Инженерная эвристика

Обсуждая законы термодинамики, Вальтер Нернст обычно говорил: «Как известно, первый фундаментальный закон термодинамики сформулировали и обосновали Майер, Джоуль и Гельмгольц. Второй закон термодинамики сформулировали великие Клаузиус и Томсон. Третий закон я открыл самостоятельно». Какой же вывод из всего этого делал Вальтер Нернст?

Операторы рождения нового и исчезновения старого Качества. Фазы

В одном из сюжетов телепередачи «Мнения знатоков» (Вассерман, Латыпов, 2012, С. 238–242) рассказывалось о том, как Антони ван Левенгук в 1673 году открыл одноклеточные микроорганизмы. Случилось это благодаря тому обстоятельству, что он изобрёл и изготовил микроскопы непревзойдённого по тому времени качества. Более того, Левенгук строил эти микроскопы сотнями, если не тысячами. И мало кто задумывается: как удалось скромному часовщику вести у себя на дому столь массовое производство сложнейших оптических приборов? Ведь по сравнению с оптической точностью даже нынешние достижения часовой технологии чудовищно грубы. А уж в его эпоху вовсе не существовало такого оборудования, каким мы располагаем сейчас. Линзы у Левенгука крошечные — менее булавочной головки, а порою едва ли не сопоставимы по размеру с самими объектами наблюдения.

После смерти изобретателя осталось 273 микроскопа и 172 линзы, собственноручно изготовленных им. Великий экспериментатор, регулярно — каждые два месяца — распространявший сообщения о новых открытиях, мог рассматривать предметы размером в 1,5 микрона.

Даже изощрённейшие современные технологии требуют немалых сил, денег и времени для достижения подобных результатов. Левенгук же работал в одиночку, не располагал и сотой долей нынешних знаний об оптике вообще и свойствах стекла в частности, а уж технологии расчёта, используемые конструкторами сегодня, в его эпоху и вообразить было невозможно. И, тем не менее, он производил свои линзы многими тысячами. Причём сравнительно недорого. Чаще всего он даже не пытался рассматривать в одну линзу несколько разных образцов. Линза, стекло с образцом, удерживающая их конструкция собирались раз и навсегда. Левенгук был одним из первых мастеров высшего класса, сделавших ставку именно на массовое производство и скромные цены. Как же смог ремесленник — пусть и необычайно искусный, и знакомый едва ли не со всеми тогдашними науками (они были далеко не так обширны, как сейчас, и полное их изучение оставалось в пределах человеческих сил) — на века опередить уровень всей доступной ему техники?

Инженеры и учёные исследовали сотни линз Левенгука самыми современными способами. И после нескольких лет анализа ничтожных следов возможных методов обработки пришли к парадоксальнейшему выводу: никакой обработки стёкол вовсе не было. Линзы у Левенгука сразу получались готовыми.

Мастер плавит стекло на весу — для этого у стеклодувов с незапамятных времён накоплено более чем достаточно приёмов. Капли свободно падают в воду. В полёте они оказываются в состоянии невесомости. Поверхностное натяжение придаёт невесомой капле правильную сферическую форму. В воде крошечный комочек стекла остывает так быстро, что не успевает деформироваться. Правда, чем меньше капля, тем ощутимее сопротивление воздуха и тем сильнее отклонение от невесомости. Да и удар о воду хоть немного да скажется на форме. И внутренние напряжения в стекле тем сильнее, чем быстрее оно остывает. То есть капли Левенгука всё же не идеальны.

Но среди главных изобретательских принципов есть и совет обратить вред в пользу. Левенгук использовал его в полной мере. Ведь для правильного изображения как раз и нужны асферические линзы с внутренним напряжением. Конечно, асферичность и напряжение нужно точно дозировать. А по Левенгуковой технологии они получаются случайными по величине. Ну и что же? Среди бесчисленных вариантов всегда можно выбрать нужный, лучший. Бесконечность, то есть неразличённость, количества обращается новым качеством.

Левенгук отливал десятки тысяч капель, просматривал их и отбирал те, с которыми получались наилучшие изображения. Работа громадная и кропотливая — но всё же несравненно проще и быстрее, чем расчёт и полировка требуемой формы. Скромный часовщик обратил случай в закономерность. Своею изобретательностью он на века опередил достижения всей науки и техники мира.

ВОПРОС № 68