Упомянутый мною ранее Эдвард Крик подчёркивал: «Многие полагают, что большинство решений инженер находит, стоя у чертёжной доски. Это далеко не так. Большую часть своего времени инженер наводит справки, знакомится с литературой, изучает требования, обменивается мнениями, подбирает сотрудников. Поэтому умение поддерживать хорошие отношения с людьми и успешно сотрудничать с ними играет большую роль в работе инженера. деятельность инженера в большой степени зависит от нужд общества, признания полезности его изобретений и того, как эти изобретения помогают людям. Эта заинтересованность вместе с экономической стороной деятельности инженера делают его работу не столь уже сугубо технической, как предполагают непосвящённые. Существует мнение, будто инженер большую часть своего времени делает то, чем обычно занимается техник или механик, или даже лаборант. Отнюдь нет! Инженеру чаще приходится мыслить абстрактно, обдумывать факты, вычислять и сопоставлять и реже иметь дело с конкретными приборами. Более того, макет разработанного инженером прибора собирают техники, поэтому даже в этом случае инженеру не всегда удаётся “поработать руками”».
Впрочем, в моём архиве можно найти достаточно примеров, когда и инженеру приходилось «засучивать рукава». Перебирая вырезки в поиске красивых, и в то же время приземлённых, в хорошем смысле этого слова, примеров, нашёл сообщение инженера И. Гамма (с. Глядень, Алтайский край) из журнала «Техника и наука» (1983, № 8, С. 35):
«Однажды ранней весной нам было крайне необходимо опустить в озеро водозаборники от передвижных насосных станций. С дамбы только-только сошёл снег, и никакие подъёмные механизмы нельзя было подогнать к воде. Мешала жуткая слякоть. А водозаборники – это стальные трубы длиной 20 м и диаметром 157 мм. Конечно, и вес у них солидный. Вода была ещё настолько холодной, что человеку войти в неё представлялось просто немыслимым. Специальные плавсредства вообще отсутствовали. Словом, трудностей хоть отбавляй. И всё же водозаборники были опущены на дно озера. Как мы поступили?» Тут мне вспоминается известная русская пословица «голь на выдумки хитра», а также старый советский мультфильм про Фоку на все руки доку. И. Гамм свидетельствует: «По всей длине к трубам привязали несколько надутых до предела (старых) камер от большегрузного самосвала (продев трубы в попарно связанные камеры. – Авт.). Общими усилиями столкнули (скатили) всю конструкцию в воду. Потом с помощью простых канатов установили плавающие заборники перпендикулярно по отношению к береговой полосе. Затем пригласили местного охотника, молодого парня, и к великому его удовольствию позволили открыть огонь по камерам. Металлическая конструкция ушла вниз в нужном нам месте. Со всеми приготовлениями на эту необычную операцию у нас ушло четыре часа».
Когда мы говорим о древности профессии инженера, вспоминаются и Герон Александрийский, в первом веке до новой эры создавший паровую турбину реактивного типа, и тот же Архимед, чьи чудесные приспособления эффективно защищали Сиракузы от воинственных римлян, и, наконец, Леонардо да Винчи, кстати, наиболее полно сочетавший в себе два типа творческого гения – художественного и технического. Но, пожалуй, первым классическим примером инженера современного типа является американец Томас Алва Эдисон (1847–1931). Уникальное сочетание качеств делового человека, организатора инженерного процесса и изобретателя в одном лице! Был ли искренен он, когда изрёк: «Я не исследую законы природы и не сделал крупных открытий. Я не изучал их так, как изучали их Ньютон, Кеплер, Фарадей и Генри для того, чтобы узнать истину. Я только профессиональный изобретатель. Все мои изыскания и опыты производились исключительно в целях отыскать что-либо, имеющее практическую ценность».
При всей американской прагматичности именно «фабрика изобретений» Эдисона взрастила и поддержала массу выдающихся, и даже гениальных, учёных и инженеров.
