5 марта 2017 г.

Бдуленко М.К. Техника, физика, эволюция.

Бдуленко Маргарита Капитоновна (Красногорск, Россия)

Bdulenko M.K (Krasnogorsk, Russia)

 

Техника, физика, эволюция.

TECHNICS, PHYSICS, EVOLUTION.

 

В работе показано, что законы развития технических систем обусловлены законами и свойствами  материального мира. Как материальные объекты технические системы  подчиняются законам физики, а как системы – законам развития («эволюции») технических систем. Представлена схема взаимодействия законов развития технических систем.

The work displays that the laws of development of technical systems are stipulated by laws and characteristics of the material world. In what way material objects of technical systems obey the laws of physics, and in what way the systems obey the laws of development (“evolution”) of technical systems. The scheme of interaction of the laws of development of technical systems is represented.

 

1. Объективность законов развития технических систем

Законы развития технических систем (ЗРТС) обусловлены физическими законами и свойствами материального мира, поскольку ТС – материальные объекты. В работах (1,2) мною представлены обоснование обусловленности ЗРТС физическими законами и свойствами материального мира и схема взаимодействия законов.

 

1.1. Равновесие и согласование

ТС – материальные объекты, поэтому подвержены законам физики. «Согласно законам Ньютона, например, лучше не прыгать в проходящий поезд, не разогнавшись до его скорости. Согласование скоростей – это приобретение состояния покоя (в системе отсчета поезда) или, что тоже, - равновесия; в результате чего становится возможным взаимодействие материальных объектов без разрушения и нежелательных потерь энергии». «Закон согласования ритмики (ЗСР) устанавливает необходимость согласования ТС по временным параметрам взаимодействия: ритмике и периодичности действия. ЗСР прямо обусловлен законами Ньютона» (1).

 Закон согласования ритмики частей системы относится к первой группе законов развития технических систем (ЗРТС), к ней же можно отнести и «согласование в технических системах» (3,с.66), которое предложено мною  именовать Законом согласования по параметру (параметрам) взаимодействия – ЗСПВ (1). ЗСПВ - как более общий закон - включает и Закон согласования ритмики частей системы.

Таким образом, физическая необходимость не разрушаться при взаимодействии и, значит, находиться в состоянии равновесия (по параметру взаимодействия) обусловливает Закон согласования по параметру взаимодействия (ЗСПВ). ЗСПВ распространяется как на внешний объект взаимодействия, так и на внутренние взаимодействия элементов системы.

{Равновесие (по параметру взаимодействия)}Þ {ЗСПВ (в т.ч.ЗСР)}

В общем случае ЗСПВ предполагает приведение в необходимое соответствие (согласование или рассогласование) параметров взаимодействующих объектов.

 

1.2. Устойчивость равновесия

Согласно статике из всех состояний равновесия практически реализуются лишь те, которые являются устойчивыми. Физическое условие устойчивости равновесия механической системы – потенциальная энергия минимальна. Потенциальная энергия механической системы определяется конфигурацией системы, то есть:

а) взаимным расположением элементов,

б) их положением во внешнем силовом поле.

Существует понятие нулевой конфигурации, для которой потенциальная энергия системы условно считается равной нулю. Выбор нулевой конфигурации произволен и в каждой конкретной задаче производится так, чтобы максимально упростить ее решение. «Наиболее простое решение в любой ситуации даст, наверное, нулевая конфигурация в виде точки»(1). Тогда «материальная система в виде материальной точки» наиболее устойчива по «а) взаимному расположению элементов» - в любой ситуации; а в плане - «б) положения системы во внешнем силовом поле» - наибольшая устойчивость достигается «слиянием» с надсистемой (2).

Устойчивость в материальном системном мире, по-видимому, фундаментальное свойство; так же, как и стремление системы к устойчивости в процессе развития. Можно предположить, что «стремление» материальной системы к устойчивости («падение в устойчивость») в процессе развития:

посредством «стягивания конфигурации в точку» отражает Закон увеличения степени идеальности - ЗУСИ («системы нет, а ее функция выполняется»), а само «стягивание в точку» - механизм свертывания (1), Закон перехода на микроуровень (ЗПМиУ);

посредством «слияния» с надсистемой - Закон перехода в надсистему (ЗПНС), (2).

{Устойчивость равновесия в процессе развития ТС}Þ{ЗУСИ, свертывание, ЗПМиУ; ЗПНС}.

