Думай как инженер. Как превращать проблемы в возможности Мадхаван Гуру

Глава 7

Рождение прототипов

Стив Сэссон – энергичный немолодой мужчина ростом 1 м 91 см с выправкой кавалерийского офицера – вырос в Бруклине в микрорайоне Бей-Ридж. Его отец работал портовым грузчиком, а мать – секретаршей в офисе. В семье было трое сыновей, которыми по большей части занималась мать. Теперь взрослые братья Сэссон выступают единым техническим фронтом: Джон Сэссон изучал гражданское строительство, Стив Сэссон – электротехнику, а Ричард Сэссон – химическую технологию.

В детстве Стив любил возиться с техникой: он собирал в подвале радиоприемники и переговорные устройства, ставил на крыше антенны, тащил домой выброшенные телевизоры и вынимал из них конденсаторы, резисторы, трансформаторы и трубки.

Однажды в субботу в середине 1960-х Стив, тогда уже подросток, возился с приятелем у себя в подвале с серой, углеродом и нитратом калия, чтобы сделать порох. «Если бы дело было сегодня, то ко мне точно пришли бы из соответствующих органов», – шутит Стив.

Сэссон поступил в Политехнический институт Ренсселера. Его преподаватель физики на первом курсе был тихим, чудаковатым человеком, но при этом – известным педагогом. «Ну, с какими проблемами столкнулись на этой неделе?» – спрашивал он студентов. Сэссон всегда откликался на этот вопрос, потому что испытывал сложности с домашними заданиями. Тогда профессор подходил к классной доске и начинал с уравнения типа F = ma. «А через три строки выдавал готовое решение, да такое изящное! – вспоминал Сэссон. – Даже если я сам находил правильный ответ, мне нужно было исписать три страницы, а преподавателю хватало всего двух-трех строк. Я как будто наблюдал, как Майкл Джордан играет в баскетбол. Это выглядело настолько складно и легко, черт возьми, но, когда я пытался сделать так же, ничего не выходило!»

Через несколько лет Сэссон прочитал биографию Джорджа Истмена. Истмен бросил школу в старших классах и был самоучкой. Бухгалтер по профессии и задлый экспериментатор, он совершил революцию в фотографии, введя в использование фотопленку и основав компанию Kodak. На мнение Сэссона о сущности инженерии повлиял девиз Истмена: такая художественная технология, как фотоаппарат, должна быть «удобной, как карандаш».

И Сэссон устроился на работу в Kodak.

Одним из первых проектов, порученных Сэссону, стало исследование потенциальных видов использования новой технологии под названием «прибор с зарядовой связью» (ПЗС) – электронного светочувствительного устройства, изначально разработанного в компании Bell Labs. «Мой разговор с начальником на эту тему продлился максимум 45 секунд», – вспоминал Сэссон. Официальные проверки положения дел по проекту не проводились, и от него не ожидали ничего особенного.

Тогда в Kodak работало множество инженеров-механиков, а Сэссон был одним из очень немногих инженеров-электриков, и поэтому он решил, что должен создать систему фиксации изображений, «в которой не будет ни одной подвижной части». Так как технология ПЗС находилась на раннем этапе разработки, поначалу, по словам Сэссона, ему приходилось с ней «очень и очень сложно». Ее разрешающая способность составляла 10 тыс. пикселей (или 0,01 мегапикселя). «Наверху на приборе лежал сложенный лист бумаги, на котором были напечатаны 12 значений напряжения, – рассказывал Сэссон, – а рядом от руки возле каждого карандашом были указаны конкретные величины напряжения, а внизу приписано: “Удачи!”»

Сэссон подолгу просиживал в одной из дальних лабораторий, проводя испытания и постепенно, крошечными шажками продвигаясь к революционной технологии. Он почти не обсуждал проект с начальником. «Наш план казался нереалистичным, до нас никому не было дела, финансирование отсутствовало, и никто не знал, где мы работаем, – объяснял Сэссон. – В итоге ситуация сложилась почти идеальная!» Через год, в 1976-м, 25-летний Сэссон закончил работу над прототипом. Получилось громоздкое устройство, больше смахивающее на 3,5-килограммовый тостер и требовавшее 16 батареек АА.

«Это был весьма причудливый приборчик – мое детище», – с гордостью произнес Сэссон.

И вот настал решающий момент. В конференц-зале без окон, с длинным столом в центре, вокруг которого стояли кресла, Сэссон демонстрировал высшему руководству Kodak результат своих трудов – прототип первого цифрового фотоаппарата. Он сфотографировал одного из руководителей по плечи, а потом начал рассказывать о проделанной работе, ловко пытаясь скрыть 23-секундную задержку, пока каждое цифровое изображение фиксировалось на магнитной ленте кассеты для хранения. Затем ленту вынули из фотоаппарата и поместили в специальное воспроизводящее устройство, подключенное к телевизору. На экране появилось черно-белое фото руководителя…

Присутствующие были ошеломлены. Одни пришли в восторг от этой идеи, другие восприняли ее в штыки; некоторые были так потрясены, что не могли найти слов. «Технарей впечатлило то, что какой-то неопытный юнец смог такое создать в лаборатории», – рассказывал Сэссон. Но другие обрушили на него шквал вопросов и претензий. «И где хранить эти изображения? Вы же не делаете фотоснимки, а люди любят снимки. Люди не хотят смотреть на свои фото в телевизоре. И у этого изображения недостаточно хорошее качество».

Сэссон не знал, что ответить. «У меня было ощущение, будто меня вываляли в дерьме, – признался он впоследствии. – И даже появилась мысль бросить свою затею».

Думая об этом сегодня, стоит ли осуждать этих критиков? В конце концов, Kodak строилась вокруг пленочной фотографии Истмена. А Сэссон взял и показал руководителям компании изображения, которые не нуждались ни в фотопленке, ни в фотобумаге, ни в проявке в фотолаборатории. Он устроил цифровой взрыв в аналоговом мире. «Это был не лучший способ добиться приглашения на рождественскую вечеринку, – сетовал Сэссон. – Вся моя концепция была слишком необычна, чтобы воспринимать ее всерьез».

Но один из коллег сказал ему с глазу на глаз: «Не беспокойся, мир еще в этом разберется. Просто они этого пока не знают».

Главный герой в фильме 1951 года «Человек в белом костюме» – химик в исполнении Алека Гиннесса – изобретает белый костюм, который не пачкается и не изнашивается. Эта идея – обобщение взглядов Мартина Купера на технологию: она должна быть долговечной и самодостаточной. Купер изобрел Dynamic Adaptive Total Area Coverage – динамическое адаптивное полное покрытие, или DynaTAC, – то, что мы сейчас называем мобильным телефоном.

В 1920-е годы родители Купера эмигрировали из Украины, где подвергались преследованиям. Его дедушка был мясником и накопил достаточно денег, чтобы на поездах через Европу доехать до Бельгии. Затем родителям Купера удалось перебраться в Виннипег в Канаде, а после – в Иллинойс, где и родился Мартин. Впоследствии он изучал инженерное дело в Иллинойском технологическом институте.

Купер – стройный мужчина с белоснежными вьющимися волосами и бородой. Его карьера началась в 1960-е годы в компании Motorola. «У нас был самый скучный бизнес в мире, – шутил Купер. – Когда мама спрашивала меня, чем я занимаюсь, она с радостью бы услышала ответ: “Я – врач”. Мама понимала, что такое врач или юрист. Вместо этого я говорил: “Ну… я занимаюсь двусторонней радиосвязью”. Это ее ужасно огорчало».

С конца 1940-х Motorola, известная тогда как Galvin Manufacturing Corporation, была лидером в области производства автомобильных телефонов. Фактически они работали по принципу портативных раций, но подключались к городской сети с помощью телефонистов на коммутаторе. Автомобильные телефоны обеспечивали людям дополнительный комфорт, но их функциональность была ограничена. Из-за малого количества доступных частот сеть автомобильных телефонов зачастую была перегружена и могла обслуживать лишь несколько вызовов одновременно. По мере роста популярности автомобильных телефонов росло и раздражение среди их абонентов, особенно в крупных городах. Ведь им приходилось подолгу ждать соединения.

В 1968 году Федеральная комиссия по связи предоставила дополнительные диапазоны частот, расширив возможности для «беспроводного» спектра. Это означало, что «можно звонить по телефону, когда вы едете в такси, идете по городской улице, сидите в ресторане или находитесь где-то еще в зоне досягаемости радиосигнала», говорилось в пресс-релизе Motorola. Каким же образом этого удалось достичь? Географический регион был поделен на более мелкие сегменты – так называемые соты (это похоже на то, как на основе модульного системного проектирования возникли ZIP-коды и поясное время). В пределах сети одной соты этим спектром могли одновременно пользоваться сотни, а то и тысячи абонентов. Когда человек переходил из одной соты в сеть другой соты – например, при переезде через мост, то комплекс управляемых компьютером радиопередатчиков и приемников поддерживал связь, и сигнал передавался автоматически, причем настолько динамично, что абоненты даже не подозревали об этом. Если же связь между сотовыми сетями была плохой, соединение прерывалось.