Размышляя о разных психологических аспектах творчества в книге «Использование латерального мышления» Эдвард де Боно предостерегает: «Люди с идеями склонны презирать так называемых исполнителей, которые обычно работают с большим умением и усердием с идеями второго порядка. Однако они забывают, что именно исполнители фактически и делают всю нужную и полезную работу, без которой новые идеи ничего бы не стоили. К тому же возможно, что простые исполнители работают с идеями второго порядка вовсе не потому, что сами они не способны предложить лучшие идеи, а потому, что они умеют приступить к работе над новой идеей сразу же после ее возникновения; для того, чтобы начать работу, им не нужно сверхвдохновения и сверхидей. Точно так же исполнитель может упорно заниматься какой-то проблемой именно потому, что способен решить её; тогда как человек с идеями начнет выискивать более легкие пути для решения проблемы, ибо он слишком ленив и совершенно не приспособлен к упорному труду…»
Так вот, Эдисон с должной изобретательностью разработал несколько способов выявления инициативных и трудолюбивых сотрудников. Поразительный случай приводят Энди Бойнтон и Билл Фишер в книге «Виртуозные команды», когда Эдисон обратил внимание на амбициозного молодого клерка в принадлежащей ему адвокатской конторе. Френсис Джел, так звали этого юриста, мечтал стать полноправным участником эдисоновской «фабрики изобретений», ночами изучал химию и математику. «Эдисон сразу же поручил ему чистить и заряжать элементы примитивной батарейки
– “грязную работу” с использованием серной кислоты, веществ с неприятным запахом и замысловатыми хитросплетениями бесконечных проводов. По прошествии многих часов Эдисон сам проверил работу Джела: “Итак, я вижу, ты понимаешь, что к чему”. И тот сразу же был принят на работу. Эдисон проверял мыслительные способности кандидатов, задавая им вопросы, на которые они либо не могли ответить, либо нуждались в дополнительном времени для раздумий. Ему же нужен был не точный ответ, а возможность понаблюдать, как человек размышляет и насколько он любознателен».
Одна из классических историй – как Томас Эдисон дал задание математику Эптону определить объём колбы лампы накаливания. Эптон высчитывал объём около часа по своим сложным формулам с помощью интегралов. Не без самодовольства он явился к Эдисону и был посрамлён, когда изобретатель показал, как сделать то же самое за одну минуту. Эдисон погрузил колбу лампы колбу в мерный сосуд с водой и определил погружённый объём по количеству вытесненной им жидкости.
Многие пишут о разных сторонах инженерного творчества. Но скажу парадоксальную вещь: без страсти никакого инженерного творчества нет! Именно она, эта страсть, и заряжает подсознание, а подсознание – дом интуиции. Если подсознание не заряжено, никакого озарения ждать не приходится. И в этом виде слова Эдисона про необходимость нагрузки подсознания для интуитивного акта творчества – не просто слова, а выстраданный факт.
«Беспокойство – это неудовлетворённость, а неудовлетворённость – первейшее условие прогресса. Покажите мне совершенно удовлетворённого человека, и я вам открою в нём неудачника», – сказал как-то по этому поводу тот же Томас Эдисон.
Вот точно так и художественное творчество вообще и поэтическое, в частности, основаны на беспокойстве духа и ума. Поэтому вполне логично заключить, что, во-первых, хороший гуманитарный уровень – это необходимый компонент творчества технического, а во-вторых, для любого творчества, в том числе и инженерного, характерна доля «мятежности духа».
