Проблема инженерно-технического творчества в теории П. К. Энгельмейера

2009

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА серия История, философия, социология

№142

УДК 331.021.4:601

ПРОБЛЕМА ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА В ТЕОРИИ П.К. ЭНГЕЛЬМЕЙЕРА

В.П. БЕРЛЕВ

Статья представлена доктором философских наук, профессором Панферовым К.Н.

Рассматривается концепция инженерно-технического творчества, разработанная П.К. Энгельмейером. Определяются этапы и содержание творческого процесса.

Ключевые слова: инженерно-техническое творчество, П.К. Энгельмейер, этапы творчества, изобретение, техническое образование.

В универсальной теории творчества, разработанной выдающимся российским инженером и философом П.К. Энгельмейером, предложено структурирование процесса творчества на основе выделения его основных этапов. Согласно данной теории любой творческий процесс можно разделить на условные три этапа или три акта, как назвал их П.К. Энгельмейер: появление замысла, выработка схемы или плана осуществления задуманного и фактическое воплощение в жизнь выработанных идей. Учёный замечает: «Итак, мы рассматриваем всякое существующее изобретение, как трехчлен: принцип, схема (система, план) и конструкция» [1, с. 78]. Данные этапы характерны для любой творческой деятельности человека, в том числе литературной, изобразительной, научной, технической и т.д. Рассмотрим структуру и содержание технического творчества.

Здесь так называемый трехакт представляет, во-первых, появление замысла будущего изобретения или открытия, во-вторых, выработку схемы осуществления данного замысла и, наконец, конструктивное выполнение изобретения. Продукт технического творчества только тогда представляет фактическую ценность, когда все три этапа его создания успешно разрешены, т.е. при оригинальном и, главное, целесообразном замысле, найдена эффективная схема реализации данного замысла и выполнено точное конструктивное исполнение согласно найденной схеме. Действительно, очень важно сформулировать основную идею изобретения, однако не менее важно найти эффективный путь её реализации, исходя из имеющихся средств, в том числе, экономических. Наконец, при кажущейся простоте и даже некой ремесленности третий этап, а именно - конструктивное воплощение, играет не менее важную роль в творческом процессе, поскольку любая неудача на данном этапе ставит крест на успешности первых двух и изобретение остаётся сугубо теоретическим объектом, не выполняющим своего прямого предназначения

- решения конкретной технической задачи. П. К. Энгельмейер отмечает: «Для практического употребления изобретения, т.е. с точки зрения практика, самое важное, это - конструкция. И в самом деле, иногда малейшие конструктивные погрешности мешают распространению очень полезного изобретения» [1, а 77].

Долгое время изобретатели совершали все три акта изобретения самостоятельно, т.е. генерировали его замысел, затем вырабатывали модель реализации замысла и создавали сам физический объект. Так, Архимед (ок. 287 — ок. 212 до н. э.) построил небесную сферу - механический прибор, на котором можно было наблюдать движения планет, фазы Луны, солнечные и лунные затмения. Опираясь на блестящие для своего времени знания математики и астрономии, учёный выдвинул идею создания модели солнечной системы, разработал схему и построил сам прибор.

Стоит отметить, что случается так, что изобретение по определённым причинам останавливается на определённом этапе (акте) и его окончательное претворение в жизнь происходит че-

рез некоторое, порой очень длительное время. Здесь одним из примеров служит проект вертолёта (1500 г.) Леонардо да Винчи, вернее разработка прообраза современного вертолёта - летательного аппарата, использующего вращающийся винт в качестве источника подъёмной силы. Леонардо да Винчи лишь сделал чертёж данного аппарата, сопроводив его скупыми комментариями. Однако сама идея, замысел использовать вращение винта для поддержания аппарата в воздухе, уже были рождены тогда. Далее, в течение нескольких веков предпринимались попытки сконструировать и построить летающий вертолёт, т. е. совершить второй и третий акты изобретения соответственно. Но этому мешало отсутствие надёжного и мощного двигателя, способного поднять в воздух винтокрылую машину. Лишь в 1910-х годах Игорю Ивановичу Сикорскому удалось сконструировать и построить вертолёт, поднявшийся в воздух. Таким образом, в данном случае мы видим пример совместного изобретения, первый акт которого совершил Леонардо да Винчи, второй и третий - Игорь Сикорский.

