Текст книги "Тайны великих открытий"

Автор книги: Александр Помогайбо

сообщить о нарушении

Текущая страница: 17 (всего у книги 20 страниц)

ЧЕТВЕРТОЕ ПРАВИЛО ДЕКАРТА

Последним из четырех правил Декарта является:

«Делать всюду настолько полные перечни и такие общие обзоры, чтобы быть уверенным, что ничто не пропущено».

Этот метод может показаться простым, но простота очень обманчива. В этом можно убедиться на многих примерах; самым, на наш взгляд, интересным, является пример из астрономии.

Обычно новые явления на звездном небе открывают астрономы-наблюдатели. Работавшие в США немец В. Бааде и швейцарец Ф. Цвикки предсказали существование нейтронных звезд, проведя расчеты на бумаге.

Прошло немало времени, и их предвидение подтвердилось. Как же удалось вычислить "нейтронные звезды"? Так называемым "методом направленной интуиции".

Цвикки предложил строить на бумаге таблицу, где на одной оси записывались ВСЕ параметры будущей теории, а на другой – ВСЕ возможные значения этих параметров, какими бы странными и нелепыми они ни казались. Затем все эти значения тщательно анализировались. Цвикки рассказал о том, как он пришел к идее нейтронных звезд:

"За основной параметр одной из осей морфологического ящика я взял характерные размеры звезды. Эти размеры являются комбинациями мировых постоянных: постоянной Планка, гравитационной постоянной, скорости света, массы протона, а также массы и заряда электрона. Пусть самая большая из возможных комбинаций соответствует звездам-гигантам. Вторая комбинация постоянных меньше в 20 раз. Пусть она соответствует звездам-карликам, таким, как наше Солнце. Следующая характерная длина еще в тысячу раз меньше. В звездных масштабах она соответствует размерам белых карликов – около 10 тысяч километров. Обычно все исследователи здесь и останавливаются. Но давайте отбросим инерцию. Нам нужно избавиться от психологической инерции в представлениях о размерах звезд. Пересилим себя и пойдем дальше. Очередное сочетание постоянных дает характерную длину в несколько сотен раз меньшую, чем предыдущая. Что это – звезда размером в несколько километров?! Первое, что хочется сказать, – это невозможно! Но мы должны заставить себя забыть это слово. Пусть возможно. Что это за звезда? Подсчитаем ее плотность. Разделим массу, равную массе Солнца, на объем шара радиусам в один километр. Получим невероятное значение: 100 миллиардов тонн в кубическом сантиметре! Обычное вещество из атомных ядер и электронов при такой плотности существовать не может – не позволяют электрические силы отталкивания. Нужны нейтральные частицы. Мы их знаем – это нейтроны. Звезда состоит из нейтронов, тесно прижатых друг к другу. Но для того, чтобы сжать звезду до такой огромной плотности, возражает психологическая инерция, нужно совершить колоссальную работу против сил тяжести, скомпенсировать потенциальную энергию тяготения. Для нейтронной звезды величина этой потенциальной энергии около 10 ⁷³эрг. Но… ведь как раз такая энергия выделяется при взрыве сверхновой! Вот и решение. Да, нейтронные звезды могут существовать.

Более того, никакие другие звезды, кроме нейтронных (гиганты, обычные и белые карлики), не могут объяснить такого огромного выделения энергии при вспышке. Отлично. Теперь можно остановиться, продумать эту идею, полученную методом направленной интуиции. Но… разве уже все ячейки заполнены? Есть еще одна характерная длина, еще одна комбинация мировых постоянных – на восемнадцать порядков меньше предыдущей длины! Этой длине соответствует звезда с радиусом 10 ^-13сантиметров. Размер электрона. Звезда, сжатая почти в точку…".

Подобный метод помог Ф. Цвикки сделать в конце 1930-х годов еще ряд научных открытий. В начале Второй мировой войны Ф. Цвикки, ставший гражданином США, был призван на военную службу и до конца войны занимался разработкой ракетных систем. Свой метод он применил и здесь, составляя для ракетных двигателей схемы со всеми возможными параметрами.