Подвергая сомнению кажущиеся неизменными правила, можно выйти на хороший изобретательский уровень. Правила – не догма. Вот ещё один пример из моего архива – вырезка из журнала «Техника молодёжи» (№ 5, 1976). Ленинградский инженер В.Москалёв оспаривает неполно сформулированный закон о равенстве уровней жидкости в сообщающихся сосудах:
«Перечислим основные причины, при наличии которых в сообщающихся сосудах будет существенно нарушаться равенство уровней: 1) Жидкость в одном из сосудов существенно холоднее (или теплее), чем в другом; 2) В одном сосуде стенки смачиваются жидкостью, а в другом – нет, размеры же поперечных сечений сосудов невелики;
3) Каждый из сосудов в районе мениска жидкости представляет собой капилляр, причём диаметры их различны; 4) Система сообщающихся сосудов движется по кривой, причём ось мгновенного вращения находится на различных расстояниях от сосудов. Если сообщающиеся сосуды присоединены к трубопроводу, в котором жидкость движется, то уровни в них могут существенно отличаться из-за различных соотношений статического и динамического напоров. и ещё целый ряд “если”. Так коварно на практике выглядит применение, казалось бы, простейшего закона…»
Человечество отправляет первые корабли за пределы Солнечной системы, в гигантские дали. И, как это ни парадоксально, знает теперь больше и лучше о миллиардах километрах космического пространства, чем о том, что находится буквально в сотнях метров под ногами. Романтика поиска начинается здесь, на Земле, и не исчерпала себя с памятных десятилетий освоения Сибири. Инженеру открыты все области для проявления им изобретательских способностей, в том числе и та, что у него перед глазами каждый день.
Эдвард де Боно в книге «Использование латерального мышления» приводит следующий пример: «В течение многих лет физиологи не могли понять, зачем нужны большие витки на почечных сосудах. Предполагалось, что эти витки не выполняют особых функций, а являются просто реликтовыми образованиями. Но однажды инженер, взглянув на эти витки, тотчас же высказал предположение, что, они, видимо, представляют собой как бы часть противоточного конденсатора – давно известного технического устройства, предназначенного для увеличения концентрации растворов.
В данном случае непредубежденный взгляд со стороны, – пишет де Боно, – дал ответ на вопрос, который оставался загадкой весьма продолжительное время. Подобный подход к проблеме полезен не только тем, что позволяет применить к ней специальные познания из какой-то другой области, но и тем, что посторонний человек еще не ограничен рамками конкретного подхода к данной проблеме, который выработался у людей, тесно с ней связанных.
И действительно, исследователь, занимающийся разработкой проблемы на всех этапах ее развития, связывает себя определенным подходом к проблеме, в то время как посторонний человек, увидевший лишь заключительный этап развития проблемы, возможно, подойдет к решению совершенно с другой стороны. Так, приглашая консультантов из других областей науки и техники, исследователи надеются, что они не только дадут квалифицированное заключение на основании специальных знаний, но и предложат новый подход к решению проблемы. К сожалению, квалифицированная консультация еще не предполагает способности увидеть проблему в новом свете; для этого потребуется применение нешаблонного мышления…»
Явление переноса достижений одной области знания в другую характерно для процессов эффективного инженерного творчества. В нефтяной отрасли, да и в собственно «горном деле», инженеры, как нигде, имеют необыкновенно высокий потенциал для такого переноса.
На страницах журнала «Техника и наука» в начале 1980-х годов широкой популярностью пользовалась рубрика «Технология и психология творчества». Её ведущий Г.С. Альтшуллер с последователями и учениками предлагал читателям нетривиальные инженерные задачи. Вот одна из них: «Для бетонирования конструкций сложной формы, например, куполов, был предложен и защищён авторским свидетельством щит опалубки, способный принимать и сохранять любую форму. Каков, по вашему мнению, принцип действия такого щита?» (№ 7, 1983, С. 14). Ответ на этот вопрос приведён в другой публикации, найденной мной три года спустя – журнала «Изобретатель и рационализатор» (№ 3, 1986, С. 17) – «Мгновенная опалубка»: «Чтобы кровля горной выработки не просела под толщей породы, нужны массивные бетонные колонны, подпирающие потолок. Возводят их в деревянных опалубках, это хлопотно, и потому горняки предпочитают просто оставлять целики – неразработанные участки пласта полезного ископаемого. Возведение опорных колонн было бы намного более простым делом, если б они имели постоянные размеры. Но горная выработка следует за пластом, её очертания неопределённы, и поэтому ни один искусственный целик не похож на другой, каждый раз приходится городить новую опалубку…» Быть может, вы сами, основываясь на известных физических эффектах, предложите быстровозводимую эластичную конструкцию многоразового использования, твёрдую при заливке бетона и снова податливую, когда её нужно снять? По мнению автора изобретения И.И. Терёхина (а.с. № 883524), такую опалубку можно использовать, разумеется, и в наземном строительстве.