Как правило, первый акт изобретения на протяжении нескольких десятилетий, а то и столетий, остаётся неизменным, тогда как второй и третий подлежат изменениям. Действительно, раз открытый принцип, оставаясь неизменным, находит отражение во многих технических объектах, порой в разных областях техники. Так принцип расширения газов при сгорании воздушнотопливной смеси положен в основу работы различных двигателей: автомобильных, авиационных и др. Двигатели, в свою очередь, имеют совершенно различные схемы строения. Нередким являются случаи, когда изобретение адаптируется для разрешения задач в другой научной или технической сфере. Например, принцип исследования человеческих органов при помощи оптических приборов (эндоскопия, лапароскопия) впоследствии был использован при изучении внутренних частей авиационных двигателей - бороскопировании.

Зачастую, особенно в случаях сложных устройств, изобретения совершаются одним автором, не проходя всех трёх актов, а ограничиваясь двумя или вообще одним актом. Здесь теория творчества П. К. Энгельмейера играет решающую роль в вопросе патентования изобретений, т.к. позволяет чётко оценить изобретение с точки зрения его новизны. Является ли предложенная конструкция простым копированием и совершенствованием уже существующих схем? Или это инновационный принцип, применённый изобретателем впервые? На эти вопросы позволяет ответить анализ сопоставляемых изобретений, проведённый на основе теории творчества. Для этого П.К. Энгельмейер определяет два главных критерия сходства между изобретениями, а именно эффект и состав изобретений: «Изобретения, сходные по эффекту (по действию), т.е. изобретения, одинаково действующие, мы будем называть эквивалентными; а изобретения, сходные по своему составу, будем называть изоморфными» [1, с.81]. Примером эквивалентных изобретений в авиации служат противообледенительные системы самолётов. Чаще всего для предотвращения образования льда и для его удаления с аэродинамических поверхностей используется тепловая система, в основе которой лежит принцип отбора горячего воздуха от двигателя и дальнейшее его распределение с помощью труб под поверхностью обшивки. Таким образом, обшивка нагревается, и лёд удаляется и не образуется вновь. Другая противообледе-нительная система установлена на самолёте отечественного производства Ил-86, а именно электроимпульсная. Здесь лёд удаляется с помощью деформаций обшивки, достигаемой расположенными под нею катушками индуктивности. На эти катушки поступают переменные электрические импульсы, и в соответствии с законом электромагнитной индукции создаётся переменное магнитное поле. В результате взаимодействия этого поля и металлической обшивки последняя периодически, в согласии с поступающими на катушки импульсами, деформируется, ломая образовавшийся лёд. Таким образом, при совершенно различном принципе работы тепловая и электроимпульсная противообледенительные системы самолётов являются эквивалентными изобретениями, т.к. выполняют одинаковую функцию - препятствуют обледенению аэродинамических поверхностей самолёта. Задачей конструкторов является детальный анализ преимуществ каждой из систем: веса, размеров, удобства обслуживания и др. для принятия решения об установке на воздушное судно одной из них.

Примером изоморфных изобретений служат упомянутые ранее эндоскоп в медицине и бо-роскоп в авиации. Действительно, практически при одинаковом составе данных приборов, они выполняют различные функции: эндокоп применяется для исследования пищеварительного тракта организма человека, бороскоп используется авиационным инженерно-техническим составом для диагностики состояния двигателей.

Эквивалентность и изоморфизм распространяются на все три составляющих акта изобретений: на принципы, на системы и на конструкции. Для наглядности рассмотрим эти положения на уже приведённых примерах. Так, на уровне принципа работы (1-й акт) эквивалентны между собой тепловая и электроимпульсная противообледенительные системы самолётов. В свою очередь, тепловые системы различаются схемой построения (2-й акт) на воздушных судах разных производителей, например, на отечественном Ту-154 и американском Boeing 737. Наконец, аналогические системы могут, при сохранении основной схемы своего строения, отличаться на разных модификациях одного типа самолёта, к примеру, Boeing 737-200 и Boeing 737-800. В данном случае различия наблюдаются на уровне конструкционного исполнения (3-й акт), например, для аналогичных агрегатов и деталей могут применяться разные материалы с целью облегчения веса всей системы.

Изоморфизм бороскопа и эндоскопа явствует на уровне принципа (1-й акт). Современный бороскоп для исследования двигателя в условиях ангара представляет из себя сложный электронный прибор, упакованный в защитный кожух. Этот кожух может иметь замок для открытия только уполномоченными лицами. В то же время микропроцессор, входящий в состав бороско-па содержит множество схем, реализованных в качестве так называемых электронных замков. При совершенно различных принципах открытия и закрытия (механический и электронный) принципиальная схема замков (2-й акт) с неким открывающим и закрывающим элементом (ключ и электронный импульс), порогом чувствительности (жесткость пружины и уровень напряжения импульса) остаётся одинаковой. Наконец, во все электронные схемы бороскопа включены резисторы, причём схемы могут выполнять различные функции (понижение напряжения, выпрямление переменного тока и т. д.). Применяемые резисторы могут быть совершенно одинаковыми в разных схемах. Здесь мы наблюдаем изоморфизм на уровне конструкции (3-й акт).

