Думай как инженер - Гуру Мадхаван

Это очень точно подметил Джон Сибрук из New Yorker: «Мало кто из жильцов современных высоток знает, где расположены несущие колонны и как обеспечивается их устойчивость, а также к какой конструктивной системе относится их дом – монолитно-каркасной или с несущими стенами, и никто не вскрывает потолок, чтобы посмотреть особенности устройства перекрытий; все эти решения разрабатываются инженерами-проектировщиками здания. Анонимность инженера, спроектировавшего небоскреб, – это награда за его гениальность. Небоскребы вызывают такое восхищение отчасти и потому, что на них будто не действует сила тяжести: кажется, что им легко устремляться ввысь и для этого не прикладывалось никаких усилий». Взгляните вниз с самолета, летящего на высоте 6,5 км над землей, и все, что вы увидите, – это системы, сотворенные природой и инженерами.

Инженерное мышление не поддается простому определению. Как объясняет Крейг Барретт, бывший председатель совета директоров и главный исполнительный директор компании Intel: «Умение скрупулезно и упорядоченно решать проблемы – вот что отличает инженеров от других людей, которые в своем отношении к жизни, возможно, больше склонны философствовать, дискутировать или витать в облаках. По-моему, это – одна из причин, почему инженеры обычно процветают не только в своей профессии, но и за ее пределами». Инженерное мышление похоже на прибор, который не нужно долго настраивать, достаточно просто включить в сеть, или мультитул, подходящий для самых разных работ. А причина в том, что, по словам Джима Пламмера, бывшего декана инженерного факультета Стэнфордского университета, «инженеры – это интеграторы, которые сводят воедино идеи из многочисленных потоков знаний. Они действуют на стыке осуществимого, перспективного и желательного».

Инженерное мышление – органичный, но при этом синтетический процесс, и среди инженеров царит такое же культурное разнообразие, как и в мире музыки. В этой книге я устрою вам экскурсию по ряду разных областей – от сфер, где царит строгий контроль и стандартизация, до загадочных уголков инженерного ума, на которые помогут пролить свет сами представители этой профессии. В ходе путешествия мы увидим яркие примеры того, как инженеры превращают чувства в готовый продукт. Еще я расскажу о ситуациях, когда инженерное мышление может навредить. И вместе мы проведем «обратный инжиниринг» инженерного мышления и рассмотрим практические аспекты, которые вы можете применять в повседневной жизни.

Вскоре после Бостонского марафона 1980 года Дэвиду Коллинзу позвонили из New York Road Runners – клуба, который занимался организацией забегов, и предложили испробовать штрихкоды для отслеживания участников марафонов. Позже Коллинз вспоминал, что сразу же отказался. «Я сказал, что это неудачная идея и им нужно забыть о ней». Но Фред Лебоу, основатель Нью-Йоркского марафона, не сдавался.

Лебоу связался с Коллинзом в Бостоне. В итоге они договорились и попросили нескольких человек пробежаться вокруг одного здания в спортивных костюмах. Коллинз при этом тестировал разные способы считывать номера с нашивок на груди бегунов с помощью устройства KarTrak. Оказалось, что вариант, отлично подходивший для товарных вагонов, не срабатывал с бегунами. Люди были непредсказуемы: они намокали от пота, их номера болтались туда-сюда. И тогда Коллинз решил сканировать бегунов по достижении финишной черты и просить их выстроиться в ряд, поскольку считывать код в движении сложно. При этом организаторы забега могли определить время финиша бегунов с приемлемой точностью.

Коллинз устранил одну из основных проблем больших забегов – точную фиксацию времени и относительной позиции бегунов, но не смог полностью справиться с «проблемой Рози Руис». Это впоследствии сделал другой инженер, применив творческий подход и еще одну технологию – радиочастотную идентификацию. В последние годы в одежду или обувь бегунов вставляются электронные чипы, что позволяет мгновенно отслеживать каждого спортсмена с точностью до доли секунды.

«Я так увлекся работой над этой проблемой, что сам пробежал пару марафонов в костюме со штрихкодом, чего от себя не ожидал, – вспоминает Коллинз. – Это было очень интересно. Что касается участия в марафонах, то их может пробежать кто угодно. Просто нужно упорство… совсем как в работе инженера».