Инженер должен иметь полное представление о ближайших социальных последствиях своей работы, это означает, что он должен быть развит всесторонне – не только в части понимания технических законов, но и в части общественной культуры.
Так, Дэниел Ергин в своём бестселлере «Добыча» приводит пример: «В первые десятилетия своего существования, нефтяная промышленность снабжала индустриальный мир продуктом с названием «керосин» и известным как «новый свет», который потеснил ночь и удлинил рабочий день. В конце девятнадцатого столетия Джон. Д. Рокфеллер стал самым богатым человеком в США, в основном, благодаря торговле керосином. Бензин в то время был практически бесполезным побочным продуктом, который иногда удавалось продать по цене два цента за галлон, а если нет, то его просто выливали в реку по ночам. Но как только изобретение лампы накаливания, казалось бы, стало первым шагом к моральному старению нефтяной индустрии, то с разработкой двигателя внутреннего сгорания, работающего на бензине, открылась новая эра. Нефтяная индустрия получила новый рынок, и родилась новая цивилизация».
По словам Дэниела Ергина, технологический арсенал нефтяных изысканий пополнил сейсмограф, «оказавшийся мощным инструментом. Его изобрели в середине девятнадцатого века и использовали для регистрации и анализа землетрясений. В Германии же во время войны им пользовались для определения местоположения вражеской артиллерии…» С другой стороны, «во время Первой мировой войны воюющие стороны применяли в Европе аэрофотосъемку для определения расположения войск. Методику быстро внедрили в нефтяную индустрию и получили средство для широкого обзора геологии поверхности…»
Из ярких примеров, когда фундаментальная наука внесла посильный вклад в развитие нефтедобычи, вспомним, пожалуй, разработку крупнейшего физика XX столетия, ученика и соратника самого Ферми – академика Бруно Максимовича Понтекорво. Он один из создателей советской школы эксперимента в области физики элементарных частиц. Правда, свою идею Понтекорво осуществил уже в 1941 году, так сказать, в американский период жизни, за десять лет до переселения в СССР. Речь о предложенном им методе нейтронного каротажа для разведки нефтеносных районов, основанном на взаимодействии нейтронов с веществом горных пород, водой и нефтью.
Хотя оказалось, что нейтронный каротаж с источником непрерывного действия не позволяет достоверно различать пласты, насыщенные водой и нефтью, эти жидкости как замедлители нейтронов неразличимы. Но спустя некоторое время стали использовать так называемый импульсный нейтронный каротаж, при котором пластовая вода, растворяющая и несущая минеральные соли, например, хлориды, в отличие от нефти, вполне надёжно распознаётся.
Как пишет к.ф.-м.н. Наталья Теряева (г. Дубна), изначально «внутри нефтяной скважины перемещали толстостенную стальную гильзу, содержавшую нейтронный источник (запаянную ампулу с механической смесью порошков бериллия-7 и полония) и детектор, регистрировавший излучение от горных пород, облученных нейтронами. Смесь радиоактивных изотопов бериллия и полония непрерывно производила поток нейтронов. Нейтроны взаимодействовали с ядрами элементов, которые содержались в горных породах скважины. Детектор стальной гильзы фиксировал энергию столкнувшихся с ядрами элементов породы нейтронов. По ней и судили о том, содержится ли в этих породах водород, входящий в состав нефти, поскольку столкновение с ядрами водорода замедляло бег нейтронов – снижало их энергию.