Пример личной аналогии метод синектика. Пример программирования инженерного сознания

Личная идентификация с элементами проблемы освобождает человека от механического, внешнего ее анализа.

"Химик делает для себя проблему известной, с помощью уравнений описывая происходящие реакции. С другой стороны, чтобы сделать проблему неизвестной, химик может идентифицировать себя с молекулами, находящимися в движении. Творческий человек может представить себя движущейся молекулой, полностью вовлекаясь в ее активность. Он становится одной из сонма молекул, он сам как бы подвержен всем молекулярным силам, которые его тянут во все стороны. Он чувствует всем своим существом, что в тот или иной период происходит с молекулой".

Здесь хорошо видно, что сделать проблему неизвестной - означает увидеть новые аспекты, грани, не воспринимаемые до этого. Практика показывает, что личностная аналогия является наиболее действенной, позволяющей обеспечить глубокую мотивацию решающих.

Представить себя объектом - это не просто назвать себя какой-то частью следуемой технической системы. Это значит найти в себе какой-то отзвук на то, что делает система, понять возникающие нежелательные эффекты как свои проблемы. Обучение вхождению в образ - сложный и довольно длительный процесс.

1. Прямая аналогия

Этот механизм обеспечивает процесс сравнения параллельно существующих в различных областях знаний, фактов, технологий. Он требует от человека активизации его памяти, включения механизмов аналогии и выявления в человеческом опыте или в жизни природы функциональных или структурных подобий того, что требуется создать.

Широко известна эффективность переноса идей из биологии, ботаники в инженерную практику. Так, например, устройство для движения в грунте было создано инженерами на основе тщательного изучения принципа работы корабельного червя, прокладывающего себе тоннель в древесине.

Фактически применение прямой аналогии - это свободный ассоциативный поиск в огромном внешнем мире, основанный на родстве выполняемых в различных областях жизни функций, процедур. Успешное использование механизма прямой аналогии обеспечивается разнообразием профессий и жизненного опыта членов группы.

1. Символическая аналогия

Данный механизм отличается от механизма предыдущих аналогий тем, что здесь для описания проблемы используются объективные и неличные образы. По сути синектор формирует на этой стадии сжатый, образный и противоречивый облик, обладающий большим эмоциональным и эвристическим смыслом.

Цель символической аналогии - обнаружить в привычном парадокс, неясность, противоречие, конфликт. Собственно символическая аналогия - это состоящее из двух слов определение предмета. Определение яркое, неожиданное, показывающее предмет с необычной, интересной стороны. Достигается результат тем, что каждое из слов является характеристикой предмета, а в целом они образуют противоречие, вернее, являются противоположностями. Есть еще одно название для такой пары слов - "заглавие книги". Необходимо в яркой, парадоксальной форме показать всю суть того, что кроется за "заглавием".

Синекторы утверждают, что символическая аналогия - незаменимый инструмент для того, чтобы увидеть "необычное в обычном".

Вот несколько примеров такого видения анализируемых объектов, приводимых обычно в популярной литературе по методам решения творческих задач:

Шлифовальный круг - точная шероховатость;

Храповой механизм - надежная прерывистость;

Пламя - прозрачная стена; видимая теплота;

Мрамор- радужное постоянство;

Прочность - принудительная целостность.

Четких правил, позволяющих сформулировать символическую аналогию для заданного объекта, нет. Есть набор рекомендаций, вспомогательные приемы, и начинать освоение инструмента лучше всего с них.

Прежде всего выявляется главная функция объекта, то действие, ради которого он создан. (Почти все объекты выполняют не одну, а несколько функций; важных для потребителя, желательно видеть их все). После этого определяется, есть ли у объекта противоположные качества, выполняется ли функция, обратная выбранной. Их сочетание и будет основой символической аналогии.

Игра со словами и фразами - это способ делать знакомое не знакомым. Чтобы метафоры были действенными, их необходимо обновлять. Именно игра со словами позволяет это делать. На синектической сессии изобретался новый открыватель консервных банок. Играя со словом "открытый", группа смогла отойти от привычной точки зрения, что привело к использованию прямой аналогии.

