Турбулентное мышление. Зарядка для интеллекта - Сергей Ёлкин

Закон полноты частей системы, открытый Г.С. Альтшуллером и воспринимавшийся как откровение, ныне воспринимается как нечто само собой разумеющееся. Было бы странно представить себе жизнеспособной систему, у которой какая-либо важная для функционирования часть не работает. А именно так осуществляется у Альтшуллера сравнение самолёта Можайского (использовавшего паровой двигатель) и самолёта братьев Райт (разработавших первый бензиновый авиационный мотор) [48] .

Закон «энергетической проводимости» системы, на наш взгляд, является частным случаем закона «полноты частей системы». Трудно представить себе инженера, который, нарушая этот закон, надеется на то, что получит работоспособную техническую систему. И этот факт не зависит от того, знает ли инженер о существовании этого закона или нет, как эффективность мышления не зависит по большому счёту от знания строения мозга.

Считать этот «закон» законом или не считать – вопрос спорный. Например, третий закон Ньютона тоже имеет тривиальный характер, но в системе механики могут встретиться задачи, в которых его применение может быть нетривиальным [49] .

Вернёмся к операторам Диала. Оператор перехода одно-многое в проекции на техническую систему или технический объект производит закон «перехода моно системы в би– и полисистему», являющийся частным случаем закона «перехода в надсистему». Собственно последовательное применение операторов одно-много и много-одно, осуществляющих в Диале порождение количества и его жизненный цикл, в ТРИЗ сопоставимо с переходом моно-би-поли-моно, то есть свертыванием системы.

Закон перехода «макросистемы в микросистему» соответствует изменению масштаба, в процессе которого существенно меняются свойства самой системы. В настоящее время происходит полномасштабный переход технологий в область нано. Как известно, в области наноразмеров свойства наночастиц могут измениться до неузнаваемости, так как на таких масштабах характерный размер объектов сравним с длиной пробега электрона, что и оказывает решающее влияние в наномире.

В Диале имеется мощный оператор меры (прорыва меры), в частных случаях представляемый как оператор изменения масштаба, фазового перехода или состояния. Операторы Диала гораздо богаче по содержанию именно потому, что они строятся из первопринципов. Здесь у нас нет ни малейшего желания умалить заслуги великого учёного Генриха Альтшуллера, получившего выдающиеся для своего времени результаты, когда авторы эти строк ещё «под стол пешком не ходили». Но оператор меры в своих частных проявлениях применим к спектру задач, далеко превосходящему задачи поиска новых технических решений.

Закон повышения «степени вепольности», из которого вырастает важная составная часть ТРИЗ – вепольный анализ, соответствует операторам Диала: вещество-поле, поле-вещество и поле-вещество-поле, вещество-поле-вещество и т. д. Закон «вепольности» обладает большой эвристической силой, для решения изобретательских задач. Операторы Диала, соответствующие ему, не так конкретны. Зато имеют гораздо большую – практически неограниченную – сферу применения. Следует заметить, что использование абстрактных операторов само по себе требует ещё дополнительной работы по конкретизации и адаптации их в предметную область.

Ни для кого не секрет, что в процессе эволюции удельные характеристики технических систем улучшаются: мощность двигателя по отношению к его массе растёт, удельный расход топлива на единицу мощности уменьшается, растёт прочность материалов на единицу массы, увеличивается дальность связи при уменьшении мощности излучателей и т. д. Этот факт отражает важный закон повышения «степени идеальности» системы в ТРИЗ. Превращение этого положения в максиму или принцип: «система стремится к полюсу идеальности» превращает его в мощный эвристический инструмент. Этот мощный принцип ТРИЗ заставляет исследователя правильно сориентировать направление своих поисков и даже подсказывает лучшее решение.

Однако, как замечал сам Альтшуллер, закон повышения степени вепольности входит в некое противоречие с законом «повышения степени идеальности», так как, по словам автора ТРИЗ, введение веполя есть шаг назад (или в сторону) от главного направления, задаваемого полюсом идеальности (Альтшуллер, 2003).

На самом деле в этом нет ничего необыкновенного, так как главный закон любой технической системы или её цель – не попасть на «полюс идеальности», а выжить в условиях жёсткой конкуренции и занять свою экотехнологическую нишу.

