского — неистового борца Павла Корчагина и так далее. Исключениями были Пушкин и Лермонтов; их героев — Онегина и Печорина — советский учебник объявлял "липшими людьми". Лишними — почему? Потому что еще не было рабочего класса, пролетарской партии и "лишние люди" не могли принять участие в революционной борьбе!

Сейчас это писать и смешно, и страшно.

Только через 20 лет после окончания школы я узнал, о чем именно хотел написать Лев Толстой в своем романе "Война и мир". О "скрытой теплоте патриотизма", которая проявляется у русских людей в особых обстоятельствах. Вы это знали? Вы не могли это знать — русского патриотизма не должно было быть у "советского человека-интернационалиста".

Уходя из школы, мы почти ничего не знали об огромной стране под названием "Россия" — о юнкерах Куприна, о казаках Толстого, о босяках Горького, о Москве Гиляровского, о центральной России Короленко, о Сибири Шишкова, об Уссурийском крае Арсеньева, о Дальнем Востоке Фраермана, о степи Чехова и о многом-многом другом. Мы не знали и о своих славянских предках из "Повести временных лет", и о своих степных предках из работ Л.Н. Гумилева. Не читали удивительной прозы Паустовского и Гончарова, описаний русской природы Пришвина и Бианки. Не были знакомы с Блоком как романтиком, с А. Грином; не проходили "Вешние воды" Тургенева. Не были знакомы с лауреатами Нобелевской премии Буниным и Пастернаком. Не подозревали о "серебряном веке", о Гумилеве, Цветаевой, Ахматовой. Ничего не знали о романе эмигрантки Федоровой "Семья" — удивительно глубоком размышлении об основных человеческих ценностях. Не знали об Арсении Несмелове, оставившем в своих стихах летопись Белого движения.

Не знали мы и литературы других стран. Англия, Франция. Америка, Германия. Япония, Китай. Индия — гигантские белые пятна.

В "Британской энциклопедии" рядом со статьей "интеллигенция" была когда-то и статья "русская интеллигенция". Британцы отдельно выделяли особый тип личности, характерный только для старой России, — с его чувством долга, культурой, гуманизмом, совестливостью, патриотизмом, жертвенностью. Именно эти люди обеспечили России невиданный взлет на рубеже XIX и XX веков. Не пустив врага в Россию ни на одном из фронтов, они честно легли в землю в Первую мировую: военная каста — до декабря 1914-го; затем — учителя, инженеры, служащие; с середины 1916-го стали призывать студентов. Когда тонкий слой русской интеллигенции был истреблен или служил на фронте, в России наступили развал экономики и политический хаос.

Русская интеллигенция XIX — начала XX века создала невероятно высокую культуру Общепризнано, что классическая русская литература более полно, чем любая другая, сформулировала общечеловеческие ценности. Именно поэтому Чехова, Горького, Достоевского, Толстого до сих пор ставят на сцене или экранизируют во многих странах мира. В тех документальных фильмах, которые были сняты о сделавших вклад в западную культуру русских людях, порой видна неподдельная тоска об этом ушедшем человеческом типе.

Американец Сорос объяснял свою благотворительную деятельность в России тем, что считает себя русским интеллигентом. Благотворительность действительно была чрезвычайно развита в России. Центральная детская библиотека была создана на базе книг, подаренных историком Ключевским — хотя и носит имя Гайдара. Московский Музей изобразительных искусств возник на основе частной коллекции Гумилева; очень грамотные советские чиновники этому художественному музею дали имя Пушкина. Только в названии Государственной Третьяковской галереи осталось имя ее создателя, но неугомонное советское государство оставило свою печать и здесь.

На частные пожертвования в России был создан Добровольческий флот из судов двойного назначения, которые в военное время могли использоваться как боевые. Жертвовали и на военный флот; благодаря этому только с 1904 по 1912 год было построено 19 эсминцев и две подводные лодки. Зеленая форма русской армии во время Русско-японской войны тоже появилась благодаря частным пожертвованиям.

В формировании русской интеллигенции значительную роль сыграла русская литература. Хрестоматийны и стали общим местом слова Горького, "Всему лучшему во мне я обязан книгам", — но так оно и было! Один из критиков Тургенева с удивлением писал: до Тургенева "тургеневских девушек" в России не существовало — после его книг они появились.

Участвовала в формировании этого типа личности и церковь. "Русская идея", как считалось, это идея служения Богу и Отечеству На частные пожертвования в Российской империи возводилось столько храмов, что могучей советской власти не хватило динамита, чтобы взорвать их все; поскольку взрывы осуществлялись в алфавитном порядке, многие города "нижних букв" сохранили свои церкви в неприкосновенности. Религиозное чувство, поиск мировой гармонии всегда были мощным побудительным творческим мотивом (Кеплер, Моцарт и т. д.) — сохранились свидетельства, что религиозные чувства играли большую роль и в деятельности Сикорского и Поликарпова.

Но не только литература и религия участвовали в воспитании этого типа личности; большая роль принадлежала системе воспитания в целом.

В школе моей матери преподавала учительница "из бывших". Ее педагогический метод очень отличался от методов других учителей — особенно окончивших двухгодичные педагогические курсы. В частности, эта учительница любила ставить своим подопечным пятерки. Это выглядело тем более удивительно, что прочие учителя (дело было в конце 1930-х) нещадно "секли двойками" даже за вопросы. Я не понимал смысла такого метода преподавания, пока не посмотрел американский фильм конца 1930-х "Секрет актрисы" с еще совсем молодой красавицей-певуньей Диной Дурбин. Девочку, заподозренную в серьезном проступке, заставляют сто раз написать на школьной доске, что "леди так себя не ведут". На нее не кричат, ее не унижают — ее сто раз заставляют вспомнить, что она — леди.

Леди нельзя воспитать унижением — в человеке надо пробудить чувство собственного достоинства. А уж это чувство и отвратит его от дурных поступков. Преподавание через успех, а не через страх, по методу учительницы "из бывших", не только улучшает усвоение предмета — оно формирует личность.

А обретшая достоинство и самоуважение личность способна на многое — и так считают во многих странах.

Так считают японцы, стремясь, чтобы ученики "не теряли лица" (чтобы плохо подготовившийся юный японец "не потерял лица" перед классом, в японских школах идет опрос не отдельных учеников, а групп). Так считал и доктор Спок, на книгах которого воспитывают молодых американцев. Американские психологи Р. Дрейкурс и В. Зольц в книге "Счастье вашего ребенка" утверждают: "Унижение ребенка по любой причине демонстрирует отсутствие уважения к нему и, конечно, не является методом воспитания".

Маленького Эдисона считали недалеким и туповатым, его хотели отчислить из школы. Когда Эдисон рассказал матери, что учительница в разговоре с инспектором назвала его "испорченным", мать отправилась вместе с ним к учительнице и заявила той, что ее сын умнее преподавательницы и инспектора вместе взятых. Эта сцена произвела на юного Эдисона ошеломляющее впечатление.

"Мама оказала на меня такое влияние, которое я продолжаю испытывать всю свою жизнь. Ее добрую науку я никогда не забываю. Она всегда была ласковой, доброжелательной и никогда не осуждала".

Самого известного в мире изобретателя подарило миру только чувство собственного достоинства!

Существует педагогический метод, который позволяет пробудить в человеке чувство достоинства, и уже на основе его возникает желание это достоинство поддержать, самоутвердиться, получить поощрения.

Молодой Лев Толстой в своих дневниках открыто признавал, что к деятельности его принуждают самолюбие и честолюбие:

"Приятнее же всего было мне прочесть отзывы журналов о "Записках маркера", отзывы самые лестные. Радостно и полезно тем, что, поджигая к самолюбию, побуждает к деятельности".

"Чем бы человек ни обладал на земле, — писал Паскаль, — прекрасным здоровьем и любыми благами жизни, он все-таки недоволен, если не пользуется почетом у людей. Он настолько уважает разум человека, что чувствует себя неудовлетворенным, если не занимает выгодного места в умах людей".

Капица вспоминал о Резерфорде:

"…Резерфорд всегда заботился о там, чтобы все, что было у человека своего, было отмечено.

Резерфорд считал, что начинающему ученому не следует давать технически трудную работу Для начинающего работника, даже если он и талантлив, нужен успех, не то может произойти необоснованное разочарование в своих силах. Если у человека есть успех, то надо его справедливо оценить и отметить".

Резерфорд, возглавляя лабораторию, отлично понимал, что требуется не только научное руководство, но и воспитание личности исследователя. Капица пишет:

"Самое большое, что он цент в учениках, — это самостоятельность мышления, инициативу, индивидуальность. При этом надо сказать, что Резерфорд применял все возможное для того, чтобы выявить в человеке его индивидуальность .

Я помню, еще в начале моей работы в Кембридже я как-то сказа ]1  Резерфорду: "У нас работает X, он работает над безнадежной идеей и напрасно тратит время, приборы и прочее ". "Я знаю, — ответил Резерфорд, — что он работает над безнадежной проблемой, но зато эта проблема — его собственная, и если работа у него не выйдет, то она научит его самостоятельно мыслить и приведет к другой проблеме, которая уже будет иметь экспериментальное решение ". Так оно потом и оказалось. Он многим готов был пожертвовать, чтобы только воспитать в человеке независимость и оригинальность мышления, и если они проявлялись, он окружал его заботой и поощрял его работу".

Подытожим. Какие качества развивал у молодых ученых Резерфорд?

1. Вера в себя.

2. Независимость и оригинальность мышления.

3. Самостоятельное мышление.

4. Инициатива.

5. Индивидуальность.

И именно эти качества подавлялись в советских школах! Причем делалось это сознательно.

А вот в Германии преподавание в старших классах ведется в форме семинара, чтобы каждый ученик получал возможность выражать свое мнение. Это тоже делается сознательно — чтобы развить самостоятельность мышления.

А ведь когда-то система зазубривания и страха перед наказанием была перенята Россией именно у Германии! Но тогда в ней был смысл, требовалось заучивать классификации (в ботанике, зоологии, химии и т. д.) — сейчас же требуются идеи, инициатива, личностные качества, а не только повторение изобретенных кем-то давным-давно теорий.

По общему объему даваемых знаний советская школа примерно соответствовала уровню немецких "народных школ", но в ФРГ были и гимназии, для более одаренных, в СССР же одаренные теряли время, глядя в окно или разрисовывая промокашки.

Одинаковой для всех программы якобы требовал принцип "равенства" — однако Махатма Ганди говорил: "Мы хотим сделать людей равными; но хотим не всех усреднить, а поднять всех до высшего уровня". Результат: Индия к 40-летию своей независимости уже имела 10 нобелевских лауреатов в области науки — больше, чем СССР имел лауреатов в области науки за все время своего существования.

Махатма Ганди считал своим учителем Льва Толстого, который был убежден, что прогресса можно достичь не политическими изменениями — тем более насильственными, — а совершенствованием личности. Советская школа, как мы помним хотя бы по курсу литературы, исходила из диаметрально противоположного. А ведь истинно русские, идущие из веков традиции соответствуют именно взглядам Толстого.

Кандидат психологических наук Е. Пронина пишет:

"Вот что рассказали по этому поводу участники одной фольклорной экспедиции в Сибири. Им пришлось побывать в таежных старообрядческих деревнях. И в наше время в тех местах еще сохраняются традиционные обычаи; их не поколебали ни никонианские, ни петровские, ни ленинские идеи.

Москвичи вошли в старообрядческий дай, где налицо все атрибуты старины, и в комнате сыновей-подростков увидели под опрятной божницей фотоснимки гоночных автомобилей и портрет Владимира Высоцкого. Не на самодурстве, а на самовыражении личности строится здесь дом. Традиция же взаимного уважения каждому гарантирует место, где он может соблюсти личный интерес, жить "в своем праве".

Кстати, не потому ли старообрядец был всегда уверен в себе, инициативен, слыл независимым хозяином, невзирая на религиозные преследования, силовое бесправие и официальное пренебрежение? И то сказать — в начале XX века две трети миллионщиков России были из старообрядцев, а ведь в общем числе россиян эта община не составляла и двух процентов…

Рассказывали участники экспедиции и еще один поразивший их случай в той же деревне. Молодая семейная пара взялась перевезти москвичей на другой берег Енисея. К реке пришлось спускаться по крутому обрыву, где и взрослому-то страшно идти. А папа с мамой взяли с собой троих детей. Никого из них, даже четырехлетнюю девчушку, не держали за руку — "пусть сама ". Паника фольклористов — ой, сорвутся дети ! — встретила полное спокойствие родителей. Самостоятельное преодоление трудностей было одним из важнейших источников уверенности и самоуважения". (Здоровье, 1994 № 1.)

А нужно ли в наших технических вузах на западный манер вводить гуманитарные курсы?

Вспомним Пуанкаре:

"Специальное эстетическое чувство играет роль решета, и этим объясняется, почему тот, кто лишен его, никогда не станет настоящим изобретателем".

Кроме того, "технарь" несколько лет работает с техникой, но затем он становится начальником, и ему приходится руководить людьми, налаживать связи, определять перспективы, прикидывать прибыль. Вот тут-то и нужна общая культура — а ее нет. Откуда же ей, родимой, взяться?

Видимо, именно поэтому в Германии студент учится не пять лет, как в России, а семь — разница за счет общеобразовательных дисциплин. Такая подготовка создает действительно культурную элиту. В немецкой школе существуют специальные уроки, призванные повышать культуру Существует и предмет Wirtschaftslehre, дающий экономические знания, и Orientirierungsschtufe, который помогает выбрать профессию и выявить собственные способности.

В Америке, Германии, Англии множество людей имеет звание "бакалавр искусств", но работают отнюдь не в сфере искусств. Так зачем им было учиться? Для той же культуры. Купите ли вы оборудование у человека в мятом пиджаке, неспособного связать пару слов и объяснить достоинства своей продукции, сидящего на фоне уродливых стендов? Разумеется, не купите — культура торгового представителя достаточно ярко говорит о культуре производства в данной стране. Вот и не покупают.

У американцев даже в общеобразовательных школах существуют уроки, способствующие повышению культуры. Это окупается — хорошим видом промышленных изделий, которые способны выдерживать конкуренцию на мировом рынке (а, значит, сохраняются рабочие места) и которые импортируются другими странами (что дает приток денежных средств). Искусства преподают и в итальянских школах — и, видимо, поэтому в Италию, где живописен буквально каждый уголок, везут свою валюту армии туристов со всего мира.

 

ВЕЛИКАЯ КНИГА

 

Когда я читал Пуанкаре, то иногда видел на полях заметки, сделанные дореволюционным алфавитом. Когда их читаешь, испытываешь необычное чувство — словно беседуешь с человеком, который жил столетие назад. Где он оказался потом — погиб при Брусиловском прорыве, проектировал вертолеты в Америке или строил "Нормандию" во Франции? Жаль, что он оставил на полях немного.

Так или иначе, он интересовался Пуанкаре и знал о методах активизации творческой деятельности, использовавшихся виднейшими учеными мира. Знал о том, о чем я чудом, случайно проведал лишь сейчас, на пороге XXI века. И о том, что в современной России для всех Песталоцци почти что тайна. Здесь мы отброшены назад минимум на век.

Но была еще одна книга, тоже старая, с потертыми страницами. Великая книга, ставшая основой научной мысли Запада. Ее тоже до революции знал в России каждый образованный человек. И эта книга тоже оказалась для нашего поколения за семью печатями — только потому, что этот великий человек пытался доказать бытие Бога.

Звали этого человека Рене Декарт.

Обычно творения философов довольно мало отражаются на науке, однако философские воззрения Р. Декарта дали толчок многим крупным прорывным исследованиям. К примеру. Паскаль, создатель вычислительной машины, утверждал, что следовал учению Декарта.

Так как же философское учение может стимулировать творчество?

В своей книге "Рассуждение о методе" Декарт выделяет следующие четыре правила, которые способствуют получению достоверных новых знаний.

" Первое:  не принимать за истинное что бы то ни было, прежде чем не признал это несомненно истинным, т. е. старательно избегать поспешности и предубеждения и включать в свои рассуждения только то, что представляется моему уму так ясно и отчетливо, что никоим образом не может дать повод к сомнению.

Второе:  делить каждую из рассматриваемых мною трудностей на столько частей, на сколько потребуется, чтобы лучше их разрешить.

Третье:  руководить ходом своих мыслей, начиная с предметов простейших и легко познаваемых, и восходить мало-помалу, как по ступеням, до познания наиболее сложных, допуская существование порядка даже среди тех, которые в естественном порядке вещей не предшествуют друг другу.

И последнее:  делать всюду настолько полные перечни и такие общие обзоры, чтобы быть уверенным, что ничто не пропущено".

Эти четыре принципа оказали столь большое влияние на мир, что следует остановиться на каждом из них подробно.

 

ПЕРВОЕ ПРАВИЛО ДЕКАРТА

 

Первый принцип гласит:

"Не принимать за истинное что бы то ни было, прежде чем не признал это несомненно истинным, т. е. старательно избегать поспешности и предубеждения и включать в свои рассуждения только то, что представляется моему уму так ясно и отчетливо, что никоим образом не может дать повод к сомнению".

Этот принцип не так прост, как может показаться на первый взгляд. Мы собственными глазами видим, что Солнце вращается вокруг Земли, что Земля — плоская. Человечество веками не сомневалось в этих истинах. Потом все же кто-то усомнился. Сначала в своих органах чувств — отражают ли они реальную картину. Аристотель высказал мысль, что органы чувств говорят нам правду, — это мы сами делаем ошибочные заключения. В самом деле, что человек видит глазами на самом деле? Что Земля и Солнце движутся относительно друг друга — и ТОЛЬКО это, из разницы же масштабов наш собственный разум делает неверный вывод, что это Солнце восходит над Землей. Вот в кажущихся естественными выводах разума и следует усомниться.

"Для исследования истины необходимо хоть раз в жизни усомниться насколько возможно во всех вещах", — говорил Декарт.

Принцип "универсального сомнения" Декарта сыграл революционизирующую роль в науке. До Декарта в науке господствовала концепция преподобного Августина, ставившая во главу угла веру. Существовали религиозные догматы — и из них богословы выводили свои истины. Декарт начал критически проверять общепринятые, установившиеся представления, и многие из базовых понятий науки его времени действительно оказались ложными. Распознать эту ложность мешал некритический подход.

Вооруженные универсальным сомнением Декарта, французы наизобретали, наверное, все на свете. Вот далеко не полный список важнейших изобретений свободолюбивого галльского гения: Жаккар — перфокарта, Папен — пароход с гребными колесами, Кюньо — паровой экипаж (фактически, первый автомобиль), Монгольфье — воздушный шар, Жиффар — дирижабль, Плантэ — электроаккумулятор, Ленуар — двигатель внутреннего сгорания, Ламберт — аппарат на подводных крыльях, Шапп — оптический телеграф, Лессажу — электрический телеграф, Бранли — когерер, Грамм — электрогенератор, Дюпре — линия электропередачи, Ньепс и Дагер — фотопроцесс, братья Люмьер — кино, Вьель — бездымный порах, Сент-Клер Девиль — технологический процесс по производству алюминия, Бреге и Реше — первый поднявшийся в воздух  вертолет.

Список же более мелких изобретений можно составлять почти бесконечно.

Следует упомянуть, однако, о поправке Декарта Паскалем: "универсальное сомнение" во всем — кроме основных моральных ценностей. Француз Паскаль, основоположник вычислительной техники, словно видел отрицающих все и вся немецких и русских нигилистов XIX века — и их потомков..

Конечно, принцип сомнения может относиться не только к науке. Леонардо да Винчи считал:

"Тот живописец, который не сомневается, не многого и достигает. Когда произведение превосходит суждение творца, то такой художник немногого достигает, а когда суждение превосходит произведение, то это произведение никогда не перестает совершенствоваться…".

Некоторые свои картины великий мастер создавал многие месяцы, совершенствуя их и переделывая. При написании "Моны Лизы" на полотно было положено, как полагают, до ста слоев красок. Результатом столь кропотливого труда стало самое лучшее произведение искусств всех времен. "Портрет удался — по словам Визари, это была "точная копия натуры". Но Леонардо превзошел возможности портретной живописи и сделал из своей модели не просто женщину, а Женщину с большой буквы" (Роберт Уоллэйс, "Мир Леонардо").

На свете существует великое множество вещей, которые давно отжили свой век. Сейчас они мешают, выглядят нелепо, но живут благодаря традиции, благодаря тому, что никто не посмотрел на них критически — а нужны ли они?

Вы видите на дороге светофор. В солнечный день сквозь красный светофильтр свет лампы почти не виден. Светофоры возникли на британских железных дорогах для регулирования движения в ночное время. В Британии с ее постоянными дождями светофоры прижились и на автодорогах, но в местностях с континентальным климатом и частыми солнечными днями куда лучше убрать ворующий свет светофильтр и использовать какие-либо геометрические фигуры.

Около вас тормозит машина. Устройство тормоза — тоже нелепость. Под педаль тормоза может попасть гаечный ключ — да и какой угодно предмет. Куда лучше тормоз, скажем, в виде цилиндра, который утопает в пол.

Вы спускаетесь в метро. Опять нелепости. Две станции Арбатские. Две станции Смоленские. И эти нелепости сохраняются — мешая людям — только потому, что никто не решается поломать существующую традицию.

А может, все-таки следует поломать?

 

ВТОРОЕ ПРАВИЛО ДЕКАРТА

 

Второе правило Декарта, как мы помним, звучит так:

"Делить каждую из рассматриваемых мною трудностей на столько частей, на сколько потребуется, чтобы лучше их разрешить".

Подобное "деление" принято называть "анализом". Анализировать можно как объект исследования, так и саму задачу.

Простое деление объекта на составляющие его части (или некоего класса на подклассы) относится к так называемому "логическому делению". Существует еще и так называемое "аналитическое деление", когда объекты рассматриваются с точки зрения их подчиненности, вхождения в класс более общих понятий.

Что практически дает искусство анализа?

Из школьных учебников мы знаем, что летательный аппарат Можайского поднялся в воздух раньше самолета братьев Райт.

То, что Россия не стала первопроходцем в авиации, учебники обычно объясняют косностью царских чиновников, которые не поддержали изобретателя. Да, чиновники поддержали изобретателя в меньшей мере, чем следовало, но все же дело не только в чиновниках.