Итак, анализ изобретений по предложенной П.К. Энгельмейером системе очень важен для определения уровня их новизны. Государственные органы патентования изобретений могут использовать теорию творчества в качестве точного инструмента для вынесения решений по предоставлению патентов или отказа в их выдаче.

Для действительного полезного изобретения необходим ясный замысел, строящийся на поиске оптимального решения определённой проблемы или круга проблем. При этом замысел должен иметь четкую цель и практическое значение, в противном случае, оставшиеся этапы творчества становятся бессмысленными. В качестве иллюстрации приведём литературное произведение советского писателя, члена общества ОБЭРИУ Даниила Хармса. «Некий инженер задался целью выстроить поперек Петербурга огромную кирпичную стену. Он обдумывает, как это совершить, не спит ночами и рассуждает. Постепенно образуется кружок мыслителей-инженеров и вырабатывается план постройки стены. Стену решено строить ночью, да так, чтобы в одну ночь все и построить, чтобы она явилась всем сюрпризом. Созываются рабочие. Идет распределение. Городские власти отводятся в сторону, и наконец, настает ночь, когда эта стена должна быть построена. О постройке стены известно только четырем человекам. Рабочие и инженеры получают точное распоряжение, где кому встать и что сделать. Благодаря точному расчету, стену удается выстроить в одну ночь. На другой день в Петербурге переполох. И сам изобретатель стены в унынии. На что эту стену применить, он и сам не знал» [2, с. 376-377].

Итак, выделим три этапа творческого процесса в данном случае. Первый тап - появление замысла - появление у инженера замысла выстроить стену. Далее мы видим второй этап, а именно поиск оптимальной схемы реализации замысла, когда в результате напряженной мыс-

лительной работы рождается конкретный план. Потом следует третий этап - непосредственное возведение стены. И в конце мы наблюдаем провал инженера-изобретателя, его смущение и уныние по поводу своего детища. Изначально, на этапе возникновения замысла практическое значение данного изобретения не было определено инженером, т.е. не было технической задачи или проблемы, которую бы данное изобретение решало. И даже эффективная схема реализации замысла и безупречное фактическое исполнение не принесли никакой пользы. Таким образом, первый и важнейший этап технического творчества заключается в появлении рациональной идеи решения определённой технической задачи. П.К. Энгельмейер пишет: «во всяком изобретении есть некоторая сущность, что в нем не все одинаково существенно. И вот, если мы подойдем к любому техническому изобретению с вопросом о том, что для него существенно, то убедимся, что «существенное» в изобретении имеет три степени или три ступени, которые, в восходящем порядке общности и важности мы называем: конструкцией, схемой (или системой) и принципом. Таким образом, самую суть изобретения дает его принцип» [1, с. 74].

Также у Даниила Хармса мы находим ещё одно произведение, посвящённое теме изобретательства, а именно рассказ «Друг за другом», который тоже ярко иллюстрирует особенности творческого процесса. В произведении рассказывается об изобретателе Астатурове, который придумал абсурдную, глупую и не имеющую определённых правил игру «друг за другом». Изобретатель при этом гордится этой игрой и с поразительной настойчивостью пытается её распространить, приходя сначала в редакцию журнала, затем в патентный отдел, а следом - в магазин игрушек. Здесь мы также наблюдаем бесполезность изобретения, т.к. его основной замысел абсурден и не решает основной своей задачи - сделать детскую игру захватывающей и развивающей и, конечно, сформулировать для неё чёткие правила. Далее в рассказе приводится ряд бесполезных изобретений, который был взят автором из действительности. На эти изобретения в своё время подавались патентные заявления. Например, говорится о «Солнцетермосе» -устройстве, состоящем из двух шаров из стекла, один из которых помещается внутри другого, расположенных на высокой мачте. «Устройство даёт на весь мир ослепительный свет, от которого можно укрыться только плотными шторами». [2, с. 318]. Зачем это нужно и каким образом будет осуществляться, изобретатель не поясняет. Также мы читаем о приборе для автоматического снятия шляпы с головы при встрече, способе окраски лошадей, способе самосогревания путём дыхания под одеяло и т.д. В юмористической форме писатель говорит о серьёзных вещах, а именно: что служит критерием отбора полезных и бесполезных изобретений и что необходимо изобретателю, чтобы его детища приносили пользу и были востребованы. Во-первых, говоря об оценке изобретений, автор, устами героя рассказа, заявляет, что «всякое изобретение должно быть экономно» [2, с. 319]. Действительно, главным критерием, особенно на современном этапе дефицита природных ресурсов, является экономический эффект изобретения, т.е. преимущества, достигаемые с помощью внедрения изобретения в сравнении с затратами на его реализацию. Во-вторых, «всякое изобретение должно быть разумно» [2, с. 319]. Приведённые выше примеры иллюстрируют некоторые примеры нелепых изобретений.

