Основы инженерного творчества(Суздальцев А.И

более всего или чаще всего инженерно-техническому творчеству способствуют изобразительные искусства и связанное с ними понятие красоты. Каждый человек имеет свое интуитивное представление о том, что такое красота. Для сравнения и уточнения этого понятия можно привести общепринятые его определения. Словарь русского языка определяет красоту как совокупность качеств, доставляющих наслаждение взору и слуху. В философском словаре отмечается, что красота, или прекрасное в жизни и искусстве, доставляет духовную радость и наслаждение и имеет огромную познавательную и воспитательную роль в обществе. Существует три типа красоты: красота окружающей живой и неживой природы, красота изделий и других объектов, созданных человеком, и красота, создаваемая искусством. Из этих трех типов складывается красота окружающей среды. Стремление найти или создать красивую окружающую среду было одной из наиболее сильных изначальных потребностей человека [14].

Ввозникновении и становлении человечества решающую роль сыграли два самых важных движущих фактора:

* труд для удовлетворения физиологических потребностей и создания орудий труда (также для удовлетворения физиологических потребностей);

* поиск и созидание красоты окружающей среды, что выражалось

вукрашении орудий труда и жилища, в исполнении и сочинении музыки и танцев и многом другом.

Всамые отдаленные времена в эстетической деятельности участвовал почти каждый член общества, это участие решающим образом повлияло на зарождение и развитие духовного начала в первобытном человеке, обеспечивало его очеловечивание и окультуривание.

Если бы имел место только первый движущий фактор – труд, то в результате эволюции получилось бы только более умное животное, имеющее значительные преимущества перед другими животными в борьбе за существование. Однако можно смело утверждать, что это животное никогда бы не прогрессировало дальше раннего каменного века. Это можно утверждать потому, что именно второй движущий фактор обеспечил непрерывное развитие самого главного источника прогресса наших далеких предков – их творческих способностей. В период становления человека техническое творчество было чрезвычайной редкостью, а художественная и эстетическая деятельность была постоянным давлеющим фактором в прогрессивном развитии творческих способностей.

80

Развитие способностей к восприятию и созданию красивой окружающей среды оказывало постоянное положительное влияние на возрастание производительных сил общества, т. е. второй движущий фактор – эстетическая культура – обеспечивал воспитание более умных и способных членов для трудовой деятельности и защиты интересов племени, с которым, как правило, не могли конкурировать племена, игнорирующие или мало обращающие внимания на эстетическое воспитание.

Убедительным подтверждением этому служит эксперимент, проведенный М.П. Щетининым (известным русским педагогом) в обычной средней школе, где были сокращены примерно на 1/3 занятия по обязательным дисциплинам и добавлены в пределах имеющегося бюджета времени соответственно практические занятия по эстетическому воспитанию (музыкальные, хореографические, изобразительные). Такое сокращение обязательных занятий не только не принесло ущерба по основной подготовке, а явно повысило умение учащихся решать задачи, усваивать теоретический материал и т. д. Эстетическое воспитание дало прибавку даже в спортивных достижениях. Например, команда этой школы выигрывала по баскетболу у команды из специализированной спортивной школы.

Таким образом, воспитание и развитие способностей к восприятию и созиданию красоты окружающей среды имеет очень сильную

функциональную обусловленность в прогрессивной эволюции челове-

чества. Эстетическая культура во все времена и эпохи возвеличивала человеческое начало в человеке, активно способствовала гуманизации человеческого общества, служила великому делу социального прогресса [4].

Внутреннее и внешнее восприятие красоты человеком

По способности чувствовать красоту людей можно условно разделить на две группы, которые имеют как бы два уровня ее восприятия. Одни имеют более глубокое внутреннее восприятие, оказывающее благотворное влияние на человека и изменяющее его поведение. Многие из этой группы при встрече с шедевром или истинно прекрасным предметом испытывают особое состояние, когда человека охватывает волнение, иногда доходящее до потрясения, он бледнеет или краснеет, к горлу подступает комок, хочется плакать и т. д. Увиденная красота долго не забывается, часто появляется снова во сне ...

