Что такое изобретение?
Артур Кёстлер в своих книгах, в частности в книге «Акт творчества», вводит для анализа творческого процесса понятие «бисоциации», которое он определяет как решение задачи в одной области взаимосвязанных идей путем привнесения в эту область идеи из совершенно иной сферы. Изобретение нового процесса или прибора — процесс, в такой же степени творческий, как и создание научной гипотезы, объясняющей экспериментальные наблюдения, поэтому метод Кёстлера, безусловно, применим к анализу изобретений. Всем хорошо известна история о том, как Архимед выпрыгнул из ванны с криком «Эврика!», когда придумал способ измерения объема царской короны, чтобы определить, золотая она или медная. Вот достойный пример изобретения, основанного на приложении к практической проблеме научного наблюдения, которое до тех пор с этой проблемой не связывалось. Многие, если не все, изобретения, можно подвести под понятие «бисоциации» в том смысле, что они решают, казалось бы, неразрешимую практическую проблему с помощью идеи, которая хорошо известна в какой-то другой области, но к которой, нельзя прийти путем логических построений или систематического поиска в наперед заданной области знаний (такой поиск мог бы осуществить и компьютер).
Близкая к кёстлеровской идея содержится и в высказанной Эдвардом де Боно концепции «побочного мышления», под которым он понимает отход в рассуждениях от нормальной цепи логических построений.
Свою мысль де Боно иллюстрирует на примере девочки, попавшей в руки злодея. Последний принуждает ее вытащить свой жребий из мешка, в котором, по его словам, находятся три белых и три черных камушка. Обнаружив, что на самом деле все камушки в мешке черные, девочка вытаскивает один и тут же его выбрасывает, а затем утверждает, что вытащила белый. Злодею ничего другого не остается, как согласиться с ней, иначе его обман будет раскрыт.
С нашей точки зрения, обе рассмотренные концепции относятся лишь к работе интеллекта, между тем как для подлинного изобретения необходимо участие эмоций и физического мышления. Под «подлинным изобретением» в этой книге понимается идея, способная привести к созданию устройства (механического, электрического или электронного), использование которого по-новому и гораздо лучше удовлетворяет некоторую человеческую потребность. Поэтому изобретение неотделимо от серьезного желания найти способ лучшего удовлетворения той или иной потребности человека и понимания физических и технических закономерностей и принципов не только умом, но и «на ощупь», т. е. руками и глазами. Лишь совокупность всех перечисленных условий позволит создать практически полезную конструкцию.
Всякий, кто сделал хотя бы небольшое изобретение, способен оценить важность работы эмоциональной сферы. Изобретатель должен начинать работу с твердой верой в успех, сколько бы ему ни твердили 66 ожидающей его неудаче или о том, что до него над подобной затеей работали куда более умные люди. Он также должен быть совершенно уверен в важности решения поставленной задачи — это даст ему необходимые нравственные силы. Ему придется искать не одно решение, а целое множество оригинальных идей, поскольку большинство из них придется отвергнуть либо по причине их ошибочности, либо потому, что они сопряжены с такими побочными явлениями, которые сведут на нет их потенциальную ценность. С другой стороны, сама идея поначалу может показаться нереальной, но в результате дальнейших эмоциональных усилий появится новое изобретение, которое устранит первоначальные затруднения. Будущему изобретателю непременно придется пережить моменты уныния, когда и ему самому проблема будет казаться неразрешимой или когда идея — его любимое детище — при дальнейшем рассмотрении окажется незаслуживающей внимания. Успеха добьется лишь тот, у кого хватит сил продолжать борьбу, даже когда исход ее кажется безнадежным. И великие изобретатели прошли через такие трудности; пусть это послужит утешением для молодого человека, поставившего перед собой цель найти оригинальное решение проблемы.
Процесс изобретательства всегда эмоционально окрашен; иными словами, подготовка к нему заключается не только в выяснении конкретной задачи, которую вы намерены решить, но и в получении твердой уверенности, что задача эта действительно заслуживает усилий. В наши дни намерение составить себе состояние на оригинальном изобретении уже не является достаточной побудительной силой по двум причинам. Во-первых, изобрести что-то, на чем можно было бы нажить капитал, сейчас неизмеримо сложнее, чем в прошлом веке. В те времена промышленная революция стремительно открывала возможности для создания новых инструментов, машин, материалов, и предприимчивый изобретатель имел реальную возможность обеспечить себе материальное благополучие. Сейчас же даже в таких быстроразвивающихся областях, как электроника, полупроводниковая техника, электронные вычислительные машины, работы ведутся коллективно, и у изобретателя-одиночки мало шансов на успех, если он лишен правительственной или иной солидной поддержки.
