Внимание! Ввиду неурядиц на ресурсе сайт переехал по адресу:
Горизонты сильного мышления
Легко призывать глядеть сразу на девять экранов. Можно представить – как это сделать с подсистемами и надсистемой. Можно проанализировать историю развития самолета, театра или банковской системы. Но что значат последние три экрана? Разве можно проанализировать будущее? Ведь оно никому не известно, и это всем известно.
Подобные сведения уже устарели. Информация о будущем доступна. Дело в том, что все системы развиваются по объективным законам. Эволюция имеет свое целеполагание, и в этом нет ничего мистического.
Что такое общесистемные законы? Что такое законы развития (эволюции)? И что такое законы развития систем?
Общесистемные закономерности впервые в начале прошлого века взялся описать Александр Богданов в своем труде «Тектология или Всеобщая организационная наука». Он пользовался термином "комплексы", термина "системы" в ходу еще не было. В середине века появилась «Кибернетика» Норберта Винера, описывающая законы управления в системах. Это описание касалось любых систем. Понятие обратной связи работает и в технических, и в биологических, и в информационных, и в любых других системах. Науки об общесистемных законах развиваются уже целый век.
Не меньшие традиции и в развитии эволюционных теорий. Старейшие из них возникли в биологии. Самая известная – теория происхождения видов Чарльза Дарвина. В социальных науках попытался построить теорию Карл Маркс. И хотя с предсказанием будущего у него вышли большие неприятности, в описании прошлого он закономерности нашел. И если бы остановился на этом, как и Чарльз Дарвин, мог бы иметь совсем другое лицо в истории научной мысли.
Во второй половине двадцатого века появилась эволюционная теория в технике. В рамках ТРИЗ возник раздел – Законы развития технических систем. Эта теория, несмотря на свою молодость, развиваясь высокими темпами в 70-е, 80-е года, существенно обогнала эволюционные теории в других областях. Она описывает не только закономерности в прошлом развитии техники, но и имеет мощный прогностический потенциал. Такие достижения были обусловлены доступностью и систематизированностью патентного фонда и других материалов по истории развития техники.
Все эволюционные теории имеют очень высокий системный уровень. Теория Дарвина объединяет все разделы биологии. Может быть, она – единственное, что их объединяет. ТРИЗ объединяет все технические науки. Более того, некоторые законы в ТРИЗ уже сформулированы как общесистемные.
О существовании общесистемных законов и о существовании законов развития давно известно. Теперь о законах развития систем. Все эволюционные науки выделяют три основополагающих механизма эволюции. Это – изменение, отбор и сохранение. Действие этих механизмов ведет к постоянному повышению эффективности систем.
Грозное персидское войско, "свинья" из средневековых рыцарей и десантный полк бригады быстрого реагирования – не просто три разных, конкурирующих системы. Эти системы не могут существовать одновременно. Это одна и та же система из разных временных экранов. Эволюционировать она может только в таком направлении, и ни в каком другом. Эволюция имеет заданность, если хотите – осмысленность. Эта осмысленность определяется не высшим разумом, а задается тремя механизмами эволюции.
Что такое эффективность системы? Эффективность – это соотношение результата к затратам. Результат должен быть как можно больше, а затраты – как можно меньше. А что такое самая эффективная система? Это когда результат стремится к максимуму, а затраты к нулю. В пределе системы нет, а функция выполняется. Такую систему Генрих Альтшуллер назвал идеальной системой.
Идеальный автомобиль – это не мощный мотор и мягкая подвеска. Идеальный автомобиль – это функция перемещения, а мотор, подвеска – это все затраты на выполнение функции, снижающие идеальность. Идеальное здравоохранение – это не горчичники три раза в день. Это – когда ты не знаешь, что такое горчичники и при этом не кашляешь.
В процессе развития системы происходит повышение степени идеальности. Степень идеальности можно определить как отношение суммы полезных функций системы к сумме функций, обеспечивающих ее существование и сумме вредных функций, создаваемых системой.
где ∑Фп – сумма полезных функций системы;
∑Фо – сумма функций обеспечивающих существование системы (сумма затрат);
∑Фв – сумма вредных функций, создаваемых системой;
∑Фр – сумма факторов расплаты.