Отметим, что в данном случае был использован иной механизм, а именно понятие "идеальной машины": "Что имел бы идеальный открыватель банки? Идеально было бы - не открывать банки... Они сами должны бы открываться". Все последующее обсуждение проблемы и выход на решение основывалось именно на этой идее.

Группе С поставлена проблема изобретения распылителя для таких веществ, как клей или лак и т.д. Это должно быть приспособление без крышки, которую нужно снимать и заменять каждый раз при использовании. Отверстие диспенсера должно быть сконструировано так, чтобы оно открывалось для работы и закрывалось после использования. Члены группы стали искать в природе аналогии (пример с лошадью).

А: Устрица высовывает свою шею из раковины...снова втягивает в раковину.

В: Да, но раковина устрицы - это ее скелет. Живая часть. анатомическое ее строение внутри.

С: Какая в этом разница?

А: Шейка не очищает себя... она просто втягивает себя под защиту раковины.

Д: Какие еще есть другие аналогии?

Е: А как насчет человеческого рта?

В: Что он распыляет?

Е: Плюет...рот выплевывает, когда захочет... Он не очищает себя по-настоящему...попадает на подбородок.

А: Мог бы быть такой рот, который бы не плевал на себя?

Е: Может быть, но это была бы стоящая выдумка... если человеческий рот не может содержать себя в чистоте со всей обратной связью человеческая система...

Д: Когда я был маленьким, я рос на ферме. Я обычно управлял телегой с сеном, запряженной парой лошадей. Когда лошадь собирается испражняться, я видел...как анальное отверстие открывается... расширяется... и закрывается...

Позже группа синектики, работающая на проблеме распылителя, изобрела устройство, которое работало точно так, как было описано в аналогии. Разнообразие образования среди членов группы дает множество примеров, успешно применяемых в механизме прямой аналогии.

Работы по классическим научным открытиям, а также 17 лет практических изобретений показывают, что биологическое восприятие физических явлений порождает полезные точки зрения. Ф. Гельмгольц при обсуждении изобретения офтальмоскопа уверен в влиянии различных научных областей друг на друга. «Я объясняю свой успех тем фактом, что обстоятельства, к счастью, обогатили меня знанием геометрии и изучением физики среди врачей, где физиология предстала целиной большой плодотворности, в то время как, с другой стороны, мои знания явлений жизни привели меня к проблемам, которые находятся вне чистой математики и физики!» Сравнение научных наблюдений в одной области с другой областью помогает выразить проблему по-новому. Ф. Гальтон подчеркивал необходимость адекватного знания, так, что потенциально разрушительные чуждые идеи могли быть тщательно отобраны и подобраны.

Пастер пишет, что его успешная работа по асимметрии естественной органики была основана на разнообразных понятиях, заимствованных из противоположных сфер науки. И обычай Кавендиша «сводить вместе непохожие вопросы» позволял ему постоянно сравнивать явления и теории одной области науки с другой. В искусстве мы тоже можем наблюдать эффект прямой аналогии. Например, поэзия Гете была выражена в музыке. Он говорил: «Мне часто казалось, как будто невидимый гений нашептывал мне что-то ритмическое, так что во время прогулок я всегда следовал ритму и в то же время я слышал нежные мелодии, сопровождающие песню».

А Шиллер заметил: «У меня концепция сначала не имеет определенного или ясного объекта: это приходит позднее. Этому предшествует определенное музыкальное состояние души, и за этим во мне только потом следует поэтическая идея». И в искусстве, и в науке механизм прямой аналогии функционирует как конструктивная часть творческого процесса.

От одного из упрямейших успешных промышленных изобретателей века идет пример прямой аналогии, который имел место в процессе изобретения тетраэтил. Считая, что керосин хуже горит, чем газолин, как известно, два ученых считали, что это потому, что керосин не испарялся так же хорошо, как газолин. Они вспомнили про дикий цветок с красными лепестками, который цветет ранней весной, даже под снегом. Если только керосин покрасить в красный цвет, думали они, он мог бы, как листья того цветка, впитывать тепло быстрее и испарялся бы достаточно быстро, чтобы гореть в моторе как газолин.

Область аналогии и символизм были приняты синектикой. Механизмы метафоры, в которые входят символическая аналогия и личная аналогия, а также прямая аналогия, применяются в нашей ежедневной экспериментальной работе. Теория синектики согласна с утверждением, что человек не знает даже свою науку, если он знает только ее.