Во-вторых, промышленная революция дошла уже до той точки, когда-то, что сулит экономическую выгоду, не всегда приносит пользу человечеству; виной тому такие факторы, как безработица или работа, не дающая удовлетворения, загрязнение окружающей среды, шум, истощение природных ресурсов, гонка вооружений, разрыв между промышленно развитыми и развивающимися странами и т. д. Если побудительным мотивом к изобретению оказывается личная выгода, то изобретателя неизбежно будут одолевать сомнения относительно социальной значимости его работы. Если, например, он пытается создать роботов, способных снизить себестоимость продукции, то он не может не задуматься над тем, как повлияет его успех на рост безработицы.
Эмоциональный аспект изобретательского творчества можно проиллюстрировать образной аналогией, уподобив изобретателя всаднику на норовистом коне, который скачет по полю, окруженному высокой изгородью. Всадник твердо намерен выбраться на волю и без устали направляет коня на полном скаку на изгородь, но всякий раз изгородь оказывается слишком высокой, и конь отказывается прыгать или же прыгает и терпит неудачу. Однако, если всадник решителен и настойчив, он в конце концов найдет в изгороди место пониже, заставит коня перескочить через нее и окажется на свободе.
О важности физического эксперимента в изобретательском творчестве можно судить по примерам из жизни великих изобретателей. Все они в молодости возились в мастерских или в домашних лабораториях, где ставили различные опыты и мастерили полезные штуки для дома. (В качестве довольно курьезного примера можно сослаться на паровую детскую коляску Парсонса.) При этом они овладевали опытом практического конструирования, учились «ощущать» прочность и жесткость конструкций. Замечательным примером способности к пространственному мышлению служит мастерство Фуллера, создателя сложных жестких пространственных конструкций: геодезических куполов, решетчатых мачт и жестких тетраэдрических перекрытий. Понимание того, как «работают» те или иные конструкции, позволяет изобретателю мысленно представить себе в действии приборы, над которыми он трудится,— ключ к этому дает лишь его собственный опыт. Когда студентом я изучал физику в Кавендишской лаборатории, то на лекциях Резерфорда меня более всего поражала его способность мысленно строить модели структуры атома исходя из собственного опыта. Модель атома была создана главным образом на основе практического опыта, тогда как общая теория относительности была разработана Эйнштейном как приложение определенного математического аппарата к объяснению физической реальности. Возможно, поэтому ему так и не удалось в последующие пятьдесят лет создать единую теорию электромагнетизма и гравитации.
Следующий этап — экспериментальная проверка теоретических выводов. С этой целью проводится experimentum criicis — решающий эксперимент, призванный либо окончательно подтвердить, либо опровергнуть теорию, по крайней мере на данном отрезке времени. Только в том случае, если изобретатель убедится, что научная теория, воплощенная в изобретение, послужит более полному удовлетворению человеческой потребности, мы вправе говорить о том, что наука дала практические плоды. Закон Менделя был применен для выведения ценных сортов пшеницы, фруктов и овощей, но для этого потребовалось вмешательство изобретателя, который понимал,, что новые свойства окажутся полезными. Специальная теория относительности содержала идею о том, что массу можно превращать в энергию, но практическую реализацию этой идеи невозможно было предвидеть до тех пор, пока через тридцать лет не удалось расщепить ядро урана. Помнится, как во время второй мировой войны я позвонил своему бывшему заведующему учебной частью в Кембридже и спросил у него, можно ли получить энергию из атомного ядра (директор Британской научно-исследовательской ассоциации по исследованию угля, где я в то время работал, как раз готовил доклад о перспективных источниках энергии). Ответ был весьма уклончив, а между тем в то время он работал над секретным проектом Тьюб-Элойз (кодовое название работ, связанных с созданием атомной бомбы).