Человек после такой встречи очищается, несколько изменяется, становится лучше в мыслях и поступках. После обостренной встречи с

81

прекрасным у человека повышается активность и творческая способность. У многих есть природные задатки к внутреннему восприятию красоты, однако в каждом человеке она может быть воспитана или самовоспитана.

Другая группа характеризуется, можно сказать, более поверхностным восприятием красоты и культуры, которое мало или совсем не влияет на изменение их образа мыслей и поведение. Поверхностное, или внешнее, восприятие в отличие от внутреннего требует намного меньшего труда, душевного волнения и переживания. Такое восприятие в основном связано с механическим запоминанием объекта.

В соответствии с внутренним и внешним восприятием красоты существует внутренняя эстетическая культура и внешняя эстетиче-

ская культура. Последняя характеризуется только эрудицией, т. е., знанием произведений художников, композиторов, поэтов, артистов и т. д. Хорошо известно, как приобрести внешнюю эстетическую культуру. Для этого достаточно много читать, смотреть телевизор, кино, ходить в театры, на выставки и т. д. Но значительно сложнее в наше время воспитывать людей с внутренней эстетической культурой.

Возникает вопрос: стоит ли преодолевать эти трудности? Может быть, достаточную пользу дает внешняя эстетическая культура? Ответ на этот вопрос ясен каждому.

Следует заметить, что между ярко выраженными типами внутреннего и внешнего восприятия красоты существуют и промежуточные типы людей. Однако, по-видимому человек более склонен либо к внутреннему, либо к внешнему восприятию. При этом существует как бы качественный порог и скачок. Этот порог в итоге определяется красотой и этикой мыслей и поступков человека.

О способах эстетического воспитания и воздействия

Эстетическое воспитание или эстетическое наполнение человека происходит в основном через три канала.

Первый канал – участие человека в созидании красоты окружа-

ющей среды – когда он выступает как творческая личность и сам рождает красоту в силу своих способностей и возможностей. Это может быть придумывание орнамента или рисунка вышивки, оконного наличника и затем их практическое осуществление, создание скульптуры или картины, исполнение музыки или песни, создание гармоничного со вкусом подобранного интерьера жилья или рабочей ком-

82

наты, придумывание фасона одежды, разбивание цветников или выращивание цветов.

Второй канал – восприятие первой сигнальной системой, т. е.

своими чувствами, оригиналов наиболее выдающихся предметов и явлений красоты живой и неживой природы, произведений прикладного искусства, архитектурных сооружений, скульптур, картин, игры актеров в театре и т. д.

Третий канал – восприятие первой сигнальной системой копий

наиболее выдающихся предметов и явлений красоты. Это могут быть репродукции и фотографии произведений изобразительного искусства или видов природы, кинофильмы, телепередачи, записи музыки и т. д.

Между этими способами, или каналами эстетического воспитания существуют интересные отношения. Во-первых, самое сильное воспитательное воздействие происходит при непосредственном создании человеком красоты окружающей среды, когда, можно сказать, каждый приобретает глубокую внутреннюю эстетическую культуру. Второе по силе воспитательное воздействие производят оригиналы. Однако, если человек сам не прошел через созидание красоты при воспитании на оригиналах и копиях резко сокращается доля людей, приобретающих развитую внутреннюю эстетическую культуру. Эта доля сокращается еще в большей мере при ограничении воспитания только на копиях.

Во-вторых, если человек сам созидает красоту, то он более четко и глубоко воспринимает оригиналы и копии, т. е. красота окружающей среды оказывает на него более сильное благоприятное эстетическое воздействие. Если он глубоко воспринимал оригиналы, то на него более сильное воздействие оказывают и копии. Таким образом, все каналы, или способы эстетического воспитания имеют определенные взаимосвязи, т. е. более сильные способы, кроме самостоятельного воздействия, ещѐ дополнительно усиливают действие более слабых способов.

Все это приводит к выводу, что эстетическое воспитание в первую очередь необходимо вести через созидание красоты. Каждый человек может и должен (если он Человек!) сам созидать красоту окружающей среды. Во вторую очередь необходимо расширять взаимодействие с оригиналами.