Крылья аппарата Можайского имели угол атаки 15 градусов, тогда как угол атаки должен составлять примерно 2 градуса; из-за этого даже при куда более мощных моторах, чем те, что были использованы, самолет самостоятельно оторваться от земли был неспособен.

Неверна была и конструкция: как только аэроплан соскользнул с платформы, ничем не скомпенсированное вращение центрального винта увело аппарат в сторону, а неэффективная система управления не дала пилоту возможности выровнять самолет. Самолет врезался в забор, летчик пострадал.

Самолет Можайского просто не был в состоянии проложить человечеству дорогу в небо.

Эти двери приоткрыл Отто Лилиенталь, предложивший (и испытавший) изогнутую форму крыла. Первыми же, создавшими самолет, "само-лет", то есть аппарат, действительно способный самостоятельно летать, стали именно братья Райт.

Почему же это им удалось? Потому что, помимо наблюдательности и таланта экспериментаторов, они обладали превосходным искусством анализа — они, в частности, умели разлагать задачу на подзадачи.

Взявшись за дело, братья в первую очередь сформулировали, какие условия являются самыми необходимыми для создания аппарата тяжелее воздуха. Таких условий, по их мнению, было три: 1) легкий двигатель; 2) гладкая округлая форма поверхности аппарата, легко обтекаемая воздухом, которая уравновешивала бы вес двигателя и человека: 3) система управления движением такой машины в воздухе.

За формулировкой задач последовала долгая экспериментальная работа.

Первой подверглась исследованию "форма, которая уравновешивала бы вес", то есть имела бы подъемную силу. Братья испытали 200 (!) моделей крыльев в аэродинамической трубе, специально изготовленной ими из ящика для крахмала. Эксперименты показали, что существовавшие в те времена представления о подъемной силе крыльев неверны. Передний край крыла не должен быть острым, как считалось, к тому же эффективным оказалось крыло лишь с небольшой кривизной.

Изучив вопрос, Райты приступили к созданию "системы управления движением". Вначале они запускали модели самолета, управляя рулями при помощи канатов. Вес пилота восполняла тяжелая железная цепь. Столкнувшись с такой проблемой, как штопор, они решили, что хвост должен быть подвижен, чтобы противодействовать повороту машины вокруг вертикальной оси. Поскольку модель оказалась не очень устойчивой, Райты, подсмотрев, что птицы изгибают кончики крыльев, протянули от люльки авиатора веревки к краю крыльев, чтобы можно было изогнуть крыло, по желанию опуская одну сторону и поднимая другую (это был прообраз современных элеронов).

И, наконец, третья задача — "легкий мотор". Поскольку мотора с приемлемым отношением тяги к весу не существовало, братья с помощью механика разработали свой. Два таких мотора компенсировали вращение винтов друг друга, и самолет не уходил в сторону. Именно на аппарат с двумя двигателями Райты и подали в 1903 году заявку — однако их приоритет был признан лишь в 1942-м.

Только определив задачи и проведя соответствующие исследования, братья Райт смогли поднять свой аэроплан в воздух. За ними последовало все человечество….

В связи с Можайским и Райтами уместно вспомнить историю "космической гонки", которую, долго лидируя, СССР проиграл в самом конце — в полете на Луну. Проиграл именно из-за "недекартовского мышления". Первый экземпляр ракеты Н-1, которая должна была доставить советских космонавтов на Луну, был установлен на стартовой площадке 7 мая 1968 года, задолго до высадки на Луне американцев. Однако в этом экземпляре нашли дефекты, и его пришлось отправить на доработку. После доработки состоялся пуск, но произошла авария. Второй и третий экземпляры Н-1 тоже потерпели крушение.

Почему же удался лунный проект у фон Брауна? Вот что пишет один из разработчиков Н-1 И. Афанасьев:

"Начальник отдела испытаний проекта "Сатурн-5"— "Аполлон" К. Мюллер (занимавшийся реактивным двигателем еще в фирме "Юнкерс" — А.П.) смог доказать, что для успешного решения задачи существует только один путь: полная наземная отработка всех систем во всех возможных штатных и нештатных ситуациях. Он костьми лёг на то, чтобы 2/3 отпущенных на проект средств вложить в создание стендов для отработки, и добился положительного результата: фактически все пуски "Сатурна-5 " оказались успешными.

У нас такого человека, к сожалению, не нашлось".

Откуда такому человеку было взяться, если в СССР не преподавали научную не только методологию Декарта, но и методы анализа вообще!

А вот о Германии этого сказать было нельзя. В этой стране анализ был частью гимназической программы по логике и университетского курса. Но сказать только это — не сказать ничего. ВСЯ немецкая школа — и высшая, и общеобразовательная — после реформатора немецкой системы образования Гербарта учила анализу и синтезу.

После войны немецких ракетчиков вывезли в США, где они создавали ракеты для ВМФ. Когда американские ученые, занимавшиеся космическими исследованиями, потерпели неудачи с запусками ракет, Д. Кеннеди перепоручил "космическую гонку" немецкой группе. Фон Браун сначала обогнал американцев, осуществив успешные запуски, а затем и русских, посадив "Аполлон" на Луне.

Выше мы привели пример ЛОГИЧЕСКОГО деления — когда задача разделяется на несколько разных подзадач. При АНАЛИТИЧЕСКОМ делении в задаче нужно найти условия ее решения (то есть задача трансформируется в более частную), затем — условия решения этой подзадачи, затем следующей — и так дальше, как в матрешке.

Примером аналитического деления задачи может служить алгоритм одной из проблем, решенной Лапласом.

В XVII веке была популярна теория Бюффона и Бальи, гласящая, что Земля стремительно замерзает. Многих эта перспектива приводила в ужас. Лаплас решил проверить, верно ли это утверждение. Он рассудил, что раз тела сжимаются от холода, то по законам механики скорость вращения Земли должна увеличиваться. Следовательно, земные сутки должны становиться короче и короче, а это значит, что дуги, проходимые Луной в каждые сутки в различные столетия, должны уменьшаться.

Лаплас обратился к астрономическим записям греков и арабов и сравнил их с данными своего времени. Сравнение позволило сделать вывод, что средняя температура Земли за две тысячи лет не изменилась даже на одну сотую градуса по Цельсию. Земляне могут не беспокоится за свою судьбу.

 

В 1943 году несколько британских бомбардировщиков "Москито" нанесли огромный ущерб району Рура, разрушив речные плотины. Это означает, что британское командование, хорошо владело искусством аналитического деления задачи. Само собой разумеется, мы не знаем, как готовилась эта операция, но можем предположить, что поначалу планировалось послать для уничтожения плотин большой отряд тяжелых бомбардировщиков "Ланкастер". Однако тихоходным бомбардировщикам потребовалось бы истребительное прикрытие — что было невозможно из-за невысокой дальности "Спитфайров".

Вместо тяжелых бомбардировщиков можно было послать скоростные легкие бомбардировщики "Москито". Предположим, что кто-нибудь из офицеров английского штаба возразил, что "Москито" не подходят для бомбардировки плотины из-за своей малой бомбовой нагрузки — 454 кг.

Да, нагрузка мала, но это не значит, что надо отказаться от задачи. Может, следует попытаться ее видоизменить? "Как 454 кг бомб могут разрушить гигантскую массу бетона? В конце концов, на плотину давит груз воды. Может, от бомб по бетону пойдут трещины, и вода довершит остальное?"

Задавшись этим вопросом, офицер штаба спрашивает специалистов — может ли плотина разрушиться от трещин? Эксперты отвечают, что это зависит от того, какие трещины. А от 454 кг взрывчатки? Может, но при условии, что взрывчатка создаст трещины на обращенной к воде стороне плотины. Давление внутри трещины создаст силу, которая может опрокинуть дамбу. Но чтобы трещины возникли, нужно чтобы взрывчатка была расположена непосредственно на поверхности.

Теперь следует решить задачу уже в следующем виде — как заставить бомбы сработать не от удара о воду, а лишь когда они достигнут бетонного дна? Этот вопрос прост даже для генералов — надо использовать бомбы замедленного действия.

Разрушение плотин на реках Моне и Эдер нанесло серьезный удар по немецкой экономике.

 

Декартовское "деление" можно применить не только для решения задачи, но и при исследовании объектов.

Не в силах найти причину приливов и отливов, древние в отчаянии назвали этот вопрос "могилой человеческого любопытства". В самом деле, подъем приливной волны можно было бы объяснить притяжением Луны — но почему, когда Луна уходит на противоположную сторону Земли, вода снова поднимается?

Пытаясь найти решение этой загадки, Ньютон создал модель, в которой разбил Землю на три "единичных элемента": собственно Землю, в которой находится основная масса, и на два моря: одно — со стороны Луны, другое — с противоположной. К Луне сильнее всего притягивается первое море, затем — центр Земли, слабее всего — второе море. Когда Луна появляется над поверхностью, она притягивает первое море, и мы воспринимаем это как приливную волну. Когда Луна скрывается за горизонтом, она притягивает сильнее второе море, слабее — центр Земли и хуже всего — первое море. Эта-то относительная разница притяжений центра Земли и первого моря и воспринимается нами как вторая приливная волна.

Исследуя свойства света, Ньютон использовал "единичный элемент" — узкий лучик, пробивающийся сквозь отверстие в оконной ставне. Ньютон пропустил лучик через призму и получил спектр. Этот эксперимент проводили и до Ньютона, но английский физик сделал еще один шаг. Он принял каждый лучик спектра за единичный и поставил на его пути еще одну призму. Этот эксперимент показал, что дальше цвета не разлагаются, они лишь отклоняются, каждый цвет — на строго определенный угол. Из этого Ньютон сделал вывод, что составляющие спектра луча дневного света являются первичными цветами, для каждого из которых существует свой, строго определенный, показатель преломления.

Отметим этот прием особо — взяв "единичный элемент" и разделив его призмой, Ньютон попытался разделить то, что получилось, еще раз. Таким образом, он использовал так называемое "многоступенчатое деление".

 

Деление использовал не только Декарт, но и другие философы.

Что делал Сократ в поисках точного определения? Рассматривая предмет, он "делил" объект по его функционированию в разных обстоятельствах, чтобы его собеседник провел "синтез" — то есть вычленил бы из всех применений неизменное и существенно важное для данного объекта — и отразил это неизменное и важное в своем определении.

Заметим, что в поиске определений у Сократа неизменно участвует аналог — поскольку синтез осуществляется не случайно, а по одинаковому во всех проявлениях объекта элементу.

Анализ и синтез буквально окружают нашу жизнь.

Что делает автор любой книги, создавая свое произведение? Он делит свою идею на логические единицы и формулирует их в отдельных предложениях. Что делает читатель? Пробегая глазами предложение за предложением, осуществляет синтез. Конец абзаца — конец синтеза одной идеи и начало нового синтеза.

При этом происходит и синтез нового знания со старым, его "ассимиляция". Эта ассимиляция может доставлять эстетическое удовольствие не меньшее, чем картина или музыка. "Ничего не может быть приятнее умения ассимилировать новое со старым, разоблачать загадочность не-обычного и связывать его с обычным. Победоносное ассимилирование нового со старым есть типичная черта всякого интеллектуального удовольствия. Жажда такого ассимилирования и составляет научную любознательность", — писал Джемс, комментируя творческую работу Ч. Дарвина. К этому можно добавить, что и анализ, т. е. разложение сложного и непонятного явления на простые понятные элементы, тоже способен доставить "интеллектуальное удовольствие".

"Сложное сделать простым, простое сделать привычным, привычное сделать приятным", — писал К. Станиславский.

 

Процесс познания человеком окружающего мира — это тоже анализ и синтез: разложение неизвестного на части, опознавание каждой части с помощью аналогов и синтез уже опознанного в новое единство — в теорию, учение, формулировку: Такому методу познания учат в школах — к сожалению, не в наших.

Немецкая школа — со времен А. Дистервега и И. Гербарта — основывается во многом именно на анализе и синтезе.

Чему учил реформатор немецкой школы Гербарт?

1. Ясности. Детей учат выделять изучаемый предмет из окружающих предметов. На этом этапе используется анализ — разложение сложного объекта на составные части.

2. Ассоциациям. Это значит, что к полученным в результате анализа частям явления подбираются уже знакомые аналоги.

3. Системе. Этот принцип означает установление связей между понятиями, формулирование общих законов. Другими словами, ученик учится извлекать закономерности, осуществлять синтез.

4. Методу. В первую очередь это означает искусство применения полученных знаний на практике.

Заметим, что Гербарт не создал нечто совершенно оригинальное — он, скорее, подытожил немецкий педагогический опыт, в значительной мере основанный на немецком научном наследии, в том числе и философском. Анализ и синтез — это из философии, философии еще древних греков. XIX век стал подлинным триумфом немцев в химии в первую очередь именно потому, что эта наука требует скрупулезного анализа и умелых обобщений. Одним из величайших химиков всех времен всегда будет считаться "отец органической химии" Ю. Либих — человек, создавший неорганические удобрения и тем самым спасший быстро растущее население Европы от массового голода. Имена немецких химиков Г. Гесса и К. Клауса заслуживают, чтобы их особо помнили и чтили в России — эти академики были учителями основоположников русской химии А.А. Воскресенского и Н.Н. Зимина.

Перед Первой мировой войной больше половины всех химических предприятий мира принадлежали немцам — и именно поэтому Германия решилась ввязаться в мировую войну Война была намечена на 1915 год (по данным русской разведки, сообщенным Колчаком на допросе), выстрел в Сараеве сорвал планомерную подготовку, но если бы этого не произошло, мир сейчас мог бы быть иным.

Мы привыкли, что анализ и синтез — это философские понятия. Однако у немцев они были настоящим оружием.

Хотя оружием они были и у кое-кого в России.

В 1884 году французскому инженеру Полю Вьелю удалось найти способ получения бездымного пороха. Это не демаскировало позицию стрелка и устраняло нагар на стволах, следовательно — уменьшало износ. Естественно, Франция своим секретом ни с кем не делилась. Однако русскому химику Д.И. Менделееву удалось этот секрет разгадать, а при помощи хорошо проведенного анализа даже создать лучший порох. Существует легенда, что Менделеев якобы раскрыл секрет пороха, изучив статистические сведения о грузах, перевозимых к одному из французских пороховых заводов. Однако на самом деле в подобных ухищрениях не было нужды, поскольку в связи с политическим сближением России и Франции знаменитый русский профессор был принят во Франции с большими почестями и ему даже был предоставлен небольшой образец пороха, весом всего в два грамма. Этого ничтожного количества Д.И. Менделееву оказалось достаточно, чтобы выяснить точный состав пороха Вьеля. Любопытно, что немцам, раздобывшим "косвенным путем" несколько килограммов пороха, успеха добиться не удалось.

Но на разгадке тайны пороха великий химик не остановился. Его удивляло, что по взрывчатым веществам не было сделано теоретических обобщений, которые позволили бы найти оптимальный состав пороха. Существовал целый ряд взрывчатых веществ, созданных Абелем, Дьюаром, Бертло, Собреро, Мунро и Шимозой, выпускались порох Максима, порох Вьеля, баллистит Нобеля, кордит Абеля и Дьюара; каждый изобретатель рекламировал свое творение, но никто из них не мог научно доказать, что его взрывчатое вещество действительно является самым лучшим.

И потому Менделеев решил сделать обобщение сам. Но для этого обобщения (то есть синтеза) требовалось предварительно провести детальный анализ.

Подробности его работы для нас очень важны, поскольку позволяют понять научный метод ученого.

Прежде всего Менделеев поставил своей целью создание идеального взрывчатого вещества. Этот этап можно назвать ЭТАПОМ ТОЧНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦЕЛИ. Научный анализ должен начинаться именно с этого.

Вторым этапом был АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ. Исходным материалом являлось взрывчатое вещество, способное при воздействии внешней причины быстро превращаться в газ. Взрывчатое вещество тем мощнее, чем больше отношение объема вещества к объему газов, образующихся при таком превращении. Чтобы оценить силу взрывчатых веществ, Менделеев предложил характеристику "V 1000", за которую принимался объем газов, образующихся при превращении тысячи весовых частей взрывчатого вещества (этап ЧИСЛЕННОЙ ОЦЕНКИ; тоже важное условие научного анализа).

Далее Менделеев определил граничные условия для взрывчатых веществ: при их превращении должны выделяться только газы, не разрушающие материала орудия (ЭТАП ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ). А это сводит количество элементов, пригодных для порохов, до четырех: водород, азот, кислород и углерод (ЭТАП ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА).

Далее снова последовал ЭТАП ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ. Менделеев определил верхний теоретический предел для химических взрывчатых веществ. Самым сильным из них был бы полимер водорода — если бы он мог существовать. Для него "V 1000" было бы равно рекордно большой величине — 1000. Для азота же такой полимер был бы гораздо слабее — его "V 1000" составляет всего 71,4.

Далее Менделеев приступил к изучению различных смесей из выбранных четырех элементов — ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ. Самым простым из соединений является соединение азота с водородом; азотистоводородная кислота является сильной взрывчаткой, ее "V 1000" равно 93, а ее аммиачная соль еще сильнее: "V 1000" = 133,3. Однако они разлагаются не постепенно, а всей массой, детонируют, что приводит к появлению дыма. Свойством же гореть более-менее медленно обладают лишь смеси, содержащие одновременно "горящие" (водород, углерод) и "сжигающие" (кислород) элементы.

Далее русский химик обратился к ЧИСЛЕННОЙ ОЦЕНКЕ. Он определил, что в каких бы сочетаниях ни комбинировались эти элементы, "V 1000" их соединений должен лежать в диапазоне от 71,4 до 111,1. Последовательно рассматривая затем каждое из соединений, Менделеев рассчитал характеристики каждого из них, выделив из них целое семейство материалов, которые впоследствии и в самом деле оказались хорошими взрывчатками.

Произведя это весьма подробное исследование, Менделеев стал изучать порох Вьеля. Надо заметить, Вьель лишь усовершенствовал материал, полученный в 1846 году германским химиком К. Шенбейном, который обработал обычную вату смесью серной и азотной кислот. При сильном ударе это вещество — его назвали пироксилином — производило взрыв, однако попытки изготовить из него порох окончились неудачей. Пироксилин оказался бризантным — дробящим — взрывчатым веществом; он сгорал с детонацией и дымом.

Многочисленные исследования выявили причину негодности пироксилина в качестве пороха. Выяснилось, что при нитрировании клетчатки — ваты или других растительных волокон — получается неоднородный продукт. В разных местах нитроклетчатка содержит разное количество азота — а только большое его содержание и дает собственно пироксилин.

Французский инженер Вьель поместил бризантный пироксилин в спиртоэфирную смесь. В ней нитроклетчатка с малым содержанием азота превращалась в коллодий (являющийся хорошим клеем) — на собственно пироксилин смесь не действовала. Высушив такую массу, можно было получить материал, в которой пироксилин был равномерно смешан с коллодием. Такое вещество горело по поверхности, без детонации, выделяя прозрачные газы.

Открытие Вьеля было сделано методом проб и ошибок. Что касается Шенбейна, то он открыл пироксилин совсем случайно, пролив на стол азотную кислоту и вытерев ее фартуком своей жены. Менделеев же подошел к вопросу с научной точки зрения. Свое исследование он начал с определения конечной цели: как вместо механической смеси коллодия и пироксилина получить химически однородную клетчатку? За этим последовал химический анализ процесса нитрирования. Когда состоящая из углерода, кислорода и водорода клетчатка присоединяет нитрогруппы азотной кислоты, образуя нитроклетчатку, выделяется вода. Постепенно разбавляя азотную кислоту, она приводит к неполному нитрированию клетчатки. Как нейтрализовать эту "вредную функцию" воды? Следует как-то поглотить эту воду еще в момент образования. Химический анализ привел к выводу — необходима серная кислота, которая поглощает воду и образует гидрат — химическое соединение серной кислоты и воды.

После этого уже наступил этап количественной оценки.

"Секрет мой. Суть дела при получении пироколлодия: количество разбавляющей воды должно быть равно количеству воды гидратной", — написал Д.И. Менделеев.

Так был создан "пироколлодийный порох" — совершенно однородный порох. Однако на этом Менделеев не прекратил исследования. До него считалось, что взрывная сила пороха растет со степенью нитрирования клетчатки. Ученый провел количественную оценку и определил, что существует некая оптимальная степень нитрации, при которой углерод, содержащийся в порохе, окисляется не в углекислый, а в угарный газ, дающий на единицу веса больший объем. В ходе исследования своего пороха Менделеев обнаружил, что тот имеет именно необходимую степень нитрации.

Однако и на этом анализ не был завершен. Ученый провел технологический анализ. Поскольку пироколлодий совершенно не растворялся в чистом спирте, Менделеев предложил отказаться от традиционной сушки рыхлой влажной массы пироколлодия с помощью теплого воздуха, что не раз приводило к страшным взрывам в сушильнях. По его методу влажную массу стали вымачивать в спирте, который жадно вбирал в себя воду.

Только после этого ученый мог считать, что вопрос с порохом решен. Д.И. Менделеев писал:

"…Один идет по темному лабиринту ощупью; может быть, на что-нибудь полезное наткнется, а может быть, лоб разобьет. Другой возьмет хоть маленький фонарик и светит себе в темноте. И по мере того, как он идет, его фонарь разгорается все ярче и ярче, превращается в электрическое солнце, которое ему все кругом освещает, все разъясняет".

"Фонарем" Менделеева был научный анализ, который позволял делать обобщения и создавать теории, а они, в свою очередь, позволяли давать практические рекомендации. Разгорался же фонарь благодаря все новым и новым принципам, которые ученый открывал по мере своих исследований в самых разных областях науки.

Часто синтез — создание теории — затрудняется появлением фактов, которые упорно не вписываются в теорию. Тщательное исследование этих фактов, как правило, рождает новое открытие, противоречащее старой теории и требующее новой. Это открытие не было бы сделано, если бы не проводилось анализа и синтеза и не существовало бы теории, которой данный факт бы противоречил.

Во время частичного затмения Луны проживавший в Филадельфии Б. Франклин не смог наблюдать это явление до конца — с северо-запада пришли тучи. Проглядывая позднее газеты, Франклин узнал, что в Бостоне, расположенном к северу-западу от Филадельфии, наблюдать затмение удалось почти полностью.