Мы обязаны нанести удар по снобизму представителей «чистой науки». Они любят подчеркивать фундаментальность чистой науки в противовес прикладным наукам и технике, которые, с их точки зрения, являются дисциплинами поверхностными и занимаются лишь простыми задачами, значение которых преходяще. Это все равно что игнорировать верхнюю левую и нижнюю правую части нашей диаграммы, . так что «чистый» ученый ставит себя в нижнюю левую ее часть, оставляя для инженера верхний правый угол. Изобретателю, мол, нет нужды быть знакомым с основополагающими научными теориями, его дело — работать над созданием практически полезных устройств, основываясь на общих, поверхностных представлениях о природе вещей. Спору нет, многие изобретатели успешно шли по этому пути, однако в нашем распоряжении имеется множество примеров изобретений, которые начинались с глубокого научного понимания сути явления и проходили через стадию основательного инженерного экспериментирования (ему соответствует нижняя правая часть диаграммы). Электронная лампа была разработана на основе представлений о поведении облака электронов в вакууме; рекомбинационная сварка Лэнгмюра основана на теории диссоциации; создание атомных электростанций стало возможным после того, как были измерены эффективные сечения различных ядерных реакций; изготовление транзисторов и других полупроводниковых приборов было бы невозможно без фундаментальных исследований свойств полупроводников.
Изобретение как творческий процесс
Мы исходим из того, что любая творческая, в частности изобретательская, деятельность подчиняется закону, который по своей природе не является ни случайным (казуальным), ни причинно-следственным (каузальным). По сути дела, мы считаем, что жизнь человека в различные моменты подчиняется трем различным законам.
1. Закону случайности подчиняются случайные события, вызванные стечением различных независимых обстоятельств. В качестве утрированного примера можно привести кирпич, падающий на голову идущего по улице человека. В физике этот закон получил признание в первой четверти текущего столетия, когда в дополнение к классической физике с ее причинно-следственными связями была разработана квантовая механика. Элемент случайности может быть введен в программу счетно-решающей машины.
2. Закон причинности отражает логические следствия действий человека. Если есть слишком много — растолстеешь, если выпить слишком много — опьянеешь. Этот закон заложен в основу действия счетно-решающих машин, во всяком случае, когда они исправны. В приложении к человеческому мышлению — это цепочка логических умозаключений, которая настолько объективна, что приводит любого человека к одному и тому же выводу. К этой категории относятся все законы классической физики.
3. Свобода воли — возможность для человека осуществлять свободный выбор или принимать решение, которое заранее невозможно предсказать, поскольку это решение не является прямым логическим следствием предшествующих событий; не является оно также и случайным. Внимательно анализируя свои поступки, всякий может убедиться в том, что по крайней мере в мелочах он имеет подлинную свободу выбора, хотя пользуется ею крайне редко. Многие слова в языке относятся именно к проявлению в человеке свободной воли: смелость, самодисциплина, самоконтроль, решительность, настойчивость, сила воли, внутренняя борьба. Единственным примером этого закона в физике служит «демон Максвелла», способный регулировать энтропию системы, открывая и закрывая маленькую дверцу и разделяя тем самым молекулы газа на молекулы с высокой и низкой энергиями. Это довольно показательный пример действия закона свободной воли: именно он позволяет творчески одаренному человеку создавать порядок из хаоса. Реализовать «демона Максвелла», разумеется, нельзя, поскольку человеческое сознание, необходимое для проявления свободной воли, не может «существовать» на микроскопическом уровне.
Стоит нам признать, что хотя бы иногда мы живем, подчиняясь закону свободной воли, и мы готовы к внутренним переменам: мы способны, принимая на первых порах незначительные решения, готовить себя к принятию серьезных решений. Подобно художнику, готовящему себя к созданию полотен, которые он хочет написать, будущий изобретатель может готовить себя к изобретению тех вещей, которые он хочет изобрести. Наша книга в значительной степени посвящена методам такой самоподготовки.
Творческая деятельность ученого, работающего в области чистой науки, время от времени приводит его к созданию новой гипотезы, позволяющей глубже понять наблюдаемые явления, или к установлению того факта, что неожиданный результат проводимых им опытов — не просто проявление «закона природной подлости», а новый, до сих пор неизвестный феномен. Истинный художник постоянно стремится к творческим открытиям, но лишь временами ему это удается. В свою очередь изобретатель бьется в поисках подлинно оригинальной идеи, которая позволила бы удовлетворить одну из практических потребностей человека.
|
|
Читайте в рубрике «Как стать изобретателем»: |
Военная техника | Телекоммуникации | Электроника | Энергетика | Физика | Химия | Биология | Математика | Психология | Физиология | Экономика | Металлургия | Строительство | Сельское хозяйство | Медицина | Культура и искусство | Виды двигателей | Машины и механизмы | Воздушный транспорт | Водный транспорт | Автотранспорт | Ж/д транспорт | Физики | Химики | Математики | Биологи | Европейские изобретатели | Американские изобретатели | Российские изобретатели | Советские изобретатели | Методология науки | Развитие креативности | Как стать изобретателем | Изобретения будущего