Что такое периодическая система Менделеева? По сути – это «контрольный перечень» элементов по зарядам атомных ядер, оформленный в таблицу, вертикальные столбцы которых объединяют группы элементов, сходные по свойствам. Появившись на свет, таблица позволила определить характеристики недостающих элементов и тем самым помогла их открыть.

То же самое можно сказать про классификацию Линнея. "При применении идей Линнея, – писал В. Вернадский, – сразу открылось множество совершенно неожиданных правильностей и соотношений, возникли совершенно новые научные вопросы, не приходившие в голову предшествовавшим натуралистам, появилась возможность научного исследования там, где раньше предполагалась "игра природы" или не подчиняющиеся строгим законам волевые проявления созидательной ее силы".

Но составить тщательный "контрольный перечень", который бы учел все особенности, бывает полезно не только в науке.

Во время знаменитой "Битвы за Англию" в воздухе над Британией схватились истребители двух типов – немецкий "мессершмитт" и английский "спитфайр". В мощности двигателей – 1175 и 1030 л.с. соответственно – превосходство имел "мессершмитт", в весе – тоже: немецкий самолет был легче на 200 килограммов. Но в ходе боев выяснилось, что быстрее летает, как ни странно, именно "спитфайр". Объяснялось это тем, что немецкие конструкторы, достигнув отдельных выдающихся характеристик, на этом успокоились, английские же постарались учесть все факторы, которые только могли.

На английском самолете убиралось заднее колесо – в отличие от немецкого, – что снижало аэродинамическое сопротивление. Перед каждым боевым вылетом отверстия пулеметов "спитфайра" заклеивались тканью, которая рвалась во время стрельбы.

Контуры немецкого истребителя были "рублеными", англичане же придали крылу трудную в технологии эллипсообразную форму, которая, однако, минимизировала так называемое индуктивное сопротивление.

"Спитфайр" имел необычно широкое для истребителя крыло, с удивительно малой его высотой. Но коэффициент лобового сопротивления крыла пропорционален квадрату отношения именно высоты крыла к хорде. Лобовое сопротивление крыла "спитфайра", таким образом, оказалось ниже. Широкое крыло к тому же давало большую маневренность.

Несмотря на численный перевес люфтваффе, доминирования в воздухе Гитлер так и не получил – и именно из-за этого не решился высадить свои войска в Великобритании, решив поискать шансы в другом направлении.

Английский ученый в области методов конструирования Дж. Джонс полагает, что "контрольные перечни – самое простое и приносящее непосредственную пользу средство решения проектных задач". Контрольные перечни в Британии составляются на многие изделия. Даже планировка рабочего места в британском военном ведомстве проверялась на соответствие определенному контрольному перечню (этот пример приводит Дж. Джонс).

"Контрольные перечни" под названием "бизнес-планов" активно используются в организации бизнеса. Американский миллионер Харри Роузен в книге "Как стать миллионером" советует:

"Составляйте свой бизнес-план так, как если бы вы объясняли свои мысли работнику: Что представляет собой то дело, которым вы намерены заняться? Где вы будете этим заниматься? Какую продукцию или услуги вы будете предлагать? Дайте описание рынка вашей продукции или услуг. Сообщите обо всех связанных с этим делом людях. Определите источники ресурсов. Цели. Как (метод) и когда (график) вы будете осуществлять свою деятельность, чтобы выполнить поставленные цели?

…Составляйте списки. Составьте список самых важных вещей, которые определяют ваш успех. Составьте список того, что может поставить под угрозу достижение успеха".

Последние слова следует отметить особо. Они говорят, что необходимо, по сути, создавать не один, а ДВА контрольных перечня. Один – позитивный, другой – негативный. Негативным часто пренебрегают – а порой именно он дает самые важные идеи.

Один из бывших лидеров Белого движения А.И. Деникин как-то с удивлением – и явным удовольствием – писал, что русская эмиграция оказалась самой успешной в истории. В чем была причина этого успеха? Деникин считал этой причиной патриотизм, надежду, что можно будет вернуться на родину.

