Инновации Хатчинсон существенно повлияли на скорость производства пенициллина. Связав две совершенно разные вещи – исследования ферментации и технологическое проектирование в нефтехимической промышленности, – она смогла наладить массовый выпуск одного из важнейших антибиотиков в истории. При этом схемы процесса были улучшены и стандартизированы. Чтобы разобраться в конкретных потребностях производственной системы и выпускаемой продукции, Хатчинсон сотрудничала с микологами, бактериологами, химиками и фармацевтами. Области, лежащие за пределами узких знаний и опыта конкретного человека, специалисты по системной инженерии называют смежными областями.
Когда выработка стала стабильной и надежной, другие фармацевтические компании начали перенимать подход Хатчинсон для массового изготовления пенициллина под руководством Комитета по военному производству. За первые пять месяцев 1943 года благодаря процессам глубинной ферментации было получено 400 млн единиц этого антибиотика. В том же году, в течение нескольких недель перед высадкой союзников в Нормандии, производители нарастили выпуск пенициллина в 500 раз! К августу 1945 года были доступны уже 650 млрд единиц пенициллина для использования в военных и гражданских целях. После войны Pfizer и другие фармацевтические компании расширили применение улучшенного процесса ферментации "далеко за пределы искусства пивоварения", чтобы производить лекарственные препараты и химикаты для промышленности.
4
Исследования ударопрочности, проведенные Дехейвеном, – пример того, как на основе нестандартного подхода можно в конечном итоге создать стандартизированную систему пассивной безопасности. "Его испытания проводились в эпоху, когда суеверные обыватели считали, что несчастные случаи – это результат "невезения" или проявления воли Божьей, – писал эксперт по безопасности Говард Хэсбрук. – Эта вера в "везение", очевидно, тормозила развитие техники безопасности и проектирования для защиты жизни людей при несчастных случаях". По мере роста автомобилизации, который сопровождался повышением частоты столкновений, идеи Дехейвена относительно того, что последствия аварий нужно пытаться предотвратить, а не терпеть, оказались передовыми.
История ремней безопасности – пример эволюции, а это означает, что когда-то данная технология была субоптимальной. Чтобы ремни безопасности стали применяться в масштабе страны, понадобилось их длительное усовершенствование. Кроме того, их эффективность была бы ограниченной, если бы не активная деятельность политиков и общественности, а также ужесточение законодательных мер, направленных против вождения в нетрезвом виде. Но сами технические усовершенствования должны были происходить постепенно. Идеальных технологий не существует; эта цель несбыточна и представляет собой предубеждение, которое иногда называется заблуждением нирваны. Зачастую отличные технические проекты – враги разумных субоптимальных проектов.
Технологии, опирающиеся на эволюцию (например, ремни безопасности), также поддерживают интеграцию систем. Эффективность других независимо развивающихся технологий обеспечения безопасности – дорог, сирен и светофоров – была бы ограниченной, если бы они применялись по отдельности. Только их продуманное взаимодействие воплотило на практике инфраструктуру безопасности. Этот процесс очень напоминает биологический процесс рекомбинации – один из древнейших приемов, используемых природой, чтобы добиться изменчивости на основе существующих систем. Полученная в результате система может породить дополнительные полезные стандарты, которые раньше было невозможно даже представить.
Инженерная практика рекомбинации положила начало бесчисленным комбинированным технологиям, в которых стандартизированные производственные платформы задействуются для самых разнообразных целей. Технологии сочетаются разными способами для всевозможных видов применения в сфере услуг, сельском хозяйстве, швейной промышленности, строительстве, горной промышленности, транспортной отрасли и т. д. Способ и время группирования этих отраслей в ходе их роста могут объяснить, почему отдельные секторы достигают максимума производительности в разное время. Кроме того, сейчас они связаны более тесно, чем когда-либо.
