В работах «Закон энергетической экстремальности и
проблемы науки» (Свентицкий И.И.) и «Энтропия, эволюция, теорема Нернста-Планка
и энергетическая экстремальность самоорганизации» (Свентицкий И.И. Свентицкий Иг.И.)
рассмотрены актуальные для ТРИЗ проблемы, но обе работы страдают общим изъяном – стремлением придать статус закона
одному из механизмов, посредством которых реализуется закон сохранения энергии.
Физический закон всегда констатирует сохранение чего-то:
вещества, энергии, количества движения, заряда, спина и т.п. Подавляющее
большинство остальных «законов» на поверку оказываются всего лишь механизмами
реализации законов сохранения. Проблема современных творцов новых «законов»
заключается в том, что большинство законов сохранения открыты задолго до них.
Велик соблазн объявить механизм законом (еще и дав ему при этом свое имя) и
этим поставить себя в одну шеренгу с Планком или Больцманом! Не менее редки
также попытки придать работе статус некого кодекса, т.е. свода законов.
Научности данная эквилибристика не добавляет, но работа может выглядеть очень
солидно.
Назовите «закон выживания» принципом, тенденцией или
механизмом – и сразу исчезнет повод для критики. Нет «закона выживания»! Не все
хотят и любят выживать и никакими законами таких «нежелающих» выживать не
заставишь! Дело совсем не в «законности» стремления к совершенствованию. Это
стремление можно объяснить без «изобретения» новых законов, только вот обойтись
без анализа процессов при этом не удастся. Анализ – занятие неблагодарное,
поэтому легче назвать механизм законом и тем самым избавить себя от скучной
аналитической работы и длинных объяснений. В общем, творец нового «закона» или
кодекса одним махом бьет наповал двух зайцев. А может быть, и больше!
Энтропия и самоорганизация являются механизмами реализации
закона сохранения энергии. Есть у них и еще одно объединяющее начало – и
первое, и второе не может реализоваться иначе, как посредством процессов.
Природа не отдает предпочтения ни одному из этих механизмов – они
равновероятны. К примеру, экзотермические реакции, протекающие с выделением
энергии, столь же вероятны, как и эндотермические, протекающие с поглощением
энергии. Будь преимущество у первых – мир перегреется, а если перевес будет в
пользу вторых – мир застынет. Тот факт, что энтропию термодинамика заметила
сразу, а самоорганизацию – несколько позже, не имеет никакого значения. Своим
сегодняшним состоянием мир обязан балансу энтропийных и самоорганизующих процессов.
Излучение энергии Солнцем – энтропийный процесс, но можно ли считать его
деструктивным, т.е. «плохим», процессом? Так это с каких позиций посмотреть,
ведь природа совершенно не различает, что есть «хорошо» и что есть
«плохо».
Термины «энтропия» и «самоорганизация» по смыслу являются
антонимами, т.е. противоположностями, но таковыми не выглядят. Термин
«самоорганизация» возник, как некое противопоставление термину «организация»,
подразумевающему существование человека. Избавиться от его антропоцентричности
не удастся даже в том случае, если энтропию называть деструктивным процессом, а
самоорганизацию – конструктивным. С точки зрения природы оба этих явления
равнозначны. Вполне возможно, что и сам человек является для нее инструментом
реализации процессов, противоположных энтропии. Хорошо он справляется с этой
ролью и справляется ли вообще – вопросы не для данной статьи.
Процессы накопления энергии не определяют способности
материи к самоорганизации, т.е. созданию развивающихся в пространстве и времени
структур. Эти структуры с успехом могут использовать энергию вне зависимости от
того, каким способом и откуда она в них появилась. Для этих структур важно
обладание энергетической проводимостью. Не менее важно фундаментальное свойство
материи порождать процесс при воздействии энергетического потока, а также
важно, чтобы в этом процессе участвовала Среда, основная роль которой
заключается в рассеивании отработавшей своё энергии. Рассеивание – это же
энтропийный процесс, не менее важный, чем генерация энергии. Считать же эндотермическую
реакцию основой самоорганизации – эта точка зрения не вызывает ничего, кроме
недоумения! А как же быть с полем, способным структурировать пространство,
упорядочивать движение материальных тел и переносить энергию? Ведь это самая,
что ни на есть, самодостаточная основа для возникновения систем.
Процессы порождаются за счет преобразований энергии в
структуре и в их создании принимают участие как сам поток, так и структура. Так
сказать, на равных. Фрактально организованная структура определяет количество
потребляемой энергии! Такое объяснение механизма энергетической экстремальности
является простейшим и, следовательно, самым верным – это одно из толкований
принципа Оккама. При таком подходе имеющихся физических законов оказывается
вполне достаточно и потому новых изобретать не потребуется.
Есть необходимость сказать кое-что о направленности
процессов. Колебания – явление хорошо известное, но надо иметь четкое
представление о их роли в процессном анализе. Колебания представляют симбиоз
разнонаправленных процессов и единственно возможный способ их сосуществования
во времени. В силу физических ограничений однонаправленный процесс не может
длиться бесконечно, поэтому колебания являются наиболее естественным (т.е.
широко используемым) и энергоэкономным способом реализации процессов. Вращение
тел или прямолинейное их движение могут казаться исключениями из этого правила,
но это не так. Для материальной точки, участвующей во вращении, данный процесс
является суммой колебаний по двум взаимно перпендикулярным направлениям.