Инженерная эвристика Гаврилов Дмитрий Анатольевич

Аналогия прямая

Аналогия прямая

Рассмотрим на занимательных примерах, что такое прямая аналогия. Грубо говоря, это адаптация ранее имевшихся решений из одной области знания или истории к другой, текущей задаче.

Максим Чертанов в книге «Конан Дойл», вышедшей в серии «Жизнь замечательных людей», обращает внимание читателей на целый ряд изо бретений своего героя времён Первой Мировой, от приспособлений против морских мин - до камуфляжных сеток, для маскировки артиллеристских расчётов. Доктор Дойль заботился главным образом о сохранении жизни людей, так что его помыслы были связаны со всевозможными средствами защиты. Остановимся подробнее лишь да двух, поскольку, как нам представляется, они сделаны полностью в соответствии с методом аналогии и принципом копирования.

ВОПРОС № 3

Сэр Артур Конан Дойль прожил жизнь, достойную рыцаря, защищая нуждавшихся в помощи. Известны в том числе и два рыцарских романа этого автора - «Белый отряд» (1891) и «Сэр Найджел» (1906). Действие их развивается во время Столетней войны. Простые английские лучники вносили страшное опустошение в ряды превосходно экипированного неприятеля.

Тем не менее, эта изобретательская идея Конан Дойля могла бы спасти жизнь тысячам британским пехотинцам в период Первой Мировой войны, и продолжает спасать жизни многим людям во всём мире и поныне. Назовите его изобретение.

В феврале 1915 года Конан Дойль вносит военному министру предложение по производству средств индивидуальной защиты для пехотинцев, прикрывающих важнейшие жизненные органы:

«Почему бы не закрыть грудь тонкой и прочной стальной пластиной? Доктор Дойл сам проделал эксперимент (к счастью, не на себе и вообще не на живом человеке) и убедился, что защитная пластина вынуждает пулю отклониться. Ни в коем случае нельзя позволять, чтобы отряд пехотинцев шел на германские траншеи под пулеметным огнем, теряя по пути половину людей. Если нет защитных средств для солдат - значит, вообще нельзя отправлять пехоту в подобные наступления <…> Воззвания доктора успеха у военных чинов не имели. Генералы и члены кабинета министров отзывались о нем как о надоедливом профане…» (Чертанов, 2008)

Сейчас мы называем это бронежилетом. Хотя, возможно, изобретательская идея посетила создателя Шерлока Холмса не только по аналогии с рыцарскими доспехами. Другой его исторический роман - «Михей Кларк» переносит нас во времена Оливера Кромвеля, знаменитого в том числе и тем, что в 1642 году сформировал специальные конные подразделения, одетые в лёгкие доспехи - кирасы (и специальные каски). Этих кирасиров так и называли - «железнобокие».

Но ещё больше соотечественников писатель спас не от пуль, а на воде. Его находчивости мы благодарны до сих пор.

ВОПРОС № 4

Мало кто знает, что сэр Артур Конан Дойль работал в качестве корабельного врача на борту китобойного судна в Арктике. В целом ряде рассказов о Холмсе есть морская тема. Довелось писателю плавать и в южных водах, в том же качестве судового врача ходить на пароходе к берегам Западной Африки.

Несмотря на морской опыт Конан Дойля, накануне Первой Мировой адмиралтейство отнеслось к этому его предложению невнимательно. Но после очередной трагедии на море занялось массовым и повсеместным внедрением этого изобретения писателя. О чём речь?

Трудно себе представить сейчас, что в злосчастный 1914 год, когда началась Первая мировая, на военных кораблях британского флота «не разрешалось держать шлюпки, так как они при попадании снаряда могли загореться и создать дополнительную опасность. От мины или торпеды, выпущенной с субмарины, корабль моментально погибал весь - какая уж там дополнительная опасность! Дойл писал об этом в самые первые дни войны, предлагая все-таки оснащать суда достаточным количеством шлюпок, а с началом боя спускать их на воду и буксировать при помощи катера; представители Адмиралтейства (которое тогда возглавлял Уинстон Черчилль) его жестоко высмеяли: „Маловероятно, чтобы государственное ведомство поблагодарило человека за то, что он выполнял возложенную на это ведомство работу“. А беспомощные люди медленно умирали в ледяной воде, ибо к тонущим военным судам было запрещено близко подпускать спасательные катера, чтобы они тоже не затонули…» (Чертанов, 2008)