Однако одна эмигрантская газета" тоже немало озадаченная внушительными успехами бывших изгнанников, нашла этому более материалистическое объяснение. Русские умели находить то, чего не хватает в данной местности. Кафе? Они построят кафе. Аптеки? Они откроют аптеку. Океан разрушает берег? Они предложат муниципалитету проект укрепления берега. По сути, русские прежде всего создавали "отрицательный контрольный перечень".

Многие открытия и изобретения обязаны своим появлением не вдохновенным озарениям, а досадным мелким неприятностям.

Американцу Джеймсу Ритти, владевшему рестораном в штате Огайо, досаждали мелкие кражи. Путешествуя на океанском лайнере, Ритти посетил машинное отделение и увидел механизм, подсказавший ему идею, сделавшую его изобретателем современного кассового аппарата.

Джордж де Маестраль, совершая восхождение в Швейцарских Альпах, вынужден был очищать одежду и шерсть своей собаки от репейника. Внимательное изучение репейника выявило наличие большого числа крючков на его поверхности. Благодаря этому исследованию Маестраль стал изобретателем застежки "велкро", более известной как "липучка".

Элмер Амброуз Сперри, путешествуя по морю, упал с корабельной полки. Он взял гироскоп, бывший в то время лишь детской игрушкой, и изучил возможности его использования для навигации. Именно Сперри принадлежит слава изобретателя гирокомпаса.

Похоже, что многие изобретатели начинают свой путь к славе с зубов, разбитых о нижнюю полку.

А многие золотые головы остаются безвестными – из-за того, что судьба не натолкнула их на какую-нибудь общественную потребность.

Английский ученый в области мышления Эдвард де Боно предлагает рассматривать любую идею с трех сторон – положительной, отрицательной и проблемной. Свой метод он называет "ПМИ" – "плюс, минус и интересно". Обучая детей своему методу, он предложил им оценить предложение выдавать каждому из них ежедневно по пять долларов. Из тридцати учеников все тридцать нашли эту идею замечательной. Тогда де Боно разбил класс на группы и предложил определить негативные стороны этого предложения. И вскоре выяснилось, что негативных сторон у этой идеи больше, чем позитивных. Ученики обнаружили следующие отрицательные стороны: "Старшеклассники будут отбирать деньги", "Родители перестанут выдавать карманные деньги и перестанут дарить подарки", "Школа поднимет плату за питание", "У школы не будет денег на покупку микроавтобуса" и т. д. Из тридцати учеников двадцати девяти идея уже перестала нравиться.

Кроме негативной и позитивной стороны у каждой идеи есть сторона, которую трудно сразу оценить. Именно ее Боно назвал "проблемной". Он учил детей видеть и эту сторону. Она особенно ценна тем, что может подсказать путь к новым возможностям, которые, в свою очередь, могут оказаться и негативными, и позитивными.

Составление "контрольного перечня" порой полезно и для самого себя – чтобы прояснить собственные смутные идеи или детализировать их.

Президент корпорации "Крайслер" Ли Якокка в своих воспоминаниях приводит обращенные к нему слова президента компании "Форд" Макнамары:

«Отправляйтесь домой и вечером изложите свой великий замысел на бумаге. Если вам это не удастся, вы, следовательно, его еще не додумали».

"Это был ценный совет, – пишет Якокка, – и я с тех пор стремился ему следовать. Когда кто-либо из моих служащих приходит с какой-то идеей, я прошу представить ее в письменном виде… В разговоре можно – даже не отдавая себе в этом отчета – высказывать всякого рода смутные и нелепые идеи. Когда же вы излагаете свои мысли на бумаге, происходит нечто такое, что побуждает вас вникнуть в конкретные детали. При этом гораздо труднее ввести в заблуждение самого себя или кого-то другого…".

Подобный метод Якокка стал практиковать в компании "Крайслер", став ее президентом:

"Регулярно раз в три месяца каждый менеджер садится за стол рядам со своим непосредственным начальником, чтобы обсудить итоги сделанного и наметить цели на следующий квартал. Если у него с начальником достигнуто полное согласие относительно намеченных целей, менеджер оформляет их в виде письменного документа, который начальник визирует своей подписью…

Система квартальных докладов представляется почти элементарной, если игнорировать тот факт, что она эффективна. Эффективность ее обусловлена рядом причин. Во-первых, она позволяет человеку быть самому себе хозяином и определять самому себе задачи. Во-вторых, она делает его труд более плодотворным и заставляет проявлять инициативу В-третьих, она способствует продвижению новых идей до самого верха. Квартальные доклады заставляют менеджеров обдумать и взвесить итоги своей деятельности, свои планы на предстоящий срок и способы их реализации. Лучшего метода стимулировать новые подходы к решению возникающих проблем я не нашел".

