В. М. Бродянский. Криогенная техника. Основы специальности

Особенности инженерного творчества

а) Движение от идеального к материальному

Инженер в ходе своей творческой работы движется в основном по пути
«мысль → факт», а исследователь, напротив, по пути «факт → мысль». Это означает, что главная линия творчества инженера начинается с идеального представления, мысли о том, что нужно создать в реальности (факт), чтобы удовлетворить определенную общественную потребность. Этот процесс показал К. Маркс в «Капитале» при сопоставлении пчелы и архитектора: «…самый плохой архитектор отличается от самой наилучшей пчелы тем, что прежде, чем строить ячейку из воска, он уже построил ее в своей голове. В конце процесса труда получается результат, который еще с начала этого процесса имелся в представлении работника, т.е, идеально».

Это «построение в своей голове» нельзя, разумеется, представлять себе, как мгновенный акт озарения, дающий решение, проект сразу. Здесь происходит сложный процесс, требующий обработки обширной исходной информации, совместной работы специального коллектива, записи, фиксации проделанной работы на каждом этапе и т. д. Но общий принцип движения от идеального к реальному всегда остается.

Совершенно иная последовательность характерна для научной работы исследователя-теоретика. Он исходит из наблюдения явления (факт) и создает в своем сознании некоторое представление, гипотезу, а затем и теорию (мысль), объясняющую это явление и связывающую его с другими фактами и теориями.[Исследователь-экспериментатор («добыватель фактов») занимает некоторое промежуточное положение между инженерам и исследователем-теоретиком, Отсюда возникает необходимость инженерно-физического образования.]

Здесь тоже «одной головы» часто бывает недостаточно, и нужно много людей, работающих и последовательно и параллельно. Но последовательность факт – мысль остается.

Наблюдать явление («факт») так, чтобы от него перейти к мысли, тоже очень непросто. Если, например, в камеру Вильсона смотрят человек и собака, то только человек (да и то не всякий) видит и понимает следы элементарных частиц; собака, у которой зрение даже лучше, чем у человека, ничего интересного и полезного там не увидит.

С точки зрения цели, разница между инженером и исследователем определяется тем, что инженер думает над вопросом, «как сделать» или «чем сделать», а исследователь - «почему происходит» или «чем объясняется».

Иногда, особенно среди молодежи, возникают споры на тему о том, какой вид творчества труднее. Многие физики, например, утверждают, что их творчество значительнее, «выше». Они считают, что сделать открытие или сформулировать новую зависимость труднее, чем «просто использовать» для технических надобностей. Ведь первое – «путь в независимое», а второе только «практическая реализация».

Многие инженеры и изобретатели, напротив, считают, что изобрести труднее, чем открыть. Т. Эдисон утверждал: «Очень легко делать удивительные открытия, но трудно усовершенствовать их в такой степени, чтобы они получили практическую ценность».

В качестве доказательства приводятся факты, показывающие способность даже крупных ученых-теоретиков к техническому творчеству (например, А. Эйнштейна сконструировать самолет).

Однако из всего, что было изложено выше, видно, что такого рода дискуссии не имеют смысла, как и любой другой спор на тему «какая специальность или род деятельности лучше?» Сделать что-либо значительное трудно в любой области. Только трудности в каждом случае разные, и, чтобы их преодолеть, нужны соответствующие способности, хорошая подготовка и упорный труд.

б) Многофакторность задачи

Инженерная задача всегда связана с необходимостью учитывать с самого начала большое количество факторов (определяющих воздействий, от лат. factor - делающий, производящий). Если, например, нужно создать мост через реку, то надо учесть не только его пропускную способность, возможную нагрузку от транспорта, ширину реки и очертание берегов. Нужно принять во внимание состояние грунта по берегам и под дном, необходимость пропускать суда, возможные паводки, ледоходы, давление ветра, сейсмическую обстановку, условия подвоза и монтажа конструкций, эстетику (а в городе еще планировку близлежащих кварталов), экономику, безопасность движения и т.д. и т.п. В других инженерных задачах таких факторов может быть еще больше. [Решение такой многофакторной задачи требует разностороннего мышления; недаром на Руси использовалось слово «розмысл» (от «розмыслить») для обозначения тогдашних инженеров.]

Абстрагироваться хотя бы от одного из них, проигнорировать или забыть его нельзя - это может свести к нулю всю работу, а в худшем случае создать и аварийную ситуацию.

Научно-исследовательская задача, наоборот, требует диаметрально противоположного подхода, чтобы изучить любое явление «в чистом виде» нужно исключить влияние на него всех факторов, кроме того одного или двух-трех, действие (или взаимодействие) которых изучается.