Эта концепция стала отправной точкой для технологии DynaTAC Купера. В начале 1970-х он обратился к коллегам из подразделения промышленного дизайна Motorola с предложением воплотить его концептуальный эскиз в прототип. Они выдвинули очень оригинальные идеи, в том числе телефон-слайдер и телефон-«раскладушку». Но Купер выбрал проект моноблока, похожий на кирпич. «Нам вовсе ни к чему сложности из-за подвижных частей. Они вечно ломаются», – пояснил он.

Команде Купера понадобилось около трех месяцев на создание прототипа первого поколения DynaTAC; при этом они в основном опирались на опыт разработки Купером технологии коммерческого пейджера в Motorola. В DynaTAC были тысячи компонентов: радио, антенна, катушки, конденсаторы, синтезаторы, генераторы колебаний и аккумуляторы. В ходе создания прототипа менялось и представление Купера о системе, которая понадобится для обеспечения современной мобильной связи. «Сам по себе телефон бесполезен, – объяснял он мне. – Для него требовалось выстроить целую инфраструктуру». Эта идея поразительно похожа на замысел Джона Шепард-Баррона относительно сети банкоматов. Купер комбинировал и корректировал идеи, пока не смог предъявить доказательства дееспособности своей концепции.

«Когда моя разработка оказывается эффективной и я демонстрирую принцип ее работы, я теряю к ней интерес, – признался Купер. – Я никогда не считал себя отличным инженером, но что мне действительно хорошо удается, так это проникнуть в мысли потребителя. Я сам – конечный потребитель». Эта точка зрения стала ключом к успеху его концепции мобильного телефона. Обновления технологий приемопередатчиков в сочетании с отзывами клиентов обусловили дальнейшие усовершенствования DynaTAC. Разработка прототипа и улучшения дизайна продолжались, и итогом стала демонстрация первого полностью беспроводного звонка в США в 1973 году. В то время сотовый телефон Купера весил немногим больше 900 г, а время его работы в режиме разговора составляло 35 мин. Но из-за нормативных ограничений коммерческая мобильная связь стала реальностью лишь десять лет спустя.

За густой сетью мобильной связи, опутавшей наш мир, стоит одна добродетель, вдохновлявшая Купера, – аскетизм. Если идея банкомата озарила, как искра, Джона Шепард-Баррона, когда он не смог получить в банке деньги, то в случае Купера более уместно сравнение с медленно тлеющими углями: он верил, что люди по своей природе мобильны. Провода и кабели лишь стесняют их. «Они посягают на нашу свободу, а чтобы стать свободным, нужно избавиться от этих уз – жить без проводов, – говорил Купер. – Когда вы это делаете, внезапно меняется очень многое. Устройства должны быть маленькими и легкими, чтобы их было удобно носить с собой». Это мировоззрение влияло на каждую мелочь во всех инженерных разработках Купера.

Современные мобильные телефоны – это уже не просто мобильные телефоны; их лейтмотив – сверхфункциональность. Даже простейшие аппараты донельзя напичканы всевозможными функциями, из-за чего изначально простые конструкции непомерно усложняются. С этим пытается бороться жена Купера, Арлина Харрис.

«Меня не сковывают постулаты чистых наук, – утверждает она. – Но Мартин гораздо методичнее и больше опирается на твердые основания». Купер познакомился с Харрис на вечеринке в конце 1970-х, когда был вице-президентом в Motorola. «Ее старший брат до сих пор на меня дуется, – говорит Купер. – Он хотел поделиться со мной своими новыми идеями, а мне хотелось общаться только с Арлиной».

В последние годы Харрис все больше возмущает образ мышления производителей мобильных телефонов, которые игнорируют потребности пожилых людей. «Телефонные компании практически безразличны к этому сегменту рынка», – поясняет Харрис. И она спроектировала мобильный телефон, предназначенный специально для старшего поколения, – очень простой в использовании и позволяющий прибегать к услугам оператора. Разработка Арлины Харрис получила название Jitterbug. Аппарат имеет цифровую клавиатуру, дисплей с крупным шрифтом и большую кнопку вызова.

А теперь задумайтесь над таким фактом: многие люди меняют телефон ежегодно. Причем каждая модель отличается по виду и удобству применения, требует регулярных обновлений программного обеспечения, а ее разработчики заявляют о массе улучшений по сравнению с предыдущей версией. У производителей всевозможной продукции – от сухих завтраков до мобильных телефонов – свои причины для вывода на рынок «новых» продуктов. Если учесть присущее бизнесу явление «запланированного устаревания» и свойственное технической сфере явление беспрестанного улучшения операционных систем, процессоров и объема памяти, то технология, обладавшая оптимальной функциональностью в прошлом году, сегодня уже устарела и отправляется на кладбище гаджетов.

Для сравнения, Бруклинский мост, например, благополучно выполняет свое предназначение с 1883 года, и максимум, что ему требуется, – это профилактическое обслуживание и время от времени – кое-какой ремонт. В связи с проектами Jitterbug и Бруклинского моста встает вопрос о временном аспекте систем, сконструированных инженерами: где грань между быстротечностью и долговечностью? Jitterbug – напоминание о том, как трудно создать интуитивно понятный, дружественный интерфейс. Простота заключается не в сведении функций к минимуму, а в том, чтобы добиться изящества, сохранив при этом нужные рабочие характеристики. Технология эффективна, только если благодаря ей пользователь получает нечто ценное для себя, что улучшает его жизнь. Нетрудно встроить миниатюрную камеру в экран мобильного телефона ради того, чтобы убедиться, что это возможно, но лишь ее полезность способна доказать, что это – мощный инструмент, а не игрушка.

Июнь, 1989 год. Накануне протестов на площади Тяньаньмэнь Пекин оборвал всю связь с внешним миром. А всего за два года до этого у компании Kodak в США были выкуплены права на технологию передачи цифровых изображений. Эта система, разработанная Сэссоном и его командой, оцифровывала и сжимала снимки, сделанные видеокамерой, и передавала их по стандартной линии телефонной связи.

Одним из первых систему использовал телеканал CBS News. Сэссон и Kodak были потрясены, когда CBS News с помощью этой технологии начал передавать фото с площади Тяньаньмэнь. «Я был в шоке. Мы о таком даже не подозревали», – восклицал Сэссон, показывая мне архивное видео у себя дома в кабинете, где висела фотография, на которой он получал Национальную медаль США в области технологий и инноваций из рук президента Барака Обамы.

Поначалу в Kodak считали, что у данной технологии мало потенциальных потребителей, но Сэссон рассматривал ее как решающий шаг к разработке коммерческих цифровых фотоаппаратов. Она позволяла применять методы сжатия, чтобы сделать хранение мегапиксельных изображений практичным. Воображение Сэссона уже нарисовало ему цифровую камеру со встроенным жестким диском, и к 1990 году она таки воплотилась в очень сложный прототип. Инженеры Kodak добавили JPEG-подобную технологию сжатия изображения еще до того, как JPEG стал стандартом. Для хранения изображений в этом фотоаппарате использовалась технология, аналогичная картам памяти. Камера была портативной и обладала разрешением 1,2 мегапикселя. В то время расцвет как раз переживала отрасль персональных компьютеров, что открыло новые возможности: люди могли загружать на свои ПК изображения и делать с ними практически все что угодно.

Сэссон почувствовал радужные перспективы, но вскоре перед ним выросла стена: в Kodak были твердо убеждены, что цифровые фотоаппараты нанесут урон прибыльному направлению пленочной продукции компании. Новинка Сэссона противоречила наследию Джорджа Истмена. Компания, как сказал один из топ-менеджеров Kodak, «по сути, заявила Сэссону: забирайте эту штуку, и чтобы мы вас здесь больше не видели». Сэссон был глубоко разочарован, он ушел из этого направления бизнеса и начал искать другие возможности. Он даже подавал заявку в НАСА на позицию, связанную с подготовкой полетов, но безуспешно.

Через несколько лет после ухода из Kodak во время летнего отпуска Сэссон с женой поехали в Йеллоустонский национальный парк. Стоя в толпе из сотен зрителей, они ждали извержения гейзера Старый Служака. И когда оно началось, Сэссон оглянулся: все вокруг него снимали это грандиозное явление на цифровые фотоаппараты.

– Это все-таки произошло! – вполголоса сказал Сэссон жене.

– Что?

И тогда он признался жене, что это он изобрел цифровой фотоаппарат.