Но если тучи пришли от Бостона, то как там могла быть ясная погода? Система, в которую верил Франклин, не работала. Тучи двигались не по прямым, а по каким-то более сложным траекториям. Каким? Заинтересовавшись этим вопросом, Франклин ввел понятия низкого и высокого давления. Позднее догадка Франклина выросла в теорию циклонов и антициклонов.

Анализ и синтез применимы практически в любой области человеческой деятельности, порой самой неожиданной.

Описывая военные события 1941 года, западные историки не реже, чем Г.К. Жукова, упоминают командира 2-го кавалерийского корпуса П.А. Белова. В 1941-м он был единственным командиром крупного соединения, который на западной границе не потерпел ни одного поражения. Прикрывая отступающие войска, П. А. Белов разбивал одну вражескую колонну за другой, практически не неся потерь. Когда немцы, прорвав оборону южной части фронта, окружили под Киевом группировку из более чем 600 тысяч солдат, кавалерийский корпус П.А. Белова, усиленный танковыми бригадами резерва, помог вырваться из вражеского кольца 21-й армии. Когда корпус ворвался в Ромны, самому Гудериану пришлось бежать со своим штабом в Конотоп.

Когда рухнул уже Центральный фронт, Верховный Главнокомандующий обратился с просьбой — не приказом — к маршалу Тимошенко отдать в распоряжение Ставки кавкорпус П.А. Белова. Тимошенко возражал. Этот удивительный спор Тимошенко со Сталиным из-за корпуса из двух конных полков, снабженных всего 24 пушками, описан в книге И.Х. Баграмяна "Мои воспоминания". В конце концов маршал, конечно, был вынужден уступить. И.Х. Баграмян писал: "Корпус П.А. Белова сыграл важную роль в обороне южных подступов к столице от рвавшейся сюда танковой армады Гудериана".

В чем же был секрет П.А. Белова? Почему он был непобедим и дважды заставил отступать прославленного немецкого полководца? Бывший царский юнкер, П.А. Белов еще до Второй мировой тщательно изучил тактику применения танков (то есть провел анализ) и написал с Калиновским первую инструкцию по боевому применению танков (то есть осуществил синтез). Затем он так же тщательно изучил вопросы применения кавалерии и создал устав кавалерийских войск. Перед каждым боем П.А. Белов тщательно анализировал положение — причем рассчитывал возможные способы ведения боя не только за себя, но и за противника.

Результат — корпус П.А. Белова первым из кавалерийских корпусов РККА получил звание гвардейского.

Что любопытно — первой гвардейской танковой бригадой командовал М.Е. Катуков, автор вышедших в 1942 году брошюр "Танковые бои" и "Боевые действия танков". Позднее М.Е. Катуков возглавил танковую армию, и она стала первой гвардейской танковой армией РККА.

Истинное мастерство базируется на хорошей теории, что подразумевает умение делать анализ и обобщения. Это правило справедливо и по отношению ко многим другим выдающимся личностям Второй мировой войны.

На счету знаменитого советского аса Александра Покрыш-кина было 59 сбитых вражеских самолетов. Специфика зачета сбитых самолетов противника лишила немало советский летчиков множества заслуженных побед, в том числе и А. По-крышкина, но и 59 самолетов — это немало. И что любопытно — А. Покрышкин, бывший авиационный техник, создал собственную теорию воздушного боя, противоречащую существовавшим в то время представлениям. Его теория основывалась на строгих математических расчетах. Теория А. Покрышкина настолько не вписывалась в уставы и наставления, что пилота даже отдали за самоволие под трибунал. Но результаты показали, что он был прав. Став командиром полка, Покрышкин построил на своей теории тактику ведения боя, что привело к резкому снижению потерь в эскадрильях.

Основательная теоретическая подготовка была и у другого прославленного советского аса — И.Н. Кожедуба, сбившего 62 самолета. И здесь интересно отметить, что прежде, чем попасть на фронт, И.Н. Кожедуб два года учил теории пилотов в летной школе.

Видимо, именно умение анализировать и создавать теории — главный секрет непобедимости.

Какие методы используются на стадии анализа? Их много; самый, наверное, известный — "мозговой штурм". Какое-то время этот метод был популярен в нашей стране, но потом тихо ушел на покой. Обычно собирались несколько специалистов из разных областей и высказывали ряд разрозненных идей, ни одна из которых обычно не была ценной, — и специалисты уходили, не понимая, почему на Западе вокруг "мозгового штурма" столько шума.

Но ведь этот метод и не должен обязательно привести к нахождению главной идеи. Его цель в другом — на основе высказанных на собрании идей специальная группа экспертов может определить НАПРАВЛЕНИЯ работы.

Каждый класс идей следовало дополнять до полного перечня, у класса следовало определять подклассы идей. В результате обычно получалось нечто вроде дерева со всеми вариантами. Если, анализируя производство трехколесных велосипедов, кто-то предлагал велосипед на воздушной подушке, следовало не ограничиться рассмотрением такого велосипеда, а исследовать все средства передвижения на воздушной подушке — "летающий скейтборд", "летающая тарелка", "сапоги-скороходы", игрушки на воздушной подушке и так далее. Можно было подняться "по дереву" выше — рассматривать не "средства на воздушной подушке", а вообще "средства, использующие воздух" — пневмоустройства, устройства с вентиляторами, воздушные шары и т. д.

Таким образом, "мозговой штурм" позволяет резко расширить поле поиска. Но существуют и другие методы увеличения поля поиска. Хорошие конструкторы их знают.

 

ПОЛЕ ПОИСКА

 

Сын великого авиаконструктора И.И. Сикорского, СИ. Сикорский, на проходившем в 1999 году собрании, посвященном 110-летию его отца, рассказал один случай: "Однажды молодой чертежник компании Сикорского занимался разработкой узла. Внезапно он понял, что за его работой внимательно наблюдает сам глава компании. Внимательно изучив чертеж, И. Сикорский произнес: "Конечно, бумага все стерпит, но… пойдемте со мной". Он повел чертежника вниз, к испытательному стенду. "Вот здесь, — сказал Сикорский, — должен стоять ваш узел. Чтобы его снять в случае неисправности, требуется отвернуть четыре болта. Это несложно — но наш вертолет предназначается для Greenland (рассказывая эту историю, С.И. Сикорский не мог вспомнить русского слова для Гренландии). А в Greenland механику придется работать в перчатках. Так что нужно сделать отверстия для доступа механика шире"".

Прошло время. Чертежник, о котором идет речь, позднее стал главой "Юнайтед эйркрафт", корпорации, в которую входила и фирма И.И. Сикорского. Своим самым важным уроком в жизни он считал именно этот.

"Человеческий фактор" — главный фактор, который надо держать в уме любому человеку — конструктору и руководителю, государственному мужу и предпринимателю. Он должен быть первым в любой задаче — даже если задача людей прямо не касается.

Чтобы увеличить поле поиска, необходимо среди первых задач рассмотреть "входящие" и "выходящие" из объекта изучения элементы.

Вспомним известный фильм "Конец "Сатурна". Курсантам немецкой разведшколы задается вопрос:

"Как определить, что выпускает хорошо охраняемый завод?"

Ответом на вопрос было общее молчание. Через какое-то время встает один из курсантов.

"Чтобы определить, что выпускает завод, нужно постараться узнать, что находится в вагонах, поступающих на завод. Для производства пороха " к примеру, нужны вата, азотная и серная кислоты. Есть и другой путь — прийти в парикмахерскую и в беседе с парикмахером спросить, какие специальности требуются в городе. По характеру этих специальностей можно определить профиль завода".

Начальство заметило сообразительного курсанта, он стал инструктором школы — и получил возможность отправлять в центр (а это был разведчик Красной армии) данные о диверсионных группах, подготовлявшихся абвером.

Фильм снят по реальным фактам. Настоящий разведчик внедрился именно так. Сделать это ему помогло умение смотреть на объект не как на что-то замкнутое, а видеть его связи с другими объектами.

Пилоты самолетов Ил-2, отправляясь к своим боевым машинам, имели в полетном задании не одну цель, а две. Одна может быть закрыта облаками, охраняема истребителями и т. д. Две цели — тоже пример увеличения поля поиска.

Немецкий истребитель, заметив Ил-2, мог и не ввязываться в бой — если Ил-2 шел с задания. Обнаружить вражеский аэродром и наслать на него пикировщиков куда ценнее, чем атаковать несбиваемый "бетонный бомбардировщик". Такая тактика — тоже расширение поля поиска, за счет изменения задачи от более узкой (сбить один самолет) к более широкой (атаковать самолеты на аэродромах).

Самолет Ил-2 при преследовании противника обычно подходил к фронтовым позициям своих ПВО и начинал кружить над ними. Своих возможностей отбиться у пилота было мало, и он увеличивал "поле поиска" за счет ПВО. Бензобаки у штурмовиков были большими, чем у "мессершмиттов", и истребителю приходилось убираться восвояси, несолоно хлебавши.

Целый поединок в "увеличении поля поиска"…

Поле поиска или анализа может быть расширено за счет рассмотрения изменения объекта во времени.

Русский флот перед Первой мировой войной в качественном отношении был лучшим в мире. Когда, посетив русские корабли, французский адмирал Буи сравнил характеристики русских и французских кораблей, он пришел в изумление. Залп русских эсминцев нёс заряд в 2400 кг, французских — 800 кг; вдвое длиннее были и орудия, что давало большие точность и дальность. Вдвое длиннее были и снаряды, что давало большую разрывную мощь.

"Каким образом вы достигли такой разницы в вооружении эсминцев?" — спросил Буи русского кораблестроителя А.Н. Крылова. Тот ответил:

"Ваш миноносец построен из обыкновенной стали и на нем взято расчетное напряжение в 7 кг на квадратный миллиметр, как будто бы это был коммерческий корабль, который должен служить не менее 24 лет. Наш построен целиком из стали высокого сопротивления, напряжение допущено в 12 кг и больше, местами до 23 кг на квадратный миллиметр. Миноносец строится на 10–12 лет, ибо за это время он успевает настолько устареть, что не представляет больше истинной боевой силы. Весь выигрыш в весе корпуса и употреблен на усиление боевого вооружения " и вы видите, что в артиллерийском бою наш миноносец разнесет по крайней мере четыре, т. е., дивизию ваших, раньше чем они приблизятся на дальность выстрела ваших пукалок".

Конечно, для линкоров, которые стоят куда дороже миноносцев, принцип другой — они должны проектироваться так, чтобы быть боеспособными как можно дольше. Спроектированные тем же А.Н. Крыловым еще до революции линкоры типа "Севастополь" хорошо себя показали и во время Великой Отечественной войны. Но это — пример правильного учета фактора времени. Бывало, что этот фактор преступно игнорировали. В 1939–1940 годах промышленность СССР переориентировалась на производство новой военной техники. При этом перестали выпускаться запчасти к старой. Это было серьезной ошибкой — в Красной Армии было много танков БТ и Т-26, которые при умелом использовании могли состязаться с немецкой бронетехникой. Однако моторесурс любого танка невелик. Как и самолетов И-16, которых тоже лишили запчастей. Обучение, стрельбы, маневры…. И.Х. Баграмян писал об этой технике:

"…Ремонтировать их было нечем. Неудивительно, что в первые же месяцы войны танки и самолеты старых марок сравнительно быстро вышли из строя".

Поражениями 1941-го мы обязаны и этому…

А вот в Германии куда внимательнее относились к моторесурсу своих танков. Памятуя об ограниченном моторесурсе, гитлеровцы старались доставлять легкие танки к месту учений и полю боя на тягачах или — когда появились "Тигры" и "Пантеры" — по железным дорогам.

То есть помимо времени полезно учитывать также факторы пространства и расстояния.

Заметим, что время и пространство связаны. Лужники расположены довольно далеко от метро. Казалось бы, это создает неудобство. Но давайте вспомним, сколько народу покидает стадион после матча. Расстояние "размывает" толпу по времени.

Все мы помним, как долго Робинзон Крузо делал из огромного ствола дерева лодку. Когда же лодка была готова, все попытки перетащить ее к воде, оказались тщетными. У несчастного просто не хватило на это сил. Тогда Робинзон Крузо решил прокопать канал, но, сделав подсчеты, понял, что на это потребуется много лет. И потому от идеи уплыть на этой лодке ему пришлось отказаться. Труд пропал напрасно.

Отсюда вывод: следует учитывать последующие стадии. Если строить современный корабль, то следует помнить о стадиях сборки, эксплуатации — и даже ремонта.

Обычно в подводной лодке система труб проектируется очень сжато и компактно. Казалось бы, проектировщику так и надлежит делать, но технологам потом придется мучиться вопросом: как сваривать эти трубы? На пропавшей в морской пучине подводной лодке "Трешер", как выяснилось, из-за неудобства для сварки некоторые трубы соединялись пайкой, а паяное соединение менее надежно, чем сварное.

На одном из самолетов конструкторы КБ Ильюшина сделали на проходе ступеньку в 15 миллиметров. Ильюшин потребовал ее убрать: в аварийных обстоятельствах кто-то мог споткнуться и тогда образовался бы затор…. Конструкторы возражали, поскольку убрать ступеньку было трудно, но Ильюшин настаивал. Ступеньку все же оставили, но сделали ее меньше.

Из этого примера можно сделать вывод — следует предусмотреть возможность аварии.

А также возможность ошибки.

Во время ракетной гонки СССР и США одна из испытываемых советских ракет потерпела аварию по причине, до смешного простой, — сборщик перепутал верх и низ симметричной детали.

После упомянутой аварии Королев обязал ВСЕХ конструкторов делать ВСЕ детали асимметричными, чтобы монтажники просто физически не имели возможности перепутать их положение.

В 1960 году произошла еще одна крупная авария — на старте загорелась испытываемая ракета. Погибли около ста человек, в том числе главнокомандующий Ракетными войсками стратегического назначения М.И. Неделин. Главный конструктор двигателей В.П. Глушко спасся чудом — ему захотелось курить, а это было разрешено только на большом удалении от ракеты. Но и он, сбивая пламя с одного из солдат, тяжело повредил легкие. Причина аварии — оператор случайно переключил не тот тумблер, и начала работать вторая ступень.

Почти все тумблеры и кнопки в то время делали одинаковыми; ошибиться при переключении, наверное, мог любой. Человек — не автомат, он может сто раз вспомнить правильное местоположение тумблера, а в сто первый ошибиться.

Чтобы такого не произошло, на американских пультах некоторые кнопки располагаются отдельно, так, чтобы для нажатия на них нужно было как минимум подняться со стула. Другие кнопки прикрыты стеклянными крышками, чтобы нажатие не было случайным или автоматическим. Есть и кнопки, которые нажимать просто неудобно; в этом случае все тело как бы спрашивает: а нужно ли нажимать на пуск?

Вопрос о кнопках может показаться мелким, но автор перестал так думать, когда узнал подробности Карибского кризиса, о которых широкой публике неизвестно. Во время этого кризиса Московское международное радио, на котором я работал в начале 1990-х, передало речь Н.С. Хрущева, положившую конец кризису — поэтому я, естественно, особо интересовался этим событием. Я прочитал много книг, просмотрел несколько документальных фильмов, в том числе четыре американских, и думал, что знаю о кризисе практически все. Но, побывав на посвященной кризису российско-кубино-американской конференции, я познакомился с А. Феклисовым — бывшим главой советской разведки в США — и получил от него книгу, в которой вскрывалась истинная подоплека этого события.

Книга меня поразила. Как оказалось, о причинах конфронтации, поставившей мир на грань ядерной войны, человечество почти ничего не знает.

Кризис начался с размещения в Турции американских ракет средней дальности "Юпитер", способных достичь любого города в Европейской части СССР. У Советского Союза на это почти нечем было ответить. Отставание в боевых ракетах (помните катастрофу 1960 года?) выражалось в соотношении 1 к 15–17. К тому же советские баллистические ракеты имели весьма низкую точность, тогда как размещенные в Турции американские ракеты средней дальности могли гарантировано уничтожить любой советский город к западу от Урала.

Согласие Ф. Кастро разместить на территории Кубы советские ракеты средней дальности значительно уравняло шансы. Получив такой аргумент, уважающие силу (и только силу) американцы отступили. Они согласились убрать ракеты из Турции в обмен на вывод советских ракет с Кубы; единственное, о чем просил Д. Кеннеди через своего посланника — чтобы Советское правительство ничего не сообщало о ракетах в Турции. А. Феклисов это обещал.

Позднее это обещание американцы использовали на все 300 процентов. Зачинщиками кризиса объявили Н. С. Хрущева и Советский Союз, а уход советских ракет с Кубы был объявлен результатом уступки "Советов" "непреклонной решимости" Америки. Позднее все это нещадно эксплуатировалось для оправдания гонки вооружений. Кинокадры, демонстрирующие перевозку советских ракет обратно в СССР, американцы показывали по своим телеканалам очень часто (наверняка их видели и вы); кадры с отплывающими из Турции ракетами они не показывали никогда.

Даже акцию против Югославии Америка назвала "Strong Resolve" — "Непреклонная решимость". Результатом этой "непреклонной решимости" стала гибель 400 детей. Разбомбив китайское посольство и объявив блокаду направлявшимся в Югославию русским нефтеналивным судам, Вашингтон снова поставил мир на грань войны. А потом и шагнул за край. Когда российский контингент занял аэродром в косовской Приштине, президент США Клинтон потребовал, чтобы русских оттуда убрали силой. Натовский командир, англичанин, отказался выполнить это распоряжение.

Он спас мир.

С этого момента мне стал очень нравиться дружелюбный и рассудительный английский народ. Мне доставляют подлинное удовольствие его тонкий юмор, древние традиции и особенно — желание каждого британца всегда и во всем вести себя так, как подобает джентльмену, подданному Ее Величества и, что еще важнее, человеку.

Но вернемся к американцам.

О ракетах в Турции в середине 1990-х годов Вашингтон все же был вынужден объявить, якобы после дополнительных исследований документов Карибского кризиса. Выбора у него не было — благодаря Московскому международному радио это было уже известно всему миру Чуть позже президент США Клинтон заявил об отказе от планов разместить ядерное оружие в Восточной Европе (об этих планах он говорил годом раньше). Мир уже знал правду о Карибе ком кризисе, и аналогии были очевидны.

Многолетняя скрытность Вашингтона по поводу приставленных к нашему виску ракет говорит сама за себя. Как и страшный испуг Дж. Кеннеди, когда СССР лишь ОТВЕТИЛ на размещение ракет в Турции. Потом Россия отвечала много раз — и никогда испуга не было.

Похоже, что если бы не Фидель Кастро, то ошибочно переключенный в 1960-м году тумблер мог бы всем нам стоить очень дорого.

Если у вас появляется вещь, похожая на ту, что у вас была раньше, обязательно потратьте немного времени, чтобы твердо зафиксировать в памяти, что у вас имеется два похожих предмета.

Примером того, как может подвести сходство предметов, является случай с датским физиком Нильсом Бором. Когда немцы оккупировали Данию, физик решил бежать из страны. Зная о теоретической возможности создания атомной бомбы, он взял с собой бутылку с "тяжелой водой" — крайне дефицитным материалом, необходимым для создания бомбы. Чтобы при возможном задержании бутылка не вызвала подозрений, тяжелую воду физик поместил в стандартную бутылку от пива, закрыв ее пивной крышкой.

Путь до Америки был непрост. Пришлось долго лететь над водой в английском бомбардировщике, моля Бога, чтобы самолет не был сбит. На долгожданном американском берегу Н. Бор достал бутылку… и обнаружил, что в ней находится пиво. Он перепутал две абсолютно схожих бутылки.

Трудно сказать, насколько это задержало американский атомный проект, но определенно бутылка пива атомному проекту не помогла.

А ведь Н. Бор сам заложил возможность ошибки! Надо было все же сделать какую-то пометку на бутылке и твердо зафиксировать это отличие в памяти (хотя, конечно, легко так логично рассуждать, когда не предстоит перелет через океан).

И позже память подводила Н. Бора. После Второй мировой войны он имел долгую беседу с русским физиком, о которой, как и был обязан, информировал соответствующую службу. Вот только при этом он забыл упомянуть о вопросах физика, которые имели принципиальное отношение к созданию ядер-ной бомбы. Впрочем, такая рассеянность вполне извинительна — в 1943-м, когда Советский Союз в одиночку сражался с фашистской Европой, руководитель американского атомного проекта генерал Гровс на совещании ведущих физиков информировал их, что бомба создается для использования не против Германии, а против России. Возможно, это датский физик и не забыл.

По своему опыту знаю, что все похожее словно выжидает своего часа, чтобы ОБЯЗАТЕЛЬНО ударить в спину в самый неудачный момент. Поэтому делайте вещи непохожими — в цвете, форме, дизайне.

Кроме ошибки сборщика возможна ошибка ремонтника. Ее предусмотреть очень трудно, почти невозможно, но по крайней мере один пример такой ошибки может оказаться весьма полезен.

В конце 1970-х — начале 1980-х в СССР довольно часто горели цветные телевизоры. Поскольку телевизоры шли на экспорт, дело получило даже некоторую политическую окраску.

Этот случай любопытен тем, что телевизор в том виде, в котором он выпускался, действительно не должен был гореть — в нем все было хорошо продумано. Кроме одной маленькой, безобидной самой по себе детали.

Когда в телевизоре перегорало что-либо из блока строчной развертки, негодную деталь меняли, отклонив при этом блок. Чтобы отклонить блок, требовалось отвернуть шуруп. После ремонта шуруп обычно обратно не завинчивали, так что блок оставался слегка отклоненным в сторону. Ненамного — но идущий от блока строчного трансформатора провод касался металлического шасси, находящегося под нулевым напряжением. Разность в напряжениях порождала маленькие, почти незаметные для зрителя пробои — пока один из пробоев не вызывал пламя.

А если подумать, то все эти пожары (в том числе и у меня дома) вполне можно было предотвратить. Закрывается же сама дверца холодильника.

В описаниях аварий часто упоминаются случаи, когда перископ идет вверх, в то время как он должен идти вниз, когда самолет после взлета поворачивает направо, тогда как ему следует повернуть налево, и тому подобных. Позднее обычно выясняется, что при монтаже были перепутаны контакты переключателя. В самом деле, когда переключатель симметричный, немудрено и перепутать. Такого бы не произошло, если бы сама форма переключателя подсказывала, какие контакты нормально замкнуты, а какие — разомкнуты.