2.6.2. Система эстетического воспитания в домашинный

83

период

Во времена первобытного общества, эллинизма, средневековья и до XVIII века труд был у большинства людей индивидуальным, творческим и высокоэстетическим. Иначе говоря, до разделения труда вещи производились ремесленниками, которые изготовляли изделие от начала до конца. При этом всегда существовали эстетические требования к изделиям. Эти требования стремились в наибольшей мере учитывать, чтобы не только удовлетворить свою внутреннюю эстетическую потребность, а, главным образом, чтобы товар имел более высокий спрос на рынке. Это был сильный стимул, заставляющий и вынуждавший ремесленника понимать и чувствовать красоту и уметь ее созидать. Эстетическое творчество было тогда необходимым и массо-

вым.

В мануфактуре впервые происходит разделение труда, которое, по меткому выражению К. Маркса, превращает ремесленника в частичного рабочего, выполняющего свою отдельную операцию и не отвечающего за изделие в целом, за его эстетическое качество. Наступившее разделение труда привело к отторжению у производи-

телей функций созидания красоты окружающей среды. Обществен-

но полезный труд утратил очень важную неотъемлемую черту — красоту, т. е. в сфере промышленного производства перестал действовать самый сильный фактор эстетического воспитания человека.

Бурное развитие техники в XX веке произвело еще одно существенное нарушение в системе эстетического восприятия. В это время появились кино, радио, телевидение и другие мощные средства тиражирования и передачи информации о красоте окружающей среды. Широкое распространение этих средств принесло два отрицательных последствия.

Во-первых, эти средства обеспечили массовый пассивный досуг людей, отчего резко сократилось их участие в самодѐятельном искусстве, т. е. значительно уменьшился ещѐ один сильный фактор эстетического воспитания – через созидание красоты. Во-вторых, взаимодействие людей с оригиналами предметов и явлений красоты в большей мере заменялось взаимодействием с их копиями, т. е. нарушился второй по силе фактор эстетического воздействия.

Более того, дальнейшее развитие техники привело ко второй волне отторжения людей от взаимодействия с оригиналами и от со-

84

зидания красоты. Так, вначале популярные певцы, а затем вокальные ансамбли и оркестры, используя фонограмму, стали живое творческое вдохновенное исполнение заменять неестественной игрой манекенщиков и манекенщиц, делающих вид, что играют или поют. Приходя на концерт слушатели уже не всегда встречаются с живым искусством и оригинальным исполнением. При этом вторая волна стала отторгать от созидания красоты даже профессионалов, работающих в искусстве. И это касается не только исполнения музыкальных и других произведений. Например, уже имеются программы для ЭВМ, которые сочиняют новые песенные мелодии не хуже современных популярных композиторов. Можно с уверенностью сказать, что некоторые композиторы воспользуются этим достижением, поскольку оно (как и для исполнителей) несет некоторые выгоды и в первую очередь — не нужно «работать в поте лица своего».

Таковы в целом последствия или, правильнее сказать, такова плата за интенсивную механизацию, автоматизацию производства и за технический прогресс. Плата эта выражается в резком сокращении доли людей с развитой внутренней эстетической культурой и одновременно в повышении, можно сказать во всех людях внешней эстетической культуры, которая без внутренней культуры дает мало пользы для общества.

2.6.3.О необходимости эстетической подготовки инженеров, бакалавров и магистров

Перед высшей технической школой встает задача существенного поднятия уровня эстетической культуры инженера. Необходим пересмотр имеющихся и введение новых дисциплин с обязательной ориентацией на практические занятия по созиданию элементов красоты окружающей среды.

Следует подробнее рассмотреть следующие вопросы: какие дополнительные преимущества имеет инженер, внутренне чувствующий красоту, и как должны разделяться функции между инженером и дизайнером при создании нового изделия?

85

Для этого вначале нужно еще раз вернуться к вопросу, что такое красота, и дать ее определение людьми из разных эпох и областей культуры [3].