Главный закон развития сформулирован Генрихом Альтшуллером как закон повышения степени идеальности. Но это скорее не закон развития, а само развитие и есть. Критерий развития. А идеальная система – предельная цель развития.
Из формулы вытекают несколько направлений повышения степени идеальности:
1. ∑Фр => 0 Функция выполняется без затрат времени, пространства, энергии, вещества.
Трап, подаваемый к самолету, исчезает. Его функция выполняется частями других систем – либо частью корпуса самолета, либо частью терминала. Хвост у высших приматов исчезает, все его функции с успехом выполняют передние конечности.
2. ∑Фп => ∞ Система и ее элементы стремятся к многофункциональности при тех же факторах расплаты.
Мобильный телефон выполняет функции фотоаппарата, калькулятора, радиоприемника… Язык в процессе эволюции выполнял сначала функцию транспортировки пищи, затем распознавания. Муравьед и хамелеон языком научились еще и добывать пищу, а человек – пропитание.
3. ∑Фв => 0 Система стремится приспособиться к внешней среде, оказывать на нее минимальные вредные действия.
Автомобили постоянно уменьшают выбросы вредных веществ, производства переходят на замкнутый цикл.
Пределом этого направления является превращение вредной функции в полезную. ∑Фв => ∑Фп. Например, известковые скелеты многих полипов и моллюсков образовались за счет взаимодействия выделяемой клеткой углекислоты с растворенными в воде известковыми солями.
Часто этот механизм можно наблюдать в бисистемах с инверсными характеристиками, когда отходы каждой из систем используются другой системой. В биологии это называется симбиозом. Например, «...зеленая зоохлорелла – в теле сувойки; хлорофилльные элементы зоохлореллы разлагают углекислоту дыхания сувойки и выделяют из нее углерод для образования углеводов, нужных зоохлорелле, тогда как освобождающийся кислород вновь служит для дыхания сувойки». (Оба примера из «Тектологии» А.А.Богданова, М: Экономика, 1989 г. т. II, стр. 126, 132, 16).
В результате симбиоза получаются очень эффективные системы, практически без отходов и мало зависящие от внешней среды. Но парадокс в том, что такие системы перестают развиваться, исчерпав, видимо, свои "валентности" необходимые для присоединения новых элементов и дальнейшего развития.
Более сложный пример – экосистема. В ней существуют и развиваются множество видов, зависящих друг от друга. При этом отходы одних видов являются питательной средой для других.
Можно подобное наблюдать и в технических системах. «Изобретательность специалистов Донского НИИ сельского хозяйства и Южного НИИ гидротехники и мелиорации доказала, что автомобильные и тракторные выхлопы могут повысить плодородие солонцовых почв без дополнительного внесения удобрений». (Журнал «Изобретатель и рационализатор» №1, 1985 год). Один из очень эффективных изобретательских приемов так и называется – "вред в пользу".
Понятие идеальности, как главного критерия развития, работает и для искусственных, и для естественных систем. Но предельная формулировка идеальности – системы нет, а функция выполняется – для хвоста сработала, а вот для зайца сработать не может. Граница применимости формулировки лежит не по линии искусственные – естественные системы, как утверждают некоторые авторы. Эта формулировка основана на понятии "функция", и теряет свою применимость за пределами применимости этого понятия.
Техника вся является подчиненной системой, буферной между человеком и природой. Любая техническая система не самоценна, описывается понятием "функция", служит другой технической системе или человеку. Хвост, лапа, почка – являются подсистемами организма, выполняют нужную ему функцию. Хотя это и естественные системы, их развитие подчиняется той же формулировке.
Заяц является частью системы, например – экосистемы. Но заяц существует не для нее, и к зайцу не применимо понятие функция. Виды животных, социальные формирования – являются самоорганизующимися системами и описываются несколько другими понятиями. Вид стремится распространиться во все возможные ниши и доминировать в них. Для этого, безусловно, необходимо увеличение функциональности, но такая постановка вопроса шире.
В знаменателе формулы идеальности таких систем следует поставить тоже более широкое понятие – зависимость от окружающей среды. А факторы расплаты – масса тела, потребление пищи… – частный случай этой зависимости.