Пирс Шепперд привык доверять своей интуиции. Он чувствует себя как рыба в воде в области искусства, развлечений и инженерии; Шепперд – руководитель лондонской фирмы, которая занимается техническим обеспечением широко освещаемых в СМИ постановочных мероприятий – например, церемонии открытия Олимпийских игр. «Мы реализуем невозможное. Мы создаем исключительное. Мы потрясаем воображение!» – говорится на сайте его компании.

Отвечая на вопрос, как он создает прототипы, Шепперд заявил, что немалая часть его работы – задавать глупые вопросы. «Детали меня вообще не заботят, пока я не пойму, что у нас должно получиться в конечном итоге, – поясняет он. – Задолго до того, как приступить к проектированию, я много времени посвящаю тому, чтобы выяснить желания клиента».

Но задача усложняется, если клиенты не знают, чего хотят. «Одни клиенты дают мне 3D-модель в AutoCAD и имеют четкое представление о том, что им нужно, а другие описывают свои желания только на словах. Есть даже такие, кто вручает мне какую-то деревяшку или детский рисунок и заявляют: “Ну, вот так я себе это представляю”», – объясняет Шепперд.

Часто его клиенты излагают расплывчатые и нереализуемые идеи. И тогда перед Шеппердом встает задача структурировать их – сначала в собственном уме, а потом в сознании клиента. «Я пытаюсь разместить их в определенном пространстве, – говорит Шепперд, – при этом голос в моем мозге повторяет, что я должен мыслить как художник, чтобы предоставить возможность самовыражения». Творческие люди придают большое значение предмету или идее и тому, какой эффект это может иметь для публики. «Только когда мы уже изготовили объект в виде прототипа, мы узнаем, соответствует ли он ожиданиям», – добавляет Шепперд.

Рассмотрим одну проблему, с которой Шепперд столкнулся в ходе планирования летних Олимпийских игр в Лондоне в 2012 году, на которых он был главным техническим директором. У кинорежиссера Дэнни Бойла (главного постановщика мероприятия) и его команды возник замысел вдохновляющего эпизода для церемонии открытия: изобразить промышленную революцию в Британии. В их концепцию входили такие элементы, как фабричные трубы, паровые двигатели и ткацкие станки. Все предложенные элементы декораций нужно было показать аудитории в прямом эфире в натуральную величину, уложившись в отведенные для этого 10 минут.

Предваряла этот эпизод сцена идиллической сельской местности Англии – «зеленый и отрадный край» – с живописными лугами, пасущимися животными и водяными мельницами. В техническом отношении было невозможно заранее установить декорации промышленной революции внутри конструкции сельской местности. А переход между этими двумя эпизодами нужно было сделать естественным, плавным и органичным. Шепперд столкнулся с еще с одной практической сложностью: как и где хранить крупные конструкции, например фабричные трубы, когда они не используются ни до, ни после своего эпизода? Найти для них место без ущерба для других объектов – особенно чаши Олимпийского огня, которая появлялась позже по ходу действа, – казалось практически нереально.

Шепперд стал предлагать команде художественного оформления разные варианты. Может, изобразить фабричные трубы в виде цифровой проекции, а не создавать их полноразмерные модели? Или взять двухмерные рулоны ткани с изображениями труб, которые можно быстро поднять и развернуть для эпизода? Это устранило бы трудности перехода от предыдущей сцены, которые так беспокоили Шепперда. Но команда художественного оформления стояла на своем, настойчиво требуя настоящих трехмерных объектов, которые можно было бы развернуть за считаные минуты. Кроме того, чтобы эпизод в целом произвел желаемое впечатление, они хотели как минимум десять фабричных труб.

В условиях этих ограничений команда Шепперда приступила к работе над многочисленными компьютерными и реальными моделями трубы. И одна из возникших идей показалась осуществимой. Они изготовили ряд концентрических пластмассовых колец, которые можно было растянуть с земли с помощью троса, используя установленную наверху лебедку. Кольца вкладывались одно в другое и были почти незаметны на сцене. Но испытания показали, что они сильно подвержены воздействию ветра. Более того, в таком исполнении эпизод выглядел не очень привлекательно.

Шепперд стал лихорадочно искать альтернативы, и тут ему случайно попались на глаза надувные куклы в магазине игрушек. И пазл сложился: он представил себе надувную фабричную трубу. С практической точки зрения это был неординарный метод, потому что для него требовалась лишь небольшая лебедка внутри надувной оболочки, чтобы появление трубы выглядело более эффектно.

Команда художественного оформления не оценила потенциала идеи – вероятно, потому, что первоначальная конструкция не очень-то напоминала фабричную трубу, но это не обескуражило Шепперда. По его мнению, идею с надувной трубой стоило развивать дальше. За этим последовал длительный период создания прототипа, чтобы воспроизвести более реалистичную трубу. Через несколько месяцев Шепперд представил команде художественного оформления полноразмерную надувную трубу; она удерживалась на тросе расположенной сверху лебедки. В результате еще одного удачного предложения на внешнюю обшивку нанесли узор в виде кирпичей, чтобы усилить сходство с фабричной трубой.

Далее Шепперд и его коллеги-инженеры сосредоточились на системе внутренних лебедок и вентиляторов, которые должны были создавать впечатление, что трубы сделаны из твердого материала. К основанию трубы были добавлены цоколи из поролона, чтобы придать ему вид более солидной кирпичной конструкции. Из эстетических соображений инженеры также установили небольшой генератор дыма у верха трубы, чтобы из нее вился дымок. Шепперд задействовал воздушных гимнастов, которые на канате поднимались в воздух рядом с трубой одновременно с ее подъемом: «Так трубы выглядели реалистичнее, потому что гимнаст мог делать вид, будто работает над кирпичной кладкой. Это позволяло лучше передать масштаб показываемых предметов».

Такой процесс быстрого итерационного проектирования очень важен для сценических эффектов, потому что помогает всей команде – и технической, и художественной – понять, оправдает ли конечный результат затраченные средства и усилия. «Некоторые вещи отлично звучат и смотрятся в виде модели, но в полном масштабе не впечатляют, – отмечает Шепперд. – А появление фабричных труб стало одним из самых запомнившихся моментов церемонии открытия игр».

Каждый проект Шепперда уникален и не похож на другие; ключевая цель Шепперда – сделать так, чтобы его работы воздействовали на несколько органов чувств и завораживали зрителей. Он и его команда выполняют эту задачу с точностью до секунды. Как и в случае с фабричными трубами, Шепперда при разработке больше всего заботит вопрос, должны ли конструкции быть настоящими или производить впечатление настоящих? Ведь, как бы ни старался Шепперд, у него все равно будут физические ограничения в виде дождя, ветра и силы тяжести.

Эти проблемы отличаются от тех, с которыми сталкиваются инженеры при строительстве моста или аэропорта, – проектов с конкретными, фиксированными целями и техническими требованиями, при воплощении которых можно опираться на анализ множества стандартных практических примеров и богатый предыдущий опыт. В таких случаях проектирование ведется в четко установленных рамках во избежание провалов и из-за необходимости нести за них ответственность. «Если технология отказывает, то есть запасной вариант – человек», – говорит Шепперд. Чтобы придумать нечто новое, что вызывало бы эмоциональный отклик, требуется множество проб и ошибок, причем ошибок зачастую делается гораздо больше.

Внесение поправок и создание прототипов – присущие людям привычки, которые знакомы любому, кто готовит еду. Они также являются эффективными профессиональными инструментами, применяемыми инженерами. Работа Стива Сэссона строилась на постоянных пошаговых корректировках и доработках. Последовательные улучшения осуществлялись с осознанием того, что с этой «луковицы» предстоит снять еще не один «слой шелухи». Данный процесс представлял собой создание функционального прототипа.

Прототип цифрового фотоаппарата стал важным подспорьем для Сэссона. Он смог показать его руководителям компании без объяснений массы технических подробностей. Они могли посмотреть на прототип, потрогать его и увидеть свой мгновенный снимок на телеэкране. Тогда, на демонстрации прототипа, Сэссон столкнулся с сопротивлением, причем речь шла о мире новых возможностей, ведь его коллеги оказались совершенно не готовы к цифровой революции.

С цифровым фотоаппаратом у Сэссона не было ни формальных, запланированных технических условий, ни заранее установленных требований. Он, что называется, занимался проектированием вслепую: ведь конечный результат был неизвестен. Сэссон искал широкий диапазон решений и, начиная работу, не знал, что прибор с зарядовой связью приведет к появлению системы создания цифровых изображений. Во-первых, на пленочную фотографию никто не жаловался; во-вторых, у Сэссона изначально не было идеи разработать цифровой фотоаппарат. Он всего лишь исследовал возможности применения новой технологии, которую его начальник счел заслуживающей внимания. А когда у Сэссона возникла идея цифровой камеры, он просто решил: «Почему бы и нет?» Он как будто готовил блюдо, придумывая рецепт по ходу дела.