Б.И. Кудрин выделяет закон «технобиологического подобия» [50] . Это проявление одного из случаев так называемых ранговых распределений, возникающих в условиях борьбы за ограниченные ресурсы, что наблюдается в дикой природе, в эволюции технических и даже социальных систем (Ёлкин, Журова, 2010). В математической форме ранговое распределение описывается законом Ципфа – Мандельброта и является одним из фундаментальных, универсальных распределений [51] .

Природные объекты подчиняются действию многих законов. Например, по закону всемирного тяготения тело должно было бы падать на землю, если оно не имеет опоры или подвеса, однако это не мешает птицам и самолётам летать, опираясь на воздух, а сильным магнитам висеть в воздухе или вакууме без видимой опоры. Другой пример: гравитационное поле на ядерных масштабах несравнимо мало по сравнению с сильным взаимодействием [52] . Однако именно оно, гравитационное, определяет движение планет, звёзд и галактик. То же происходит и в технических системах. Задача инженера, выявить, какой закон развития в данных условиях может оказать существенное воздействие на техническую систему, и найти именно то техническое решение, которое наилучшим образом соответствует этому закону. Скорее всего, это будет то решение, которое либо не разрушает согласованность технической системы, либо ещё больше повышает её.

Закон «согласования ритмики системы». Замечательная находка Г.С. Альтшуллера, однако совершенно непонятно, почему согласована должна быть только ритмика системы. В любой технической или живой, или вообще какой-либо системе для жизнеспособности должно быть согласовано как можно больше частей и процессов. Трудно представить себе какой-либо механизм, у которого не согласованы хотя бы крепёжные элементы (например, диаметры болтов и гаек). В Диале согласование ритмики также имеет важное значение – как в речи и составлении сложных слов, так и в порождении операторов. Почему – становится понятным при работе с контекстом.

Но сначала несколько примеров в тему – на родном языке.

Изобретаем колесо?

На семинаре по развитию инженерно-технического мышления в октябре 2011 года его ведущий и один из авторов этой книги С.В. Ёлкин дал своим слушателям такое задание.

ВОПРОС № 68

«Используя законы развития технических систем (ЗРТС), предсказать, как будет изменяться в ближайшей и отдалённой перспективе автомобильное колесо…»

Хотя вопрос мы предварительно вынесли на рассмотрение пользователей электронного форума «Междисциплинарные исследования», и даже самый стеснительный студент мог скрыть свою боязнь ошибиться за интернетовским ником – уже тогда с вариантами ответов возникли трудности буквально на ровном месте.

Мы попробовали раскачать студенческую аудиторию.

Дмитрий . Автомобильное колесо? Например, будет похоже на шарик компьютерной мыши или «трекбола» и обладать большим числом степеней свобод.

Сергей. Это здорово, увеличение степеней свободы увеличит манёвренность авто. А как будет передаваться усилие от мотора на колесо? Хотя бы гипотетически.

Дмитрий . Электромагнитно. Между прочим, кто сказал, что «мотор» машины будущего будет вращать колёса механически? Ну а если шарики-колёса даже не соприкасаются с корпусом машины. Рассмотрим некоторые этапы эволюции колёсного транспорта! Cперва колеса не было, а были волокуши. Потом догадались взять бревно или несколько брёвен и волоком тащить-катить груз, положив на эти брёвна. Так варяги вместе со своими лодьями могли переходить по суше из реки в реку… Затем догадались брёвна порезать по торцу и получить колёса по типу «блин». Затем перешли к колесу со спицами. Потом на колесо со спицами надели резиновые рессоры и даже гусеницы. Все эти изменения касались колёс в двухмерном измерении, и, чтобы поменять направление движения, надо поворачивать два колеса, закреплённых параллельно на общей оси. Следующий шаг – переход в другое измерение, трёхмерное. Вместо колеса – шар. Автомобиль сможет двигаться не только вперёд-назад, но и вбок, вправо и влево из положения покоя. Следующий шаг вообще отказ от колёс…

Сергей (через несколько дней после начала обсуждения в Интернете). От колёс уже отказались, например, экранолёты.