Пожалуй, лучший пример многоцелевой комбинированной технологии – интернет. Эта сеть – не какая-то одна вещь, а совокупность множества вещей. Это беспрецедентная рекомбинация таких систем, как процессоры, решения для хранения данных, алгоритмы и коммуникационные технологии (список можно продолжать еще долго). Поисковая система способна мгновенно выдать миллионы результатов на любую тему. Как же практически можно обобщить информацию со всего мира и представить ее в цифровой форме за долю секунды? Современные агрегаторы контента в интернете, или мэшапы, стали играть весьма активную роль в гармоничном объединении информации из различных источников в разных форматах. И хотя когда-то это было даже трудно представить, сейчас такой процесс осуществляется путем интеграции ряда систем, каждая из которых идет по собственному эволюционному пути, но, что принципиально, – опирается на единый комплекс стандартов.
Подобный анализ можно применить к рекомбинации сирен и систем визуального оповещения. Эти две совершенно разные системы были объединены и постоянно усовершенствовались, в итоге полученные результаты оказались лучше, чем каждая из систем могла бы дать самостоятельно. Новые разработки в сфере сирен, в том числе изменяемые тоны и частоты в сочетании с мигающим светом – красным, синим и белым, – позволили активизировать инстинкт самосохранения в случае чрезвычайных обстоятельств. Этот союз звуков и цветов бесповоротно изменил направление развития интегрированных систем оповещения населения, а также наглядно продемонстрировал связь технологий с биологией в таком ее проявлении, как громкость и яркость. Причем эта рекомбинация осуществилась не из-за случайного совпадения, а благодаря продуманной системе стандартов.
* * *
Понятие стандартов имеет отношение к принципу привычности интерпретации. Мы относим вещи и явления к конкретным категориям и раскладываем их по отдельным "ящикам". Услышав Джорджа Гершвина, Фрэнка Синатру или Rolling Stones, вы можете сразу же определить те разные жанры музыки, в которых они работают, потому что каждый из них обладает признаками, типичными для того или иного жанра. Мы применяем структуру к вещам, явлениям и понятиям – от кухни разных стран, мира моды и результатов университетских вступительных тестов до медицинских диагнозов, – чтобы наполнить содержанием синтаксис нашего разума. Стандарты играют для продукции ту же роль, что грамматика – для языка. Иногда люди критикуют их за то, что они сводят жизнь к шаблонам, не оставляя места для вдохновения. Некоторые утверждают, что стандарты мешают творчеству и держат нас в рабстве у прошлого. Но попытайтесь представить себе мир без стандартов.
Во всей широте своего применения – от говяжьей вырезки до геометрических параметров при проектировании автомобильных дорог – стандарты улучшают эффективность, даже если при этом уменьшают разнообразие и оригинальность каких-то явлений. Стандарты обеспечивают общий язык рассуждений во множестве случаев – от дорожных знаков до этикеток с указанием состава и пищевой ценности продуктов питания на упаковках. Стандарты позволяют системам работать совместно, и здесь тоже масса примеров – от интернет-протоколов до аудиоформатов MP3. Стандарты предлагают возможность сравнивать, от формата бумаги до универсального кода товара, изобретенного Джорджем Лорером.
Индия перешла на метрическую систему в 1956 году – почти через 10 лет после обретения независимости; до этого там никогда не было единообразия в измерениях. В одном отчете отмечалось, что в стране применялось более 150 "местных систем мер", различия между которыми были настолько велики, что "одному только почтовому ведомству понадобилось 1,6 млн" гирь весом от 1 г до 20 кг. Новые стандарты явно оказались полезными. До недавних пор недостаточная стандартизация была, вероятно, основной причиной ненадежной работы мобильных телефонов во время пребывания абонентов в разных странах, но эта ситуация уже заметно улучшилась. Отсутствие стандартов – это не ограниченность технических возможностей, а факт, продиктованный соображениями бизнеса.
Вот один пример: внедрение улучшенных стандартов и инструментов для функциональной совместимости могло бы содействовать повышению эффективности здравоохранения и сократить напрасные расходы. "Моя любимая пиццерия оснащена компьютерной техникой лучше, чем большинство медучреждений, – отмечает эксперт по качеству медицинского обслуживания Дональд Бервик. – Системы медицинского обслуживания зачастую разрабатывались без учета каких-либо научных подходов. Порой приходится подолгу ждать, уровень расходов абсолютно неоправдан, врачи и пациенты недовольны и раздосадованы, а медицинское обслуживание небезопасно. Смелые усилия по разработке систем календарного планирования для медицинского обслуживания, схем рабочих процессов, правил техники безопасности и даже проектирования помещений наверняка окупятся, так как и обслуживание пациентов, и работа медперсонала улучшатся, а расходы сократятся".