Глава 1

Подбор и комбинирование

Людовик XIV, известный также как «король-солнце», был большим любителем порядка. Он писал: «Надлежащий порядок придает нам уверенный вид, и, судя по всему, нам достаточно просто выглядеть храбрыми». По этому принципу он организовал всю свою артиллерию. Но к 1715 году – в конце его правления, одного из самых длительных в европейской истории, и после ряда крайне разорительных войн – упорядоченная военная система Людовика XIV превратилась в мешанину всевозможных обходных путей. Его преемник, Людовик XV, в 1732 году издал королевский указ, в котором предписывал взяться за работу генерал-лейтенанту Жану-Флорану де Вальеру.

Вальеру было поручено реорганизовать артиллерию, и он как абсолютист хотел создать упорядоченную «систему контроля: рациональность, поставленную на службу деспотизму», как писал историк Кен Олдер. На практике планы Вальера привели к уровню централизации, ранее просто невообразимому во французской армии. В числе впечатляющих достижений Вальера было принятие на вооружение 24-фунтовых орудий (современный калибр 152 мм) – длинноствольных, толстостенных, богато украшенных художественным литьем, обладавших превосходной дальнобойностью и высокой эффективностью.

Но у этих пушек был один существенный недостаток. Хотя они отлично зарекомендовали себя при обороне морских берегов и крепостей, а также в осадных боях, в наступательных военных действиях они проявили себя не лучшим образом. Пушки Вальера были громоздкими, и транспортировать их было тяжело. А маневрирование во время боя в открытом поле требовало таких усилий и ресурсов, что это грозило катастрофой.

Согласно одному военному историку, чтобы транспортировать и обслуживать 34-фунтовое орудие, в 1600-е годы требовалось до 20 лошадей и артиллерийский расчет из 35 человек. Даже 4-фунтовые пушки Вальера имели ствол длиной 238 см и весили около 563 кг, что примерно в 288 раз превышало вес снаряда. В конце концов французы поняли, что их осадное оружие пригодно только для поражения неподвижных целей, а тактические варианты следовало пересмотреть.

Подвижность была решающим качеством, а скорость – обязательным. Французы нуждались в новой системе.

В детстве Жан-Батист Вакет де Грибоваль интересовался военными орудиями. Он родился в 1715 году в семье юриста и впоследствии поступил в артиллерийскую школу для изучения баллистической технологии. В 17 лет Грибоваль записался добровольцем во французскую армию. В 1748 году он модифицировал конструкцию лафета для корабельных орудий, что позволяло перевозить их для наступательных операций. В 1749-м Грибоваль был произведен в капитаны. Позже в том же году Вальер отверг предложение Грибоваля о массовом производстве его лафетов, которые, возможно, облегчили бы передвижение громоздких орудий.

Грибоваля постигло глубокое разочарование. Он ценил установленную строгими правилами упорядоченность пушек Вальера, но считал, что кустарный способ их производства ведет к отставанию. Но еще сильнее Грибоваля угнетало то, что он не пользовался авторитетом в артиллерийском корпусе; его идеи ни на что не влияли. В то время там процветали зависть и соперничество, а присвоения нового звания приходилось ждать годами. В общем, Грибоваля мало что удерживало на своем месте.

Хотя с 1741 года французы и пруссаки были союзниками, подписание в 1756 году первого Версальского договора между Францией и Австрией – двумя заклятыми соперниками – привело Пруссию в ярость. Во франко-прусских отношениях наступило резкое охлаждение. И вскоре Пруссия образовала союз с Великобританией и напала на Францию и ее партнеров: Австрию, Баварию, Россию, Саксонию и Швецию – тем самым развязав Семилетнюю войну, которую Уинстон Черчилль впоследствии назвал «первой мировой».

С началом войны Австрия осознала, что отчаянно нуждается в грамотных военных инженерах, поскольку в ее войсках было много плохо подготовленных офицеров технической службы, которые делали карьеру благодаря фаворитизму, а не личным заслугам. Грибоваль усмотрел в этом свой шанс и добился отправки на военную службу в Австрию, которая была союзником Франции в этой войне. Он интуитивно догадывался, что легкие орудия имеют решающее значение в наступательных боевых действиях, а этого так не хватало системе Вальера по сравнению с мобильными войсками Пруссии. Грибоваль с большим техническим успехом применил несколько измененных им пушек, а также значительно улучшенный в 1748 году лафет для морских орудий.