Инженерная эвристика - Нурали Латыпов

Саман — это композитный материал, смесь земли, глины, песка, соломы и воды, укладываемый вручную при возведении монолитных земляных стен. Он широко использовался в Советской Азии с незапамятных времён. Малоросские мазанки — конструкции похожего порядка. Синергетический эффект от совместного применения соломы, своего рода структурной арматуры, и вяжущего наполнителя проверен временем.

Ещё одно детское впечатление от того же из соавторов: «Когда я учился в шестом классе, до нас, наконец, дошел газ. Дома провели паровое отопление. Прораб, руководивший проводкой, сказал, что „за вами остаётся изоляция труб на чердаке и тех, что снаружи дома“. Он при этом назвал какой-то дефицитный и дорогой по тем временам изоляционный материал. Отец размышлял где-то около суток, потом он собрал нас и объявил, что можно гораздо лучше изолировать трубы, используя подручный материал…»

Обратим внимание, что изобретатель, вероятно, задумался и о тяжести конструкции, ведь трубы были на чердаке, то есть решал сразу несколько технических противоречий! Как гласит шестой принцип ТРИЗ — принцип универсальности, «объект выполняет несколько разных функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах».

«Мы тогда выписывали огромное количество газет, — вспоминал Нурали Латыпов, — которые копились по прочтении пачками. Отец показал нам, как надо сворачивать трубки во всю ширину газетного листа, а чтобы они не разворачивались, поверх наматывали капроновую нить из распущенных старых чулок. Изготовив не одну сотню трубок, мы с братьями стали с интересом ждать, что же будет дальше, и зачем это всё отцу понадобилось. А он обложил трубы парового отопления со всех сторон трубками газетными и спаял сверху изолентой. И так по всей длине. Газетная бумага и капроновая нить мне представлялись такими непрочными материалами, но так или иначе температура на выходе держалась градусов на десять выше, чем предсказал тот мастер парового отопления. Да и когда мы через двадцать лет переехали из того дома, а покупатель осматривал свою будущую собственность, вся изоляция оказалась на месте и исправно сохраняла тепло» (Вассерман, Латыпов, 2012, С.232).

Ну, в заключение покажем, как растёт «снежный ком» преобразований (то есть изобретательских решений) с применением вышеописанной логики… к шахматной игре.

ВОПРОС № 83

Общеизвестно, что современные шахматы, произошедшие от индо-персидских игр, развивают способность к логическому мышлению человека, но, несмотря на более чем трёхсотлетнюю историю правил, остаются игрой избранных. Шахматы отнесены к спортивным играм, а также являются искусством, оставаясь трудными для большинства людей вследствие жёсткой детерминированности: для того, чтобы хорошо играть в шахматы, необходимо много тренироваться и знать теорию игры — большинство шахматных дебютов предопределены на семь-десять ходов вперёд, и если не следовать этой жёсткой шахматной логике — проигрыш неизбежен. Предложите несколько идей по преодолению детерминизма и обоснуйте логику их возникновения.

Ресурсы, которыми мы обладаем в шахматах — это игровые фигуры, игровое поле и сами правила.

Пожалуй, наиболее жёсткое первое правило — «белые» начинают. При игре равных по силе мастеров, можно смело продолжать… и выигрывают. Если не сделают ошибок. Значит, полностью противоположное правило — начинают «чёрные». Но цвет тут роли не играет. Кто первым ходит, то и имеет явное преимущество. Устранение определённости, стирание различий в очерёдности хода было, в общем-то, предусмотрено ещё в «чатуранге», где использовались игральные кости. Ещё один элемент игры, отброшенный в ходе её эволюции на пути к жёсткому детерминизму. Сотрём различие в упорядоченности шахматной игры, введя вероятностный фактор — игральную кость — три её грани покрашены в один цвет, а три других — в противоположный. Чей «цвет выпадает», у того возникает и право хода.

Или, что ещё интереснее, на шесть боковых граней нанесём символы пяти шахматных фигур и пешки. Разумеется, и такая конструктивная особенность приведёт к вариациям правил. Например, теперь можно перемещать или совершенно конкретную фигуру (и пропускать ход, если таковой уже нет на игровом поле). Или же можно «ходить» любой из фигур ниже по иерархии (в сравнении с «выпавшей» на игральной кости) и пешкой, соответственно — на выбор игрока.