Итальянский мыслитель, архитектор и музыкант XV века, автор знаменитых десяти книг о зодчестве Альберти сказал: «Красота есть строгая соразмерная гармония всех частей, объединяемых тем, что ни убавить, ни изменить ничего нельзя, не сделав хуже. Великая это и божественная вещь, осуществление которой требует всех сил искусства и дарования, и редко когда даже самой природе дано произвести на свет что-нибудь вполне законченное и во всех отношениях совершенное».

Известный австрийский биолог К. Лоренц писал: «В некоторых творениях природы непостижимым образом соединяются красота и функциональность, художественное и техническое совершенство – таковы паутина паука, крыло стрекозы, великолепно обтекаемое тело дельфина и движение кошки».

Генеральный авиаконструктор О.К. Антонов вспоминал: «Интереснейшая часть нашей работы это – красота в технике, часть совершенно неотделимая от нашего труда. Мне кажется, что у нас в авиации это чувствуется особенно отчетливо – тесная взаимосвязь между высоким техническим совершенством и красотой. Мы прекрасно знаем, что красивый самолет летает хорошо, а некрасивый плохо, а то и вообще не будет летать. Это не суеверие, а совершенно материалистическое положение. Здесь получается своего рода естественный отбор внутри нашего сознания. В течение многих лет складывались ка- кие-то чисто технические, расчетные и экспериментальные, проверенные на практике решения. Располагая этой частично даже подсознательной информацией, конструктор может идти часто от красоты к технике, от решений эстетических к решениям техническим».

Эти и другие определения красоты по отношению к техническим объектам можно обобщить в виде следующего постулата: наиболее

целесообразные и функционально совершенные изделия являются наиболее красивыми.

Главная задача всех проектно-конструкторских организаций заключается как раз в создании наиболее целесообразных и функционально совершенных, т. е. наиболее красивых изделий. Создание наиболее целесообразных функционально совершенных технических

86

объектов – это математическая задача оптимального проектирования или задача поиска глобально оптимального решения в широком смысле слова, когда поиск осуществляется на всем множестве возможных в данное время функциональных структур, физических принципов действия и технических решений, включая определение их оптимальных параметров. Осознание того факта, что найденная предельно совершенная (глобально оптимальная) конструкция не может быть улучшена, вызывает эстетическое чувство созерцания прекрасного и формирует в людях один из эталонов или образцов красоты.

Для успешного решения таких широко поставленных задач хорошей иллюстрацией к этим рассуждениям служит древняя архитектура. Зодчие, не имея достаточно развитых расчетных методов в области сопротивления материалов, строительной механики, акустики и других наук, создали известные шедевры красоты. Некоторые особенности и конструктивные признаки таких памятников долго не находили функционального или научного объяснения. С помощью ЭВМ проведен детальный анализ ряда таких сооружений (проведена «проверка алгеброй гармонии»), объяснивший многие их секреты.

Разделение функций инженера и дизайнера в формировании эстетического облика технического объекта (ТО)

Красота любого изделия состоит из внутренней, или функциональной, красоты и дополнительной декоративной. Так установилось с древнейших времен, и каждый вид красоты нес свою полезную нагрузку. Уже в каменном веке многие функционально совершенные орудия труда, одежда, жилища имели орнаментальные и другие украшения, которые улучшали настроение пользователя, повышали его жизнеспособность и веру в себя, интеллектуально развивали и т. д. Иногда функциональная красота выступает одновременно и в качестве декоративной красоты, например, в современных реактивных самолетах, телебашнях и др.

Функциональная красота обусловлена в первую очередь законами физики и создается на основе глубокого знания или ощущения физической сущности работы ТО и его взаимодействия с окружающей средой. Эти законы лучше знает и чувствует инженер, и здесь ему должно принадлежать решающее слово.

