Высшей истинностью обладает то, что является причиной следствий, в свою очередь истинных.
Конфликт требований – стимул к творчеству
Трудная задача представляет собой конфликт между целью и средствами, когда последних недостаточно. Или конфликт между требованиями к решению, когда одно противоречит другому. Или когда суть решения состоит в том, что так делать нельзя, но делать нужно.
В качестве примера рассмотрим следующий исторический случай.
Около 12 столетий назад, в 800 году, происходила коронация Карла Великого. По ритуалу возложить корону на Карла должен был папа римский. Перед Карлом возникла нелегкая задача. Коронация была нужна для укрепления власти, поэтому политические соображения диктовали необходимость ее проведения по всем канонам. С другой стороны, по политическим соображениям было совершенно недопустимо, чтобы папа короновал Карла, поскольку получалось, что папа выше императора: раз папа дал корону, он может когда-нибудь и отнять ее. Сложность ситуации была в том, что Карл должен был быть коронован папой римским, чтобы соблюсти ритуал, и не должен, чтобы не оказаться в зависимости от духовенства. Карл Великий нашел оригинальный выход. В момент коронации он выхватил корону из рук папы и сам водрузил ее на свою голову. Да здравствует король! Ничто и никто не может быть выше короля!
Тысячу лет спустя, в декабре 1804 года, в парижском соборе Нотр-Дам происходила коронация Наполеона. И снова возникла аналогичная дилемма. Наполеон воспользовался приемом Карла Великого и также перехватил из рук папы римского свою корону…
Противоречие ведь то же самое – значит, и прием должен был сработать тот же.
Формулы конфликтов и выявление их первопричин
Работая над темой творческого решения задач, я обратил внимание, что при поиске ответа оказывается полезным алгоритм нахождения первопричин конфликтов.[9]
Конфликты подразделяются на случайные и неслучайные. Случайные конфликты развиваются по закону эскалации конфликтогенов, неслучайные – по двум формулам:
КС + И → К;
КС1 + КС2 + … → К,
где К – конфликт, то есть открытое противоборство; КС – конфликтная ситуация, то есть накопившиеся противоречия, содержащие первопричину конфликта; И – инцидент, то есть стечение обстоятельств, явившихся поводом для конфликта.
Формулировка конфликтной ситуации играет решающую роль при выявлении ее первопричин.
Многолетний опыт анализа и разрешения конфликтов показал, что выявлению первопричины конфликта в максимальной степени способствует соблюдение следующих правил.
Правило 1. Задавайте себе вопрос «почему?» до тех пор, пока не докопаетесь до первопричины, из которой проистекают другие причины.
Как говорил незабвенный Козьма Прутков, «отыщи всему начало, и ты многое поймешь».
Однажды фирма «Сименс и Шуккерт» попросила у физика П. Л. Капицы, будущего нобелевского лауреата, консультацию, чтобы выяснить, почему не работает электродвигатель очень важной машины. Сумма гонорара была назначена солидная – 10 000 марок. Капица осмотрел машину, потом взял молоток и ударил по коренному подшипнику – двигатель заработал. Компании стало обидно платить такие деньги, и ученого попросили составить нечто вроде письменной калькуляции. Он составил: «Один удар молотком – 1 марка, 9999 марок за то, что знал, куда ударить».
В чем главная заслуга Капицы? Он увидел первопричину – несоосность подшипников, и было достаточно одного удара молотком, чтобы устранить эту причину.
Те из вас, кто бывал в Политехническом музее в Москве, наверняка обратили внимание на электродуговую свечу Яблочкова. Во всем мире ее называли «русским светом». Она мощно и ровно освещала улицы Парижа и Лондона, Петербурга и Нью-Йорка. Но не Яблочков первым предложил использовать для освещения электрическую дугу. Дуговые свечи горели и до него, но их свет был неустойчив и капризен. Возле каждого светильника стоял слуга и время от времени сближал концы угольных стержней, расположенных горизонтально, навстречу друг другу. Нужен был механизм сближения электродов по мере их обгорания, иначе дуга прерывалась.
Решение Яблочкова было до гениальности простым. Попробуем порассуждать так, как если бы мы оказались на его месте:
«Почему прерывалась дуга? Потому что расстояние между стержнями увеличивалось.
Почему расстояние увеличивается? Потому что стержни находятся напротив друг друга.
Почему они расположены навстречу друг другу? Так расположили их создатели.
Почему? Так было в опытах».