Другой метод — выдавливать на переключателе схему или указание, какие контакты нормально замкнуты.

Подобные схемы и описания "под рукой" бывают полезны. Насколько полезны, можно судить по отрывку из книги "По следам подводных катастроф", в которой описывается авария подводной лодки "Комсомолец":

"Черников выглядел совершенно спокойным, своим видом вселял уверенность и в меня. Но после того, как все наши попытки отделить ВСК результата не дали, он повернулся к инструкции — есть такая внутри ВСК — и стал громко читать ее …"

ВСК (всплывающая спасательная камера) все-таки поднялась на поверхность.

К сожалению, к приведенному выше эпизоду придется добавить, что как только всплывающая камера поднялась на поверхность, один из матросов сразу открыл люк, хотя разгерметизацию требовалось проводить постепенно. Люди в камере пострадали. Возможно, в инструкции и говорилось о том, что разгерметизацию нужно проводить постепенно, но в суматохе о ней могли и забыть. Конструкторам следовало сделать такую ошибку физически неосуществимой.

Всегда полезно учитывать и погодные факторы. Особенно коварно ведет себя вода. При повышенной влажности электронная аппаратура выходит из строя. Чтобы этого не допустить, на импортной электронной технике ставится устройство, отключающее аппаратуру при повышенной влажности.

Вода размягчает грунт. Попадание шасси на грунт после дождя может привести к разрушению самолета. Замерзая, вода создает непреодолимое препятствие для люков морских кораблей, элеронов самолета.

Вода создает ржавчину. Попавшая между разнородными металлами вода может привести к началу электролитического процесса, что очень быстро разрушит оба металла.

Программисты должны помнить, что многие операции выполняются автоматически.

По этой причине американские компьютерные программы иногда выводят на экран сообщение "Are you sure?" — "Вы уверены?", требуя подтверждения команды. Кнопки с ответами "да" или "нет" стоят чуть в стороне от тех кнопок, которые выводят на экран предыдущие операции. Это уменьшает возможность автоматического ошибочного нажатия.

Если вы программист, вам следует предусмотреть вывод такой надписи при командах стирания данных и выхода из программы. Иногда полезно предусмотреть также и вывод строк, объясняющих причину невозможности выполнения вводимой команды.

Есть много обстоятельств, когда приходится учитывать меняющийся во времени фактор. Лучшее средство против такого "гуляющего" воздействия — превратить его из постоянного в переменный. Пример — лодка К-21 под командованием Н.А. Лукина, получившая в июне 1942 года в водах Северного Ледовитого океана мелкие пробоины от обстрелявшего ее самолета. Понемногу уходящее топливо мешало управлять лодкой — пока механик В.Ю. Брамин не предложил полностью затопить две пробитые цистерны. Для восстановления плавучести был осушен один носовой торпедный аппарат, для сохранения остойчивости добавлена вода в носовую дифферентную систему. Меняющаяся помеха превратилась в постоянную — что позволило легко управлять лодкой. Именно в этом походе К-21 поразила самый мощный линкор немецкого флота — "Тирпиц".

В то же самое время, и в тех же водах капитан-лейтенант Столбов спас свою лодку, применив прямо противоположный принцип: постоянное воздействие преобразовывалось в переменное. Когда лодку обнаружили немцы и все попытки оторваться от них не увенчались успехом, Столбов предложил нестандартную идею — во время бомбежек лодка развивала максимальный ход; когда же наступала тишина, лодка выключала двигатель (чтобы ее не засекли немецкие акустики) и двигалась по инерции!

Усилия моряков обеих подлодок пропали даром — получив информацию о выходе "Тирпица", английское Адмиралтейство отозвали охранение каравана PQ-17. Конвой, ради которого старались подлодки, был разгромлен, после чего У. Черчилль объявил, что проводка караванов слишком опасна, и приостановил транспортировку американской техники. В результате почти не воюющая Британия получила во время Второй мировой больше американской техники, чем воюющий Советский Союз.

Впрочем, это уже не технические проблемы.

А как воздействие переменного фактора учитывают в технических устройствах? Известно, что во время стрельбы ствол пулемета нагревается, причем неравномерно. Вызванные этим изменения формы ствола — хоть и очень небольшие — меняют характеристики полета пули. Когда было создано устройство, распределяющее нагрев равномерно, кучность увеличилась в 1,5–2 раза.

А бывает ли так, что постоянный фактор, наоборот, преобразуют в переменный?

В 1923 году П.Л. Капица впервые поместил камеру Вильсона в сильное магнитное поле и наблюдал искривление траекторий альфа-частиц. В ходе исследований он столкнулся с необходимостью создания сверхсильных магнитных полей. Ученый понял, что применение электромагнитов с железными сердечниками для этой цели не имеет смысла и следует использовать катушки, пропуская через них очень большой ток. Основная трудность при этом состояла в перегреве таких катушек. П.Л. Капица предложил оригинальный метод для решения этой проблемы — создавать кратковременные магнитные поля пропусканием очень большого тока через катушки: за короткое время катушка не успевает нагреться. Испробовав различные источники тока, он остановился на специальной конструкции мотор-генератора. В этом генераторе энергия, необходимая для создания магнитного поля, накапливалась в виде кинетической энергии ротора. На своей установке П.Л. Капице удалось получить магнитное поле напряженностью 320 килоэрстед при длительности импульса порядка 10 миллисекунд. Принцип создания импульсных полей в наши дни широко используется во многих лабораториях.

 

АНАЛИЗ

 

Перед вами стоит сложная, объемная задача, которую можно решить только тщательным скурпулезным анализом. Какие стадии вы должны пройти для ее решения?

Первое — требуется правильно сформулировать задачу, выбрать главные направления.

Почему танк Т-34 признан лучшим танком Второй мировой войны? Были танки и мощнее, и с большей броней, и более быстрые. Он стал лучшим потому, что его создатели выбрали три главных критерия — вооружение, броня и подвижность — и создали танк, чтобы в нем оптимально сочетались именно эти три качества. Остальные параметры учитывались, но лишь во вторую очередь.

Сейчас мало кто знает, что первоначальное задание, поставленное перед конструкторами танка, было совершенно другим. Требовалось создать легкий быстроходный танк с тонкой броней и колесо-гусеничным движителем. Однако М.И. Кошкин смело пошел наперекор требованиям, отстаивая свои взгляды, — и оказался прав. Сочетание сильного вооружения, брони и подвижности оказалось оптимальным. Танки БТ-7 превосходили Т-34 в скорости, но достигалось это благодаря тонкой броне, поэтому их легко было уничтожить. Танки КВ имели мощную броню, были чересчур тяжелы для большинства мостов, у них часто выходила из строя ходовая часть, недостаточный для веса танка мотор сгорал при увязании танка в грязи. Что касается легкого пехотного танка Т-26, то он оказался слишком тихоходным и слабобронированным.

Только с Т-34 — когда эти танки использовались умело — немцам пришлось туго…

Создав паровую машину, Джеймс Уатт вынужден был решить задачу, как превратить круговое движение в прямолинейное. Путем проб и ошибок он создал "параллелограмм", который с грехом пополам справлялся с этой ролью. Однако, строго говоря, параллелограмм Уатта давал не прямолинейное движение, а криволинейное. Это преждевременно изнашивало механизмы и заставляло изобретателей искать новые принципы преобразования — методом проб и ошибок, которые лишь иногда приносили некоторые улучшения.

Русский математик Чебышев проанализировал эту проблему с точки зрения математики. Он решил не улучшать существующие машины, а рассчитать идеальный вариант — то есть создать механизмы, в которых криволинейное движение возможно бы меньше отклонялось от прямолинейного, определив при этом наивыгоднейшие размеры частей машины.

Благодаря проделанной работе Чебышев получил несколько новых конструкций приближенно-направленных механизмов. Некоторые из них сразу нашли применение.

 

За этапом правильной постановки задачи следует этап определения стратегий изучения объекта. Это необязательно значит, что мы разбираем объект на детали; в первую очередь мы выделяем именно области исследования, определяем метод изучения объекта.

Относительно тех же танков первой стратегией можно выбрать стратегию рассмотрения "кинематических характеристик" танка. Кинематический анализ определяет параметры танка в движении. Эту большую стратегию лучше всего разбить на более мелкие подстратегии, такие как "скорость", "ограничения на перемещение" и т. д.

Переходя к подстратегии "скорость", конструкгор в первую очередь определяет, с какой скоростью должен двигаться танк. Эта скорость обусловит требования к двигательной установке, ходовой части и т. д. Заметим, что эти требования, в свою очередь, обусловливают и размеры моторно-трансмиссионного отделения и диаметр катков и т. д. — то есть затрагивают общую компоновку. Отсюда можно сделать вывод: стратегии нельзя применять по одиночке, проектировщику какого-то отдельного элемента следует иметь представления обо всем изделии.

Рассмотрев подстратегию скорости собственно танка, следует перейти к подстратегии скоростных характеристик перемещения его частей. К примеру, можно задаться вопросом: "Насколько существен такой параметр, как скорость поворота башни?". Ответы на подобные вопросы обычно дает опыт. Сражения Второй мировой войны показали, что скорость поворота башни принципиально важна. Экипажи Т-34 использовали большую подвижность башни при встрече "лоб в лоб" с немецкими танками. После выстрела, за которым следовала перезарядка орудия, Т-34 немедленно уходил в сторону, поворачивая башню. Медлительный же "Тигр" повернуться не успевал — и Т-34 делал еще один выстрел.

Рассмотрев все скоростные характеристики, следует перейти к следующей подстратегии — "ограничение на перемещение". К примеру, если угол подъема пушки выбрать слишком малым, во время боев в городе танк не сможет стрелять по верхним этажам. Но это относится к легким танкам; к тяжелым это требование обычно не предъявляется — в боях за крупные населенные пункты такие танки, как правило, не используются, поскольку они слишком уязвимы и могут в лучшем случае служить для поддержки пехоты.

Перебирая элемент за элементом, следует определить "ограничения на перемещение" для всех подвижных частей конструкции.

Следующей стратегией может быть "энергетический анализ". Он подразумевает исследование изменения состояния вещества с высвобождением энергии. К примеру, в пушке после выстрела в боевом отделении возникают пороховые газы, ударная волна и высокая температура. Из-за недостаточно полно проведенного энергетического анализа порой приходилось после испытаний переделывать башню. А созданное после войны самоходное орудие СУ-102 с мощной 122-миллиметровой пушкой в серию вообще не пошло именно из-за большого объема пороховых газов, возникающих в тесной башне. Видимо лучше просчитав энергетические процессы, американцы и англичане сразу делали свои самые мощные самоходные установки только с открытой башней.

Следующей стратегией может быть "химический анализ". В объекте могут и не происходить какие-либо химические реакции, но проанализировать химический состав объекта бывает весьма полезно. К примеру, немцы потратили много сил и изобретательности на то, чтобы создать истребитель танков "Фердинанд". Однако необходимость использовать в нем большое количество дефицитной меди не позволила выпускать эти танки серийно. Другой пример — во время войны корпуса советских танков оказались прочнее немецких. А причина в том, что немцы сваривали броневые листы на воздухе, азот и кислород поглощались расплавленным металлом, что ухудшало качество брони. На уральских же заводах применялась сварка под флюсом, изобретенная инженером Дульчевским. Флюс не пускал азот и кислород в шов.

Из этого примера напрашивается вывод: необходимо рассматривать ВСЕ параметры, какими бы незначительными они не казались на первый взгляд.

Следующими этапами анализа могут быть "механический" (определение механизмов, в которых нужны силовые приводы, амортизация и т. д), "человеческий" (анализ действий и передвижений экипажа во время боя, марша, обстрела с закрытых позиций, эвакуации и т. д.), анализ взаимодействия с внешними факторами (защита от непогоды, преодоление распутицы и т. д.), технологический — и так далее.

Задаваясь лишь "энергетическим" или "химическим" подходом, мы в значительной мере ограничиваем себя в рассмотрении объекта — но этот подход своими внутренними чаконами (энергетическими или химическими) подсказывает большое количество идей.

Выбрав стратегию, неизбежно приходится заниматься разработкой подстратегий. Их может быть много. К примеру, при "кинематическом анализе" такими подстратегиями являются "скорость", "ограничение на перемещение", "точность позиционирования", "вид привода", "удобство управлением перемещением" и т. д.

В свою очередь подстратегия "удобство управления перемещением" может также делиться на свои подстратегии ("дистанционное управление перемещением", "стабилизация при движении" и т. д.).

Появление новых подстратегий не усложняет, а УПРОЩАЕТ работу по поиску идей — к примеру, мы привыкли относить стабилизацию лишь к пушке, рассматривая же "стабилизацию" как универсальную подстратегию и применяя ее к различным объектам танка, можно получить ряд новых идей — "стабилизация кресла наводчика", "стабилизация пулемета" и т. д.

Конечно, при анализе возможно и появление нестандартных, побочных идей и стратегий. Их следует ценить особо. Нестандартная идея вряд ли придет в голову противнику или конкуренту — и это может обеспечигь преимущество или нейтрализовать другие "побочные" идеи конкурента.

Известно, что Генри Форд сколотил свою могучую империю, одним из первых умело применив анализ операций. Но мало кто знает, что завоевать рынок ему помогла случайная находка — деталь, найденная автопромышленником у места аварии французского гоночного автомобиля. Любой другой отшвырнул бы пыльный обломок ногой, но Генри Форд пройти мимо и не изучить необычное изделие не мог. Деталь машины удивила Форда прочностью при ее легкости.

Форд отдал деталь на анализ. Оказалось, что в ней присутствует ванадий — элемент, делающий изделия особо твердыми. Форд стал добавлять ванадий в шасси и кузова своих автомобилей — хотя это поначалу стоило дорого и требовало перестройки некоторых процессов. Но скоро это окупилось. Нововведение позволило уменьшить количество стали на одну машину. Кроме того, поскольку в начале века Америка не имела хороших дорог, надежные "форды" быстро снискали популярность, и возросший на них спрос позволил запустить конвейеры на полную мощность. Закон капиталистической экономики: качество переходит в количество.

Форду просто повезло — и это сделало его богатым. А потом еще повезло — он изобрел конвейер. А потом еще — он первым внедрил разделение операций. А потом еще — он решил, что квалифицированного работника нужно использовать только для высококвалифицированного труда, и это повысило отдачу от специалистов. А потом еще — ему пришла в голову мысль резко повысить зарплату своим работникам; к нему перешли квалифицированные рабочие с других предприятий, люди стали дорожить своим местом — и в результате качество улучшилось. К тому же эти деньги вернулись, и с лихвой: рабочие стали покупать машины Форда. А потом ему в голову пришла еще идея: снижать как можно ниже цену на машины; они стали общедоступными, и это повысило спрос и тем самым — прибыль. А потом — еще…

Да что же такое? Почему же этому американцу так везло?

Потому что Форд умел, при всех своих аналитических способностях — которые были как бы мотором его дела, — ставить перед собой нестандартные задачи, позволявшие ему обходить конкурентов с самых неожиданных сторон.

…Когда Генри Форд поставил задачу получить монолитный моторный блок с восемью цилиндрами, конструкторы дружно заявили, что в бензиновом двигателе это невозможно. Однако Форд своего задания не отменил.

Прошло полгода — разработки не дали результатов. Прошел год. Форд продолжал выделять деньги на решение непосильной задачи.

И новый двигатель, V-8, наконец был создан. Он позволил компании резко обогнать конкурентов. Может, в этом и был главный секрет Форда, некогда самого богатого человека планеты, — уметь поступать порой невероятно нелогично?

Одно время рабочие Форда жаловались, что посетители завода их отвлекают, и просили не пускать посторонних.

Не давать полюбоваться главным конвейером? Детищем компании? Только не это!

Форд распорядился сделать посещения регулярными — для школьников, студентов, гостей. Скоро работники к таким визитам привыкли и перестали их замечать. А школьники, студенты и гости становились затем обладателями "фордов".

Форд снова вступил в прямое противоречие с логикой. И снова выиграл.

Следует, однако, отметить, что "нелогичные" ходы воплощает в жизнь все-таки именно логика. Именно Форд первым всерьез занялся анализом трудовых операций, что позволило резко сократить расходы на производство автомобиля.

Используя стратегии, следует все же помнить о том, что, задаваясь лишь, скажем, "механическим" анализом, мы себя в некоторой степени ограничиваем — и потому следует посте анализа всех стратегий изучить связи МЕЖДУ стратегиями. Яркий пример неучета таких связей — Цусимское сражение. Русский флот имел технические преимущества, но бронебойные снаряды на большой дистанции теряли пробивающую мощь, в то время как японские снаряды с "шимозой" (взрывчатка, названная так в честь ее создателя, японского профессора Шимозы. — А.П .), тоже теряя скорость, прожигали этой "шимозой" броню. Для снаряда с "шимозой" скорость и калибр снаряда были не так важны. "Механический" принцип поражения противника японцы заменили на "энергетический".

Нечто подобное произошло много позже в сражении на Курской дуге. Бронированным танкам с мощной броней — "тиграм" и "пантерам" — были противопоставлены не гиганты с еще более мощной защитой, а ПТАБы — разработанные И.А. Ларионовым малогабаритные противотанковые авиабомбы кумулятивного действия. Только за пять дней Курской битвы, используя ПТАБы, летчики 291-й штурмовой авиадивизии уничтожили и повредили 422 вражеских танка.

Любопытно, что ленинградец И.А. Ларионов не был специалистом в области взрывчатых веществ. Наверное, это и помогло ему прийти к своей идее, в которой используется "чужой" подход.

Из всего этого следует сделать вывод: на этапе рассмотрения стратегий анализа надо внимательно определять не только эти стратегии, но и их взаимодействие между собой. В вычислительной технике, к примеру, этот этап носит название "определение подсистем и их интерфейсов".

 

Может возникнуть вопрос — а так ли уж нужны все эти стратегии? Все обычно решается как-то само собой, в рабочем порядке. Когда возникают проблемы, на них и ищутся ответы.

Верно. Но далеко не всегда. В программе испытаний, которые проводили на Чернобыльской АЭС, не было, в частности, указано, куда в ходе проведения эксперимента нужно отводить излишки горячего пара, так как для турбогенератора он уже не требовался (это относится к "энергетическому анализу"). Отключить систему аварийного охлаждения реактора, по мнению строившего первый энергоблок Чернобыльской АЭС Г. Медведева, можно было "только при отсутствии понимания нейтронно-физических процессов в атомном реакторе" ("физический анализ"). Пожар на крыше пожарные загасили, но о пожаре в самом реакторе никто не подумал, продукты горения и составили основной выброс ("химический анализ"). Сбрасывание мешков с песком на станцию привело к новым выбросам ("механический анализ").

Авария произошла. Далее началась цепь ее последствий, которые не были проанализированы заранее.

1. Точно установить уровень радиации и оценить степень опасности не было возможно, поскольку дозиметры оказались слабыми. Это стало причиной того, что эвакуация населения началась с запозданием.

2. Индивидуальные дозиметры на станции имелись, но находились под замком и, кроме того, не были подготовлены к работе. Борющиеся с последствиями аварии люди не имели представления, какую дозу получают.

3. Последовательность действий во время аварии заранее определена не была. Из-за этого, в частности, следующую смену никто не предупредил об опасности — и она, прибыв на станцию, подверглась облучению.

4. Система автоматического оповещения всех должностных лиц оказалась неисправной. Результат — руководство стало предпринимать действия с запозданием.

5. У вызванного на станцию медперсонала не было даже легких респираторов из ткани. Санпропускник самой станции не работал, на его дверях был замок. Вызванные врачи вынуждены были делать главным образом успокаивающие уколы — на станции не оказалось йодистых препаратов.

6. Поскольку учений не проводилось (кроме противопожарных), персонал оказался не готов к действиям в условиях радиационной опасности. Многие не знали даже, как правильно надевать респираторы из ткани.

7. Вызванные пожарные не имели понятия про радиационную защиту. Некоторые брали выброшенные из реактора куски графита в руки.

И т. д.

И т. д.

И т. д.

В результате — по данным "Гринпис" — в разной степени пострадали 12 миллионов человек.

Ущерб, несомненно, был бы гораздо меньше, если бы разработчики создали "дерево событий". Подобное "дерево" описывает все играющие серьезную роль события, которые могут произойти. Каждому элементу такого дерева эксперты должны присвоить определенный "вес" — и самые "весомые" и потенциально опасные варианты должны быть отражены в инструкциях, а также отработаны, хотя бы в учебном классе.

Но "дерево событий" создается, когда конструкция уже существует. Ему предшествует — еще на стадии создания изделия — "анализ операций" каждого работающего.

Вернемся к тому же Т-34. Командир танка руководил экипажем и одновременно был стрелком-наводчиком. Это было явно большой нагрузкой, и потому в танке Т-34—85 появился еще один, пятый, член экипажа.

Другой пример анализа операций. В Т-34 отсутствовала командирская башенка, и потому командир имел плохой обзор. Порой танки подбивались даже легкими самоходками, которые благодаря малошумности могли подобраться почти вплотную. Сделанная на Т-34—85 командирская башенка немецким самоходкам шансов почти не оставила.

Но анализ изделия на анализе операций не кончается.

Следующей стадией является выявление визуальных несоответствий, то есть поиск очевидных несоответствий в компоновке.

Какие, к примеру, выявились несоответствия в компоновке Т-34? Обнаружилось, что узкий двигатель можно поставить не вдоль танка, а поперек. Это помогло сократить длину танка, повысить его маневренность, уменьшить вес.

Но затем оказалось, что с повернутым двигателем можно также переместить башню в центр танка. Когда танк едет по пересеченной местности, танкисты раскачиваются, как на качелях, — и тем меньше, чем ближе они расположены к центру. Исходя из этих соображений, башню перенесли назад. При этом уменьшилась и вероятность того, что при преодолении препятствий пушка упрется в землю. Это позволило удлинить пушку — а значит, увеличить точность огня и пробивающую способность.

Но когда разгрузили передние катки, появилась возможность усилить лобовую броню. Новая броня имела толщину 120 мм (у Т-34 — только 45 мм).

