Пётр Энгельмейер и его наследие
В этой заметке один из участников проекта Александр Оликевич делится впечатлениями от прочтения книги В.Г. Горохова о Петре Климентьевиче Энгельмейере (zip-архив), выдающемся русском инженере и философе техники XIX-XX веков.
Из этой книги можно узнать, что:
- Еще Аристотель мечтал о том чтобы всеобщая автоматизация сделала ненужным труд рабов.
- Между техническими изобретениями и научными открытиями больше сходства, чем различия. В конечном счете открытие от изобретения отличается только по назначению или по употреблению, которое из него сделают впоследствии.
- Энгельмейер переписывался с Толстым, и обосновал тому самопротиворечивость его нравственной философии.
- Если в формуле дарвинизма заменить везде слово "организм", словом "изобретение", то получим точную картину истории техники.
- Нынешняя ситуация в России не уникальна, и в прошлые века наши предки сетовали: «наша промышленность, в сущности говоря, почти во всех отраслях замерла; в настоящий момент мы присутствуем в России как бы при исчезновении техники из жизни и наблюдаем как бы наше возвращение к каменному веку, мы находимся перед полным крахом, и наша промышленность как таковая с точки зрения ее производства равна почти нулю»
- Американцы, признав на Филадельфийской выставке 1876 г. лучшей систему преподавания в
Московском техническом училище, стали вводить русскую систему, начав с Массачусетского технологического института. - В XIX веке инженерный корпус России пользовался значительными привилегиями, а после революции подвергся активному перемалыванию (как потенциально враждебный пролетарию элемент), что внесло свой печальный вклад в облик советского и постсоветского инженера.
ТРИЗ
Многие идеи Энгельмейера пересекаются с идеями основателя ТРИЗ Альтшуллера, возможно, последний был знаком с работами Энгельмейера при разработке ТРИЗ. Если же не был, то тем более значимо совпадение многих выводов этих мыслителей. С теорией творчества Энгельмейера можно ознакомиться по его книге «Творческая личность и среда в области технических изобретений».
В ТРИЗ принято выделять три части машины: двигатель, трансмиссию и рабочий орган. Энгельмейер выделяет четыре рода "приспособлений, необходимых для покорения сил природы":
- Для добывания или улавливания своевольной силы
- Для ее запасания (аккумуляции)
- Для ее передачи на расстояние
- Для пользования ею на месте работы в требуемом количестве и виде. Диалектику изделия (материала) и инструмента Энгельмейер развивает аналогично Альтшуллеру.
Энгельмейер предвосхищает и ЖСТЛ, составляя наставления для начинающих изобретателей. А также он не чужд и того, что сегодня принято называть Open Hardware, т.е. изобретений с открытыми чертежами для свободного воспроизводства. Он рассказывает о судьбе, видимо, одного из собственных изобретений так:
«Один русский инженер придумал соломотряс такой конструкции, что его легко может построить крестьянин своими средствами. Соломотряс, вообще говоря...присоединяется к молотилке и перетряхивает солому, т. е. отделяет от нее зерно и мякину, так что увеличивает производительность молотьбы. Соломотрясы существовали и раньше, но были такого устройства, что могли быть выполняемы только на заводах, а потому обходились дорого. Новоизобретенный соломотряс не представлял интереса для заводчиков, строителей молотилок, и наш инженер решил его обнародовать для общей пользы, не ища личной выгоды. И что же? Общество и печатные органы, на знамени которых было написано распространение полезных сведений в сельском быту, требовали с изобретателя покрытия разных расходов, совершенно так же, как если бы он преследовал исключительно свою личную выгоду»
Изобретатель должен знать, заключает Энгельмейер, что он непременно натолкнется на вражду или в самом лучшем случае на равнодушие. Могут быть, конечно, и другие препятствия, например, неумение пользоваться со стороны потребителя. Но общее правило таково: чем новее и важнее изобретение, тем труднее его ввести в жизнь. Даже если изобретение делается по специальности, так сказать по роду службы, оно вызывает «генеральский гнев», ибо колеблет обывательское доверие к начальству, «наводя на тлетворную мысль о том, что в подлежащем ведомстве, желательны какие бы то ни было новшества и что эти новшества исходили не от начальства. Как будто начальство само не знает, что надо и чего не надо!»
Проработав много в патентном ведомстве, он четко разграничил такие понятия, как ПРИНЦИП, СИСТЕМА и КОНСТРУКЦИЯ машины.