Бесконечное прямолинейное движение в искривленном гравитацией пространстве
можно рассматривать только как гипотетическую возможность, не имеющую ничего
общего с реальностью. Необходимо также отметить, что для резонанса характерно наиболее
высокое значение добротности (т.е. соотношения между полезным и вредным
процессами) и, следовательно, максимальная проводимость энергетического канала.
Если существуют флуктуации (возмущения) Среды, направленные
на нарушение функционирования или даже разрушение системы, то должны
существовать и процессы, прямо противоположные. Без них возникновение и
существование систем было бы невозможным и не о чем было бы здесь рассуждать.
Внутренние процессы, за счет соблюдения баланса которых обеспечивается функционирование
технических систем, подробно перечислены в работе «М-процессор». Проблема
улучшения главного процесса решается выбором нужного направления (или
комбинации нескольких направлений) развития. Для технических и социальных
систем проблему выбора решает человек, а для остальных – Среда, сама
порождающая разнообразные системы. Во всех случаях именно Среда отбирает
наиболее удачные (т.е. жизнеспособные) варианты.
Поток энергии в системе должен быть стабильным, но реакция
Среды этому препятствует и тем самым нарушает баланс внутренних процессов.
Баланс наглядно характеризуется суммой деструктивных процессов, условно
называемой вредным процессом. В некотором диапазоне воздействий Среды нарушение
баланса может быть терпимым даже без использования такого средства повышения
устойчивости, как отрицательная обратная связь (ООС). Воздействие флуктуаций
может компенсироваться и САМО за счет введения ООС, порождающей анти-процесс,
направленный «противофазно» результирующему действию флуктуаций. Работа ООС
строится на принципе анализа информации и этот способ борьбы с деструктивным
процессом без всякой натяжки можно называть информационным. Система с ООС (или
ее элемент) как бы «знает», что происходит на выходе и соответственно уровню
деструктивного процесса перестраивает свои внутренние процессы. «Знает» - не то
же самое, что «может». Возможности обратной связи ограничены и на каком-то
этапе уровень деструктивных процессов может стать нетерпимым. Наступает время
совершенствовать структуру, либо вовсе менять принцип действия системы. Эти
меры точно так же направлены на создание анти-процесса, но реализуются они уже
на уровне вещественного фрактала. Таким образом, главный процесс удобно
рассматривать, как сосуществование процесса и анти-процесса.
Основной причиной перехода к новому принципу действия служат
физические ограничения, накладываемые Средой на главный процесс. Например, при
улучшении скоростных качеств автомобиля нельзя бесконечно совершенствовать его
амортизаторы, предназначенные для обеспечения постоянства сцепления колеса с
дорогой. Есть предел скорости, выше которого уже не обойтись без схемы
«анти-крыло», которая может быть реализована в виде крыла с отрицательным углом
атаки (в гоночных автомобилях) или приданием специальной формы самому
автомобилю. Эта мера достаточно эффективна, но при дальнейшем возрастании
скорости даже малейшая неровность дороги (это ведь тоже флуктуация Среды) может
сыграть роль трамплина для автомобиля, не способного летать. Достижение большей
скорости уже невозможно без изменения принципа действия, поэтому автомобиль
должен будет превратиться в самолет, а борьба за улучшение главного процесса
продолжится на новом уровне. Здесь становятся актуальными деструктивные факторы
иного порядка – низкая эффективность винтового движителя, автоколебания (шимми,
флаттер, вибрации), нагрев обшивки, наличие «звукового барьера» и т.п. Они
приводят к повышенному расходу энергии, за которую, как и за прочие ресурсы,
надо платить. Одно из очень понятных желаний Потребителя – платить поменьше,
только вот пресловутый «закон выживания» здесь совершенно ни при чем.
Быть может, нежелание Потребителя платить за использование
системы и выглядит, как ее «невыживание», только от самой системы и от Среды
здесь мало чего зависит. Определяющим фактором является соответствие желаний и
возможностей отдельно взятого Потребителя или социальной системы (фирмы,
предприятия или организации). Если система не нужна в одном месте, то она может
оказаться очень нужной в другом, даже если это другое место – музей
антиквариата или жилье бродяги, обитающего около свалки.
Появление современной системы спутниковой навигации никоим
образом не отменяет использования компаса, весьма популярного, скажем, у
туристов или грибников. Когда можно будет считать компас «не выжившим» - трудно
сказать. Скорее всего – никогда, но то, что он на многие сотни лет переживет
автора этих строк – вне всякого сомнения!
«Невыживание» системы – событие не столь яркое и
однозначное, как появление новых технологий и создаваемых для их реализации
новых систем - таких, например, как компьютер. Нет физического закона,
запрещающего пользоваться старинным патефоном или разъезжать на автомобиле,
выпущенном в прошлом веке. До сегодняшнего дня в некоторых странах Азии вспашку
земли производят деревянной сохой, в которую впряжена пара буйволов – и ничего,
тамошних земледельцев это устраивает. Когда они откажутся от использования сохи
– никто не знает, а о законе ее выживания они, земледельцы, не ведают, как
говорится, «ни сном, ни духом». Нужна, вот и используют.
Примечание: Статью
«Закон энергетической экстремальности и проблемы науки» (Свентицкий И.И.) можно
найти на http://karev.narod.ru в разделе
«Изобретателю», а статью «Энтропия, эволюция, теорема Нернста-Планка и
энергетическая экстремальность самоорганизации» (Свентицкий И.И. Свентицкий
Иг.И.) - на http://www.sciteclibrary.ru в разделе
«Статьи и публикации».
А.А.Карев
г.Братск
13.08.03
г.
Дополнено
16.08.03 г.