И тут все становится все ясным. Яблочков так установил стержни, что… Впрочем, вы и сами, прочитав эту цепочку вопросов и ответов, уже нашли решение. Для наглядности возьмите два карандаша и расположите их так, чтобы зазор между ними был одинаков по всей длине. Конечно же, их нужно разместить параллельно! Так и сделал Яблочков. Теперь по мере обгорания электродов зазор между ними не увеличивался, а всегда оставался постоянным. Никакого регулятора сближения больше не требовалось!
В общем случае поиск первопричины завершен, когда удалось обнаружить тот элемент, который порождает цепочку вредных последствий.
Правило 2. Формулировка конфликтной ситуации должна подсказывать, что делать.
За полетом одного из лучших российских авиаторов – Уточкина – наблюдал среди многих других ученик реального училища Микулин. Вдруг мотор самолета странно зачихал и заглох. Это случилось почти у самой земли, и хотя самолет удалось посадить, удар был достаточно сильным. Выбираясь из-под обломков аппарата, авиатор неистово ругал магнето, которое вновь отказало во время полета. Это устройство давало искру на свечи зажигания, и его ненадежная работа всегда вызывала опасение.
Микулин был потрясен увиденным. Он шел домой, не замечая никого и обдумывая случившееся. Вдруг на углу дома он столкнулся с крепко подвыпившим мужчиной, один глаз которого был закрыт, так как заплыл синяком, а второй смотрел свирепо и весело. Микулин взглянул на него и тут же побежал назад, к аэродрому. Он нашел Уточкина в гостинице и, задыхаясь, с порога крикнул: «Господин Уточкин, у людей два глаза! Если один подобьют, то второй все равно смотрит!» – «Я никому не собираюсь подбивать глаз». – «Не то… не то я хотел сказать! На вашем аэроплане надо поставить два магнето. Если один откажет, то будет работать второй, и двигатель не заглохнет». – «Прекрасная мысль!» – ответил авиатор.
На следующий день полеты прошли нормально. Все машины были оборудованы двумя магнето. А Микулин получил право бесплатно летать в качестве пассажира и вдобавок премию в размере 10 рублей за каждый вылет самолетов.
Это было первое изобретение в авиации будущего академика Микулина. Стоит заметить, что сегодня все наиболее значимые механизмы в самолетах также дублируются.
Надо сказать, что и природа для повышения надежности продублировала особо важные части организма. Например, у человека два полушария мозга, два легких, две почки, два желудочка сердца, два уха, два глаза и т. д.
Правило 3. Сформулируйте конфликтную ситуацию своими словами, по возможности не повторяя описание задачи.
О том, как слова и термины могут сковывать наше воображение, мы уже говорили (см. подраздел 3.1 «Стили и виды мышления»).
Правило 4. В формулировке конфликтной ситуации (первопричины) обходитесь минимумом слов.
Афоризм «Краткость – сестра таланта» здесь более чем уместен. Если слов в формулировке много, то первопричина указана неконкретно, и возможны различные толкования. Обширная практика применения указанных правил показала, что первопричину удается сформулировать в двух-трех словах.
Несколько приемов разрешения противоречий
К сожалению, мы очень часто начинаем искать решение там, где имеют место последствия, а не там, где возникла причина. Отсутствие системного мышления, о котором говорилось ранее, наказывается непроизводительными затратами, а порой и лишними, ненужными работами.
При скармливании скоту различных трав, посеянных и выращенных на заливных лугах, необходимо смешивать их в определенных пропорциях. С этой целью были разработаны и испытаны несколько типов машин. Какую машину предложите вы? Или какой принцип положите в ее основу?
Не спешите. Отложите на минуту книгу и подумайте над вашей конструкцией.
В свое время эта задача была предложена читателям областной иркутской газеты. В десятках писем содержались идеи самых фантастических машин. Это был фонтан конструкторских идей – захваты, транспортеры, дозаторы и даже роботы с вилами наперевес. И все они, подгоняемые ЭВМ, старательно перемешивали одну кучу травы с другой. А что у вас?
Давайте подумаем, когда и где первоначально возникла задача по смешиванию трав. Разве в зимние месяцы? Нет. Задача появилась раньше, еще осенью, как только привезли траву на ферму. А может быть, еще раньше? Действительно, как только трава скошена, ее сразу же требуется перемешать с другой травой. А ну-ка, смелее: как только травы начинают расти, они уже должны быть смешаны в нужной пропорции!
Вот мы и вышли на место и время возникновения задачи: травы еще на поле должны быть смешаны в необходимых пропорциях. Как это сделать?
Перед нами теперь стоит совершенно новая задача, и свое внимание мы переносим на поле, где растут травы. Мы видим, как там работает сенокосилка и как в ее бункер по очереди попадает то люцерна, то клевер… Необычная, невозможная ситуация, – подумаете вы. А все-таки, как достичь такого? Выход один: травы нужно засеять полосами – 10 метров клевера, 10 метров люцерны и т. д. Тогда при скашивании поперек этих полос в бункер сенокосилки будут попадать уже перемешанные травы, и не нужно никакой машины. Это решение признано изобретением и уже внедрено.