На прототипы легче реагировать. Как говорит Мартин Купер, «если жена показывает мне платье и спрашивает: “Ну как тебе?”– я мало что могу сказать, пока она его не наденет». Купер изобрел мобильный телефон при создании концептуального прототипа. Все началось с конкретного представления и потребовало рассуждений с прицелом на перспективу. Куперу, как скульптору, нужно было воплотить концепцию DynaTAC, отсекая бесполезные элементы и отбрасывая хрупкие идеи.

Этот принцип проектирования – неотъемлемая часть профессиональной деятельности и Пирса Шепперда. При создании эстетического прототипа функциональные возможности продукта порой отступают на второй план по сравнению с тем, какое воздействие он окажет на органы чувств зрителя. Какие эмоции у вас вызывает Эмпайр-стейт-билдинг? Вы преисполняетесь гордости? Вас впечатляет это сооружение? А за этим следуют технические соображения. Можно ли изготовить прототип этого потрясающего небоскреба высотой в 30 см или она должна составлять 24 м?

Особенностью, объединяющей создание функционального прототипа Сэссона, концептуального прототипа Купера и эстетического прототипа Шепперда, является применение принципа разработки через тестирование. Тестирование опирается на данные, а также позволяет их получать. Но нужные данные бывают не всегда доступны, а решения все равно приходится принимать. Вероятно, поэтому инженеры опираются на прототипы в качестве приемлемого заменителя данных.

Не исключено, что кто-то еще, кроме Сэссона и Купера, обдумывал концепцию цифрового фотоаппарата или мобильного телефона, но эти два инженера первыми создали их эффективные прототипы. Эти технологические изменения представляют собой трансформацию – когда системы выстраиваются на основе существующих инструментов таким же образом, как генетические особенности бактерий формируются путем ассимиляции ДНК из окружающей их среды. Эти изменения также подтверждают тот общий факт, что идеальной конструкции не существует. Как утверждается в японском понятии «ваби-саби», все несовершенно, все преходяще, и во всем есть возможность для улучшения.

Прототипы также помогают выявить потенциальную угрозу зацикленности на определенном проектном замысле. Если поспешить с окончательным выбором какого-то пути, это начинает мешать новаторству и вырабатывает неприятие риска. Психологи называют данное явление ловушкой психологической установки (Einstellung, нем.). Это устойчивое предубеждение не позволяет принимать более удачные решения, так как человек цепляется за известные и предпочитаемые сведения или придерживается уже проверенной им системы ориентиров. Такое отношение вначале навредило бизнес-стратегии Kodak; оно же помешало Вальеру осознать блестящие перспективы подвижных, легких орудий Грибоваля. Аналогичным образом, зацикленность Kodak на пленочной фотографии не дала компании разглядеть огромные перспективы технологии цифрового фотоаппарата Сэссона.

Прототипы создают новые функциональные возможности. Они способствуют адаптации к новым формам, новым ожиданиям и новым ответвлениям технологий. Прототип – это отправная точка на пути к желаемому результату. Если рассматривать паровой двигатель как использование прототипа, то для достижения предела возможностей его применения понадобилось около 120 лет, то есть в четыре раза дольше обычного трудового стажа. Со времен появления первых механических часов (со шпиндельным механизмом) погрешности точности хода уменьшились на шесть порядков за шесть веков. На одном из этапов своей эволюции часы ошибались на 30 минут в день, теперь же показатель погрешности сократился до доли секунды. Аналогичным образом развивались технологии перевозки наземным и воздушным транспортом.

По-видимому, эффективность технологий удваивается примерно каждые 30 лет, пока сами технологии не исчерпывают свой потенциал или не устаревают. По оценкам, в каждом поколении, начиная с 1840 года, эффективность некоторых технологий повышалась в четыре-восемь раз, если не больше. В рабочих характеристиках управляемых аэростатов, которые в конце XIX века развивались очень вялыми темпами, затем произошел поразительный скачок – всего за одно поколение было достигнуто почти 10-кратное улучшение, а результатом стали нынешние уровни развития коммерческого воздушного и космического транспорта. В случае с цифровым фотоаппаратом Сэссона понадобилось 20 с лишним лет, чтобы разрешение возросло с 0,01 мегапикселя в черно-белом изображении до 1,2 мегапикселя в цвете – то есть увеличилось в 120 раз. Последние модели камер обладают потрясающими возможностями, включая превосходные объективы, цифровое и оптическое масштабирование и HD-видео. И эти поразительные улучшения произошли всего за последние 5–10 лет! Другие системы – например, диапазоны телекоммуникационных частот или полупроводниковые чипы – бурно развиваются, все активнее стремясь к своему пределу.

«Случаи такого повышения – странный ритм, свойственный человеческой деятельности», – говорит Джон Линхард, историк в области инженерной культуры. Теперь новые технологии создаются в течение месяцев, а то и недель. «Это происходит неосознанно. Оно неотвратимо. По-видимому, в изобретательности ума столько же от животного инстинкта, сколько и от воли, – замечает Линхард. – Изобретения зарождаются в нашем внутреннем “я”. Это бурная река, которую нельзя перегородить плотиной или направить в другое русло… это способ, позволяющий нам самоутверждаться. Изобретения – основное средство, с помощью которого мы бунтуем против устоявшегося положения вещей и бренности бытия».

Осенью 2009 года на церемонии награждения в Лондоне собрались многие видные лидеры в сфере науки, технологий и бизнеса. Это был официальный прием, организованный изданием Economist. На мероприятии присутствовали два застенчивых инженера. Они никогда раньше не встречались и работали в совершенно разных сферах, и на первый взгляд их разработки никак не были связаны, но кульминацией их усилий стало сочетание, которое они вряд ли могли предвидеть.

Когда они впервые поздоровались друг с другом, окружающие стали снимать их на камеры мобильных телефонов. Этих инженеров звали Стив Сэссон и Мартин Купер.

Глава 8

Учиться у других

Инженеру порой трудно угодить. Виктор Миллз терпеть не мог стирать тканевые подгузники, но в 60 лет ему приходилось это делать для своей внучки. По его словам, это занятие «слишком хлопотное».

Миллз был инженером-химиком и более 35 лет проработал в компании Procter & Gamble, где на его счету числилось несколько замечательных изобретений. Он придумал оригинальный процесс, останавливающий отделение масла от твердого вещества в арахисовой пасте, и потребители полюбили бренд Jif; нашел способ избавиться от комочков во влажной смеси для выпечки кексов Duncan Hines, а нежная выпечка нравится всем; разработал систему, позволявшую выпускать картофельные чипсы одинаковой формы и ровно укладывать их, и бренд Pringles имел сенсационный успех.

В то время в Procter & Gamble (P&G) пытались понять, как оптимально использовать недавно приобретенный целлюлозно-бумажный комбинат Charmin Paper. Дома Миллз раздражался из-за стирки тканевых подгузников, а на работе ломал голову над вопросом этого предприятия, пока ему не пришло в голову объединить решения обеих проблем: заняться выпуском впитывающей бумаги для подгузников.

Миллз попросил инженера из своего отдела Роберта Дункана помочь ему создать тестовую модель. Они складывали толстые прямоугольные стопки бумаги и вкладывали их в полимерную оболочку, чтобы получить надежный внутренний и внешний слой, не пропускающий влагу. Тестирование проводилось на кукле Betsy Wetsy, из которой брызгала струйка воды, что имитировало писающего ребенка. А дополнительные испытания проводились на внучке Миллза во время поездок.

В результате появился сенсационный продукт широкого потребления – Pampers. Став первым в мире успешным одноразовым подгузником, Pampers положил начало целой отрасли товаров по уходу за детьми с многомиллиардным оборотом, регулярно пополняющейся массой удобных в использовании санитарно-гигиенических продуктов.

Группа Миллза была не первой, кому пришла в голову идея создания одноразовых подгузников. Но именно ее старания увенчались успехом благодаря предложениям клиентов, которые учитывались при доработке продукта. Команда Миллза консультировалась с мамами, педиатрами, экономистами и специалистами-экологами.

У Миллза была коллега – Норма Бейкер, специалист по домоводству, прекрасно владевшая искусством общения с клиентами. Бейкер посоветовала Миллзу создать две модели застежек на подгузнике: на липучках и на булавках. Обе оказались эффективнее, чем полиэтиленовые трусики, особенно в жаркие дни там, где не было кондиционеров. Бейкер также сообщила, что мамы считали подгузники P&G слишком дорогими – целых 10 центов за штуку. Тогда Миллз нашел способ их массового производства по более низкой стоимости, ведь до этого их шили вручную десятками тысяч штук. В результате проведенных Бейкер опросов на местах выяснилось, что подгузники также должны обладать повышенной впитываемостью. Затем появилась новая категория потребителей одноразовых подгузников: пациенты в больницах.