Новый танк, Т-44, имел столь блестящие характеристики, что было принято решение всем формирующимся танковым бригадам присвоить звание гвардейских. Никто не сомневался, что это звание они оправдают.

Любопытно, что все вышеназванные изменения можно было сделать на пять лет раньше. Даже существовал такой вариант — Т-34М, но в серию уже пошел Т-34, а "лучшее — враг хорошего". Т-44 же был принят на вооружение только потому, что он вобрал в себя еще целый ряд изменений, накопленных за пятилетие.

Аналогичные "методу визуальных несоответствий" методы применяли многие конструкторы и ученые. В своих воспоминаниях о Сикорском Н.Н. Поликарпов отмечает такую особенность конструктора: Сикорский подолгу застывал пред своим аппаратом, его внимательно рассматривая. Это "вглядывание" рождало идеи. Впоследствии Сикорский тщательно проверял эти идеи логикой.

Научный метод Леонардо да Винчи в основном базировался на визуальном исследовании. Он состоял из трех элементов: "1) внимательное наблюдение; 2) многочисленная проверка результатов наблюдения с разных сторон зрения: 3) зарисовка предмета и явления, возможно более искусная, так чтобы они могли быть увидены всеми и поняты с помощью коротких сопроводительных пояснений". (Роберт Уоллэйс. Мир Леонардо.)

 

Пятая стадия анализа — анализ функций. Этот анализ может быть проведен различными методами; мы коснемся важнейших из них.

1. Первый метод — "метод выявления функциональных несоответствий", то есть поиск несоответствия в назначении деталей конструкции, мешающего действию деталей друг на друга.

Шаровая установка курсового пулемета на Т-34 уменьшала прочность лобовой брони. В Т-44 и последовавших после него танках от шаровой установки отказались.

2. Второй метод анализа функций — "использование вспомогательных функций". Обычно любое устройство выполняет и полезное, и побочное действия. Если подробно расписать все побочные действия и проанализировать их, может выясниться, что вред можно обратить в пользу. Самый простой пример — пороховые газы, которые конструкторы стали использовать для работы автоматического оружия.

Принцип этот, казалось бы, совсем прост — но вот что любопытно: в самолете МиГ-3 патрубки не просто выводили отработанные газы, а создавали при этом дополнительную тягу; в других самолетах этого не было — и это внесло свой вклад в то, что МиГ-3 являлся самым быстроходным одномоторным истребителем мира (его опережал только двухмоторный американский "Лайтнинг"). МиГ-3 на форсаже уходил от "мессершмитов"; выпуск этих самолетов пришлось прекратить потому, что заводы потребовались для выпуска аналогичных двигателей для Ил-2.

…Однажды американец по имени Шон Нельсон забрался в танк и поехал, давя людей и круша автомашины на своем пути.

Перед полицейскими возник вопрос: как быстрее обезвредить этого сумасшедшего?

Против танка нет приема. Кроме… Раз обезвредить танк в целом нельзя, то можно постараться сделать для него невозможной хотя бы какую-нибудь одну операцию. К примеру, можно набросить на стекло смотрового устройства водителя мокрую тряпку. С обычным танком это не проходит, поскольку наблюдение за дорогой осуществляет не только водитель, но и командир танка; одновременно же сидеть за рычагами и наблюдать из башни невозможно, это две разные функции.

Полицейские набросили тряпку, и танк, заехав на ограждение между дорогами, застрял. Но после этого возник вопрос: что делать дальше?

Еще одной из функций бронированной машины является забор воздуха для экипажа. Это можно использовать, запустив в отверстие для воздуха газ из газового баллончика.

Судя по документальной хронике, американские полицейские сделали что-то в этом роде. Когда Нельсон показался из танка, полицейские немедленно его застрелили.

Итак, полицейские восприняли танк не как единое целое, а как набор функций — и выбрали те, которые могли использовать в своих целях.

3. Третьим методом анализа функций является "нейтрализация вредных функций". То есть необходимо выявить вредные функции и привлечь принцип, позволяющий избавиться от их вредного действия.

Когда в 1880 году Эдисон создал достаточно долговечную лампу, он попросил руководителя своего исследовательского отдела Фрэнка Аптона спроектировать динамо. Сам Эдисон, не имея специального образования, с этой задачей никогда бы не справился. Проведя анализ, Аптон обнаружил, что самым крупным источником потерь в генераторах являются токи Фуко, бесполезно нагревающие сердечники машин. Как снизить ток при заданном напряжении? Только подняв сопротивление. Аптон поднял сопротивление для токов Фуко, использовав вместо одного большого сердечника множество изолированных друг от друга пластин. КПД первого же генератора Аптона перевалил за 90 %, тогда как никому не удавалось получить КПД выше 40–50 %.

В методе "нейтрализации вредных функций" следует: а) выявить вредную функцию; б) определить ее физическую природу; в) определить путь уменьшения функции; г) найти принцип реализации этого уменьшения.

Алгоритм прост — настолько прост, что кажется само собой разумеющимся. Однако систематическое исследование человеку несвойственно, и потому можно привести много примеров, когда выдающиеся изобретатели годами мучились с какой-нибудь побочной функцией, пытаясь одолеть ее с наскока.

При строительстве первых электромоторов выяснилось, что ток к обмоткам якоря через медные щетки и коллектор подвести трудно, почти невозможно. Во время запуска или перемены направления вращения коллектор вспыхивал от искр и через несколько минут буквально рассыпался в прах. За восемь лет совершенствования электромотора изобретатели Спрэг, Ван-Деполе, Бентли Найт, доведя до совершенства все остальные части электромотора, с проблемой щеток так и не справились.

Ответ оказался прост: если ток большой, то его надо уменьшить. Большое сопротивление дает графит (графит стоит во всех регуляторах громкости). Сопротивление графита больше сопротивления меди в 1000 раз. Но, уменьшая вредную функцию (большой ток), графит уменьшает и полезную (тот же самый большой ток). Ничего страшного — площадь контакта графитной щетки можно сделать в 1000 раз больше медной.

Приведенное решение проблемы кажется логичным — однако оно было найдено методом проб и ошибок.

4) Четвертый метод анализа функций — "анализ положительных и отрицательных функций для их наиболее рационального использования".

Этот метод — самый важный, а порой просто жизненно необходимый. Пример из истории.

После окружения советских армий под Брянском в 1941 году единственной мобильной силой на Западном фронте оказались 50 танков 4-й танковой бригады М.Е. Катукова.

Казалось, судьба Тулы, а затем и Москвы была решена. Но вдруг. О том, что случилось 6 октября 1941 года, гитлеровский генерал Гудериан написал следующее:

"Южнее Мценска 4-я танковая дивизия была атакована русскими танками, и ей пришлось пережить тяжелый момент. Впервые проявилось в резкой форме превосходство русских танков Т-34. Дивизия понесла тяжелые потери. Намеченное быстрое наступление на Тулу пришлось отложить".

Что же произошло? Танки Т-34 сражались с танками Гудериана еще в Белоруссии — но именно сейчас прославленный полководец признал их превосходство и был вынужден приостановить наступление.

Ответ на этот вопрос содержится в записи, сделанной Гудерианом чуть позже:

"Особенно неутешительными были полученные нами данные о действиях русских танков, а главное, об их новой тактике".

Вот в чем дело! Танки Т-34 стали применять иначе? Как?

Катуков прекрасно знал, что немецкие танки имеют слабую броню с бортов. Когда 6 октября немецкая 4-я танковая дивизия направилась на позиции русских стрелков, ее ждал внезапный фланговый удар. После удара Катуков сразу отвел бригаду, предпочтя сохранить ее для последующих внезапных нападений.

Катуков знал также, что узкие гусеницы немецких танков застревают в грязи, и потому танки способны в распутицу двигаться только по шоссе.

"Вечером 11 октября, когда передовые части дивизии вступили в охваченное пожаром предместье Мценска, дивизия растянулась по шоссе километров на двадцать, а приданная ей артиллерия и пехотные части оказались почти за пределами радиосвязи. Именно этот момент Катуков выбрал для нового удара. Почва с наступлением сумерек начала подмерзать, широкие гусеницы Т-34 позволяли пройти там, где тяжелые немецкие танки T-IV садились на бронированное брюхо.

Удар русских танкистов был стремительным и свирепым. Немецкая колонна оказалась рассеченной на части, которые затем были методично уничтожены". (Алан Кларк. Москва 1941 года.)

Похоже, что танки Т-34 смогли "в резкой форме" проявить свое преимущество потому, что Катуков тщательно проанализировал слабые и сильные стороны немецких и советских танков — другими словами, провел анализ функций.

Танки Т-34 превосходили немецкие и в скорости. Немецкий офицер-танкист написал после атаки Катукова:

"Но когда у противника танк лучше, это — страшно. Ты даешь полный газ, но твой танк слишком медленно набирает скорость. Русские танки такие быстрые, на близком расстоянии они успевают взмахнуть на холм или проскочить болото быстрее, чем ты можешь развернуть башню".

Вот бы использовать это свойство с самого начала боев! Но, судя по мемуарам, многие крупные советские военачальники вплоть до 1945 года считали, что танк во всех обстоятельствах обязательно должен сопровождаться пехотой. Вот и шел Т-34 со скоростью 7—10 километров в час, представляя из себя прекрасную цель.

Танки Т-34 имели и более мощную пушку, чем у немцев — но, согласно предвоенной наступательной доктрине, танки посылали в непрерывные атаки, когда гораздо выгоднее было уничтожать противника издали и из засад, не подвергаясь риску быть пораженными. "Опыт боев на Украине, и в частности именно этот бой под Клеванью, впервые заставил меня задуматься над вопросом использовании тактики танковых засад. Эта тактика впоследствии в боях под Орлом помогла нам с малыми силами нанести серьезный урон 24-му танковому корпусу Гудериана", — писал Катуков в своей книге "На острие главного удара".

Увы, но в войну Красная Армия вступила с предвоенным лозунгом "Малой кровью, могучим ударом". 22 июня в войска была отправлена директива — перейти в контрнаступление. Не выяснив главных направлений продвижения противника, не организовав оборону, не обеспечив пехоту и артиллерию необходимым для наступления числом грузовиков и лошадей, не дав подготовить планы наступления. Совершенной неожиданностью для танкистов оказались немецкие противотанковые ружья, которые с малых дистанций легко поражали танки с тонкой броней.

В книге "Неизвестный Жуков" Б. Соколов пытается восстановить картину тех дней:

"Контрнаступление Юго-Западного фронта началось 23 июня при значительном перевесе советской стороны в людях и, особенно, в танках. Всех танков в войсках фронта насчитывалось 4201. Одних новейших Т-34 и КВ было 761… К 30 июня Юго-Западный фронт безвозвратно потерял 2648 танков — почти две трети тех, что имел к началу войны. А к 9 июня потери возросли до 3464 машин, и танков в строю у советской стороны почти не осталось".

В 1943-м году, на Курской дуге, получив приказ перейти в контратаку, Катуков осмелился возразить самому главнокомандующему:

"По-моему… мы поторопились с контрударом. Враг располагает большими неизрасходованными резервами, в том числе и танковыми.

— Что вы предлагаете?

— Пока целесообразно использовать танки для ведения огня с места, зарыв их в землю или поставив в засады. Тогда мы могли бы подпустить машины врага на расстояние триста — четыреста метров и уничтожить их прицельным огнем.

Сталин некоторое время молчал .

— Хорошо, — сказал он наконец. — Вы наносить удар не будете". (М.Е. Катуков. На острие главного удара.)

И немецкий меч разбился о щит танков Катукова.

1943-й год. А должен был быть 1941-й.

Итальянский сказочник Дж. Родари в книге "Грамматика фантазии" рассказывает, как он учил детей "анализу функций":

"Характерной чертой гения Леонардо, является то, что он впервые в истории стал рассматривать машину не как что-то органически целое, а как сочетание более простых устройств.

Леонардо да Винчи "расчленил " машину на единичные элементы — "функции"; так, например, он специально изучил "функцию " трения, что позволило ему сконструировать подшипник, шариковый и конусный, он даже придумал устройство, которое стало производиться лишь в самое последнее время для гироскопов, применяемых в авиации".

Есть в книге Д. Родари еще один любопытный метод — "анализ исходных материалов":

"Из характерных особенностей данного персонажа, будь он уже знакомым… или только что придуманным (как только что пришедший мне на ум человек из стекла), можно логически вывести и его приключения …

Анализ материала, в данном случае стекла, подскажет, с какой меркой мы должны подходить к нашему герою.

Стекло прозрачно. Стеклянный человек прозрачен. Можно читать его мысли… Он не может говорить неправду, это сразу бы увидели; один выход — найти шляпу…

Стекло хрупкое. Раз так, то, значит, дом стеклянного человека должен быть весь обит чем-нибудь мягким. Тротуары будут застелены матрацами. Рукопожатия отменяются (!). Тяжелые работы — тоже. Врачом в подлинном смысле этого слова будет не медик, а стеклодув.

Стекло может быть цветным. Стекло можно мыть. И так далее".

Анализ исходных материалов порой бывает полезен. В самом деле, какая бы блестящая идея ни посетила нашу голову, она бесполезна, если мы не можем воплотить ее в жизнь.

Подобный анализ труден по чисто психологическим причинам. В ходе эволюции человек привык решать задачи в терминах препятствий, а не в терминах средств. Это понятно: еще в недалеком прошлом задача могла нести смертельную опасность, человек привык искать ХОТЬ КАКОЙ выход, то есть те особенности преграды, которые помогли бы эту преграду немедленно преодолеть. Но нашей жизни ничего не угрожает; и потому мы можем осмотреться: что мы имеем для решения задачи?

Поскольку вспомнил Леонардо да Винчи, мы также прибегнем к примеру из итальянской истории.

Галилей вел астрономические наблюдения при помощи подзорной трубы, которую сам и изготовил. Строго говоря, идея подзорной трубы принадлежала не ему. Находясь в Венеции, Галилей услышал, что какой-то голландец преподнес местному правителю Морису Нассаускому трубку" которая по-зволяла ясно видеть отдаленные предметы, словно они находятся вблизи. Галилей стал размышлять, как мог быть устроен этот "волшебный снаряд", и, не зная никаких подробностей, все-таки догадался — по сути, используя метод анализа исходных материалов.

"Вот, — говорил Галилей, — каким было мое рассуждение. В устройство снаряда должны входить стекла, одно или многие. Одного быть не может. Стекло может быть или выпуклое, то есть более толстое в середине, или вогнутое, то есть тонкое в середине, или, наконец, с параллельными поверхностями. Стекло последней формы не уменьшает и не увеличивает видимых предметов; вогнутое их уменьшает, выпуклое увеличивает, но кажется смутным и неясным. Значит, одно стекло действия произвести не может; переходя к сочетанию двух стекол и зная, что стекла с параллельными поверхностями ничего не изменяют, я заключил, что от соединения его с тем или другим из остальных родов стекол также нельзя ждать действия. Поэтому я сосредоточил опыты на том, чтобы исследовать, что произойдет от соединения этих двух стекол, то есть выпуклого и вогнутого, и достиг результата, которого искал".

Галилей открыл горы на Луне, четыре спутника Юпитера, фазы у Венеры и пятна на Солнце. Каждое из этих открытий в отдельности могло бы сделать его имя бессмертным.

Всего этого он добился благодаря искусству "анализа исходных материалов".

А вот пример из нашей истории. В 1920-х годах на Балтийском заводе в Ленинграде начали проектировать лесовозы — чуть ли не первые после революции. Естественно, обсуждался вопрос, какой двигатель выбрать. Известно, что дизель значительно экономичнее паровой машины; по этой причине паровые машины в 1920-е годы уже доживали свой век. Тем не менее конструкторы Балтийского завода все же предпочли пар, и вот почему. Лесовозы должны были доставлять лес из Архангельска в Англию. В Архангельске не было нефтяного топлива, к тому же, выгрузив лес в Лондоне, корабль должен был идти обратно с балластом — таким балластом и стал дешевый английский уголь, который судно использовало в следующем рейсе.

 

Перед решением любой задачи полезно прежде всего прикинуть: что имеется? И составить перечень — но не только материалов, но и их возможных функций. Любой анализ исходных материалов в конечном счете — тот же анализ функций.

Зададимся, к примеру, следующим вопросом: что можно предложить для того, чтобы предотвратить снос морских буровых вышек ледовыми полями? Это довольно сложная проблема — но посмотрите, как легко генерировать идеи, если мы составим список элементов, находящихся в нашем распоряжении, и свойств этих элементов. Элементов немного — вода, воздух, нефть и попутный газ, но, подробно расписав их свойства, мы можем сразу найти целую серию решений.

Первое — вода. Что делает вода? Поддерживает лед. Отсюда первая идея — использовать твердую металлическую камеру, которая, попеременно наполняясь водой и воздухом, вспарывала бы лед снизу.

Ломать лед можно и сверху — наполняя емкость водой, на манер ледокольного судна.

Какие еще свойства у воды? Она соленая. Можно лить воду на состоящий из пресной воды лед — от соли он растает быстрее.

Вода упругая — это дает возможность разбивать лед из водяной пушки.

Какие свойства у льда? Он крепкий. Это значит, что можно прибуксировать айсберг и поставить его на якорь с направления движения льда. Вместе с тем лед рыхлый там, где он находится в воде. Можно поставить подводный винт, который бы разрыхлял подводную часть льда, — подобный метод прежде использовали на некоторых ледокольных судах.

Лед способен плавать только на поверхности. Отсюда идея ограждений в виде огромного буя. Наползая на буй передней частью, задней частью льдина остается в воде — и ломается на более мелкие части.

Какие свойства у газа? Он горит. Можно использовать газовую резку.

Итак, мы буквально за несколько минут получили целый ряд вполне действенных идей.

 

Иногда в общий анализ включается этап анализа физических принципов. Зачем нужен этот этап?

В Первую мировую войну американцы столкнулись с такой проблемой — судно, на которое сбрасывается много бомб, не тонет. За советом обратились известному изобретателю (позднее — консультанту по военным делам при правительстве США), бывшему русскому военному летчику А. Северскому.

Ответ А. Северского был следующим — бомбы надо сбрасывать не на корабль, а… рядом с кораблем. Ударная волна распарывает швы, и корабль идет ко дну.

Подобный совет мог дать человек, хорошо знавший физические принципы.

К сожалению, о необходимости рассматривать физический принцип частенько забывают. Во время Второй мировой войны конструкторы тяжелых танков были озадачены тем, что даже самая мощная броня не спасала танковые экипажи — от внутренней части танковой брони откалывались осколки и поражали людей. Ударная волна, проходя по броне, составляла узлы и пучности, — из-за этого и отскакивали кусочки брони. Явление это было неожиданностью для конструкторов. С этой проблемой они тогда не справились толком (активная защита появилась много позже), а вот в самолете Ил-2 против этого явления были предприняты специальные меры. Бронеспинку делали не из одного толстого листа брони, а из двух более тонких. Ударная волна первого листа не проходила во второй лист. Это внесло свою лепту в легендарную живучесть "илов".

Конструкторы Ил-2 учли свойства ударной волны — но, к сожалению, не учли в полной мере другого физического принципа, и очень важного, — центра тяжести. Летчики столкнулись с тем, что прицельная очередь уходила ниже цели. При исследовании выяснилось, что виноват длинный магазин к авиационной пушке. Самолет стрелял в наклонном положении, магазин опустошался, центр тяжести самолета менялся, и нос опускался вниз. Немного, но достаточно, чтобы сбить прицел. Пришлось менять пушку — на ту, для которой снаряды располагались в крыле.

Хотя понятие "центр тяжести" занимает относительно небольшое место в учебниках физики, в технике оно играет огромную роль. О связанных с центром тяжести причудах техники можно написать отдельную книгу; мы ограничимся только несколькими примерами.

Перед Первой мировой войной на вооружение русской армии поступила "горская шашка". Автор ее, Горский, решил сделать шашку, которой можно было бы и колоть, и рубить. Шашка была изогнутой, как и прочие шашки, но рукоятка и кончик шашки находились на одной оси, что позволяло вонзать оружие в противника.

Однако в армии шашку сочли неудобной, и от нее со временем отказались. Что же было причиной неудобства? Изгиб шашки был впереди ее оси, а это значит, что центр тяжести тоже располагался впереди оси, хотя у шашки центр тяжести должен быть сзади. Вспомним топор с его изогнутым назад топорищем. То, что центр тяжести у топора находится позади, позволяет легко его направлять.

По сути, объединив шашку и палаш, Горский произвел "анализ функций" — но не сделал анализа физического принципа. Потому-то идея и оказалась негодной.

Там, где может вмешаться физический принцип, надо: 1) точно его определить; 2) подробно расписать все формы проявления этого принципа; 3) найти потенциально опасные или полезные формы; 4) привлечь уже известные принципы для борьбы с опасными формами и использования полезных.

Пример — задача уменьшения ущерба от землетрясений.

Первый этап . Сейсмическая волна — это такая же волна, как и всякая другая. Физический принцип явления — распространение волны.

Второй этап . Формы проявления волновых свойств — наложение и вычитание, огибание, пучности и узлы, резонансные и колебательные свойства, отражение, изменение угла и скорости при переходе сред.

Третий этап . Пытаемся найти среди форм проявления физического принципа потенциально полезные. К примеру, возьмем колебательные свойства.

Четвертый этап . Минареты в Средней Азии строят с полукруглым фундаментом, который покоится на полукруглом ложе. Между ложем и фундаментом есть слой из сухих веток. Приняв удар, минарет отклоняется, а затем, колеблясь, постепенно освобождается от энергии. Тогда как энергия волны с кнута срывается с резким щелчком, минарет, став резонансной системой, становится ловушкой для волны. Колебательные свойства сейчас используется при строительстве японских небоскребов (хотя вряд ли японские строители позаимствовали этот метод в Средней Азии).

Можно на третьем этапе выбрать другую форму — "отражение". Мы знаем, что волны отражаются от поверхностей. Это значит, что зданию мало что будет грозить, если оно будет покоится на массивной плите. Сейсмическая волна отразиться от плиты. Не в этом ли заключается разгадка тайны баальбекских плит? В Баальбеке храмы наверняка строили навечно.