Итак, решение нашлось после того, как было обнаружено начало задачи. И здесь следует отметить, что чем дальше от первопричины пытаются решать проблему, тем более сложным и энергоемким получается решение.
Мы уже рассматривали конкретные примеры этого приема, но данный подход стоит обсудить более подробно. Его суть такова: если задача не поддается решению, попытайтесь упростить ее. Или усложнить. Первое понятно, проиллюстрирую второе.
Многие мужчины мучаются сомнениями, что подарить жене на какой-либо праздник. Но вот подросла дочь. И ей уже что попало не подаришь. Казалось бы, задача усложнилась. Но нет, она упростилась донельзя. Теперь от дочери можно получить подсказку о подарке жене, а от жены – о подарке дочке.
Другой житейский пример. Всех нас огорчают сообщения о крушениях самолетов, поездов и др. А многие расстраиваются, что не могут поехать в отпуск по причине финансовых затруднений. Но две эти беды переносятся легче, чем одна: «Хорошо, что я никуда не еду, – иначе и я мог бы оказаться среди жертв катастроф».
Это случилось в ХIХ веке. При строительстве железной дороги на ровном месте оказался огромный валун. Запрягли всех лошадей, но оттащить камень не удалось. Изменять трассу железной дороги не представлялось возможным. Как быть? Помеха здесь – сила тяжести, которая прижимает камень к земле. Использовать ее во благо нетрудно – если вырыть рядом яму, в нее можно легко скатить камень.
Вот еще один пример, как в помехе увидеть решение.
В одном из домов отдыха произошел любопытный случай. В комнате жил веселый симпатичный механик, и все было бы хорошо, если бы не регулярно повторяющиеся по ночам «концерты», выводящие из себя соседей. Дело в том, что механик храпел, причем не только громко, но и разнообразно. Рулады, выводимые им, не повторялись. К ним невозможно было привыкнуть. Механика будили, но едва он успевал положить голову на подушку, как снова превращался в рычащего льва. Отдыхающие снова вставали, будили, объясняли… Наконец, растеряв остатки сна, соседи механика по комнате приступили к анализу сложившейся ситуации. Что же это получается? Надо спать, а вместо этого приходится вставать, чтобы «глушить» механика.
Помеха здесь налицо – административное противоречие. Нужно спать, но делать это нереально. Можно, конечно, спрятать голову под подушку, но там жарко и душно. К тому же мощные звуки долетают и туда. Можно было бы перейти в другую комнату, но это потребует сложных ночных переговоров с новыми соседями и администрацией.
Итак, определилось техническое противоречие – наличие неустраненных вредных факторов приводит к снижению качества отдыха. Кому-то пришло в голову подставить к изголовью кровати механика микрофон, который подключили к расположенному здесь же мощному динамику. Эффект превзошел все ожидания.
Механик всхрапнул, и тут страшный рык репродуктора согнал его с кровати. Ничего не понимая, он снова полез в кровать и только стал проваливаться в сон, как рев разгневанного репродуктора опять выбросил его из-под одеяла. Так повторялось несколько раз. Но через час все уснули. Спал и механик, и дышал он особенно тихо. Был достигнут почти идеал – храпящий будил сам себя. Кстати, сегодня уже во многих странах мира выпускаются аппараты, излечивающие от храпа.
Описываемый прием «увидеть в помехе путь к решению» весьма распространен в технике. Например, если в новый поршневой двигатель подавать запыленный воздух, то это ускоряет приработку трущихся деталей двигателя. Раньше двигатель всегда берегли от пыли, но оказалось, что его обкатку целесообразнее вести при снятом воздухоочистителе.
Известно, как велика разрушительная сила мчащегося водного потока. А вот специалисты предприятия «Гидростальконструкция» предложили разделить его на несколько рукавов, закрутить их в противоположные стороны и столкнуть друг с другом. Обессилев в борьбе с самим собой, поток быстро теряет разрушительную силу.
Приведенные примеры взяты из различных областей, но вы, вероятно, заметили, что все эти задачи разрешены с помощью обсуждаемого приема использования помех.
После того как с помощью цепочки вопросов «почему?» удается добраться до первопричины, нередко оказывается, что некий объект должен обладать взаимоисключающими свойствами.
Замечено, что разрешить подобные противоречия можно, применяя один из двух принципов: разведение противоречивых свойств в пространстве или во времени.