История одноразовых подгузников – поучительный пример адаптивной разработки. Ради улучшения своего продукта инженеры общались с конечными пользователями. Это пример того, как социальное взаимодействие с клиентами может оказать принципиальное влияние на инженерные разработки. Эта сила проявила себя и в истории бутылки для кетчупа.

В 1869 году, почти одновременно с завершением проекта Первой трансконтинентальной железной дороги в штате Юта США, H. J. Heinz Company представила дизайн бутылки для кетчупа из прозрачного стекла. У этой стеклянной тары были очевидные преимущества: легкость в производстве и возможность увидеть, сколько осталось кетчупа.

Но имелась и досадная проблема: кетчуп с трудом вытекал из бутылки. Ее нужно было трясти, выковыривать кетчуп ножом или чем-то еще, проявляя при этом немалую настойчивость. Еще одной проблемой стал синерезис – отделение от основной массы кетчупа водянистой томатной сыворотки, которую за неаппетитный вид прозвали «плевками кетчупа». Компании никак не давалось нужное решение, и тогда она обратилась к опыту потребителей. Исследование с участием детей от 6 до 12 лет показало, что им нравится рисовать кетчупом на тарелках. Эта идея вдохновила компанию Heinz.

Инженеры и дизайнеры Heinz много дней провели за работой с программами для моделирования и обсуждением компромиссов. И в результате упаковка кетчупа, спроектированная вверх дном и изготовленная из полиэтилентерефталата (ПЭТФ), стала реальностью. У крышечки был прочный формованный шарнир, а отверстие бутылки регулировало количество кетчупа. Больше не нужно было лезть в бутылку острыми предметами или трясти ее, чтобы извлечь продукт. При каждом нажатии выдавливалась одна порция кетчупа. Надежная крышечка благодаря своей конструкции не позволяла водянистому веществу вытекать. Вид кетчупа и впечатления от него резко улучшились. Немного нажав на пластиковую бутылку, дети могли нарисовать у себя на тарелке улыбающееся солнце. Теперь художественные возможности были безграничны. Кетчуп выливался из бутылки «быстро и аккуратно, как бензин из канистры на пит-стопе гонок NASCAR», как выразился один журналист. Ощущения потребителей поднялись на новый уровень.

Идея использовать шарнир и конструкцию самозакрывающейся крышечки для кетчупа была не нова; так устроены многие флаконы с шампунем. Но подход Heinz к улучшению дизайна своего продукта – особенно таких эргономических характеристик, как удобство, легкость удержания и сжатия бутылки, ее мягкость, – основывался на данных, полученных непосредственно от конечных потребителей. При разработке товаров широкого потребления получение информации – всегда двусторонний процесс, даже если речь идет о проблеме, которая не является особенно острой.

Директор по технологиям компании Xerox Софи Вандеброк серьезно относится к своим мечтам и даже проводит «сеансы мечтаний». Это нечто вроде сеансов импровизации с конечными пользователями, или, как она их называет, совместного новаторства; их цель – способствовать тому, чтобы решения и услуги Xerox приносили пользу клиентам.

Вандеброк родом из Лёвена, городка неподалеку от Брюсселя в Бельгии. «На нашем потоке училось 500 студентов, среди них всего 15 девушек, – вспоминает она. – Попасть именно на эту программу бакалаврата было труднее всего, и только на нее сдавался отдельный вступительный экзамен». Проработав много лет в отрасли технологий, Вандеброк прониклась необычайным уважением к специалистам в области общественных наук. «Их учат внимательно наблюдать за человеческим поведением и глубоко понимать его корни и происходящие между людьми процессы. Они также умеют четко формулировать то, что могло бы оказать огромное влияние на жизнь потребителей», – добавила она.

Вандеброк не стоило ожидать столь глубокого понимания человеческого поведения от своих коллег-инженеров. Это стало очевидным, когда Xerox вывела на рынок цветные копировальные аппараты за десятки лет до того, как цветные принтеры получили широкое распространение. Сделать копию с цветного оригинала было революционной идеей с точки зрения инженеров, но, по словам Вандеброк, в то время она казалась неуместной. Почему? В первую очередь потому, что цветных оригиналов было относительно мало. «Потребители явно не испытывали острой потребности в такой услуге. И этот продукт не продавался, хотя и являлся технологическим прорывом. Его время еще не пришло».

Нечто подобное произошло и с первой цветной цифровой печатной машиной в 1990-е. Инженеры Xerox включили в нее много сложных инструментов для управления последовательностью операций и комплекс программного обеспечения для автоматической калибровки цвета; они считали, что этот продукт станет хитом в сфере офсетной печати[19]. Кроме того, им казалось, что цифровая печатная машина – явно полезное средство экономии времени и денег. «Но покупатели этих устройств не пользовались ни одной из внедренных нами автоматических функций и возможностей и продолжали проводить калибровку цвета по старинке, как с аналоговыми офсетными печатными машинами, – рассказывала Вандеброк. – И только после того, как наши этнографы понаблюдали за клиентами в их типографиях, мы, инженеры, поняли, в чем дело».

Подобные случаи были для Xerox не в новинку. В начале 1980-х годов работавшая в компании исследователь Люси Сачмен, которая специализировалась на проблемах взаимодействия людей с новыми технологиями, сняла на видео, как некоторые ведущие ученые и инженеры пытаются сделать двусторонние копии. У них возникали с этим трудности; фотокопировальный аппарат оказался слишком сложным.

Именно в этом и заключалась проблема с цифровой печатной машиной. Без помощи антропологов и этнографов инженеры Xerox не узнали бы, почему функции их продуктов не задействовались в полном объеме. Антропологи Xerox начали вести «негласное наблюдение» за пользователями, чтобы выяснить их реальные претензии и жалобы. В результате понадобилось внести всего лишь небольшие коррективы в программное обеспечение, чтобы работа машины упростилась и клиенты остались довольны.

Это был момент озарения, которого бы у инженеров не произошло без помощи антропологов. К сожалению, оно случилось уже после выпуска продукта. Руководители Xerox нервничали из-за жалоб пользователей. «Идея о том, что нужно досконально разобраться в потребностях клиента на самых ранних стадиях исследований, явно шла вразрез с привычными взглядами и оказала огромное влияние, – пояснила Вандеброк. – Теперь мы подключаем клиентов на самых ранних этапах и прибегаем к помощи специалистов по этнографии во всех масштабных исследовательских проектах. Наша лаборатория – это условия, в которых работает клиент».

Возможно, суть проблемы – не в самой сложности фотокопировального аппарата или принтера, а в том, как клиент воспринимает эту сложность; об этом пишет Люси Сачмен в своей книге Human-Machine Reconfigurations («Реконфигурация взаимодействия “человек-машина”»). Она выдвигает понятие совместно обусловленного производства (подобного «сеансам мечтаний» Вандеброк), или идею проектирования в команде с конечными пользователями, чтобы сделать технологию удобной и интуитивно понятной.

Смартфоны, GPS, микроволновые печи, автомобили – невероятно сложные, тщательно продуманные технологии, но то, что их удалось сделать доступными для понимания и применения в сотрудничестве с клиентами, – отличительная черта инженерных инноваций. Ведь инженерам легче самим узнать о болевых точках своих клиентов, чем ждать, пока клиенты удосужатся изучить особенности использования программного обеспечения.

Магнитофон Sony переживал экзистенциальный кризис. После долгих лет упорной работы в Sony выяснили, что никто особенно не нуждался в магнитофоне. «Это был настолько новый продукт для Японии, что почти никто не знал, что это такое, а большинство из тех, кто знал, не считали нужным его купить, – рассказывает Акио Морита, легендарный председатель совета директоров Sony, в своей биографии “Сделано в Японии”[20]. – Люди не видели необходимости в таком устройстве. Наши магнитофоны не продавались».

Морита обескуражило то, что люди были готовы раскошелиться на престижные произведения искусства, а не на магнитофон, обладавший довольно немалой практической ценностью. Магнитофон оставался хитроумным изобретением, искавшим сферы применения, пока им не заинтересовалась группа перегруженных работой японских судебных стенографистов. Эти люди сразу оценили преимущества устройства и восприняли его как настоящую находку, а не «очередную бесполезную игрушку».

Потребность в новой технологии – например, в улучшенных подгузниках, пластмассовых бутылках для кетчупа, цветных копировальных аппаратах или магнитофонах – не всегда самоочевидна. Устройство, рассчитанное на широкого потребителя, недолговечно, если его ценность просто в технологии как таковой. Нужно, чтобы эта технология была признана в обществе и доказала свою актуальность. По пути, который проделали компании P&G, Heinz, Xerox и Sony, прошло бесчисленное множество производителей инновационных продуктов.