Можно на третьем этапе выбрать и "наложение". Вспомним, как морские волны, дойдя до волноломов, меняют направление и начинают друг друга гасить. Полагают, что подобный принцип использовали древние зодчие. Иначе не объяснить уходящие глубоко в землю стены, сужающиеся к концам. Волны, накладываясь друг на друга в здании, могут вызвать негативный эффект. Значит, стенам здания нужно придать одинаковую толщину, а само здание не должно менять профиль по ходу распространения волны (то есть у большого здания не должно быть маленьких пристроек).

 

Анализ физических принципов подразумевает и анализ формул. Наверняка при слове "формулы" у читателя свело or скуки скулы — но вспомните, как в "Букинисте" вы листали книгу "Космонавтика" и обливались слезами — как же все это безумно интересно! Сухие формулы, которые вам приходилось зубрить в институте, обрели плоть и кровь. Как оказалось, с их помощью можно рассчитать фотонный двигатель, космический парус и еще много чудесных вещей. Почему же в институтах, думали вы, эти формулы не привязывали к конкретным интересным проектам, чтобы оживить этим непонятные криптограммы?

Мы не сделаем этой ошибки. Мы "привяжемся" к конкретным случаям.

Начнем с космонавтики.

1. Существуют проекты ионного, электрического, магнитоэлектрического и других двигателей. Их изобретатели предлагают на этих двигателях долететь до Марса, Венеры, Юпитера и так далее. Но мы знаем, что для полета на Марс требуется скорость не меньше второй космической. Потому и летают на жидкостных ракетах. На ионах и электричестве такой скорости не разовьешь…

Или разовьешь? Формула скорости V=at; время t у нас бесконечно. Достаточно небольшого, буквально микро-скопического ускорения а, чтобы со временем ракета разогналась до ураганных скоростей. Проблема лишь в том, чтобы все долгое время разгона это ускорение оставалось. Изобретателю следует продумать, как он будет получать ионы — от Солнца, батареи или от чего-либо еще.

Этим примером мы хотели продемонстрировать присутствующую в большинстве формул ПРЯМУЮ ЗАВИСИМОСТЬ. Она не так проста, как это кажется на первый взгляд. Непростой ее делают составляющие формулу элементы.

Приглядитесь к формуле V=at. Какими разными являются ее составляющие! Время t увеличивается, оно полно жизни, динамики, развития, энергии. Ускорение же а — это всего лишь коэффициент между скоростью и временем. Оно мертво, безжизненно и, как космос, холодно. Время увеличивается само; чтобы увеличить а, надо много потрудиться.

Чуть изменим формулу, представив ее в следующем виде: a=V/t. Из этой новой формы, похоже, следует, что ускорение само уменьшается со временем. Ух, как интересно! А не открыли ли мы какую-нибудь новую закономерность?

К сожалению, не открыли. Скорость V в данной формуле — это не мертвый коэффициент. Если тело движется в пространстве с ускорением, то с увеличением времени t меняется и скорость V — то есть ускорение а остается постоянным.

Действительно, изучать формулы надо только по таким книгам, как "Космонавтика". Не потому, что это интересно, а потому, что это правильно.

2. Теперь перейдем к КВАДРАТИЧНОЙ ЗАВИСИМОСТИ.

Русский оружейник Федоров потратил много сил на переход русской армии с оружия калибром 7,62 миллиметра на оружие калибром 6,5 миллиметра. Казалось бы, один миллиметр разницы — стоит ли ломать копья? Но лобовое сопротивление пули, помимо прочего, пропорционально площади среза, а площадь считается по формуле pR2. А это значит, что с уменьшением радиуса площадь падает не настолько же, а существенно больше. Если калибр падает на 13 процентов, то площадь падает на четверть — а это весьма солидно.

По аналогичной причине, в частности, авиаконструкторы и стремились сделать "радиус" самолета (мидель) как можно меньшим. Как и создатели авиадвигателей мидель мотора.

Из всего сказанного можно сделать вывод: если в формуле есть квадратичная зависимость, ради параметра с этой зависимостью следует бороться не покладая рук. Если зависимость кубическая — ради нее можно идти на любое преступление. Конечно, не наказуемое.

3. ЭКСПОНЕНТА по своей подлости сравнима только со старухой Шапокляк. Подтвердим это обвинение примером.

Прочность стальных деталей при нагрузках падает по экспоненте — но до определенного момента, когда сталь, несколько утратив от первоначальной прочность, не приобретает фиксированной твердости.

Вот привычка к такому характеру изменения прочности и подвела английских конструкторов. Алюминиевые "Кометы" — первые в мире реактивные лайнеры — падали вместе с пассажирами, поскольку англичане не учли, что у алюминия экспонента опускается очень низко. Во Вторую мировую алюминиевые бомбардировщики англичан летали без разрушений корпуса — но для послевоенных лайнеров потребовалась герметизация салона. Разница давлений на стенки лайнера со стороны атмосферы и со стороны салона, нагружая алюминиевый корпус рейс за рейсом, и погубила несколько крылатых машин.

На предварительных же испытаниях алюминий вел себя неплохо — поскольку эти испытания затрагивали еще только верхнюю часть коварной экспоненты, по которой точно просчитать дальнейшее ее поведение было нелегко.

4. У большинства читателей, без сомнения, со школы аллергия на формулы, поэтому мы и ограничим вышеизложенным разговор о формулах. Всем прочим — если они того пожелают — советуем посмотреть в курсе физики, как необычно ведут себя различные составляющие формул. Часто формула — это настоящая казацкая вольная республика, где каждый заявляет о праве жить по своим законам. Одни составляющие формул желают использоваться только в виде постоянных величин, другие — в виде моментальных значений, третьи не признают отрицательных значений, четвертые могут быть только коэффициентами, тогда как пятые могут служить аргументами функций — и так далее.

Все это говорит о том, что при изучении формул надо в первую очередь изучать смысл физических явлений, которые эти формулы обозначают. Смысл достаточно ясно виден только на примерах.

 

Кроме анализа физических принципов иногда полезно сделать анализ на физический принцип. Вместо обычного, привычного метода иногда куда лучше работает какой-нибудь принцип из учебника физики. Примером могут служить хотя бы газовые рули на ракетах фон Брауна, использованные немецким конструктором вместо привычных механических рулей.

У самолета Ил-62 передняя кромка крыла имеет "изломанный" вид. В чем смысл этого излома? При переходе на стреловидное крыло обнаружилось, что поток встречного воздуха идет не под крыло, а скользит по крылу, срываясь с его конца. Чтобы загнать воздух под крыло, стали использовать перегородки. Но на пассажирском лайнере такие перегородки были бы слишком велики. Тогда обратились к физическому принципу. Излом на крыле создавал большой воздушный вихрь, препятствующий движению воздуха вдоль крыла.

 

Следующая стадия анализа — определение границ. При анализе следует помнить, что каждое правило имеет свои границы применения.

Во время операции по спасению экипажа подводной лодки "Курск" среди прочих удивительных сообщений прессы дважды промелькнуло утверждение, что капитан якобы хотел положить лодку на грунт. Позднее часть родственников погибших отказались принять участие в траурной церемонии, считая, что команда сама положила лодку на дно, и ее еще можно спасти. Ограничиваясь чисто технической стороной этой трагедии, заметим, что лодку, подобную "Курску", на дно класть было просто нельзя — поскольку после этого она вряд ли могла бы всплыть. Архимедова сила выталкивает вверх тело только потому, что давление воды на тело снизу больше давления сверху (эта разница появляется из-за разности в весе столба воды на разных глубинах). Если снизу не вода, а илисто-песчаный грунт, давить снизу нечему — остается лишь груз воды, которая с большой силой прижимает лодку к грунту! Лодки с круглым сечением, лежащие на небольших глубинах и на твердом грунте, могут всплыть без особых помех — но в случае с "Курском" все было иначе.

Это типичный пример "граничных условий" — в данном случае, области действия закона Архимеда. Ошибка прессы и родственников вполне объяснима — в школьном учебнике физики этот момент не освещен, поскольку учебник имеет склонность к формулам, а не к качественным процессам.

Другой пример граничных условий. Во время пожара на Останкинской телебашне пожарным мешало то, что проходы были очень узки. Архитекторы могли бы провести совсем небольшое исследование, чтобы найти оптимальные величины проходов. Английский ученый Дж. Джонс опубликовал в своей книге специальное исследование, посвященное проходам. Он установил, что любой человек с полным комфортом может пройти проход шириной 62,5 сантиметра. Меньшее расстояние допустимо — но это уже не свободный проход, и потому он имеет ограничения на применение: 40 сантиметров — касание стены, 37,5 сантиметра — придется повернуться, 35 сантиметров — проход преодолевается с трудом — с выдохом, приподниманием на цыпочки, поднятием плеч и локтей.

Французский архитектор Корбюзье, изучив этот вопрос установил, что 50 сантиметров стандартного прохода в средствах транспорта вполне достаточно, чтобы прошел человек любой комплекции, расстояние же шириной всего в 1 метр 83 сантиметра, то есть в человеческий рост, позволяет пройти большой толпе. Поскольку жилье связано с жизнью человека, Корбюзье рассчитал архитектурные размеры и пропорции в соответствии с человеческими размерами и пропорциями и неукоснительно руководствовался ими, создавая проекты зданий.

В конце 1940-х Корбюзье приступил к проектированию "жилого комплекса" — гигантского здания, в котором жилье размещалось вместе с предприятиями бытового обслуживанием и частично — с небольшими предприятиями. Подобная планировка освобождала окружающее пространство для зелени, расстояние до работы сокращалось до минимума. Но при проектировании столь массивного сооружения возникла проблема: население "жилой единицы" примерно в одно и то же время должно было отправиться на работу. Следовало сделать широкий проход, однако Корбюзье сделал его шириной всего в 1 метр 83 сантиметра, несмотря на критику других архитекторов. И оказался прав. В проходе к "жилой единице" действительно никогда не возникало заторов.

В начале 2000 года в авиакатастрофе погиб известный журналист Артем Боровик. Журналистских версий на эту тему было много, но с технической точки зрения этот случай также довольно хорошо подпадает под понятие "граничные условия". Когда самолет резко взлетает (а как показало расследование, колесо злополучного самолета оторвалось от взлетной полосы раньше, чем нужно), угол атаки может достичь критических углов, когда воздушный поток уже не обтекает крыло, а резко срывается с верхнего края, образуя вихри. Это снижает подъемную силу самолета. Если при этом двигатели расположены за крылом, как в случае с Як-40, это завихрение приводит к неустойчивой работе двигателя. Но этим неприятности не кончаются. 70 процентов подъемной силы крыла создает разряжение над его верхней частью. Воздушный вихрь "выключает" заднюю часть крыла, и самолет проседает хвостом, отчего турбулентный поток налетает уже на рули высоты — если они расположены сверху, как и было в Як-40. Рули высоты становятся неэффективными, и машина попадает в режим "глубокого срыва", выход из которого невозможен. Самолет теряет скорость и начинает падать подобно листку дерева (что и было в случае со злополучным Як-40). Впервые подобный эффект проявился 3 июня 1966 года во время сертификации английского самолета "Трайдент". Четыре летчика-испытателя погибли.

Позднее гибли и другие летчики. Создатели "Трайдентов" вынуждены были внести в конструкцию специальные изменения, которые препятствовали бы слишком резкому взлету; но порой пилоты отключали эти предохранительные устройства, поскольку они вызывали неудобства.

Расследование так и не выявило конкретную причину катастрофы Як-40. Возможно, какой-то одной причины и нет — просто граничные факторы, сами по себе достаточно безобидные, наложились друг на друга.

Из этой катастрофы следует сделать вывод, что граничные условия нужно определять не только в отдельности, но и в комплексе, как наложение малозначимых отклонений (ранний взлет, нерегламентное отклонение предкрылков, отсутствие обработки крыльев средствами против обледенения и т. д.).

Следующим этапом исследования может быть вероятностный и статистический анализ.

Танк во время Второй мировой войны бронировали одинаково по всей высоте, пока кто-то не установил, что по разным причинам 90 процентов попаданий происходят выше одного метра. Это означало, что броню сверху можно было усилить за счет брони снизу.

В вероятностном анализе иногда может применяться теория вероятностей, но с рядом оговорок, которых преподаватели обычно не делают.

Теория вероятностей имеет весьма малое отношение к вероятностям реальной жизни. Теория базируются на бесконечных выборках и законах больших чисел; в жизни же бесконечного числа проб, конечно, никто не делает. Если вероятность поражения самолета российской ракетой равна, скажем, 0,95, а американской — 0,9, сделать вывод, какая из них лучше, нельзя, поскольку число испытаний могло быть разным, как и условия эксперимента.

Непонимание ограниченности теории вероятностей может преподнести самые разнообразные сюрпризы. К примеру, если вероятность неисправности составляет 1 процент, это не значит, что она ничтожно мала. На самом деле она чудовищно велика — из 100 случаев практически гарантировано возникновение одной неисправности. Мало того — эта неисправность может проявить себя не в сотый раз, а в первый. При этом из 100 случаев все 100 могут привести к неисправности. Теория вероятностей рассматривает бесконечные выборки; при 100 000 000 выборках вероятность в конечном итоге действительно может оказаться 1 процент.

Из всего этого следует сделать вывод, что изделие должно быть настолько надежным, чтобы о вероятности речь вообще не шла. Любая "вероятность" имеет причину — ее и надо отыскать. Проверьте "люфты", зазоры, возможность попадания посторонних предметов, износ со временем, поведение болтов при вибрации, возможность интенсивной или неправильной эксплуатации.

Что касается случая с танком, то 90 процентов тоже имеют объяснение — неровности земли, которые берут на себя часть снарядов, а также правило, содержащееся в учебниках по тактике, предписывающее стрелять из-за возвышенности.

Итак, вероятностный анализ — это не использование формул, а статистическая обработка всех данных эксперимента и последующие выводы для внесения необходимых изменений в конструкцию.

Теперь рассмотрим использование в анализе эксперимента.

В качестве примера хотелось бы привести научную деятельность русского ученого Д.К. Чернова (1839–1921), основоположника металловедения и теории термической обработки стали. Его имя сейчас можно найти не во всяком словаре — однако если бы не этот человек, Россия в конце XIX века могла бы катастрофически отстать от других европейских стран в области металлургии, а следовательно, и в сфере вооружений.

На Всемирной парижской выставке директор одного из крупнейших металлургических заводов Франции Монгольфье сказал:

"Считаю своим долгом открыто и публично заявить в присутствии стольких знатоков и специалистов, что наши заводы и сталелитейное дело обязаны своим настоящим развитием и успехом в значительной степени трудам и исследованиям русского инженера Чернова".

Историк науки Лев Гумилевский пишет о Чернове:

"Он первым начал вводить науку в технологические процессы".

Первая эпохальная работа, проделанная Д.К. Черновым, обязана своим появлением перевооружению армии после поражения в Крымской войне. При изготовлении крупнокалиберных орудий в России часть стволов по неизвестной причине при выстреле разрушалась. Удивительным при этом было то, что все стволы изготовлялись примерно по одному технологическому процессу, однако одни выдерживали десятки выстрелов, другие же разрушались еще при ковке, рассыпаясь под молотом на части. Разобраться в этом явлении и было поручено совсем молодому в те годы инженеру Чернову.

Прежде всего инженер начал с внимательного изучения процесса. Он проводил у печей дни и ночи, учился у опытных рабочих определять температуру по цвету стальной поковки.

В ходе исследований выяснилось, что сталь с крупными зернами на изломе имеет меньшую прочность, чем сталь с мелкими зернами. За этим экспериментом последовали другие. Оказалось, что ковка не влияет на внутреннюю структуру металла (ковкой уплотняли заготовки, убирая внутренние пустоты).

Следующим экспериментом стала ковка при разных температурах. При этом обнаружились изменения в структуре. Мало того — каждому сорту стали соответствовала определенная температура.

Изучая эти температуры, Чернов определил две самые критические. Первая температура, которую он назвал "точка а", отличалась удивительным свойством: понемногу темнеющая при остывании масса вдруг снова раскалялась, как бы вспыхивала и потом снова начинала темнеть, но уже до конца. Такое явление наблюдалось не всегда; при быстром охлаждении его не было.

Непонятная вспышка требовала объяснения. Чернов предположил, что при этой температуре сталь претерпевает какое-то внутреннее преобразование.

Чернов провел еще один эксперимент — он приказал закалить две болванки: прошедшую критическую точку и не прошедшую. Болванка, не прошедшая критическую точку, закалки не приняла, оказалась мягкой. Это было первое из многих открытий Чернова.

Чернов повторил эксперимент десятки раз и убедился, что ошибки не было.

Но это не решило главный вопрос — почему сталь получается то крупнозернистой, то мелкозернистой. Многие полагали, что для получения мелкой зернистости нужно усилить давление на сталь при ковке. Эксперименты мало соответствовали этой теории, но Чернов внимательно стал ее проверять. И нашел ключ к решению — "точку b", которая стала вторым его открытием. Эта точка тоже соответствовала определенной температуре. Металл при ковке остывал, и в какое-то время наступал малозаметный момент, когда поверхность начинала словно морщиться и лущиться. Отмечали это, конечно, и до Чернова, но только он зафиксировал для себя эту точку и начал проводить с ней эксперименты.

Выяснилось следующее. Сталь, которую нагревали не доходя до "точки а", не закаливалась совсем. Сталь, прошедшая "точку а", но не достигшая "точки b", начинала принимать закалку, "но по виду излома можно заключить, что в ней не совершается еще заметной перегруппировки частиц", отчего и после быстрого, и после медленного нагрева структура стали оставалась такой же, что и до нагрева. После же нагрева выше "точки b" происходила быстрая перегруппировка частиц; сталь образовывала аморфную воскообразную массу, которая при быстром охлаждении ниже "точки b" оставалась без перемены аморфной. При медленном же охлаждении масса начинала кристаллизоваться, то есть снова распадалась на отдельные зерна.

Из новой стали начали делать не только стволы крупнокалиберных орудий, но и стволы винтовок Мосина, пулеметов "максим", вагонные оси, колеса, корпуса судов и броневые плиты…

Вскоре перед Д.К. Черновым встала новая задача. Генри Бессемер открыл новый способ получения стали. Изобретатель гидравлического пресса и нового метода золочения бронзовой пылью различных изделий, Бессемер пришел в металлургию из другой области и, не обремененный традиционными представлениями, как бы между делом революционизировал металлургию. Для изобретенного им орудия требовалось отлить сталь более дешевым и быстрым способом, чем тот, что применялся, и он стал продувать чугун в тигле воздухом, чтобы усилить реакцию окисления углерода.

В первых же своих опытах Бессемер обнаружил, что при продувании сгорающие примеси — углерод, марганец и кремний — быстро выгорают, значительно повышая температуру. Это повышение резко снижало потребности в горючих материалах. Но… при воспроизводстве в России конвертера Бессемера обнаружилось, что сталь получается разного качества. Почему?

Этим вопросом занялся Чернов. Первым делом он решил определить наилучший способ наблюдения процесса и выбрал спектроскоп. Изменения в спектре позволили ему четко фиксировать превращения в ходе плавки стали. Этих превращений оказалось четыре. Примеси сгорали в разное время, что меняло характер и режимы плавки.

И вскоре установил, что: в плохом качестве стали, полученной бессемеровским методом, виноваты большое количество кремния и "слишком горячий ход процесса при перегретом чугуне". Чернов определил и те режимы, которые требовались для русского малокремнистого чугуна.

Однажды ученик Чернова подполковник Берсенев привез из Англии большой стальной кристалл, из усадочной пустоты стотонного слитка. Такой кристалл, не встречая препятствий для своего роста со стороны других кристаллов, достигает больших размеров, причем его форма не искажается. На заводе этим кристаллом никто не заинтересовался, и англичане охотно подарили его Берсеневу.

Сейчас изображение этого кристалла можно видеть, наверное, во всех учебниках по сталелитейному делу. Этот кристалл помог Чернову понять образование внутренней структуры стали:

"Одно вещество, более мягкое, более углеродистое, бросает оси, а другое, менее углеродистое, оставаясь в то время еще жидким, тотчас же вслед за тем облепляет ростки".

Из чисто теоретического вывода Чернов сразу сделал практический вывод: для лучшего уплотнения стали наряду с применявшимся способом прессования жидкой стали он разработал метод разливки во вращающиеся изложницы "В самом деле, если при отливке стали в изложницу эту последнюю приводить в быстрое вращательное движение, то растущие нормально к поверхности изложницы разрывные кристаллы не в состоянии будут так сильно развиваться, как это имеет место при спокойном росте, и сталь будет нарастать гладкими, аморфного сложения слоями".

Но и найдя этот метод, Чернов не прекратил научных исследований. Немецкий промышленник Крупп, воспользовавшись "точками Чернова", стал выплавлять сталь, не худшую, чем в России, а затем — и лучшую. А Крупп выпускал и снаряды.

Русский ученый решил выяснить, почему немецкие снаряды оказались лучше русских. Он надрезал снаряд Круппа вдоль так, чтобы потом при помощи клиньев получить правильный его излом. Для анализа требовался не срез, а именно излом. При этом обнаружилась удивительная вещь — внешняя оболочка снаряда резко отделялась от внутренней, причем местами могла совершенно отделяться. Отсюда был сделан вывод, что закалке подверглась лишь внешняя часть снаряда и этой закаленной оболочке придавали не очень прочную связь с внутренней массой. Благодаря этому при ударе о препятствие трещины не распространялись внутрь снаряда и он не разлетался на куски.

Такая идея была совершенно неожиданной — чтобы снаряд меньше разрушался, создать в снаряде сравнительно непрочный слой.

Разгадав главный принцип крупповских снарядов, Чернов предложил свой метод — путем подбора скорости охлаждения и повторных охлаждений получить не одну простую корку твердой стали, а двойную.

Это был совершенно иной принцип, чем у Круша, но в какой-то мере навеянный крупповским снарядом.

Чернов провел опыт с однннадцатидюймовым снарядом.

После нагрева снаряд был погружен в холодную воду на две минуты, затем вынут из воды на полминуты, вторично погружен в воду на три четверти минуты и опять вынуть на полминуты, в третий раз погружен в воду на одну минуту и опять вынут на двадцать секунд, затем его перенесли в горячую ванну с температурой сто восемьдесят пять градусов, где он оставался двадцать минут.