«Технология определяет характер той работы, которую от машины потребует практика. Для технологии все равно, как осуществить эти условия. Затем вступает в свои права кинематика и предписывает каким механизмом надлежит осуществить нужные движения. Наконец, входит машиностроение с конструктором во главе и вырабатывает машину во всех деталях. Стало быть, для того чтобы осуществить требования технологические, надо осуществить требования кинематические, а для того чтобы осуществить эти последние, надо осуществить требования конструктивные. Конструкция машины зависит от кинематической схемы, а эта последняя зависит от технологического принципа машины»
«Принцип машины, т. е. ее основная суть, определяется технологическими признаками, система определяется кинематической схемой, а конструкция определяется совокупностью и расположением деталей машины»
Итак, конструкция — это вещественное выполнение машины во всех деталях. При рассмотрении же системы машин интересуются не всеми деталями, а лишь существенными для системы. Говоря же о принципе, обращают внимание на еще меньшее число самых важных рабочих органов.
«Какой разряд машин мы бы не взяли, везде мы различаем, во-первых, принцип, характеризующий целый тип или разряд машин, во-вторых, разные системы, составляющие подотделы типа и, наконец, в-третьих, конструкции, составляющие вещественное осуществление принципа и системы; при этом один данный принцип повторяется в целом ряде систем, а одна система повторяется в ряде конструкций»
Таким образом, рассмотренная с конструктивной стороны машина есть конкретное явление, из которого мы выносим
конкретное представление. (т.е. Энгельмейер конструкцию рассматривает здесь уже не просто как конкретную вещественную структуру машины, а как ее конкретное представление в теории.) Система машины — это уже конкретное понятие, получающееся в результате первого обобщения или отвлечения. Обобщая же целый ряд систем (как конкретных понятий), мы получаем абстрактное понятие — принцип машины. Это путь индуктивный. Он применяется, по мнению Энгельмейера, тогда, когда наука еще только создается. Когда же она уже создана, то ее излагают дедуктивным способом: сначала основные принципы, затем частные законы, как развитие этих принципов, и, наконец, отдельные факты, как иллюстрации к законам.
Педагогика
В качестве примера он приводит способ преподавания учения о динамо-машинах в технических училищах.
«Учение о динамах, как и всякий подобный учебный предмет, излагается дедуктивно. Сначала ученикам преподаются электромагнитные законы, из которых слагается принцип всех без исключения динам. Затем излагаются схемы разных систем, а уж после всего рассматриваются динамы во всех конструктивных подробностях. При этом можно остановить изложение предмета преподавания на той или другой ступени, смотря по надобности. Так, например, если нужно сообщить только лишь общее понятие о динамах ну хоть химику, которому придется разве только пользоваться током от динам, но не придется не только строить, но и ухаживать за ними, то достаточно изложить один только принцип. Несколько больше надо сообщить ну хоть путейцу, которому хотя и не придется строить динамы, но придется может быть иметь надзор за их работой. Тут надо кроме принципов изложить и схемы разных систем. Так же составляются популярные книги о динамах... Здесь тоже описание динам останавливается на схемах. Что же до конструкций, то их преподают разумеется только тем техникам, которым придется их строить».
Таким образом, этот способ особенно хорош для преподавания:
«Лица, присутствовавшие на том докладе, помнят, что сначала мы рассмотрели в качестве принципа состав автомобиля, т. е. совокупность его главных существенных органов, тех органов, без которых машина не может называться автомобилем. Затем мы рассмотрели схематически развитые системы современных автомобилей, и на этой второй ступени, дающей только общее понятие об автомобиле, закончился мой доклад. Затем все присутствовавшие перешли в нижний этаж, и здесь могли ознакомиться с конструктивными подробностями на выставленных машинах»
Автоматизация проектирования
Энгельмейер занимался этим вопросом, и, понимая, что «намереваясь изобрести машину для такой работы, которая до сих пор производится только человеком, прежде всего необходимо видоизменить саму эту работу на машинный лад», видел путь к автоматизации проектирования в том, чтобы машинизировать проектировочную деятельность человека, построить вместо нее машину. Для этого он постарался формально описать процесс проектирования в рамках своей трехактной теории творчества ("трехакт").
Рассмотрим, в чем же состоит суть этих трех актов. По Энгельмейеру, человеческое творчество есть совокупность трех «деятелей» — желания (интуиции), знания и умения. Различает он и три вида продуктов деятельности: идеи (в сознании), процессы (во времени) и материальные вещи, т. е. предметы (в пространстве). В соответствии с этим он и расчленяет процесс проектирования на три стадии:
- Создание общего плана
- Выработка из этого плана полной схемы
- Разработка схемы детально до рабочих чертежей включительно.