Тогда Конан Дойль выступил в печати со статьей, в которой предлагал простую меру - индивидуальные надувные круги, которые позволили бы морякам продержаться на воде хотя бы некоторое время, пока не подоспеет помощь. Зная по опыту, что генералы его опять засмеют или просто проигнорируют, он даже не стал к ним обращаться, а сразу развернул в прессе кампанию широчайшего масштаба. Он понимал: военное министерство может пренебречь голосом одного человека, но к мнению общественности - если её удастся убедить - оно будет вынуждено прислушаться. Расчет оказался верен: все британские газеты в течение нескольких дней писали почти исключительно о спасательных кругах. Предложение было настолько простым и понятным, что военные на сей раз отреагировали немедленно: недели не прошло, как от Адмиралтейства поступил заказ производителям резиновых изделий на изготовление 250-ти тысяч кругов. Газета «Хэмпшир телеграф» писала, что Адмиралтейство всецело обязано сэру Артуру Конан Дойлу и должно благодарить его. Благодарить оно, разумеется, не подумало, так что сам доктор так никогда и не был уверен, что адмиралы последовали именно его рекомендации - может, просто совпадение.

Уже в октябре (1914-го) всем экипажам флотилий, базирующихся в Северном море, стали выдавать спасательные круги, отгружая их прямо с заводов. В «„Хэмпшир телеграф“ написали: „Круг изготовлен из резины, уложен в прочную сетку-чехол и весит вместе с ней меньше трех унций. Его можно носить в кармане, а надев, как положено, на шею, надуть за десять секунд. Он предназначен, чтобы удерживать над водой голову человека бесконечно долгое время“… Эта штуковина, - пишет М. Чертанов - как мы понимаем, впоследствии трансформировалась в спасательный жилет (согласитесь: от доспеха до бронежилета не такой большой шаг, как от той же спасительной брони до надувной одежды? - Авт. ).

Все радовались, а доктор Дойл - нет; он понимал, что это полумера. В зимнем море, если помощь так и не придет, круги лишь продлят агонию. Нужны шлюпки; и если изготовители резиновых изделий могут сделать надувной круг, почему бы им не сделать (вместо деревянной. - Авт. ) надувную лодку?!

Тотчас он начал новую кампанию, за лодки, но тут он не смог пробить адмиральскую броню. Черчилль ответил ему вежливым письмом, но оснащать военные суда надувными шлюпками стали лишь во время Второй мировой. И всё же благодаря спасательным кругам и тому, что на британских кораблях стали размещать некоторое количество деревянных шлюпок, многие из людей смогли спастись…» (Чертанов, 2008)

Но и это, к слову сказать, не последняя изобретательская идея Конан Дойля. Мало кто знает, что именно он ещё в 1913 году предложил построить туннель под Ла-Маншем, чтобы обеспечить Англию продовольствием на случай морской блокады, заменить всем видимый надводный путь путём поддонным.

Ещё несколько примеров навскидку.

«Французский инженер С. Карно, заложивший и начале прошлого века основы теории тепловых машин, смело уподобил работу такой машины работе водяного двигателя. Физическая аналогия между переходом тепла от нагретого тела к холодному и падением воды с высокого уровня на низкий - пример строгой аналогии, опирающейся на существенные черты уподобляемых объектов. Рассуждение по аналогии дало в науке многие блестящие результаты, нередко совершенно неожиданные.

В XVII в движение крови в организме сравнивали с морскими приливами и отливами. Врач В. Гарвей ввел новую аналогию - с насосом и пришел к фундаментальной идее непрерывной циркуляции крови.

Химик Д. Пристли воспользовался аналогией между горением и дыханием и благодаря этому смог провести свои изящные эксперименты, показавшие, что растения восстанавливают воздух, израсходованный в процессе дыхания животных или в процессе горения свечи.