Декоративная красота основана на законах психофизиологического воздействия некоторых образов на окружающих людей. Эти законы лучше знает профессиональный художник – дизайнер, и при со-

87

здании изделий решающее слово принадлежит ему. При этом дизайнеры имеют большие возможности усилить эстетическое воздействие функционально совершенного ТО. Очень образно о возможностях такого усиления сказал известный специалист по эстетике М. Кагаш: «Выйдя из рук художника, вещь доказывает свою ценность не только своим действием, но и заявляет о ней всем своим видом. Здание и мост, кресло и ваза, автомобиль и станок словно обрастают сознанием своей ценности. Облик вещи начинает говорить нам на своем пластическом языке: «я прекрасна», «я изящна», «я величественна», «я поэтизирую прозу жизни», «я утверждаю мощь государства», «я выделяю своего владельца», «я воспеваю техническую целесообразность», «я славлю труд человека» [3].

Разумеется, функциональная и декоративная красота должны гармонично и оптимально дополнять друг друга. На стыке функциональной и декоративной красоты проходит водораздѐл сфер деятельности инженера и дизайнера. Однако этот водораздел по своей природе нечеткий, расплывчатый, и поэтому часто тот или другой выходят за пределы своей области.

Всвязи с быстрым развитием науки и особенно расширением использования вычислительной техники в решении инженерных задач поиска оптимальных решений (при самой широкой их постановке) может сложиться мнение, что со временем потребность в использовании художественного вкуса инженера при решении этих задач будет сокращаться и в итоге исчезнет. Такая точка зрения неправильна потому, что сложность ТО возрастает быстрее по сравнению с расширением возможностей научного синтеза и анализа. И по крайней мере в обозримом будущем такая потребность не уменьшится, а скорее возрастет. Иначе говоря, успешное решение современных задач проектирования более сложных технических систем также связано с необходимостью повышения внутренней эстетической культуры инженеров.

Впоследнее время ведутся интенсивная разработка и применение методов оптимального проектирования, технического творчества и поискового конструирования. Сложилось более десятка существенно отличающихся и эффективных направлений работы, однако ни одно из них не ориентировано на использование эстетической культуры специалистов в решении задач выбора наилучших проектноконструкторских решений, особенно новых сложных технических систем. Это происходит вопреки многовековому положительному опы-

88

ту. Такое упущение сильно обедняет методологию и методические средства решения задач оптимального проектирования.

Большие возможности для эстетической подготовки инженеров имеются в рамках общетеоретических, общетехнических и специальных дисциплин высших технических учебных заведений. При изложении каждой из этих дисциплин можно выделить серию наиболее целесообразных (предельно совершенных или глобально оптимальных) решений и показывать их в виде хорошо выполненных плакатов, слайдов или объемных макетов. Такая демонстрация эталонов красоты с соответствующими комментариями будет формировать и развивать у студентов вкус и ощущения прекрасного в области техники.

Так, начиная с курса математики, можно показать замечательные экстремальные свойства различных кривых и тел, имеющих практический смысл. Это, например, брахистохрона — кривая, по которой тело с одного уровня на другой перемещается за минимальное время; шар, имеющий минимальное отношение объема к площади поверхности и бесконечно большое число осей симметрии и др. Замечательные свойства шара можно продемонстрировать на задачах механики, теплофизики и электродинамики.

В курсах гидравлики и аэродинамики следует уделить повышенное внимание телам минимального сопротивления. На специальных дисциплинах можно показывать решения отдельных узлов машин, аппаратов. Например, колесо велосипеда представляет собой удивительное по совершенству устройство, если учесть, что при такой малой массе оно может воспринимать статические нагрузки до 2000 Н и динамические – до 8000 Н. В этом техническом объекте спицы работают на самую выгодную нагрузку – растяжение, пневмошины служат не только амортизатором и прекрасным гасителем шума при движении, главное их достоинство – обеспечение идеального равномерного распределения по всему периметру обода сосредоточенной внешней нагрузки в плоскости колеса.

Короче говоря, в каждой инженерно-технической дисциплине можно и нужно подбирать и показывать серию красивых решений и давать соответствующее пояснение глубины и многогранности их красоты. Это обеспечит самое эффективное и прочное восприятие и усвоение знаний одновременно по двум каналам: через вторую сигнальную систему – мысли и логические рассуждения, через первую сигнальную систему – чувства человека. Здесь имеются значительные резервы.

Итак, в данной главе рассмотрены методы анализа ТО и синтеза новых технических решений, а также наиболее известные методы ин-

89