Температура ванны поднялась за это время до двухсот тридцати градусов, и снаряд уже имел по всей массе одинаковую температуру. Зарытый потом в сухую теплую золу, он остывал в течение двадцати четырех часов.

Все эти тщательно рассчитанные температуры и скорости охлаждения и отпуска сделали свое дело: положенный боком на наковальню пятитонного молота, снаряд этот выдержал пятнадцать полных ударов совершенно без всяких повреждений, даже без вмятин в точках удара. Между тем снаряд Круппа разбился при повторном ударе этого пятитонного молота.

Русские снаряды превзошли снаряды Круппа.

Удивительнейшие когда-то были времена — один русский ученый вел поединок со всем миром. И ни разу не проиграл.

Потом возникла новая проблема, которую Чернов снова удачно решил. Каналы стальных орудий рано или поздно выгорали; это считали неизбежным — но когда профессору Михайловской артиллерийской академии А.В. Гальдони один из слушателей задал вопрос "Почему выгорают каналы в стальных орудиях?", он вдруг понял, что с научной точки зрения этим вопросом никто серьезно не занимался. Этот вопрос мало освещался и в зарубежной литературе. А.В. Гальдони обратился к преподававшему в той же академии Д.К. Чернову.

Судя по тому, что в том же году Чернов начал читать курс о выгорании каналов в стальных орудиях, ответ был найден очень скоро. По докладу, сделанному ученым много позже, можно восстановить методику его поиска. От частной задачи он перешел к общей — исследовать разрушение поверхности металлических предметов, когда поверхность оказывается в условиях резких и быстрых изменений температуры поверхности.

После этого он прибег к аналогу, найдя схожий технологический процесс — горячую штамповку. Раскаленная заготовка вкладывается в нижнюю половину штампа, потом накладывается верхняя половина штампа и делается сильный удар молотом. После этого снимают верхний штамп, выбрасывают отштампованную вещь, обливают штамп водой для охлаждения и без промедления штампуют следующую заготовку. После более-менее продолжительной работы на внутренней поверхности штампа появляется сеть трещин.

Но существует и другой технологический процесс — холодная штамповка. При ней сетка трещин не появляется.

Чернов сделал вывод — разница в температуре. Следует определить, при какой именно температуре пороховых газов она начинает влиять на металл. Ученый вычислил эту температуру — около тысячи градусов. Теперь дело оставалось за химиками.

Были у Чернова и другие разработки, но одни из них требовали для своей проверки больших затрат, на которые заводчики не решались, другие же опередили время.

В чем же была причина постоянных успехов Чернова в научной работе? Конечно, не последнее место в них занимает искусство проведения эксперимента. В, казалось, непрерывном процессе охлаждения стали он смог рассмотреть две критические точки, в которых сталь меняет свои свойства. Разделив процесс по этим точкам, он внимательно изучил характеристики стали на каждом этапе. Только после этого он смог сделать конкретные предложения — в общем, тогда еще не создав конкретной теории. Хорошо поставленный эксперимент позволил сделать выводы и без твердого теоретического объяснения.

Только в кристалле увидев физический принцип роста зерен металла, Чернов смог дать научное объяснение — опять же на основе наблюдений.

Определив, что при плавке бессемеровской стали процесс имеет четыре стадии — то есть воспользовавшись своим алгоритмом проведения эксперимента, — он видоизменил продолжительность и характер плавки и выбрал лучший вариант.

"Наблюдение — выявление критических точек — определение характеристик процесса, происходящего между точками — вывод — проверка на опыте — создание новых процессов" — вот его главный алгоритм.

 

Этап эксперимента иногда может включать в себя моделирование.

Перед строительством Днепрогэса в ЦАГИ был проведен эксперимент, призванный определить возможность судоходства по Днепру после возведения плотины. Макет позволил выявить, что скорость воды чересчур велика. По этой причине в проект были введены коррективы — создали ограждающую дамбу. Без сомнения, если бы эксперимента не было, исправление ошибки после ее обнаружения на натуре потребовало бы огромных средств.

Даже простая модель способна выявить принципиально важный новый эффект. На заре вертолетостроения сотрудник Юрьева — создателя "автомата перекоса" (заднего винта вертолета) Саблин смоделировал поведение воздуха при работе винта вертолета с помощью всего лишь дыма сигареты. Но это позволило выявить неожиданный эффект — сжимание струй за винтом, несмотря на действие центробежных сил. Этот эффект лёг в основу так называемой теории Саблина — Юрьева.

Однако при моделировании часто возникает вопрос о соответствии результатов испытаний на модели истинным. К примеру, при переходе от самолета к модели меньших размеров характер явлений искажается. Поэтому модель для продувки приходится изготовлять в натуральную величину.

Мало кто знает, что перед штурмом Берлина была построена его модель, по которой военачальники учились как лучше воевать в этом городе.

Следующим этапом анализа является количественная оценка. Результат работы изделия требуется выразить в численной форме. После этого определяется либо максимальное или минимальное значение, либо диапазон допустимых значений для выбора какого-то оптимального уровня, при котором должно работать устройство.

При этом сначала выбирается критерий. Часто критерий не определен; в этом случае требуется создать свой — к примеру, расстояние, на котором 90 процентов телезрителей не видят муара на телеэкране.

Следующим этапом анализа является изучение работы изделия на практике.

Результаты нововведений должны изучаться не только на испытательных полигонах, но и в реальной работе. Отзывы тех, кто непосредственно использует продукт конструкторской мысли, — самое главное в анализе. После этих отзывов следует доработка — а возможно, и отказ от устройства.

В нашей стране существует давняя традиция игнорирования обратных связей. С примерами читатель наверняка прекрасно знаком, и приводить их здесь смысла нет.

Вообще же для успешной деятельности обратную связь необходимо ввести. Лучше всего использовать для этой цели вопросник об основных спорных моментах. При этом следует помнить, что опрашиваемые склонны говорить то, что от них ждут (когда я был репортером, мне порой задавали вопрос: "И что мне говорить?"). Поэтому самые важные вопросы следует прятать среди малосущественных — чтобы ответы были спонтанными и естественными. Нужно также непременно задавать вопросы общего характера, чтобы опрашиваемый мог сообщить информацию, о которой задающий вопросы и не подозревает. Дж. Джонс приводит пример результатов подобного опроса:

"Так, машинисты тепловозов указали на то, что основную трудность в пути для них представляет не ориентирование в показаниях приборов и органах управления, а точное определение местонахождения поезда в данный момент. Они определяют его, сопоставляя элементы ландшафта за окнам кабины и звук работы двигателя с привычными ассоциациями для данной точки пути. Отсюда можно сделать выводы, что обзор из кабины и звук работающего двигателя (повышающийся или понижающийся в зависимости от уклона дороги) значительно важнее, чем шкалы и сигнальные лампы приборов, характеризующие работу двигателя. Как и другие операторы, работающие в кабинах транспортных средств, машинисты оказались весьма чувствительными к сквознякам, к которым они не в состоянии адаптироваться, но которых не могут и избежать, так как вынуждены находиться в фиксированной рабочей позе.

Опрос шоферов такси показал, что их больше волнует проблема разборчивости речи в шуме, чем комфортность сиденья. Они главным образом жаловались на то, что шум работы двигателя заглушал едва доходившие до водителя указания пассажиров, с трудом проникавшие через стеклянную перегородку, отделяющую салон от водителя в английском такси. Один из водителей выложил пол резиновым покрытием, чтобы заглушить шум двигателя в своей машине. Всегда полезно уделять внимание тем примитивным способам, которые потребители приспосабливают к оборудованию, причем важно выяснить, почему они так делают. Некоторые из опрошенных водителей изменили наклон подушек сиденья в обратную сторону, что облегчило им доступ к ножному управлению".

 

ТРЕТЬЕ ПРАВИЛО ДЕКАРТА

 

Третий принцип Декарта гласит:

"Руководить ходом своих мыслей, начиная с предметов простейших и легко познаваемых, и восходить мало-помалу, как по ступеням, до познания наиболее сложных, допуская существование порядка даже среди тех, которые в естественном порядке вещей не предшествуют друг другу".

Согласно Декарту, прежде всего требуется добраться до самых элементарных понятий:

"Нужно обращать острие ума на самые незначительные и простые вещи и долго останавливаться на них, пока не привыкнем отчетливо и ясно прозревать в них истину".

Что именно позволяет прозревать начала "отчетливо и ясно"? Этим инструментом Декарт называет интуицию — но не в обычном понимании этого слова, а особого рода интуицию. "Под интуицией, — пишет он, — я понимаю не веру в шаткое свидетельство чувств и не обманчивое суждение беспорядочного воображения, но понятие острого и внимательного ума, настолько простое и отчетливое, что оно не оставляет никакого сомнения в том, что мы мыслим, или, что одно и то же, прочное понятие ясного и внимательного ума, порождаемое лишь естественным светом разума и благодаря своей простоте более достоверное, чем сама дедукция, хотя последняя и не может быть плохо построена человеком, как я уже говорил выше.

Так, например, каждый может интуитивно постичь умом, что… треугольник ограничивается только тремя линиями, что шар имеет только одну поверхность, и подобные им истины".

На основании этого "достоверно известного" можно, по Декарту, выводить новые истины.

"Отметим, — оговаривается Декарт, — что не нужно с самого начала браться за исследование трудных вещей, но прежде чем приступить к разрешению каких-либо определенных вопросов, нужно сначала собрать все без разбора сами собой пришедшие в голову сведения, затем постепенно просмотреть их, чтобы узнать, нельзя ли вывести из них какие-нибудь другие, из этих посылок еще и т. д.".

Декарт считал, что после того, как установлены "начала", познание природы невозможно без опыта. Только практика, а не самые ученые теоретические изыскания, способна дать истинные знания.

Ф.М. Достоевский говорил:

"Общие принципы только в головах, а в жизни одни частные случаи".

Было и другое мнение:

"Главное не факты, а суть. Решительность в осуществлении социальной революции … выросла во мне из духовного неприятия всякого увлечения тривиальностью, вызывающего прагматизма, всего того, что не оформлено идеологически и не обосновано теоретически".

Автор этого высказывания — Л.Д. Троцкий. Создатель концлагерей, трудармий, сокрушитель старой России. Что не вписывалось в теорию и "не было оформлено" — резалось по живому.

Казалось бы, принципы Декарта просты. Жаль, что следуют им не часто.

Примеров можно привести великое множество. Мы ограничимся одним — формулировкой закона Джоуля-Ленца из одного учебного пособия:

"Количество теплоты, выделившейся в проводнике при прохождении по нему электрического тока, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока".

Ниже приводится формула: Q=I2Rt. Казалось бы, все правильно, формулировка соответствует формуле. Но… чуть ниже, используя закон Ома, автор приводит другой вид этой формулы: Q=(U2/R)t. Исходя из этой формулы, количество теплоты ОБРАТНО пропорционально сопротивлению. Так чему же верить?

Противоречия не было бы, если бы вместо "пропорционально" стояло бы "численно равно". "Равно" написано, в частности, в учебнике по физике для 8 класса (Шахмаева Н.М… Шахмаев С.Н., Шодиев Д.Ш. М.: Просвещение, 1995, с. 52).

Опять же — формулировка строится по формуле, а не на основе тщательного изучения явления. Обратите внимание на подобные разночтения, когда будете готовиться к экзаменам в вуз.

Домашнее задание на усвоение третьего правила Декарта. В словаре можно найти определение: "линия — общая часть двух смежных областей поверхности". Таким образом, линия определяется через более сложное понятие — плоскость. Попробуйте сделать определение по Декарту, то есть на основе более простого элемента — точки. У меня получилось:

"Линия — геометрическая фигура, представляющая собой непрерывную последовательность точек".

А какой результат получите вы? Какие еще определения вы можете дать сами, используя принципы Декарта?

Иногда, решая задачу, лучше пытаться решить не собственно ее саму, а задачу в более широкой постановке, затрагивающей более глубинные ее особенности.

При вступлении Японии в войну солдаты императора успешно воевали не только против американцев, в Пёрл-Харборе, но и против англичан: девяти японским бомбардировщикам и торпедоносцам удалось потопить "Принс оф Уэльс" и "Рипал", которых прикрывала целая эскадра британских кораблей.

Японцам удалось добиться успеха потому, что стрелки зенитных орудий кораблей задались естественной, на первый взгляд, целью — сбивать самолеты. Чтобы попасть наверняка, они подпускали бомбардировщики ближе и расстреливали самолеты в упор, когда те с ревом проносились над палубой. Ошибка заключалась в том, что зенитчики стреляли в те самолеты, которые уже сбросили торпеды. Линкор и крейсер — не средства борьбы с самолетами, и, исходя из этого, зенитчикам следовало вести заградительный огонь, поскольку далеко не каждый пилот способен вести самолет навстречу облакам из взрывов.

Уничтожение самолетов противника — это задача истребителей. Любопытно, что лучший ас Второй мировой войны Эрих Хартманн начал с того, что четко определил свою задачу. Он никогда не ввязывался в бой. Зачем? Он должен сбивать. Потому он нападал внезапно, со стороны солнца, из облаков, стремительно заходил в хвост неприятелю, наносил короткий кинжальный удар — и немедленно уходил. Пошел самолет противника к земле или нет — это неважно. Если враг не сбит, то он был способен сопротивляться — а Хартманн бороться с ним на равных был не намерен. Рыцарские поединки не для него. Он стремился именно сбить — и как можно больше. Если не удалось подкараулить в этот раз, он подкараулит в следующий или еще в следующий…

Быстрая оценка противника, стремительный заход в хвост и резкий уход Э. Хартманн сложил в магическую формулу "Увидел — решил — атаковал — оторвался", которая принесла ему 352 победы.

 

Джордан Айян ввел понятие "цель, а не проблема" (ЦНП). Суть данной установки — подсказать, что задача может носить частный характер; решать следует не данную задачу, а задачу приближения к главной цели.

Примером может служить история космического корабля "Галилей". "Галилей" был разработан в 1980-х годах для полета к Юпитеру, но руководство НАСА, сделав подсчеты, выразило озабоченность — не прожжет ли ракетный двигатель "Галилея" тонкие стенки грузового отсека.

Руководство НАСА предложило поставить на ракету другой ракетный двигатель. Однако инженеры на это возразили: необходимого для достижения Юпитера ускорения другой двигатель не обеспечил бы.

Казалось, проект зашел в тупик. К счастью, инженеры перешли от проблемы (ракетный двигатель "Галилея" может повредить космический корабль) к общей цели (добиться нужного ускорения). Это позволило найти решение: использовать силу гравитации Венеры, которая могла развернуть космический корабль и подтолкнуть его к Юпитеру.

Говоря о третьем правиле Декарта, нам придется несколько отвлечься от темы, совершив экскурс в историю развития научных методов. Первобытный человек действовал методом проб и ошибок — примерно как сейчас действует шимпанзе. Если в результате единичной попытки у шимпанзе ничего не получается, она может отказаться от задачи, даже если решение находится рядом. Поискать другое решение шимпанзе может просто не прийти в голову; для планомерного же поиска решения требуются сознание, развитая система рассуждений и научный метод.

Исторически первым научным методом, который освоил человек, стала индукция — логический метод, основанный на умозаключениях от частных случаев к общему выводу, от отдельных фактов к обобщениям. Так называемые "случайные открытия" — Архимеда в ванне и т. д., — строго говоря, чисто случайными не являются, поскольку эти открытия были сделаны благодаря умению увидеть в частном общее, осуществлять индукцию.

Однако строго научным метод индукцию все же назвать нельзя. Общие выводы делаются из частных явлений — но перечень этих явлений может быть неполон, их трактовка неверна, а язык, которым описывается явление, недостаточно точен. Вспомним, как хозяин Эзопа в ответ на просьбу баснописца освободить его от рабства говорил: "Если в небе появятся два коршуна, значит, твое освобождение угодно богам". Через некоторое время Эзоп видит двух коршунов и прибегает к своему хозяину: "Я вижу двух коршунов!". Хозяин выходит: "Где они?" "Они были! Они улетели…" Свободы Эзоп не получил.

Исходная посылка, решившая судьбу Эзопа: воля богов заявляет о себе появлением коршунов. Естественно, подобных посылок можно создать сколько угодно, и они могут привести к самым разным результатам. Поэтому со временем начала создаваться так называемая "семантика" — искусство правильного выбора исходных предпосылок. К сожалению, "искусство правильного выбора исходных предпосылок до наших дней не вылезло из пеленок" ("Знание — сила", 1977, № 5, с. 43). В этой книге мы уже приводили примеры неправильных определений — напечатанных в учебниках и справочниках Семантика действительно до сих пор находится в прискорбном состоянии — и даже в странах с развитой наукой. Причин здесь много: наличие исторически сложившихся определении и терминов, использование одних и тех же терминов в разных областях, сама ограниченность человеческого языка, а также чисто субъективные факторы.

После того как в ходе развития науки метод индукции дал возможность оформиться первым более-менее научным теориям, возникла дедукция: логические умозаключения от общих суждений к частным или другим общим выводам. Некоторые положения — ясные, бесспорные, повторяющеюся — принимались за аксиомы, и из них уже выводилось все остальное. Это "остальное" — формулы, формулировки, теоремы — можно было применять в реальной жизни, поскольку его истинность считалась доказанной.

Поскольку термины "индукция" и "дедукция" весьма схожи, я хотел бы предложить читателю мнемонический прием по запоминанию их отличия.

Слово "индукция" полезно связать с образом индуса, йога, созерцателя, который наблюдает окружающий мир — и из частных случаев делает свои обобщения (верные или неверные).

Слово "дедукция" имеет приставку "де", что обычно обозначает разрушение ("деградация", "девальвация" и тд.), то есть общее (теория, догма, аксиома, постулат) распадается на более мелкие части (частные применения).

Заметим, что дедукция позволяет переходить не только от общего к частному, но и от одного общего к другому общему. Из календаря по наблюдениям природы, к примеру, можно создать календарь сельскохозяйственных работ. Это "другое" общее — частное применение более глубинного явления, так что нашему мнемоническому правилу данное уточнение не противоречит. Заметим также, что когда из нескольких аксиом создается обширная теория — это тоже дедукция, переход от общего к частному, а не индукция.

Дедуктивный метод оказал просто революционизирующее влияние на науку. Геометрия в том виде, в котором мы учили ее в школе, была создана именно благодаря дедуктивному методу.

Однако в других науках применить дедуктивный метод, то есть рассматривать каждое новое явление с точки зрения существующей теории, твердо определенных или аксиоматированных посылок, оказалось непросто. Обилие неясностей в явлениях и в описании этих явлений часто вынуждает подходить к новым явлениям с помощью не дедуктивного, а индуктивного метода, то есть вводить для нового явления самостоятельное описание, никак не связанное с общей теорией, а порой и создавать теорию, ломающую самые основы прежней, казалось бы полностью доказательной. Так за ясной, легко объяснимой и логической классификацией физического мира, созданной Ньютоном, появилась классификация мира Максвелла, а за ним — Эйнштейна. В наши же дни существует такое множество поправок и опровержений теории относительности Эйнштейна, что их тоже уже вполне можно начать классифицировать.

Дедуктивный метод познания сумел вытеснить индуктивный только из тех разделов естествознания, где сравнительно рано удалось — индукцией и методом проб и ошибок — получить достаточно приемлемую семантику. В других отраслях человеческого знания — физике, биологии, социологии — подобного переворота сделать не удалось. И потому после периода первичной классификации в этих науках наступил относительный застой — на многие столетия, до научного переворота, произошедшего в XVII веке.

Этот переворот был возможен в первую очередь благодаря широкому распространению эксперимента — того, чем брезговали греки, предпочитая любой физической работе умозрительные философствования. Галилей, Декарт и Ньютон были блестящими экспериментаторами. Однако вместе с приверженностью к эксперименту этим ученым было присуще еще одно свойство: возникшую в голове идею они рассматривали не как некую данность, а как гипотезу, которую можно подтвердить или опровергнуть экспериментом. Прежние методы — от частного к общему, от общего к частному — дополнились положениями, которые носят вероятностный характер. Порой на этих, еще не доказанных гипотезах строились целые конструкции. Чуть забегая вперед, можно привести в пример Максвелла, который, исходя из чисто умозрительных допущений, математически вывел существование электромагнитных волн. Вся его конструкция висела в воздухе, но конечный результат этой конструкции можно было доказать и опровергнуть — экспериментом. Когда электромагнитные волны, благодаря развитию техники, были обнаружены, это доказало истинность основополагающих базовых допущений Максвелла.

Получившие права научного гражданства, гипотеза и эксперимент как бы ввели обратную связь в процесс научного познания. Конечно, и гипотезу, и эксперимент исследователи применяли и раньше, но только в XVII веке эта пара стала осознанным научным методом. Если гипотеза себя не оправдывала, процесс познания не прерывался; неверную гипотезу рассматривали не как чисто негативный фактор, а как полноправную часть эксперимента, в которой истину находили отбрасыванием ненужных альтернатив.

Даже основополагающие положения прежней — казалось, незыблемой — дедуктивной науки были приняты сторонниками нового метода как гипотезы — и многие из этих положений действительно оказались неверны! Аристотель утверждал, что "тело тем быстрее падает на землю, чем оно тяжелее", и ему даже в голову не приходило усомниться в созданном им положении. Если бы он усомнился, он мог бы проверить свою мысль, хотя бы приказав рабу сбросить два ядра разного веса с башни. Он этого не сделал — эксперимент с падающими телами провел только Галилей двумя тысячелетиями позднее.

Благодаря новому методу в XVII–XVIII столетиях на прочную основу встали физика, химия и физиология — первый раздел биологии, где оказалось возможным проводить активные эксперименты и тем самым быстро проверять гипотезы.

К сожалению, в третьем правиле Декарта, в котором говориться о "началах", не сказано о необходимости "опыта", и поэтому мне пришлось пускаться здесь в столь пространное историческое объяснение. Но о необходимости опыта Декарт говорит в своей книге дальше, приводя и описания опытов. Именно Декарт вместе с его поколением ученых проложили дорогу новому ночному методу. "Четыре правила Декарта" являются в некоторой степени суммацией научного метода Аристотеля, но научная деятельность самого Декарта стояла уже на принципиально более высоком уровне, чем метод великого грека. Возможно, столь принципиальный шаг Декарт и смог сделать именно потому, что достаточно полно изучил научные методы своих предшественников.