Хороший пример – холодильники. Наряду с таким очевидным достоинством, как хранение продуктов питания, на их продажу, по-видимому, очень сильно повлиял общественный маркетинг. Когда холодильники впервые появились на рынке в 1920-е годы, сформулировать причины для их покупки было легко: они «берегли женщин», у которых не было прислуги. Но если посмотреть с технологической точки зрения, то мы знаем, что холодильники продлили срок хранения скоропортящихся продуктов и стимулировали взрывной рост супермаркетов и их цепочек поставок. Похожие особенности прослеживаются и в истории стиральных машин. Вначале было заявлено, что они избавляют женщин от одного из самых тяжелых и нудных видов домашней работы – стирки. Но вскоре эти устройства, когда-то считавшиеся престижными, стали рассматриваться как такая же необходимая вещь в домашнем хозяйстве, как и столовые приборы.

Понимание привычек клиента – ключ к сокровищнице идей для разработки новой продукции. Если Xerox обращалась за помощью к этнографии и антропологии, то компания Toyota подошла к стратегии под иным углом. Чтобы лучше понять предпочтения клиентов, Toyota создала «набор процедур планирования и коммуникации», позволяющий «продвигать на рынке товары, которые клиенты захотят купить и продолжат покупать», согласно классической статье «Дом качества» в Harvard Business Review.

Благодаря применению этой системы, получившей название «структурирование функции качества», Toyota «по такому показателю, как защита от ржавчины, перешла из числа худших в мире в число лучших, координируя проектные и производственные решения, чтобы сосредоточиться на этом беспокоившем клиентов вопросе». Что касается практического воплощения, инженеры-конструкторы и дизайнеры Toyota применили модульный системный подход, перечислив проблемы клиентов в 53 основных пунктах на восьми разных уровнях проектирования, «охватив все – от климата до режимов работы». Они вооружились оценками клиентов и экспериментировали почти со всеми составляющими производственного процесса. Toyota вполне могла бы рассматривать отзывы потребителей как «мягкое» ограничение, но из этого примера следует, что компания отнеслась к ним со всей серьезностью, сделав неотъемлемой частью проектных решений Toyota для борьбы со ржавчиной.

В ходе конструирования второго поколения своего флагмана Avalon компания применила аналогичный подход к устранению того, что в Toyota называли «шумом от цоканья камешков», вызванного отскакиванием мелких камешков от шин, на что жаловались клиенты. Другие компании могли бы проигнорировать эту проблему, посчитав ее пустячной, но в Toyota провели всесторонний системный анализ, чтобы ее устранить. При этом, как сообщало издание Los Angeles Sentinel, компания начала «исследовать новое многослойное покрытие пола салона для глушения шума», к тому же «ее инженеры добавили в багажник звукопоглощающий войлок, внесли изменения в уплотнители дверей и сделали толще боковые стекла, устранили отверстия в приборной панели, выбрали новые шины и изменили положение лобового стекла и стеклоочистителей».

С точки зрения Toyota, клиенты и их предпочтения являются ограничениями, а проблемы проектирования – компромиссами. По мнению Майкла Кеннеди, консультанта по бережливому производству, главное для инноваций в процессах, которые берут начало в принципах контроля качества Toyota, – отнюдь не создание модных дизайнерских решений. Главное – думать о «диапазоне интересов клиента, о том, как им соответствовать, и о пробелах в ваших знаниях».

Извлечение уроков из чужого опыта должно быть не дополнением к инженерным разработкам, а основной технической необходимостью – аналогично тому, как музыка становится популярной не в воображении композитора, а только когда она распространяется по всему миру, когда люди слушают ее, любят, поют и танцуют под нее. «Самая большая трудность – сделать так, чтобы новая технология вошла в быт людей. Оценив преимущества какой-либо технологии, люди хотят пользоваться ими и дальше, – пишет Морита. – Какая бы домохозяйка согласилась сейчас вернуться к стиральной доске?»

Летом 1853 года президент США Миллард Филлмор приказал командующему Военно-морским флотом страны Мэтью Перри отправиться в Японию, чтобы обсудить вопросы торгового партнерства. В то время Япония проводила изоляционистскую политику, и перспектива открыться западному миру шокировала страну. Перри со своей эскадрой вошел в залив Эдо на четырех хорошо вооруженных черных кораблях. После длительных переговоров в 1854 году между американцами и японцами был заключен Канагавский договор. Япония была «либерализирована» и вступила в новую эпоху торговли и развития.

Говоря об эскадре Перри, историки применяют выражение «эффект черных кораблей». В аналогичном эффекте нуждается и инженерное дело. Инженеры должны выйти за комфортные рамки равнодушного, механистического, изолированного решения проблем. И лучше всех им в этом могут помочь специалисты по культурной антропологии.

Разница между подходами типичного инженера и антрополога проста: инженеры в первую очередь сосредотачиваются на продукте, а потом – на его пользователях. У антрополога же все наоборот: сначала – люди, потом – продукт. «Здесь действительно важно наблюдать за людьми, потому что в конечном итоге успеха добивается лишь то, что ориентировано на потребителя», – поясняет Маргарет Шимански, антрополог из Исследовательского центра Xerox в Пало-Альто.

Самой известной особенностью общественных наук – например, антропологии – являются их «неограниченные изыскания», считает специалист по индустриальной антропологии Франсиско Агилера. Он подчеркивает, что суть антропологии – не в описании лесов и деревьев, а в «том, чтобы выйти из этой среды на граничащий с ней луг». Но, к сожалению, так исторически сложилось, что направления культурной антропологии, скажем этнография, игнорируются представителями других профессий, особенно инженерами. Печально, что многие инженеры полагают, будто общественные науки – это всего лишь воплощение «здравого смысла». Покойная Диана Форсайт, выдающийся антрополог в области технологий и компьютерной техники, критиковала такое отношение, называя его «проблемой точки зрения»: это разница между знаниями инженеров о предпочтениях клиента и их предположениями, которые они принимают за знания. Еще одно преимущество тесного сотрудничества с антропологами – способность справиться с «проблемой порядка», описанной Форсайт; для этого необходимо не вносить отдельные улучшения, а проводить длительные социальные наблюдения, чтобы создавать эффективные долговечные продукты.

Инженеры, как и люди в целом, иногда гордятся своим перфекционизмом, причем в такой степени, что чересчур усложняют конструкцию изделия, тем самым ухудшая впечатления клиента от взаимодействия с ним. Уже столько лет существуют блистерные упаковки, а все ли мы научились легко открывать их без ножниц, да и с помощью ножниц? И почему мы не можем достать из упаковки те небольшие крекеры, которые раздают в самолетах, чтобы не поломать их? В своем мышлении инженеры иногда упираются в некие границы.

В книге «Культура Toyota» приводится рассказ администратора из «Университета Toyota» Мэйми Уоррик об инженерах, работавших над автомобилем RAV4. Когда эти кроссоверы впервые вышли на рынок США в середине 1990-х годов, в них не было держателя для кружек. Уоррик рассказывает:

Чтобы помочь главному инженеру осознать ситуацию, один из наших дистрибьюторов заехал за ним на RAV4, повез в ближайшее придорожное кафе и купил там большой стакан горячего кофе – естественно, чтобы инженер увидел, что его некуда ставить. Итак, член американской команды помогает главному инженеру-японцу сесть в машину и дает одноразовый стакан с кофе. А тому настолько понравился напиток, что ему даже не понадобилось искать место для стакана – он просто сразу его выпил, хотя кофе был очень горячий! (Японцы прекрасно переносят горячее.) И только когда у него в руке оказался пустой стакан, он понял: а его же некуда девать! Так цель была достигнута.

О чем бы ни шла речь – разработке грандиозных систем или охране природы, – инженерное дело должно выйти за рамки традиционных аналитических атрибутов и для лучшего понимания общественных тенденций взять в партнеры такие науки, как культурная антропология. Знания из области антропологии могут помочь инженерам применять более информированный подход и осознать всеобщую взаимозависимость. Ведь новинки приживаются и распространяются только на пересечении многочисленных наук, далеко за пределами наших зон комфорта.

Отличные примеры умения сотрудничать с целевой аудиторией можно найти в области музыки и кино. Ведь публику активно подключают к творческому процессу, как утверждает Роб Кук, инженер компании Pixar и лауреат премии «Оскар». «Никто не ограничивал заранее набор вещей, которые вы можете создать. В инженерной деятельности легко отвлечься и далеко отойти от разработки чего-то стоящего и полезного. Вы можете думать о каком-то своем замысле: “Это как раз то, что пригодится данному типу клиентов”, но потом осуществляете его и понимаете: “Нет, на самом деле им это не подойдет”».