Заметим, что это – лучший метод человека, которого считали лучшим менеджером Америки.

Для России, правда, применение этого метода требует существенного уточнения. Якокка считает само собой разумеющимся то, что написанные дела окажутся выполненными. Все пожелания Генри Форда его сотрудники воспринимали как приказ. Для России же подобное совсем не разумеется. Наверняка вы видели много людей на самых различных уровнях, особенно в госучреждениях, которые почти ничего не делают. Дело обычно и без этих бездельников двигается за счет остальных, пока остальные рано или поздно не уходят, поскольку бездельники, как правило, не просто ничего не делают, а мешают работать – да и "ишачить" за других надоедает. Так что если вы хотите сохранить хороших работников, следите за занятостью всех.

Требуется и еще одна поправка. Я помню, как во время обучения на военной кафедре один полковник поручил нам – двум человекам наряда – оформить стенд. Кому именно делать стенд, он не указал, старшего не назначил. Мой напарник надолго отвлекся по своим делам, я занимался проверкой документов, стенд так и не был до конца завершен. Претензии полковник предъявил мне.

Этот "настоящий полковник" не знал основного принципа армии – единоначалия. Следовало поручить работу конкретному лицу или, лучше всего, назначить старшего.

Конкретное поручение конкретному человеку в конкретный срок с обязательной проверкой исполнения – вот необходимое российское дополнение к методу Якокки.

Выражать свою мысль на бумаге полезно всегда – это дисциплинирует мысль. То, что вы написали, можно потом и выбросить – главное, что бумага помогла вызреть идее.

Невролог А. Вейн, размышляя о связи творчества с деятельностью мозга, писал:

"Физик Э.Л. Андроникашвили вспоминал как-то об одном открытии Л.Н. Толстого – о разговоре Наташи и Пьера. Наташа рассказывает Пьеру о своей любви к князю Андрею и о смерти князя. Она описывает свои переживания и вдруг начинает ощущать несоответствие того, что она говорит, своему отношению к Пьеру: Она сознает, что ее чувства к князю Андрею поколеблены, и временем и этим рассказам, она уже почти понимает, что не любит князя и что в ней просыпается любовь к Пьеру. Но она не в силах сказать о ней, потому что для выражения нового чувства у нее еще нет образов и нет слов. Слова у нее есть только для старой любви; они уже перестали выражать истину, но она еще не может расстаться с ними.

Неосознанная мысль не вытеснит сознаваемую, хотя та уже изжила себя, пока для нее не выкристаллизуется словесно-образная форма. Форму же эту дает диалог, внутренний или внешний – все равно. Не заговори Наташа с Пьером и не прислушайся она к своим словам, она еще долго бы думала, что любит князя. Диалог положил начало рождению формы для еще не осознанного, сделало его видимым. И это присуще мышлению вообще, справедливо замечает Э.Л. Андроникашвили. Часто бывает так, что ученый, едва начав рассказывать коллеге о своей идее, не услышав еще мнения собеседника, уже знает, прав ли он или ошибся: облекшись в слова смутная идея приняла ясные очертания. Нет лучшего способа найти оценку мысли, чем послушать самого себя, свою речь, обращенную к собеседнику".

"Все свои запатентованные изобретения, кроме одного, – говорил изобретатель Эрик Лейтуэйт, – я сделал, с кем-то беседуя… Мне приходится излагать для него все свои соображения более подробно, чем я делал бы это для себя, и в этих попытках внести ясность и возникает открытие".