Д. Гершель обнаружил, что пламя спиртовки становится ярко-желтым, если поместить в него немного поваренной соли. А если посмотреть на него через спектроскоп, то можно увидеть две желтые полосы из-за присутствия натрия. Гершель высказал мысль, что сходным путем можно обнаружить присутствие и других химических элементов, и впоследствии его идея подтвердилась, и возник новый раздел физики - спектроскопия.

И. Мечников размышлял о том, как человеческий организм борется с инфекцией. Однажды, наблюдая за прозрачными личинками морской звезды, он бросил несколько шипов розы в их скопление; личинки обнаружили эти шипы и „переварили“ их. Мечников тут же связал этот феномен с тем, что происходит с занозой, попавшей в палец человека: занозу окружает гной, который растворяет и „переваривает“ инородное тело. Так родилась теория о наличии у животных организмов защитного приспособления, заключающегося в захватывании и „переваривании“ особыми клетками-фагоцитами посторонних частиц, в том числе микробов и остатков разрушенных клеток…» (Ивин, 1986, С.60–61).

Однажды в 1816 году французский врач и анатом Рене Лаэннек, озадаченный проблемами галантности - ибо со времён Гиппократа врачи прикладывали ухо к телу больного непосредственно, в том числе и женскому телу - обратил внимание на детскую забаву. Ребятня играла вокруг бревен строительного леса. Один мальчик чертил гвоздём по торцу бревна, а другой, прикладывая ухо к другому торцу, слушал. Так Лаэннека посетила мысль о стетоскопе, описание которого, впрочем, было дано им лишь три года спустя в «Трактате о косвенной аускультации».

Уже классикой стал случай, когда английский конструктор-мостовик Самюэль Браун решал задачу по преодолению широкой и глубокой пропасти, то есть при полной невозможности возведения опор моста ни на дне, ни по краям. Инженер вышел на улицу, была осень. К щеке прилипла паутинка. Обладая, несомненно, развитым ассоциативным мышлением, он придумал по аналогии конструкцию висячего моста (Кедров, 1987, С. 90–91). Эту легенду пересказывают масса авторов, в том числе и Г. С. Альтшуллер: «Английский инженер Сэмюэль Браун жил у реки Твид. Однажды, гласит предание, Брауну было поручено построить через реку Твид мост, который отличался бы прочностью и в то же время не был бы слишком дорог. Иначе говоря, Брауну надо было преодолеть техническое противоречие. Как-то, прогуливаясь по своему саду, Браун заметил паутину, протянутую через дорожку. В ту же минуту ему пришла в голову мысль, что подобным образом можно построить и висячий мост на железных цепях».

Ясно, впрочем, что мысль о применении тех же лиан и вьющихся растений для преодоления рек возникла много раньше начала XIX века - в незапамятные времена. А первый висячий мост с металлическими элементами запатентован англичанином Джеймсом Финли и построен в Пенсильвании в 1796 году. Кстати, «…построенный в 1820 г в Англии висячий мост через реку Твид пролетом 110 м стоил примерно в 4 раза дешевле каменного моста такой же длины. В 1826 г. в Англии был открыт Менейский цепной мост, который прослужил около ста лет, имел пролет 177 м при отношении стрелы к пролету 1/12. В этот же период был построен еще ряд мостов во Франции, США и других странах, пролеты которых не превышали 150 м. Таким образом, Менейский мост по величине пролета являлся рекордным до 1834 г…» (Смирнов, 1970). Надо полагать, что Браун решал задачу не пешеходного, а уже будущего железнодорожного моста. Ведь с 1807 года в Британии по рельсам побежали первые поезда.

Физик и математик (по совместительству - фабрикант в области производства бумаги) Жозеф-Мишель и его брат, архитектор Жак-Этьенн Монгольфье прогуливались по склону горы в жаркий день. Отсюда они наблюдали за тем, как поднимаются ввысь из долины - с поверхности озера - водяные пары, образуя туман. Первый воздушный шар братья изготовили как раз из бумаги. Через отверстие снизу они наполнили модель горячими газами, которые были легче воздуха, пока не охлаждались. Тренируясь на такой модели, к 1783 году они подняли на своём монгольфьере в воздух сперва - груз, потом - животных, наконец, и людей.