Вкусы у всех разные, так что усредненные потребительские предпочтения привели бы к заблуждениям. А формулы, которая помогла бы обойти этот парадокс, нет. Если бы Генри Форд провел опрос клиентов, то, возможно, услышал бы просьбы ускорить бег лошадей. Возьмем для примера подушки безопасности – ценное средство безопасности в современных автомобилях. Многие из нас додумались бы до такого конструктивного решения? Тем не менее инженерам было бы полезно научиться слушать то, что люди пытаются им сказать; а это не равнозначно составлению контрольного перечня характеристик, запрашиваемых пользователями. «Если вы действительно глубоко понимаете, чем занимаются люди, и создаете что-то на этой основе, тогда это вызывает живой отклик», – объясняет Кук.

Покойный Стив Джобс, который был соучредителем компании Pixar, упоминал об эмоциональных элементах, влияющих на формы и форматы технологий. В интервью журналу Fortune он сказал: «Мы не умеем правильно говорить о подобных вещах. В лексиконе большинства людей “дизайн” означает какие-то внешние атрибуты. Это – оформление интерьера, ткань занавесок и дивана. Но для меня такое определение дизайна совершенно неприемлемо». Приводя в пример вентилятор компьютера iMac, Джобс продолжил:

Я упорно настаивал на том, чтобы избавиться от вентилятора, потому что гораздо приятнее работать на компьютере, когда не слышен постоянный гул. И это было не просто “решение Стива”; потребовались огромные усилия инженеров, чтобы разобраться, как лучше управлять питанием и оптимизировать теплоотдачу устройства. Это никак не назовешь внешним атрибутом. Это лежало в основе продукта в тот день, когда мы начали работу… Ведь клиенты платят нам именно за то, чтобы мы потели над всеми этими мелочами, а им было комфортно использовать наши компьютеры. И от нас ожидают отличного качества работы. Это не значит, что мы не прислушиваемся к клиентам, но им трудно сформулировать свои предложения, если они никогда не видели ничего подобного. Возьмем, к примеру, редактирование видео на компьютере. Я никогда не получал запросов от людей, которые бы хотели это делать. Но теперь, когда люди это видят, они говорят: “Господи, как здорово!”»

Сущность хорошей технологии – в том, что она интуитивно понятна и развивается. В идеале вам даже не нужно знать о ее существовании. Освоить многие из современных интерактивных технологий стало настолько просто, что дети учатся перемещать, уменьшать и увеличивать объекты на экранах планшетов еще до того, как начинают ходить, говорить и писать. Как указывает СЕО компании Yahoo! Марисса Майер: «Это как айсберг: все сложное спрятано внутри, а на поверхности лишь тоненький слой, с которым вы взаимодействуете». Но любопытно, что многие интуитивно понятные технологии, на которые мы полагаемся, никогда не возникли бы в результате проведения фокус-групп.

Индонезийский остров Бали славится своими водными храмами. На Бали господствует религиозно-философская доктрина «Три Хита Карана», для которой характерен целостный взгляд на мир: Бог, природа и люди взаимосвязаны. За изумрудно-зелеными рисовыми террасами в Бали стоит интегрированная система органического земледелия и совместного управления водными ресурсами под названием «субак». Такое сотрудничество земледельцев регламентируется тысячелетиями трансцендентальной веры под эгидой высшей касты священников водных храмов.

Об уровне местных технических разработок можно судить по сложным, тщательно продуманным ирригационным туннелям, которые жители Бали строили начиная с VIII века н. э. Эти туннели обеспечивали совместное использование воды земледельцами, работавшими выше и ниже по течению. Искусственные водоемы, где устраивались рисовые поля, зависели от сезонных муссонных дождей. Дождевая вода, стекавшая с вулканических пород, вносила в водоемы фосфат, напитывая заливные рисовые поля жизненно важными веществами.

Урожаи вызревали дважды в год, и данный процесс был прекрасно налажен. Такая синхронизация усилий имела еще одну чрезвычайно полезную, проверенную временем особенность: она способствовала борьбе с вредителями. После сбора урожая они на какое-то время исчезали, и это было гораздо лучше, чем их круглогодичное присутствие. «Благодаря такой практике сети водных храмов оптимизируют компромисс между вредителями и водой», – объясняет Стивен Лэнсинг, антрополог из Аризонского университета. Лэнсинг добавляет, что, обеспечивая максимальную охрану и рациональное использование воды и одновременно сокращая нападения вредителей, «водные храмы явно помогают найти подходящий масштаб координации для оптимизации этих двух противоположно направленных ограничений».

В данной экосистеме все казалось продуманным и нормальным до тех пор, пока технократы из правительства не решили, что этот многовековой процесс неэффективен. Государственным чиновникам, которые организовывали «зеленую революцию»[21], ставшую следствием применения агротехники, удалось убедить земледельцев использовать предложенные им «технологические комплексы», включавшие высокоурожайные сорта семян, пестициды и химические удобрения. Все это делалось с целью выращивать намного больше риса. Фермеры могли собирать по четыре-пять урожаев в год вместо двух. Понятие эффективности – отношение к урожаю как к инструменту для повышения объема сельскохозяйственного производства – нанесло сокрушительный удар по традиции «субак», подобно тому как Грибоваль снял с французских орудий все художественные элементы, посчитав их бесполезными.

Вначале урожайность действительно повысилась, но затем на Бали обрушились катастрофические события. «Чудо-рис вызвал к жизни чудо-вредителей», – отмечает Лэнсинг, изучивший и документально подтвердивший такие последствия в своей научной книге «Священники и программисты». Сорт риса IR8 оказался уязвимым для бурой рисовой цикады; результатом стала потеря 2 млн т риса в 1977 году. Улучшенная разновидность IR50 не устояла перед тунгро-вирусом. Произошла эрозия почвы и огромные нарушения в порядке водопользования. «Это было целое скопище ужасов, – говорит Лэнсинг. – Мы допустили колоссальные ошибки… Системы рушатся прямо у нас на глазах».

В случае с Бали научное сообщество внедрило технологию, игнорируя уже доказавшую свою эффективность систему, уходящую корнями в обряды и древние традиции. Но даже катастрофические последствия столь близорукого подхода не убедили правительственных чиновников в пользе системы, которой заведовали священники храмов. Чтобы повлиять на мнение чиновников, понадобились компьютерные модели; результаты показывали, что тщательно продуманная и отработанная стратегия защиты риса от вредителей, свойственная традиционному подходу, намного превосходит новую технологию.

История с Бали напоминает нам, что идеи могут страдать «раздвоением личности». В 1960-е годы «зеленая революция» превратила сельскохозяйственные угодья Индии из «кружки для подаяний»[22] в житницу. В Индонезии та же концепция дала противоположный эффект, а в некоторых регионах Африки она, возможно, так и не найдет применения. Учет особенностей культуры – мощный фактор, определяющий успех технологии. Более того, в мире нет ничего такого, что обладало бы только преимуществами; у каждого положительного явления могут быть нежелательные последствия. Вот почему бездумно отдавать предпочтение эффективности и производительности, не учитывая других местных факторов, – ущербный подход. Повышенная эффективность может даже привести к росту потребления. Но из-за сложных социальных схем трудно предсказать, когда вещи и явления, которые кажутся правильными и полезными, обернутся неприятностями, а то и истинным злом.

Инженерия в этом смысле не исключение. Тот же принцип, на основе которого создается патч безопасности для программного обеспечения, может быть использован для разработки разрушительного компьютерного вируса. Программа освоения космоса уходит своими корнями в технологии построения межконтинентальных баллистических ракет. Двигатели внутреннего сгорания, с одной стороны, помогли человеку достичь отдаленных уголков планеты, а с другой – входят в число ключевых факторов загрязнения окружающей среды и пагубных изменений климата. Алгоритмы оптимизации улучшили финансовые результаты, но и приложили «невидимую руку» к финансовым катастрофам. Инженерия играет центральную роль во многом – от удобства фасованных пищевых продуктов до вреда, наносимого здоровью продуктами, прошедшими технологическую обработку. Технологии вроде усовершенствованной Службы «911» могут повышать общественную безопасность, но при этом способствуют нежелательной слежке и преследованию, вторгаясь в приватный мир каждого из нас. Мобильный телефон был создан, чтобы обеспечить людям свободу передвижения, но она имела и обратный эффект: теперь люди привязаны к своим рабочим местам и так называемым социальным сетям, которые размывают границы между работой, семьей и всем остальным. Дни, когда мы заходили в интернет, ушли в прошлое; сейчас многие из нас живут в интернете.

Жизнь в ее привычном течении – череда решений, которые приводят к последствиям. Последствия, намеренные или непредвиденные, иногда можно осознать лишь десятилетия спустя. Не всегда удается предвидеть реальные возможности наших разработок; философы называют это заблуждением разработчика. Китайцы изобрели порох несколько столетий назад, но именно европейцы применили эту технологию в своих орудиях в процессе модернизации методов ведения войны.