Стремление кому-то что-то объяснить часто становится источником подлинных открытий. П.Л. Капица писал:

"Менделеев искал, каким способом легче объяснить студентам свойства элементов, чтобы эти свойства могли восприниматься по определенной системе. Он распределял элементы по карточкам, складывал эти карточки в разном порядке и, наконец, нашел, что карточки, разложенные в виде периодической таблицы, представляют собой закономерную систему. 1 марта 1869 г. таблица была напечатана отдельным изданием и немногим позже вошла как приложение во второй выпуск «Основ химии». Таким образам, периодическая система элементов в основе своей возникла из педагогической деятельности Менделеева как профессора Петербургского университета.

Второй случай, немного более ранний, относится к математике. В начале XIX в. русское правительство решило, что все чиновники должны иметь среднее образование. Те чиновники, которые не имели аттестата зрелости, должны были его получить. Чтобы облегчить им это, были созданы курсы, которые готовили к экзаменам на аттестат зрелости. Одним из преподавателей геометрии таких курсов был Лобачевский. Ему было тогда 24–25 лет. Он был очень молод, и он объяснял престарелым чиновникам принципы евклидовой геометрии. И они никак не могли понять, откуда берется аксиома о непересекаемости двух параллельных линий.

Лобачевский долго бился над тем, чтобы дать подходящее объяснение, но убедился, что такого объяснения не существует. Он понял, что можно построить такую геометрию, при которой линии всегда пересекаются. Так была создана его неевклидова геометрия. Таким образом, он нашел новую область математики, которой, как вы знаете, суждено было сыграть фундаментальную роль в современной физике.

Могу привести еще пример, о котором мне рассказал известный физик Дебай. Дебай в то время был преподавателем, профессором в Цюрихе. У него был ученик, тоже преподаватель, Шреёдингер, тогда еще мало известный молодой ученый. Дебай познакомился с работой де Бройля, в которой де Бройль, выдвинувший, как вы знаете, гипотезу о существовании волновой структуры электрона, показал, что при известных условиях интерференции можно заменить движение электрона волновым движением. Идея эквивалентности волнового движения и квантовых процессов, волнового движения и корпускулярного движения была воспринята целым рядом физиков весьма отрицательно. Отрицательно отнесся к ней и Шрёдингер. Когда Дебай попросил его рассказать о работе де Бройля, Шрёдингер сначала отказался. Потом, когда Дебай, пользуясь своим положением профессора, снова предложил ему это сделать, Шрёдингер согласился, и он начал искать, как можно было бы объяснить идеи де Бройля в наиболее полной и точной математической форме. И когда он рассказал о работах де Бройля в том представлении, какое он считал наиболее точным, Дебай ему сказал: «Послушайте, ведь вы же нашли новый замечательный вид уравнения, который является фундаментальным в современной физике». Таким образом, в результате педагогической деятельности было найдено и волновое уравнение – основное уравнение современной физики".

"Контрольный перечень" может помочь существенно улучшить качество производимых товаров.

Японцы улучшили качество своих товаров во многом благодаря тому, что приняли "концепцию встроенного качества" американца У. Деминга. У. Деминг считал, что для того, чтобы добиться отличного качества, необходим один-единственный базовый принцип: проверять качество на каждой операции, а не как в Америке его времени – качество конечного продукта в целом.

В пользу его теории свидетельствует анализ большинства крупных аварий. Как правило, они были результатом не одного, а целого ряда нарушений. Жесткий контроль за элементарным порядком во всех подразделениях по принципу У. Деминга – лучшее средство от катастроф.

В западных фирмах часто составляется "контрольный перечень" работ в виде записи цветным фломастером на пластиковой доске фамилий работников и видов работ, которыми они занимаются. Иногда эти работы оформляются в виде компьютерных распечаток. Ход всех работ освещается в журнале. Такой журнал ведет и крупная нефтяная компания, и нью-йоркский таксист, занимающийся частным извозом (попробуйте-ка что-то не записать, а потом не заплатить налоги!).

Сами американцы иногда иронизируют над этим "формализмом". И могут рассказать, к примеру, такой анекдот: "Сварщик записывает в журнал: "Вид операции – выманивание из трубы кошки, характер операции – произношение "кис-кис-кис" 20 раз с интервалом в 3 секунды".

Но этот "формализм" – один из столпов, на котором зиждется процветание Америки.