Завершая разговор о третьем правиле Декарта, приходится заметить, что даже метод гипотез и эксперимента не всегда ведет к определению истины. К примеру, созданная Линнеем и используемая сейчас в биологии классификация по пестикам и тычинкам является весьма условной, она порой разделяет биологически родственные виды растений и объединяет чуждые. Это понятно — мы можем наблюдать мир растений таким, каким он является в наши дни, когда многие промежуточные звенья давно отмерли; полная система должна была бы включать в себя и исчезнувшие виды, но об этих растениях мы теперь можем только строить догадки.

Метод гипотез и эксперимента пока не может помочь нарисовать целостную картину и в физике. В этой науке еще есть много необъяснимого, и эксперименты не могут внести ясность просто потому, что не существует достаточного количества гипотез. Во всем мире система образования долгое время традиционно имела ярко выраженный "дедуктивный", а не гипотезо-экспериментальный характер, и это, несомненно, отражается на подготовке будущих ученых. Особенно это беспокоит Германию, в которой после Второй мировой войны не появилось ни одного яркого имени в теоретической физике. Немецкая школа долгое время имела ярко выраженный классический характер, основанный на заучивании уже существующих классификаций и теорий, анализе уже существующих понятий. Когда-то это давало блестящие результаты, но в современной конкурентной борьбе побеждает новое, интересное и неожиданное. Поэтому немецкая школа сравнительно недавно перестроилась на то, чтобы учить мыслить. По крайней мере, такую задачу перед ней ставил канцлер Г. Коль, считавший, что самое большое богатство Германии — это ее талантливая молодежь.

 

ЧЕТВЕРТОЕ ПРАВИЛО ДЕКАРТА

 

Последним из четырех правил Декарта является:

"Делать всюду настолько полные перечни и такие общие обзоры, чтобы быть уверенным, что ничто не пропущено".

Этот метод может показаться простым, но простота очень обманчива. В этом можно убедиться на многих примерах; самым, на наш взгляд, интересным, является пример из астрономии.

Обычно новые явления на звездном небе открывают астрономы-наблюдатели. Работавшие в США немец В. Бааде и швейцарец Ф. Цвикки предсказали существование нейтронных звезд, проведя расчеты на бумаге.

Прошло немало времени, и их предвидение подтвердилось. Как же удалось вычислить "нейтронные звезды"? Так называемым "методом направленной интуиции".

Цвикки предложил строить на бумаге таблицу, где на одной оси записывались ВСЕ параметры будущей теории, а на другой — ВСЕ возможные значения этих параметров, какими бы странными и нелепыми они ни казались. Затем все эти значения тщательно анализировались. Цвикки рассказал о том, как он пришел к идее нейтронных звезд:

"За основной параметр одной из осей морфологического ящика я взял характерные размеры звезды. Эти размеры являются комбинациями мировых постоянных: постоянной Планка, гравитационной постоянной, скорости света, массы протона, а также массы и заряда электрона. Пусть самая большая из возможных комбинаций соответствует звездам-гигантам. Вторая комбинация постоянных меньше в 20 раз. Пусть она соответствует звездам-карликам, таким, как наше Солнце. Следующая характерная длина еще в тысячу раз меньше. В звездных масштабах она соответствует размерам белых карликов — около 10 тысяч километров. Обычно все исследователи здесь и останавливаются. Но давайте отбросим инерцию. Нам нужно избавиться от психологической инерции в представлениях о размерах звезд. Пересилим себя и пойдем дальше. Очередное сочетание постоянных дает характерную длину в несколько сотен раз меньшую, чем предыдущая. Что это — звезда размером в несколько километров?! Первое, что хочется сказать, — это невозможно! Но мы должны заставить себя забыть это слово. Пусть возможно. Что это за звезда? Подсчитаем ее плотность. Разделим массу, равную массе Солнца, на объем шара радиусам в один километр. Получим невероятное значение: 100 миллиардов тонн в кубическом сантиметре! Обычное вещество из атомных ядер и электронов при такой плотности существовать не может — не позволяют электрические силы отталкивания. Нужны нейтральные частицы. Мы их знаем — это нейтроны. Звезда состоит из нейтронов, тесно прижатых друг к другу. Но для того, чтобы сжать звезду до такой огромной плотности, возражает психологическая инерция, нужно совершить колоссальную работу против сил тяжести, скомпенсировать потенциальную энергию тяготения. Для нейтронной звезды величина этой потенциальной энергии около 1073 эрг. Но… ведь как раз такая энергия выделяется при взрыве сверхновой! Вот и решение. Да, нейтронные звезды могут существовать.

Более того, никакие другие звезды, кроме нейтронных (гиганты, обычные и белые карлики), не могут объяснить такого огромного выделения энергии при вспышке. Отлично. Теперь можно остановиться, продумать эту идею, полученную методом направленной интуиции. Но… разве уже все ячейки заполнены? Есть еще одна характерная длина, еще одна комбинация мировых постоянных — на восемнадцать порядков меньше предыдущей длины! Этой длине соответствует звезда с радиусом 10 -13 сантиметров. Размер электрона. Звезда, сжатая почти в точку…".

Подобный метод помог Ф. Цвикки сделать в конце 1930-х годов еще ряд научных открытий. В начале Второй мировой войны Ф. Цвикки, ставший гражданином США, был призван на военную службу и до конца войны занимался разработкой ракетных систем. Свой метод он применил и здесь, составляя для ракетных двигателей схемы со всеми возможными параметрами.

 

Что такое периодическая система Менделеева? По сути — это "контрольный перечень" элементов по зарядам атомных ядер, оформленный в таблицу, вертикальные столбцы которых объединяют группы элементов, сходные по свойствам. Появившись на свет, таблица позволила определить характеристики недостающих элементов и тем самым помогла их открыть.

То же самое можно сказать про классификацию Линнея. "При применении идей Линнея, — писал В. Вернадский, — сразу открылось множество совершенно неожиданных правильностей и соотношений, возникли совершенно новые научные вопросы, не приходившие в голову предшествовавшим натуралистам, появилась возможность научного исследования там, где раньше предполагалась "игра природы" или не подчиняющиеся строгим законам волевые проявления созидательной ее силы".

Но составить тщательный "контрольный перечень", который бы учел все особенности, бывает полезно не только в науке.

Во время знаменитой "Битвы за Англию" в воздухе над Британией схватились истребители двух типов — немецкий "мессершмитт" и английский "спитфайр". В мощности двигателей — 1175 и 1030 л.с. соответственно — превосходство имел "мессершмитт", в весе — тоже: немецкий самолет был легче на 200 килограммов. Но в ходе боев выяснилось, что быстрее летает, как ни странно, именно "спитфайр". Объяснялось это тем, что немецкие конструкторы, достигнув отдельных выдающихся характеристик, на этом успокоились, английские же постарались учесть все факторы, которые только могли.

На английском самолете убиралось заднее колесо — в отличие от немецкого, — что снижало аэродинамическое сопротивление. Перед каждым боевым вылетом отверстия пулеметов "спитфайра" заклеивались тканью, которая рвалась во время стрельбы.

Контуры немецкого истребителя были "рублеными", англичане же придали крылу трудную в технологии эллипсообразную форму, которая, однако, минимизировала так называемое индуктивное сопротивление.

"Спитфайр" имел необычно широкое для истребителя крыло, с удивительно малой его высотой. Но коэффициент лобового сопротивления крыла пропорционален квадрату отношения именно высоты крыла к хорде. Лобовое сопротивление крыла "спитфайра", таким образом, оказалось ниже. Широкое крыло к тому же давало большую маневренность.

Несмотря на численный перевес люфтваффе, доминирования в воздухе Гитлер так и не получил — и именно из-за этого не решился высадить свои войска в Великобритании, решив поискать шансы в другом направлении.

Английский ученый в области методов конструирования Дж. Джонс полагает, что "контрольные перечни — самое простое и приносящее непосредственную пользу средство решения проектных задач". Контрольные перечни в Британии составляются на многие изделия. Даже планировка рабочего места в британском военном ведомстве проверялась на соответствие определенному контрольному перечню (этот пример приводит Дж. Джонс).

"Контрольные перечни" под названием "бизнес-планов" активно используются в организации бизнеса. Американский миллионер Харри Роузен в книге "Как стать миллионером" советует:

"Составляйте свой бизнес-план так, как если бы вы объясняли свои мысли работнику: Что представляет собой то дело, которым вы намерены заняться? Где вы будете этим заниматься? Какую продукцию или услуги вы будете предлагать? Дайте описание рынка вашей продукции или услуг. Сообщите обо всех связанных с этим делом людях. Определите источники ресурсов. Цели. Как (метод) и когда (график) вы будете осуществлять свою деятельность, чтобы выполнить поставленные цели?

…Составляйте списки. Составьте список самых важных вещей, которые определяют ваш успех. Составьте список того, что может поставить под угрозу достижение успеха".

Последние слова следует отметить особо. Они говорят, что необходимо, по сути, создавать не один, а ДВА контрольных перечня. Один — позитивный, другой — негативный. Негативным часто пренебрегают — а порой именно он дает самые важные идеи.

Один из бывших лидеров Белого движения А.И. Деникин как-то с удивлением — и явным удовольствием — писал, что русская эмиграция оказалась самой успешной в истории. В чем была причина этого успеха? Деникин считал этой причиной патриотизм, надежду, что можно будет вернуться на родину.

Однако одна эмигрантская газета" тоже немало озадаченная внушительными успехами бывших изгнанников, нашла этому более материалистическое объяснение. Русские умели находить то, чего не хватает в данной местности. Кафе? Они построят кафе. Аптеки? Они откроют аптеку. Океан разрушает берег? Они предложат муниципалитету проект укрепления берега. По сути, русские прежде всего создавали "отрицательный контрольный перечень".

Многие открытия и изобретения обязаны своим появлением не вдохновенным озарениям, а досадным мелким неприятностям.

Американцу Джеймсу Ритти, владевшему рестораном в штате Огайо, досаждали мелкие кражи. Путешествуя на океанском лайнере, Ритти посетил машинное отделение и увидел механизм, подсказавший ему идею, сделавшую его изобретателем современного кассового аппарата.

Джордж де Маестраль, совершая восхождение в Швейцарских Альпах, вынужден был очищать одежду и шерсть своей собаки от репейника. Внимательное изучение репейника выявило наличие большого числа крючков на его поверхности. Благодаря этому исследованию Маестраль стал изобретателем застежки "велкро", более известной как "липучка".

Элмер Амброуз Сперри, путешествуя по морю, упал с корабельной полки. Он взял гироскоп, бывший в то время лишь детской игрушкой, и изучил возможности его использования для навигации. Именно Сперри принадлежит слава изобретателя гирокомпаса.

Похоже, что многие изобретатели начинают свой путь к славе с зубов, разбитых о нижнюю полку.

А многие золотые головы остаются безвестными — из-за того, что судьба не натолкнула их на какую-нибудь общественную потребность.

Английский ученый в области мышления Эдвард де Боно предлагает рассматривать любую идею с трех сторон — положительной, отрицательной и проблемной. Свой метод он называет "ПМИ" — "плюс, минус и интересно". Обучая детей своему методу, он предложил им оценить предложение выдавать каждому из них ежедневно по пять долларов. Из тридцати учеников все тридцать нашли эту идею замечательной. Тогда де Боно разбил класс на группы и предложил определить негативные стороны этого предложения. И вскоре выяснилось, что негативных сторон у этой идеи больше, чем позитивных. Ученики обнаружили следующие отрицательные стороны: "Старшеклассники будут отбирать деньги", "Родители перестанут выдавать карманные деньги и перестанут дарить подарки", "Школа поднимет плату за питание", "У школы не будет денег на покупку микроавтобуса" и т. д. Из тридцати учеников двадцати девяти идея уже перестала нравиться.

Кроме негативной и позитивной стороны у каждой идеи есть сторона, которую трудно сразу оценить. Именно ее Боно назвал "проблемной". Он учил детей видеть и эту сторону. Она особенно ценна тем, что может подсказать путь к новым возможностям, которые, в свою очередь, могут оказаться и негативными, и позитивными.

Составление "контрольного перечня" порой полезно и для самого себя — чтобы прояснить собственные смутные идеи или детализировать их.

Президент корпорации "Крайслер" Ли Якокка в своих воспоминаниях приводит обращенные к нему слова президента компании "Форд" Макнамары:

"Отправляйтесь домой и вечером изложите свой великий замысел на бумаге. Если вам это не удастся, вы, следовательно, его еще не додумали".

"Это был ценный совет, — пишет Якокка, — и я с тех пор стремился ему следовать. Когда кто-либо из моих служащих приходит с какой-то идеей, я прошу представить ее в письменном виде… В разговоре можно — даже не отдавая себе в этом отчета — высказывать всякого рода смутные и нелепые идеи. Когда же вы излагаете свои мысли на бумаге, происходит нечто такое, что побуждает вас вникнуть в конкретные детали. При этом гораздо труднее ввести в заблуждение самого себя или кого-то другого…".

Подобный метод Якокка стал практиковать в компании "Крайслер", став ее президентом:

"Регулярно раз в три месяца каждый менеджер садится за стол рядам со своим непосредственным начальником, чтобы обсудить итоги сделанного и наметить цели на следующий квартал. Если у него с начальником достигнуто полное согласие относительно намеченных целей, менеджер оформляет их в виде письменного документа, который начальник визирует своей подписью …

Система квартальных докладов представляется почти элементарной, если игнорировать тот факт, что она эффективна. Эффективность ее обусловлена рядом причин. Во-первых, она позволяет человеку быть самому себе хозяином и определять самому себе задачи. Во-вторых, она делает его труд более плодотворным и заставляет проявлять инициативу В-третьих, она способствует продвижению новых идей до самого верха. Квартальные доклады заставляют менеджеров обдумать и взвесить итоги своей деятельности, свои планы на предстоящий срок и способы их реализации. Лучшего метода стимулировать новые подходы к решению возникающих проблем я не нашел".

Заметим, что это — лучший метод человека, которого считали лучшим менеджером Америки.

Для России, правда, применение этого метода требует существенного уточнения. Якокка считает само собой разумеющимся то, что написанные дела окажутся выполненными. Все пожелания Генри Форда его сотрудники воспринимали как приказ. Для России же подобное совсем не разумеется. Наверняка вы видели много людей на самых различных уровнях, особенно в госучреждениях, которые почти ничего не делают. Дело обычно и без этих бездельников двигается за счет остальных, пока остальные рано или поздно не уходят, поскольку бездельники, как правило, не просто ничего не делают, а мешают работать — да и "ишачить" за других надоедает. Так что если вы хотите сохранить хороших работников, следите за занятостью всех.

Требуется и еще одна поправка. Я помню, как во время обучения на военной кафедре один полковник поручил нам — двум человекам наряда — оформить стенд. Кому именно делать стенд, он не указал, старшего не назначил. Мой напарник надолго отвлекся по своим делам, я занимался проверкой документов, стенд так и не был до конца завершен. Претензии полковник предъявил мне.

Этот "настоящий полковник" не знал основного принципа армии — единоначалия. Следовало поручить работу конкретному лицу или, лучше всего, назначить старшего.

Конкретное поручение конкретному человеку в конкретный срок с обязательной проверкой исполнения — вот необходимое российское дополнение к методу Якокки.

Выражать свою мысль на бумаге полезно всегда — это дисциплинирует мысль. То, что вы написали, можно потом и выбросить — главное, что бумага помогла вызреть идее.

Невролог А. Вейн, размышляя о связи творчества с деятельностью мозга, писал:

"Физик Э.Л. Андроникашвили вспоминал как-то об одном открытии Л.Н. Толстого — о разговоре Наташи и Пьера. Наташа рассказывает Пьеру о своей любви к князю Андрею и о смерти князя. Она описывает свои переживания и вдруг начинает ощущать несоответствие того, что она говорит, своему отношению к Пьеру: Она сознает, что ее чувства к князю Андрею поколеблены, и временем и этим рассказам, она уже почти понимает, что не любит князя и что в ней просыпается любовь к Пьеру. Но она не в силах сказать о ней, потому что для выражения нового чувства у нее еще нет образов и нет слов. Слова у нее есть только для старой любви; они уже перестали выражать истину, но она еще не может расстаться с ними.

Неосознанная мысль не вытеснит сознаваемую, хотя та уже изжила себя, пока для нее не выкристаллизуется словесно-образная форма. Форму же эту дает диалог, внутренний или внешний — все равно. Не заговори Наташа с Пьером и не прислушайся она к своим словам, она еще долго бы думала, что любит князя. Диалог положил начало рождению формы для еще не осознанного, сделало его видимым. И это присуще мышлению вообще, справедливо замечает Э.Л. Андроникашвили. Часто бывает так, что ученый, едва начав рассказывать коллеге о своей идее, не услышав еще мнения собеседника, уже знает, прав ли он или ошибся: облекшись в слова смутная идея приняла ясные очертания. Нет лучшего способа найти оценку мысли, чем послушать самого себя, свою речь, обращенную к собеседнику".

"Все свои запатентованные изобретения, кроме одного, — говорил изобретатель Эрик Лейтуэйт, — я сделал, с кем-то беседуя… Мне приходится излагать для него все свои соображения более подробно, чем я делал бы это для себя, и в этих попытках внести ясность и возникает открытие".

Стремление кому-то что-то объяснить часто становится источником подлинных открытий. П.Л. Капица писал:

"Менделеев искал, каким способом легче объяснить студентам свойства элементов, чтобы эти свойства могли восприниматься по определенной системе. Он распределял элементы по карточкам, складывал эти карточки в разном порядке и, наконец, нашел, что карточки, разложенные в виде периодической таблицы, представляют собой закономерную систему. 1 марта 1869 г. таблица была напечатана отдельным изданием и немногим позже вошла как приложение во второй выпуск "Основ химии". Таким образам, периодическая система элементов в основе своей возникла из педагогической деятельности Менделеева как профессора Петербургского университета.

Второй случай, немного более ранний, относится к математике. В начале XIX в. русское правительство решило, что все чиновники должны иметь среднее образование. Те чиновники, которые не имели аттестата зрелости, должны были его получить. Чтобы облегчить им это, были созданы курсы, которые готовили к экзаменам на аттестат зрелости. Одним из преподавателей геометрии таких курсов был Лобачевский. Ему было тогда 24–25 лет. Он был очень молод, и он объяснял престарелым чиновникам принципы евклидовой геометрии. И они никак не могли понять, откуда берется аксиома о непересекаемости двух параллельных линий.

Лобачевский долго бился над тем, чтобы дать подходящее объяснение, но убедился, что такого объяснения не существует. Он понял, что можно построить такую геометрию, при которой линии всегда пересекаются. Так была создана его неевклидова геометрия. Таким образом, он нашел новую область математики, которой, как вы знаете, суждено было сыграть фундаментальную роль в современной физике.

Могу привести еще пример, о котором мне рассказал известный физик Дебай. Дебай в то время был преподавателем, профессором в Цюрихе. У него был ученик, тоже преподаватель, Шреёдингер, тогда еще мало известный молодой ученый. Дебай познакомился с работой де Бройля, в которой де Бройль, выдвинувший, как вы знаете, гипотезу о существовании волновой структуры электрона, показал, что при известных условиях интерференции можно заменить движение электрона волновым движением. Идея эквивалентности волнового движения и квантовых процессов, волнового движения и корпускулярного движения была воспринята целым рядом физиков весьма отрицательно. Отрицательно отнесся к ней и Шрёдингер. Когда Дебай попросил его рассказать о работе де Бройля, Шрёдингер сначала отказался. Потом, когда Дебай, пользуясь своим положением профессора, снова предложил ему это сделать, Шрёдингер согласился, и он начал искать, как можно было бы объяснить идеи де Бройля в наиболее полной и точной математической форме. И когда он рассказал о работах де Бройля в том представлении, какое он считал наиболее точным, Дебай ему сказал: "Послушайте, ведь вы же нашли новый замечательный вид уравнения, который является фундаментальным в современной физике". Таким образом, в результате педагогической деятельности было найдено и волновое уравнение — основное уравнение современной физики".

"Контрольный перечень" может помочь существенно улучшить качество производимых товаров.

Японцы улучшили качество своих товаров во многом благодаря тому, что приняли "концепцию встроенного качества" американца У. Деминга. У. Деминг считал, что для того, чтобы добиться отличного качества, необходим один-единственный базовый принцип: проверять качество на каждой операции, а не как в Америке его времени — качество конечного продукта в целом.

В пользу его теории свидетельствует анализ большинства крупных аварий. Как правило, они были результатом не одного, а целого ряда нарушений. Жесткий контроль за элементарным порядком во всех подразделениях по принципу У. Деминга — лучшее средство от катастроф.

В западных фирмах часто составляется "контрольный перечень" работ в виде записи цветным фломастером на пластиковой доске фамилий работников и видов работ, которыми они занимаются. Иногда эти работы оформляются в виде компьютерных распечаток. Ход всех работ освещается в журнале. Такой журнал ведет и крупная нефтяная компания, и нью-йоркский таксист, занимающийся частным извозом (попробуйте-ка что-то не записать, а потом не заплатить налоги!).

Сами американцы иногда иронизируют над этим "формализмом". И могут рассказать, к примеру, такой анекдот: "Сварщик записывает в журнал: "Вид операции — выманивание из трубы кошки, характер операции — произношение "кис-кис-кис" 20 раз с интервалом в 3 секунды".

Но этот "формализм" — один из столпов, на котором зиждется процветание Америки.

 

 

Контрольный перечень" позволяет раздробить объект исследования, что позволяет изучить объект во всех деталях. А что, если само исследование провести в виде контрольного перечня типовых вопросов? Такой мыслью задался Мэтчетт, создатель так называемого "фундаментального метода проектирования". Он составил несколько подобных перечней вопросов.

Один из перечней выглядит следующим образом:

"Каким образом каждую часть проекта можно

— упростить?

— объединить с другими?

— перенести?

— исключить?

— унифицировать?

— модифицировать?"

Этот универсальный "контрольный перечень" можно применить при изучении любого проекта.

Перечень отлично работает при "анализе функции". Вспомним — мы его уже использовали. Но мы можем анализировать объект не по "божественному наитию", а по определенным принципам. В частности, по контрольному принципу Мэтчетта.