Мы видим, что первый акт изобретения согласно теории П.К. Энгельмейера, является определяющим, т.к. именно замысел в результате определяет экономическую эффективность и полезность изобретения. Далее следует определить, какие качества необходимы изобретателям для успешной деятельности и как эти качества привить и развивать. В рассказе «Друг за другом» в диалоге главного героя с сотрудником патентного отдела мы находим ответ на вопрос, чем нужно овладеть изобретателю:

« - Что же надо изобретателю, - сказал я, - чтобы дать полезные и нужные изобретения?

- Во-первых, - сказал сотрудник патентного отдела, - изобретателю надо много учиться. Мы часто видим у изобретателей стремление разрешить крупные задачи без достаточной для этого научной подготовки. - Во-вторых, - продолжал сотрудник, - изобретатель должен знать всё, что сделано в его области до него, не то он может запоздать со своим изобретением лет на 50» [2, с. 319].

Таким образом, залогом успешной изобретательской деятельности является образование. Теоретическая и практическая подготовка служат базисом для правильной постановки задачи и критического самоанализа появляющихся идей и замыслов по её разрешению. Вместе с этим, изобретателю, как действующему, так и будущему, необходимо быть в постоянном контакте с научным сообществом, причём не только своего института, города и даже страны, а всего мира, поскольку только это позволит узнавать о результатах других учёных в исследуемой области и сопоставлять их со своими. Здесь особенно важна коммуникационная функция образования, его открытость, современность и постоянное совершенствование. Изобретатель должен всё время «сверять часы» со своими коллегами, узнавая об их исследованиях, при этом тщательно их анализируя, чтобы не позаимствовать ошибочные выводы и результаты. Для достижения этих целей особенно важно в процессе образования уделить внимание изучению иностранных языков и навыкам коммукации в профессиональной сфере.

Российская система высшего технического образования фундаментальна и имеет целью подготовку не узкоспециализированного специалиста, а человека, в первую очередь, размышляющего, умеющего найти нестандартное решение поставленной задачи. Однако, оставаясь неизменной на протяжении десятков лет, система подготовки инженеров в нашей стране не вполне соответствует требованиям современной действительности, т. к. не учитывает изменений, произошедших в экономической и социальной жизни России, особенно в последние двадцать лет. Сейчас становится ясно, что в сфере инженерного образования необходимы реформы, но реформы не разрушительные и кардинальные, а тщательно обдуманные и постепенные. Важно не потерять те преимущества российской технической школы, которые позволили нашей стране в XX веке по праву называться мировой державой в области технических достижений. Нельзя просто скопировать системы образования западноевропейских стран или США. Без учета наших национальных особенностей такое образование не будет эффективным. К.Н. Панферов пишет: «Нельзя было быстро уничтожать всю педагогическую систему, наработанную в нашей стране десятилетиями, а взамен ничего лучшего не предложив, кроме Болонского соглашения, которое вырабатывалось в крохотных европейских странах. Потому оно не могло стать эталоном для многонационального российского государства с почти 150 миллионным населением» [3, с.75]. Одним из инструментов консервативного реформирования высшей технической школы может быть теория творчества П. К. Энгельмейера в применении к формированию учебных программ подготовки инженерных кадров.

ЛИТЕРАТУРА

1. Энгельмейер П.К. Теория творчества / С предисл. Д.Н. Овсянико-Куликовского, Э. Маха. Изд. 2-е. - М.: Издательство ЛКИ, 2007.

2. Хармс Д. Цирк Шардам: собрание художественных произведений. - СПб.: ООО «Издательство «Кристалл», 1999.

3. Панферов К.Н. Профессиональная этика: вызов времени. - М.: РУСАКИ, 2008.

THE TECHNICAL CREATION IN THE THEORY OF P. K. ENGELMEYER

Berlev V. P.

The technical creation is considered and analyzed on the basis of the theory of P. Engelmeyer.

Сведения об авторе

Берлев Владислав Павлович, 1983 г.р., окончил МГТУ ГА (2005), аспирант МГТУ ГА, автор 11 научных работ, область научных интересов - философия науки и техники.