В соответствии с этим существуют несложные правила выбора принципа в зависимости от конкретной ситуации.
1. Если от объекта требуется проявление противоположных свойств в одно и то же время, то такое противоречие разрешается разнесением этих свойств в пространстве.
2. Если от объекта требуется проявление противоположных свойств в одной и той же точке пространства, то такое противоречие разрешается разнесением этих свойств во времени.
3. Если от объекта требуется проявление противоречивых свойств одновременно в одном месте пространства, то разнесение свойств в пространстве осуществляется в подсистеме, а разнесение во времени – в надсистеме или наоборот.
Представьте такую ситуацию: двое хотят насладиться игрой в шахматы, но один явно сильнее другого. Обоим играть неинтересно. Как обойти эти противоречия? Можно развести их во времени: дать меньше минут на шахматных часах более сильному. Можно развести противоречия в пространстве – сильный начинает игру без одной из фигур.
Теперь рассмотрим действие этих принципов при решении конкретных практических задач.
Зимой на дно открытого водохранилища уложили полиэтиленовую пленку для гидроизоляции. Чтобы пленка долго сохранялась, ее нужно было закрыть слоем грунта. Привезенный грунт сложили у края котлована и попробовали разровнять его на пленке с помощью бульдозера. Гусеницы бульдозера порвали пленку.
Решение – разнесение противоречия во времени. После укладки пленки на дно котлован заполняется водой. Она замерзает. Бульдозер надвигает грунт на лед и разравнивает его. Весной, когда лед растает, грунт ровным слоем ляжет на пленку.
Иван Грозный во время подготовки взятия Казани принял решение построить вблизи города небольшую опорную крепость. Он купил на берегу Волги, в месте впадения в нее Свияги, участок земли, который, согласно условиям договора, должен быть не больше, чем можно охватить одной шкурой вола. Царь построил крепость площадью в несколько сотен квадратных метров, однако условия сделки не были нарушены. Как это удалось?
Противоречие в пространстве было разрешено выходом в подсистему. Шкура была разрезана на тонкие полоски, которыми и охватили требуемую площадку для строительства. Полоски – это подсистема системы под названием «шкура вола».
Следующий пример показывает, как выход в надсистему позволяет решить сложнейшую техническую задачу.
Стационарные морские буровые установки представляют собой платформу, которая стоит на трех или четырех опорах-сваях, закрепленных на дне моря. Платформа достаточно высоко поднята над уровнем моря и несет на себе буровые станки, дизельные и компрессорные установки, каюты для обслуживающего персонала и все другие необходимые устройства. Такие буровые установки начинают все шире применяться в северных морях.
Но если летом они работают нормально, то зимой возникает масса проблем. Главная из них – это обрастание платформы и ее опор льдом. Многотонные ледяные глыбы приходится ежедневно сбивать. Это очень трудная и опасная работа. Кроме того, ледяной покров моря под действием приливных сил постоянно «дышит», перемещаясь то вверх, то вниз. Если он захватит опоры платформы, возможна аварийная ситуация.
Был объявлен конкурс на лучшую машину, которая скалывала бы лед с опор платформы. Появились десятки конструкций с ломами, граблями, скребками и прочими приспособлениями. Некоторые из них были даже изготовлены. Их единственный недостаток состоял в том, что они не работали. Дело в том, что они и сами быстро обрастали льдом и становились бесполезными.
А в одном из американских патентов предлагалось вокруг платформы и каждой ее опоры разместить специальные механизмы в виде самоходных фрез. Устройство снабжалось мощными электродвигателями, которые круглосуточно вращали гигантские фрезы, строгающие льды. Это было хотя и запатентованное, но некрасивое, энергоемкое и сложное решение проблемы в лоб. Известно, что прочность льда почти равна прочности бетона, и чтобы строгать его, требуются колоссальные мощности.
Все предлагаемые конструкции «крушили» следствия, но не причину. Лучше не допускать образования льда на поверхности опоры. Но для этого нужна тепловая энергия. Где же ее взять? Оказывается, она в избытке имеется в надсистеме. Дизельные двигатели, стоящие на платформе и вращающие буровой инструмент, выбрасывают бесполезно в воздух десятки кубометров раскаленных отработавших газов. Остается только опустить выхлопную трубу в воду рядом с опорой, и проблема решена. Отработавшие газы, поднимаясь вверх, не только обогревают опоры, но и, лопаясь на поверхности воды, постоянно перемешивают ее, препятствуя образованию монолитного льда, – в результате он представляет собой совершенно неопасную рыхлую массу. И хотя в результате КПД двигателя, стоящего на платформе, несколько снижается, выигрыш несомненен. Вот это решение и было оформлено заявкой на изобретение и внедрено.