Таким образом, физическая необходимость сохранять устойчивость - не «распадаться» - в процессе развития обусловливает основные законы развития технических систем: Закон увеличения степени идеальности и Закон перехода в надсистему.

 

2. Взаимодействия ЗРТС, обусловленные свойствами материального мира.

Материальный мир – динамический самоорганизующийся эволюционирующий беспредельный. Чтобы взаимодействовать с объектами мира без разрушений, - ТС должна становиться такой же: динамической, самоорганизующейся, эволюционирующей, с беспредельными возможностями увеличения значения и количества необходимых параметров, функций. Иными словами, Закон согласования по параметру (параметрам) взаимодействия (ЗСПВ)  ТС с Миром обусловливает: Закон перехода в надсистему (ЗПНС), механизмом которого является переход «моно-би-поли-моно» (первоначально заложенный в Эвроритме Г. Альтшуллера и подтвержденный впоследствии исследованиями Ю. Саламатова и И.Кондракова, 4);  Закон увеличения степени динамичности (ЗУСД); Закон увеличения степени управляемости (ЗУСУ): 

{ЗСПВ} Þ {ЗПНС, ЗУСД, ЗУСУ}.

 

3 Действие ЗПНС

Человек по сравнению с Миром имеет ограниченные возможности, поэтому увеличение «мощности» ТС (величины, количества параметров, функций) с какого-то момента превосходит эти возможности: происходит рассогласование ТС (по параметрам взаимодействия) с человеком:

{ЗПНС}Þ {ЗСПВтс-ч¢}.

 

4. Действие (ЗПНС, ЗСПВтс-ч¢)

Рассогласование ТС с человеком (ЗСПВтс-ч¢), продолжающееся увеличение «мощности» ТС в процессе развития  (в том числе, необходимость проникновения в недоступные человеку места, области мира) заставляет человека передать свои функции (живого инструмента) технической системе. Таким образом, ЗПНС и ЗСПВтс-ч¢ обусловливают переход к полной ТС и «вытеснение» человека (Закон полноты частей системы–ЗПЧС, Закон вытеснения человека (Б..Злотин)–ЗВЧ):

{ЗПНС, ЗСПВтс-ч¢:  } Þ{ЗПЧС (в т.ч., ЗВЧ}.

 

5. Действие (ЗПНС, ЗСПВ, ЗПЧС) 

На всем протяжении жизни ТС действует ЗПНС, обусловленный согласованием ТС с Миром (ЗСПВ). В соответствии с ЗСПВ согласовываются взаимодействующие элементы. Во взаимодействии полной ТС с каким-либо объектом Мира – это рабочий орган  (РО), поэтому РО изменяется (согласовывается) в первую очередь (Закон опережающего развития рабочего органа– ЗОР РО – Г. Иванов,5):

{ЗПНС, ЗСПВ, ЗПЧС}Þ{ЗОР РО}.  

Можно отметить, что ЗОР РО распространяется на любую ТС: вне зависимости - полная ТС или нет, так как любая ТС «начинается» с рабочего органа.

 

6. Действие (ЗОР РО, ЗУСД¢, ЗУСУ¢)

Опережающее развитие рабочего органа (ЗОР РО), а также развитие любого другого элемента, органа ТС (ЗПНС) при отсутствии надлежащей динамичности и управляемости (ЗУСД¢, ЗУСУ¢) технической системы  обусловливают технические противоречия, что проявляется как  неравномерность развития (ЗНР):

{ЗОР РО, ЗПНС, ЗУСД¢, ЗУСУ¢}Þ{ЗНР}.

 

7. Взаимодействие ЗСПВ, ЗПНС, ЗПЧС, ЗОР РО, ЗНР, ЗУСД, ЗУСУ, ЗПМиУ,ЗУСИ

 Необходимость проникновения в недоступные человеку места, области мира с неизвестной окружающей средой потребует наличия полной ТС и способности ТСп к  самособлюдению условий устойчивого равновесия.

 

8. Взаимодействие ЗСПВ,ЗПНС, ЗПЧС, ЗОР РО, ЗНР, ЗУСД, ЗУСУ, ЗПМиУ, ЗУСИ

Бесконечное пребывание полной ТС в неизвестной недоступной для человека эволюционирующей среде потребует «эволюции» технической системы (самоорганизации в процессе развития). Эволюция осуществляется трансформацией тела, вещества тела ТС, что требует «перехода на микроуровень» (ЗПМиУ).