Привычка опираться на стандарты упростила разработку крайне сложных систем, предназначенных для самых разнообразных целей, – от "умных" сетей электроснабжения и ядерных реакторов до облачных хранилищ данных. В коммерческом реактивном самолете миллионы деталей, инструментов и компонентов выпущены разными производителями; они ими разработаны, усовершенствованы, собраны и гарантированно будут функционировать во время полета. Из-за этой гибкости из процесса построения сложных систем исчез фактор риска. Фактически мы достигли такого мастерства в их создании, что по мере дальнейшего усовершенствования становится все труднее понимать, что вообще означает простота.
5
"У мистера Х. болит горло. Он покупает пенициллин и принимает его в недостаточном количестве, чтобы убить стрептококков, но в достаточном, чтобы выработать у них устойчивость к препарату. Потом мистер Х. заражает свою жену. Миссис X. заболевает пневмонией, и ее лечат пенициллином. Но, поскольку теперь стрептококки обладают устойчивостью к пенициллину, лечение не приносит результата и миссис X. умирает. На ком лежит основная ответственность за ее смерть? На мистере Х., так как его небрежное обращение с пенициллином изменило свойства этой бактерии, – заявил Александр Флеминг на важнейшем торжественном мероприятии в Швеции в декабре 1945 года. – Отсюда мораль: если вы используете пенициллин, принимайте его в достаточном количестве".
Это указание Флеминг дал, выступая на церемонии вручения Нобелевской премии, которой он был удостоен вместе с Эрнстом Чейном и Говардом Флори. После такого признания их заслуг Флеминг, Чейн и Флори стали ездить с лекциями, коллекционируя медали и купаясь в славе. Несколько их коллег получили рыцарские звания или были избраны членами престижных научных академий. А Маргарет Хатчинсон в это время сидела дома с маленьким сынишкой, который как раз учился ходить. "С Билли у нас столько забот, что почти не остается времени заниматься чем-то еще", – пояснила она журналисту из местной газеты. Когда рассказывают удивительную историю пенициллина, о Хатчинсон и других людях, благодаря которым препарат стал доступным для широких масс в критический момент, не упоминают даже как о второстепенных героях.
В нашем обществе принято прославлять первопроходцев. Но почему же мы игнорируем тех многочисленных последователей, чей вклад имеет такое же, а порой и большее значение, чем сами открытия? Адаптация – одна из высших форм созидания, хотя она редко получает признание аналогичного уровня. Как выразился историк Джон Рэй: ""Адаптировать, улучшать и использовать" звучит не так эффектно, как первоначальное создание, но метод практического применения сам по себе, возможно, требует более значительных творческих усилий, чем исходный замысел или изобретение".
Пример основной мысли Рэя об адаптации можно найти в эпохе Возрождения. Иоганн Гутенберг изобрел печатный станок, приспособив виноградный пресс для использования с чернилами на основе оливкового масла и печатными формами. Этот подход к массовому производству создал гибкий мировой стандарт: книги. Уровень грамотности выросл и в конечном итоге стимулировал появление новых видов общественного устройства.
Неизвестно, испытывал ли Гутенберг такое же сильное напряжение в ходе работы, как Хатчинсон или Грибоваль во французской армии, который продуманно и методично адаптировал существующие технологии к своим разработкам артиллерийских орудий. Подход Грибоваля ко взаимозаменяемости привел к новой технической модели для армии. Но это вряд ли можно назвать беспрецедентным шагом, так как часовых дел мастера к тому времени уже десятилетиями активно использовали понятие взаимозаменяемости. В производственной системе компании Toyota были усовершенствованы принципы работы Piggly Wiggly; Джон Шепард-Баррон переосмыслил торговый автомат с шоколадками и создал банкомат; а Хатчинсон использовала для производства пенициллина идеи, применявшиеся на нефтеперерабатывающих заводах. Эти инженерные подходы – не просто имитации, а новаторские разработки, авторы которых руководствовались стратегическим вдохновением и преследовали определенную цель.