Это часто не менее трудная задача, чем учет всех факторов, но цель тут совсем другая.

Пусть, например, нужно изучить влияние низких температур на электропроводность металла. Чтобы получить достаточно точную зависимость, нужно исключить во время замеров колебания температуры и напряжения тока, влияние электрических и магнитных полей, вибрацию, загрязнение металла примесями, неоднородности структуры, контактные сопротивления в местах креплении образца и т.д. и т.п. Любая забывчивость при постановке эксперимента приведет к ошибке, а иногда и к открытию того, чего нет.

в) Множественность результата

В отличие от естественных наук, где результат решения исследовательской задачи всегда однозначен (даже если он имеет статистический характер), в технике каждая задача может иметь множество решений.

Действительно, возьмем для примера закон всемирного тяготения, открытый Ньютоном (F = m₁·m²/r, где F - сила, m - масса, r - расстояние) или формулу Эйнштейна (Е = m·с², где Е - энергия, c – скорость света.) и великие открытия были бы теми же если бы их сформулировали не Ньютон и Эйнштейн, а совсем другие люди. Это и понятно - обе формулы выражают существующие объективно, независимо от нас законы природы. Именно поэтому, как сказал А.П. Чехов, "не существует национальной таблицы умножения". И результат эксперимента и теория должны одинаково воспроизводиться и оставаться верными всегда и везде.

Совсем иное положение в технике: одна и та же техника может быть не только разной, но и национальной. Самолет или телевизионная башня, космический корабль или утюг, мост или станок, выполненные соответственно для одних и тех же целей, но разными авторами (или фирмами) могут быть спроектированы и изготовлены в самых различных вариантах. При этом каждый из них будет полностью отвечать всем заданным требованиям.

Самолет-истребитель Лавочкина существенно отличался от истребителя Яковлева; телевизионные башни одной и той же высоты в разных городах и странах совсем не похожи; американская космическая станция «Аполлон» сконструирована совсем не так, как наши «Салюты» (в них различны и форма, и стыковочные узлы, и атмосфера и т.д.). Каждый творческий объект несет на себе отпечаток личных особенностей своего автора, школы, национальных инженерных традиций. В этом отношении инженерное творчество имеет много общего с искусством (отсюда и незаслуженно забытый термин «инженерное искусство»).

Однозначность решения в науке не означает, конечно, что в научном творчестве разных людей нет индивидуальных особенностей, влияния научной школы и т.д. Они проявляются здесь в полной мере, но не в результатах, а в методах его получения. Именно в этом проявляется индивидуальность исследователя (и экспериментатора и теоретика). У первого она проявляется в оригинальной постановке эксперимента; у второго - в создании адекватной модели явления или формы его математического описания (и нахождения путей, методов подхода к ним).

г) Время жизни результата

Результаты научного и технического творчества различаются еще и в том отношении, что в первом случае они «живут» и остаются справедливыми в пределах своей применимости неограниченное время; во втором случае результаты - техника и технология живут сравнительно недолго, устаревают и, поскольку не отвечают новым требованиям, заменяются на более современные. Такой моральный износ, как мы уже отмечали, большей частью теперь наступает даже раньше, чем физический износ.

Экспериментальные методы науки здесь, как и в других случаях, занимают промежуточное положение; они тоже стареют, как и техника, но заложенные в них идеи живут долго.

«Ранняя смерть» изделий техники вовсе не означает, что они исчезают бесследно. Идеи, заложенные в них, так же, как и материал, входят так или иначе в последующие поколения техники, переплавляясь и трансформируясь в новые ее изделия. Поэтому для настоящего инженера, понимающего эту историческую закономерность, интересны достижения техники всех времен и народов.

Различия в характере творчества ученых-исследователей и инженеров приводят к тому, что быть серьезным творцом в обеих областях в наше время почти невозможно. Редкие примеры такого сочетания в одном лице чаще встречаются среди физиков-экспериментаторов (например П.Л. Капица) или инженеров, связанных с техническими науками (например С.П. Королев). Однако самые «инженерные» физики и химики все же остаются больше теоретиками, а самые «теоретичные» инженеры – практиками.

Попытки даже самых крупных естествоиспытателей-теоретиков сделаться хоть на время инженерами, приводят, как правило, к печальным результатам. Достаточно вспомнить уже упоминавшийся дебют А. Эйнштейна в роли конструктора самолетов [15].

Следующая страница: Ограничения инженерного творчества