Существует и намеренное заблуждение, когда проект сознательно создается для злодеяний. Инженеры Гитлера нашли эффективные способы совершения геноцида – от конструирования «надежных» печей и «оптимизации» качества генов, «стандартизации» строительства концлагерей и «отслеживания» заключенных, подобно почтовым посылкам, до «массового производства» трупов; все это были несовместимые с моралью результаты применения инженерного мышления. Как красноречиво продемонстрировала история, в этих случаях, к сожалению, инженерные принципы сработали на практике.

Инженерная деятельность – это хорошо или плохо? Однозначного ответа на этот вопрос не существует. Здесь нужно рассмотреть всю совокупность плюсов и минусов, как мы обычно делаем при принятии важных решений. «Технологии – это не легкий дождик, который падает на всех и вся одинаково, как предположил Будда в притче о лекарственных травах, – пишет Левент Орман из Корнелльского университета. – Технологии больше похожи на грозу, которая приносит пользу одним и разрушения – другим».

Нравится нам это или нет, но инженерное мышление утилитарно и сосредоточено на результате, настоятельно требующем конкретных конечных точек. Возможно, из-за этих основных признаков британские социологи Диего Гамбетта и Стеффен Хертог выдвинули спорную теорию о том, что на инженеров и людей с опытом работы в технической сфере приходится чрезмерно высокий процент участников террористических и прочих фундаменталистских группировок. Но было бы нелепо связывать инженерию с социальным радикализмом. Напротив, на самом деле Гамбетта и Хертог в своей работе много внимания уделяют обсуждению свойственного инженерам чувства нацеленности на задачу. Они делают предположение, что «профессия инженера, возможно, более привлекательна для людей, стремящихся к доскональному познанию мира и четким ответам, чем изучение наук, которые оставляют больше вопросов открытыми; такая склонность эмпирически связывается с консервативными политическими воззрениями».

И хотя уверенность в определенных результатах может подтолкнуть людей к антисоциальному поведению, психические заболевания тоже вносят существенный вклад. Можно утверждать, что методическое системное мышление также играет решающую роль. «Порой выяснить, насколько организован субъект, намного важнее информации о том, есть ли у него психическое заболевание», – говорит психолог-криминалист Роберт Фейн, который специализируется на профилактике целенаправленного насилия, включая политические убийства. К тому же, как и все остальные люди, террористы должны иметь навыки и умения, связанные с их ужасной миссией, чтобы достичь успеха.

Эти сложные социальные вопросы настолько глубоки, что для ответа на них недостаточно традиционных видов анализа и аргументов. На фундаментальном уровне они, возможно, указывают на трагические недостатки, которые являются неотъемлемой частью человеческого бытия. Наша жизнь, убеждения, впечатления и опыт выводят нас на определенные пути. Некоторые люди предпочитают рассматривать жизненные сложности с точки зрения «Когда у тебя в руках молоток, все задачи кажутся гвоздями», и возможности инженерии нельзя назвать причиной такой склонности. Самое лучшее, что мы можем делать как общество, – периодически пересматривать наш социальный договор с инженерией. А лучшее, что могут сделать инженеры в ответ, – без колебаний выполнять свои гражданские обязанности и оправдывать доверие, возложенное на них обществом.

Инженерия помогла людям полететь на Луну и существенно улучшила наш уровень жизни. Но почему же мы не смогли избавиться от бедности и неравенства? Экономист Ричард Нельсон называет это проблемами «Луны и гетто», и они существуют, потому что нет четких путей их решения. Мы не обладаем ноу-хау для того, чтобы эффективно справиться с широким спектром острых вопросов. Пытаться решить их, отталкиваясь от желаемого результата и рассуждая в обратном порядке, вряд ли получится.

Многие из существующих социальных проблем имеют расплывчатый характер и нечеткую структуру; у них нет определенных границ и конкретного срока действия. А что важнее всего, они влекут за собой неравномерные общественные издержки, которые меняются с темпом жизни и приоритетами общества. Эти издержки могут быть либо полезными, либо вредными. Каждое техническое решение – например, строительство новой дороги – зачастую должно сопровождаться соразмерным решением, основанным на рыночных отношениях, как, например, взимание платы за проезд по загруженным дорогам в час пик. Чисто техническое решение без поддержки рынка сродни циркуляции крови без кислорода.

Инженерия может помочь справиться со многими социальными проблемами, но не со всеми. Более того, мы и дальше будем сталкиваться с новыми возможностями и трудностями при разработке сложных систем, и одна только инженерия не сможет дать нужные ответы. Информационно-коммуникационные технологии уже повлекли за собой появление новых видов отношений между людьми и инженерными разработками, а эти отношения, в свою очередь, обусловили появление новых типов социальных норм и взаимодействия в обществе. Инженерия сможет и дальше улучшать нашу экономику и служить обществу, только если ее представители станут лучше разбираться в тонкостях человеческого поведения. Чтобы четче видеть и понимать общую картину происходящего, инженерам необходимо дополнить и обогатить свою деятельность мудростью и вдохновением, которые можно почерпнуть из искусства, литературы, гуманитарных и естественных наук и философии.

Техническое образование не должно укреплять «товарно-производственную» ментальность – ему следует прививать готовность к взаимодействию и сотрудничеству. При этом в инженерии необходимо принять и применять новые формы эстетики, поддерживать открытость новому и активно практиковать плюрализм. Для укрепления эффективности и стойкости инженерии стоит научиться большей отзывчивости, извлекать пользу из новых типов синергии, лучше разбираться в чувствительных для общества вопросах и продолжать адаптироваться к культурным потребностям.

В конце концов, важны не первые впечатления, а те, которые остаются надолго.

Заключение

Гибкое мышление

Один британский инженер, полный мужчина с двойным подбородком, в возрасте 60 с небольшим лет, работавший в Голливуде, 16 мая 1961 года, читая New York Times, наткнулся на необычный заголовок: «На крыльях страха». В заметке рассказывалось об австралийце, дом которого, расположенный в пригороде, атаковали кукабары. Эти птицы проделали клювами сотни дырок с такими звуками, будто кто-то бил в барабан.

А 24 мая того же года в Los Angeles Examiner вышла статья о другом странном инциденте: «Сова порезала лицо человеку». Несколько месяцев спустя тысячи серых буревестников в исступлении заполонили Капитолу – прибрежный городок у залива Монтерей. Газеты пестрели кричащими заголовками: «ПТИЦЫ БЛОКИРУЮТ ДОРОЖНОЕ ДВИЖЕНИЕ», «ГОРОД УСЕЯН ПЕРЬЯМИ», «УМИРАЮЩИЕ ПТИЦЫ СЕЮТ ХАОС В САНТА-КРУЗЕ». По словам одного полицейского, «тут все было черным-черно от них». Серые буревестники – обычно смирные птицы – «издавали пронзительные крики и врезались в машины, по-видимому, их привлекал свет фар».

Британский инженер был заинтригован; ему нравилось наблюдать за птицами. Чтобы исследовать такие отклонения в их поведении, он взял напрокат образовательные фильмы на 16-миллиметровой пленке: «Птицы запада США», «Птицы сельской местности», «Хищные птицы», «Пернатые обитатели океанского побережья», «Птицы у вас в саду» и «Путешествия на крыльях», а потом приступил к чтению повести Дафны дю Морье, опубликованной в журнале Good Housekeeping, где по ходу сюжета хищные птицы напали на приморский город.

Открывшиеся возможности пленили его. Потягивая мятный ликер и попыхивая 30-сантиметровой сигарой «перфекто», он начал вкратце записывать на бумаге идеи для своего следующего кинофильма. Он назвал его «Птицы».

Инженера звали Альфред Хичкок.

Инженерное мышление можно успешно применять в любой сфере деятельности, потому что его главные элементы (структура, ограничения, компромиссы) и основные понятия (включая рекомбинацию, оптимизацию, эффективность и создание прототипов) прекрасно подходят для поиска решений задач, не относящихся к области инженерии. И очевидно, что все эти аспекты сходятся воедино в работе одного из самых знаменитых кинорежиссеров в истории, который «хорошо изучил основы» инженерного дела. Полученное в молодости техническое образование оказало важное влияние на его творчество.

Альфред Хичкок задавался целью превратить сон в нечто такое же реальное, как тиканье часов, чтобы его зрители «смотрели на кошмар». Все у Хичкока уходило корнями в техническую логику, даже создание напряженного момента в фильме: переживания должны были быть непосредственными, пробирать до костей и «леденить зрителям кровь задолго до появления кондиционеров». Так же как устойчивость небоскреба зависела от прочности его соединений, эффективность раскадровок Хичкока основывалась на точно рассчитанных ракурсах съемки. Он был мастером монтажа – воплощения модульного системного подхода в кинематографе, оказавшего огромное влияние на современное кино. Хичкок нацеливался на нервные окончания зрителей; он хотел, чтобы они почувствовали, будто «на цыпочках идут по холодным водам страха».