Шахматная доска ограничена и определена в пространственных размерах — 8 на 8 клеток. Можно уменьшить эти размеры, например до тридцати шести клеток, при этом придётся отказаться от парных фигур (или коней, или слонов, или ладей) и двух пешек при этих фигурах. Поскольку с сокращением размеров игрового пространства увеличивается детерминизм, это изменение можно сочетать с использованием игральной кости для компенсации усиливающейся определённости. На одну из её граней наносится символ пропуска хода (поскольку число фигур на доске сократилось до четырёх). Синтез двух взаимоисключающих правил в том, что могут ходить либо «чёрные», либо «белые», нарушается. Теперь несколько раз подряд могут делать ход либо одни, либо другие. Или может сохраняться упорядоченность и попеременность.

Элемент случайности способен как помочь игроку, так и помешать ему, чем изобилует реальная жизнь. В традиционных шахматах игрок в любой ход имеет право задействовать любую фигуру, в реальной же жизни человек имеет доступ не ко всем ресурсам сразу, а действует в рамках меняющихся ограничений. Введение вероятностного фактора, учет везения-невезения, позволяет уравнять шансы на победу профессионалов, спортсменов и любителей, а также свести преимущество в знании дебютов к минимальному. С введением элемента случайности игра становится азартней традиционных шахмат, но, как и раньше, способствует развитию математических и логических способностей, а также развивает вариативность человеческого мышления, умение предвидеть варианты исходов событий, связанных с внешними факторами и удачей.

А что, если увеличить игровое поле в размерах, то есть, использовать шахматную доску 10 на 10 клеток, или 12 на 12, или, пойдём дальше — бесконечную? Почему бы и нет!

Такого рода конструктивное изменение потребует от нас коренного пересмотра жизни самих фигур и пешек. Бесконечность игрового пространства логически означает и бесконечное число разнообразных фигур — как временных структур. Временность фигур в обычных шахматах проявляет себя в том, что они могут быть «съедены», сняты с доски, а также в том, что пешка, достигнув восьмой горизонтали, превращается по воле игрока в любую из существующих — в рамках правил пяти — фигур.

Сделаем всё наоборот. Запретим снимать съеденные фигуры. Пусть все они остаются в игровом пространстве, на доске, но в то же время как бы в неразличённом состоянии. С первого взгляда — чушь несусветная. Но не будем торопиться с выводами! Есть не менее жёсткое правило классических шахмат, что на одной игровой клетке может стоять одна и только одна фигура или пешка. Но, допустим, это не так. Пусть на любой клетке шахматной доски может стоять сколь угодно большое число фигур! Как в пространстве посадить слона на коня, а на слона посадить ферзя с королём у него на плечах? Получается пирамида, то есть башня, столб. Выполним же конструктивно все шахматные фигуры в виде шашек, на боковую поверхность которых нанесём необходимые шахматные символы. Пусть эти шашки будут выполнены конструктивно так, чтобы легко удерживаться одна на другой (с помощью магнита или паза с выступом). Такая башня могла бы создаваться в процессе игры как объединением собственных фигур, так и захватом фигур противника. Башня могла бы и распадаться — дробиться последовательно в пространстве (вдоль) или параллельно, то есть одновременно (во все стороны) (Латыпов, Гаврилов, 1996, С. 58–59).

И, как уже говорилось, самый главный шаг, изначально ограниченное число шахматных ресурсов на бесконечной шахматной доске, должно диалектически потребовать от нас правила порождения новых, пусть и примитивных фигур, роста их количества. Например, две шахматные башни, стоящие на соседних клетках, могут порождать на любой свободной клетке возле себя, новую шашку-фигуру. Можно отказаться от шахматных обозначений на боковых поверхностях. Все фигуры будут порождаться в процессе игры из одинаковых на начальной стадии шашек, и в зависимости от высоты (размера, массы) создаваемых башен приобретать всё новые и новые свойства. Шахматная доска может также менять свои характеристики — приобретать топологию, однородное — когерентное — пространство игровых клеток может быть заменено на неоднородное, и т. д. (Гаврилов, Ёлкин, 1998, С. 59–79).

Словом, есть великое множество вариантов создания целого класса новых шахматно-шашечных, столбовых, вероятностных настольных игр.