Если применить предельный переход для самоорганизующихся систем, получится максимальное распространение влияния при обнулении взаимодействия со средой. Или, если выразиться более "физично", максимизация производства информации (уменьшения внутренней энтропии) при обнулении производства общей энтропии. Информация здесь понимается, как надсистемность, сложность, а не как примитивный одноуровневый порядок.
Эволюционные законы заставляют вид приспосабливаться к условиям внешней среды. Лучшее приспособление – специализация – ведет к доминированию вида в конкретных условиях, но к историческому проигрышу универсальному виду, приспособившемуся к изменениям среды. Млекопитающие за свою теплокровность заплатили энергозатратами, но резко увеличили идеальность, получив независимость от температуры среды.
Древние войны, средневековые, вплоть до девятнадцатого века велись по отработанной схеме. После победы в битве воинам давалось законных три дня на разграбление неприятельского города, снабжение армии ложилось на плечи завоеванного населения.
1812 год. Знаменитая Бородинская битва. Армия Наполеона столкнулась с армией Кутузова. Битва воспета поэтами, но вот кто в ней победил – у разных сторон версии не совпадают. После битвы армия Наполеона заняла Москву. Но к своему удивлению обнаружила пустой город с подвалами полными вина и с абсолютным отсутствием закуски. Без снабжения армии не стало. Вместо армии – неуправляемая, разлагающаяся масса людей, от которой пришлось спасаться самому Наполеону.
Кутузов не мог выиграть битву, но он организовал систему еще более высокого уровня – дальнейший сценарий самой войны. А что же с Бородинской битвой? В военно-стратегическом смысле она вообще не была нужна. Более того, вредна. Без битвы большее количество французов на то же количество еды было бы только большей проблемой для Наполеона.
Но без Бородинского сражения обойтись было нельзя. Никто не позволил бы полководцу сдать Москву без битвы. Она была необходима в имиджевых целях. Нужно чем-то гордиться потомкам, нужна своя мифология.
Своя мифология и у французов, списывающих поражение мощнейшей армии Европы, на распиаренные русские морозы. Миф о морозах звучит не так унизительно, как признание истинной причины. Потерпел крах мародерский способ ведения войны.
Войны двадцатого века велись уже иначе. Развивалась военная логистика, тыловое обеспечение. В двадцать первом веке солдаты воюют со своей кока-колой и с собственными биотуалетами. А победившая армия не только не кормится за счет завоеванного населения, но ей самой приходится его кормить.
Такая армия значительно более затратная, чем мародерская. Но она менее зависима от среды, и значит, имеет большую степень идеальности за счет уменьшения знаменателя.
Внимательный читатель может меня упрекнуть. На социальном уровне самоорганизующейся системой является общество. Армия – это подсистема с четко выраженной функцией.
Это действительно так. Но это касается числителя формулы идеальности. А знаменатель ведет себя так же, как и в самоорганизующихся системах. Кроме того, мы уже говорили об особой убедительности военных примеров. А к обществу мы еще вернемся, когда узнаем чуть побольше.
Раз мы знаем, что системы развиваются в заданном направлении, и мы теперь знаем – в каком, неразумно было бы не использовать это при решении конкретных задач. Это знание используется в ТРИЗ при решении изобретательских задач. В процессе решения задачи по специальным правилам формулируется идеальный конечный результат (ИКР). Решатель еще не знает решения, но формирует его расплывчатый образ. ИКР – это не реальное решение, это полюс, на который указывает компас.
Мыслитель без этих знаний подобен пассажиру затонувшего лайнера посередине незнакомого океана. Он не знает куда плыть и пробует грести в разные стороны. Один из тысячи случайно догребет до нужного берега, остальные потонут. Изобретатель, сформулировавший ИКР, похож на мореплавателя с компасом, который не видит берег за горизонтом, но представляет – где он находится.
Направленность (векторность) – третья важнейшая характеристика сильного мышления.
Кроме компаса мореплавателю еще полезны и карты с указанием рифов и морских течений. Такими картами для сильного мышления являются законы развития систем.