Газы при нагревании расширяются; поэтому вес нагретого воздуха в шаре меньше веса вытесненного холодного воздуха. Но уменьшение удельного веса сравнительно невелико, при нагревании от нуля до ста градусов по Цельсию - всего 27 процентов.

Поддерживающую силу исхитрился многократно увеличить наблюдавший за этими первыми успехами изобретатель Жак-Александр Сезар Шарль. В том же году он предложил использовать вместо горячего воздуха водород. Удельный вес которого в 14 раз меньше удельного веса воздуха.

Подъём в воздух породил задачу аварийного возвращения на землю, и уже через год Жозеф-Мишель изобрёл парашют (не подозревая о гениальных разработках Леонардо да Винчи веками ранее). Складной парашют изобрёл уже наш соотечественник, сын профессора механики, выпускник военного училища, талантливый драматический актёр Глеб Евгеньевич Котельников в 1910–1911 гг.

«Все изобретатели парашюта шли в то время по одному пути: они располагали парашют в фюзеляже аэроплана и пытались создать надежную систему, способную раскрыть его до того, как пилот покинет кабину. Случай помог Г. Е. Котельникову придумать свой парашют. Однажды он увидел, как знакомая актриса вынула из маленькой сумочки большую восточную шаль из очень тонкого, но плотного шелка. Проведя аналогию (структурную и внешнего вида), Г. Е. Котельников пришел к выводу, что парашют должен быть складным, а изготовлять его следует не из прорезиненного брезента, а из легкого шелка.

А швейцарец Жорж Деместрель придумал застежку „липучку“ после того, как каждый раз после прогулки вытаскивал колючие плоды репейников из густой шерсти своей собаки и. т. д…» (Учимся изобретать, 1997).

«И. Гутенберг пришел к идее передвижного шрифта по аналогии с чеканкой монет. Так было положено начало книгопечатанию, открыта „галактика Гуттенберга“, преобразовавшая всю человеческую культуру.

Первая идея Э. Хау, изобретателя швейной машины, состояла в совмещении острия и ушка на одном конце иглы. Как возникла эта идея - неизвестно. Но главное его достижение было в том, что по аналогии с челноком, используемым в ткацких станках, он изготовил шпульку, которая продергивала дополнительную нить через петли, сделанные игольным ушком, и таким образом родился машинный шов.

В. Вестингауз долго бился над проблемой создания тормозов, которые одновременно действовали бы по всей длине поезда. Прочитав случайно в журнале, что на строительстве тоннеля в Швейцарии буровая установка приводится в движение сжатым воздухом, передаваемым от компрессора с помощью длинного шланга, Вестингауз увидел в этом ключ к решению своей проблемы и т. д.» (Ивин, 1986, С. 64).

О том, каким образом возникла мысль об угле в качестве защиты от отравляющих газов, академик Н. Д. Зелинский рассказывал:

«В начале лета 1915 г. в Санитарно-техническом отделе Русского технического общества несколько раз рассматривался вопрос о газовых атаках неприятеля и мерах борьбы с ними. В официальных сообщениях с фронта подробно описывалась обстановка газовых атак, случаи поражения от них и немногочисленные случаи спасения солдат, находившихся на передовых позициях. Сообщалось, что те оставались в живых, кто прибегал к таким простым средствам, как дыхание через тряпку, смоченную водой или уриной, или дыхание через рыхлую землю, плотно касаясь её ртом и носом, или, наконец, спасались те, кто хорошо покрывал голову шинелью и спокойно лежал во время газовой атаки. Эти простые приемы, спасшие от удушения, показывали, что в то время, по крайней мере, концентрация газов в воздухе была хотя и смертельно ядовитой, но всё же незначительной, раз можно было спасти себя такими простыми средствами.

Это последнее обстоятельство произвело на нас большое впечатление, и, обсуждая затем вопрос о возможных мерах борьбы с газовыми атаками, мы решили испробовать и применять также простое средство, действие которого было бы вполне аналогично действию материи солдатской шинели или гумусу почвы. Как в том, так и в другом случае ядовитые вещества не химически связывались, а поглощались, или адсорбировались шерстью и почвой. Такое средство мы думали найти в древесном угле, коэффициент адсорбции которого по отношению к постоянным газам, как это известно, много больший, чем для почвы».