Еще одно сравнение из области эволюционной биологии, которое полезно учитывать при размышлениях о творческой адаптации, – трансдукция. Этот термин означает процесс, в ходе которого генетические элементы одного организма напрямую передаются другому, создавая новые свойства – подобно тому как вирусы заимствуют свойства одного своего хозяина и наделяют ими другого. Инженеры широко применяют данный подход к проектированию. Генри Форд и его главный инженер Гарольд Уиллс не изобрели автомобиль, а осуществили его трансдукцию. "Чтобы выпускать автомобили, нужно, чтобы все они были одинаковыми… точь-в-точь как булавки фабричного производства", – указывает сэр Гарольд Эванс в книге They made America ("Они создали Америку"). Сделав легкую ванадиевую сталь главным материалом в уже существовавшем у них конвейерном производстве, Форд и Уиллс дали толчок распространению новой парадигмы массового производства.
Благодаря давней концепции вариации параметров, которую отстаивал в том числе и Грибоваль, адаптируемые методы производства в дальнейшем стали ориентиром для стандартизированного выпуска высококачественных лекарств, вакцин, безалкогольных напитков и продовольственных товаров, тем самым демонстрируя центральную роль инженерии в экономическом развитии. Случайные открытия наподобие сделанного Флемингом зачастую имеют незначительное отношение к структуре, ограничениям или компромиссам инженерных процессов, которые помогли выиграть войну, одновременно создавая рабочие места, охраняя здоровье и максимизируя производительность.
Флеминга похоронили с государственными почестями в соборе Святого Павла в Лондоне. В Англии его называли национальным героем, и на то были все основания. А Маргарет Хатчинсон скончалась в тихий зимний день в своем доме в Массачусетсе, и это событие не сопровождалось пышными мероприятиями. "Вообще-то меня мало кто поддержал, когда я заявила, что смогу эффективно совмещать роли инженера и женщины, – рассказывала она за много лет до этого. – Но я просто отказывалась слушать тех, кто пытался отговорить меня от этой смелой цели".
Глава 5
Решения в условиях ограничений
1
Варанаси, он же Бенарес, он же Каши в древности, – настоящая маленькая вселенная, населенная богами, мистиками и нищенствующими монахами. В этом древнем городе на севере Индии насчитывается более двадцати тысяч храмов. Сердце Варанаси – река Ганг, или, как ее ласково называют, мать Ганга. Ганг берет начало в Гималаях – "обители снегов" – и течет, бурля и извиваясь, на протяжении 2414 км, обеспечивая водой 40 % населения Индии примерно в 115 городах.
В сумерках жрецы и верующие собираются для проведения древнего ритуала с лампадками на одной из "гхат" Варанаси – набережных с лестницами, ведущими вниз в Ганг. Тысячи верующих наблюдают за этим зрелищем поклонения, а жрецы поют хвалу матери Ганге.
В обычно шумном Варанаси верующие могут найти тишину. В священных писаниях индуизма отмечается, что в нашем иллюзорном мире только воды Ганга и жизнь в Варанаси – две наиболее реальные вещи. "В отношении религии все страны просто нищие, а Индия – единственный миллионер, – сказал Марк Твен, описавший Варанаси так: – Он старше истории, старше традиции, даже старше легенды и выглядит вдвое старше, чем история, традиция и легенда, вместе взятые".
Впервые я побывал в Варанаси, когда мне было восемь лет, а теперь решил туда вернуться. С учетом задержек я 38 часов ехал из города Ченнаи в купе второго класса поезда. Под аккомпанемент жужжания потолочного вентилятора я коротал время за беседой с любознательным соседом-студентом, будущим инженером-строителем, пока то электровоз, то тепловоз тащил наш поезд через пять крупнейших штатов Индии. Казалось, вся жизнь страны – от жаждущих воды полей до покрытых пышной зеленью гор, от бурлящего уличного движения до назойливых продавцов чая в джинсах-клеш (подделках под известные бренды) – пребывает в состоянии постоянного изменения, за исключением ритмичного, как удары метронома, перестукивания колес поезда.
Зачем я возвращался в Варанаси после многолетнего перерыва?
Чтобы встретить святого инженера.