1.1.1.Схема взаимодействия законов развития технических систем

(«цикл»)

 

                                                                                           ЗПНС                   ЗПНС

                                                                                           ЗСПВ             Þ ЗОР РО

                                                                      ЗПНС     Þ ЗПЧС (ЗВЧ)

                                                   ЗПНС   Þ  ЗСПВ¢

     {Равновесие}Þ ЗСПВ       ЗУСД                                                            ЗУСД¢    Þ ЗНР  Þ …

                                                   ЗУСУ                                                            ЗУСУ¢

                                                                 Þ ЗПМиУ

     {Устойчивость

     равновесия}  Þ                  ЗУСИ

                                   («свертывание»                

                                     элементов ТС)

                            Þ                  ЗПНС

                      («моно-би-поли-моно»,

                           «слияние» ТС с НС)

 

Схема показывает причинно-следственную связь ЗРТС:

- чтобы обеспечивать в процессе развития ТС равновесие (по параметрам взаимодействия) - выполнение ЗСПВ, - понадобится выполнять ЗПНС, ЗУСД, ЗУСУ, ЗПМиУ;

- чтобы обеспечивать в процессе развития устойчивость ТС - выполнение ЗУСИ, ЗПНС, - понадобится увеличивать количество параметров взаимодействия, функций («механизм моно-би-поли-моно»), а также осуществлять «свертывание» и «переход на микроуровень» (ЗПМиУ).

Можно сказать, ЗУСИ определяет устойчивость первого порядка в процессе развития: в каждой конкретной ситуации включает или не включает - регулирует - действие законов, поскольку «отвечает» за идеальное вписывание ТС в конкретную технологическую, научно-техническую ситуацию (или, что то же, - за идеальную конфигурацию, отвечающую наиболее простому решению,  когда ТС – еще не точка и не слилась с надсистемой), задавая направление в сторону полного свертывания системы в точку.

ЗПНС определяет устойчивость второго порядка в процессе развития: слияние ТС с надсистемой или, что тоже, - свертывание в надсистему (2).

Неравномерность развития (ЗНР), обусловленная ЗОР РО, ЗУСД¢, ЗУСУ¢, обусловливает, в свою очередь, следующий цикл взаимодействий ЗРТС по «обеспечению» устойчивого равновесия.

 

9. Законы развития ТС и эволюция (6)

Объективность законов развития технических систем или, что то же, - обусловленность ЗРТС физическими законами и свойствами материального мира позволяет предположить «вовлеченность» техники в эволюцию.

ТС – не природная система. Природные системы получили эволюционный «толчок» от начала творения Вселенной. Они иерархически «впитали» в себя предыдущие состояния,  в том числе, присущие материи квантово-волновые свойства, флуктуации и стремление к устойчивости, способствующие эволюции.

Техническая система – это организованная человеком совокупность материальных элементов с целью получения необходимой (рабочей) функции. Она обладает структурой, которая соответствует рабочей функции, среде «обитания» и «общению» с человеком; в связи с чем можно предположить, что ТС, в какой-то мере,  - система «по типу биологической» и может эволюционировать, в какой-то мере, «по типу биосистем». Природную эволюционную линию в тандеме «ТС-человек» ведет человек, поэтому человеку приходится преодолевать противоречия технических систем («по типу диалектических»), открывать законы развития, законы эволюции и руководствоваться ими в процессе развития технических систем.

***

Итак, ЗРТС обусловлены законами и свойствами материального мира. Как материальные объекты ТС подчиняются законам физики, но как системы – законам развития («эволюции») технических систем.

Литература

1. Бдуленко М.К., Второй этап анализа законов развития технических систем тезисы, конференции МА ТРИЗ, Петрозаводск, 2000 г.

2. Бдуленко М.К., Схема взаимодействия Законов развития технических систем, Великий Новгород, 2001 г.

3. Альтшуллер Г.С., Злотин Б.Л., Филатов В.И., Профессия – поиск нового, Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1985 г.

4. Шанс на приключение, Сост. А.Б. Селюцкий, Петрозаводск: Карелия, 1991 г.

5. Иванов Г.И., Формулы творчества или Как научиться изобретать, Москва, Просвещение, 1994 г.

6. Бдуленко М.К., К развитию технических систем, тезисы, доклад, Региональная научно-практическая конференция ТРИЗ-организаций Москвы и Московской области «Эври-ТРИЗ-2003»

 Примечание. Работы 1,2,6 – в Фонде материалов по ТРИЗ ЧОУНБ (454112, Челябинск, а/я10065, Кожевникова Л.А.; E-mail: vital@chel.surnet.ru )