Геннадій Іванович Іванов
Економічна мудрість буття,
Все нове в ньому шиється з мотлоху
Шекспір
Йдіть туди, де шукають істину,
і біжіть звідти, де її знайшли.
Сократ
Висловлені положення ні в якому разі не претендують на ранг істини в "кінцевої інстанції". Вони тільки відображають розуміння автора про можливий розвиток технічних систем з урахуванням основних положень ТРВЗ і наявних у природі законів самоорганізації та саморозвитку. Автор вважає, що створюваний людиною штучний світ техніки, у міру свого розвитку, буде неминуче зближуватися зі світом природи, зливатися з ним і, нарешті, зникне, ставши частиною самої природи.
У світі самоорганізації та саморозвитку
О першій годині найважливішого у світі відкриття Мені відкрилося, гординю женучи, Що течуть у світі події Чудово течуть без мене. Ігор Губерман Приймаючи, що світ об'єктивний, ми погоджуємося з тим, що він існує поза нами і функціонує, не залежно від нас: - зірки спалахують, не питаючи нашого дозволу, вітри дмуть, незалежно від того хочемо ми цього чи не хочемо, річки вибирають свої шляхи, не погоджуючи їх з нами. Так було завжди і, ймовірно, буде вічно. Вся справа в тому, що за свої справи природа почала значно раніше, ніж ми з'явилися на світ. І до тих пір поки в людства не вистачало сил "підкорювати" природу, справи на Землі склалися не так вже й погано: - не проривалися наспіх побудовані греблі, не вибухали атомні реактори, не страждало живе від імунного дефіциту і не розвивався парниковий ефект Землі. Ми, і тільки ми, створили ці проблеми. Називаючи себе "вершиною творіння природи", ми в той же час ніяк не хочемо визнати, що ми, всього-на-всього, її діти і її невід'ємною частиною. Ми включені в діяльність природи, але ніяк не командуємо нею. Усі наші справи, всі наші "творіння" є лише спроби повторити те, що вже є в природі, що було вже зроблено до нас. Десятиліттями ми, вивчаючи закони аеродинаміки, піднімаємо в небо сотні типів літальних апаратів, і раптом виявляємо, що травневий жук, який за "нашим" законами аеродинаміки літати не повинен, тим не менш, літає. Причому політ цього жука більш економічний і раціональний ніж політ будь-якого з придуманих нами пристроїв - літаків, вертольотів та інших літальних апаратів важчих за повітря. Подібне можна сказати і про наше наземному транспорті. Ми, люди пишаємося винаходом колеса, вважаючи його своїм найбільшим досягненням, самим універсальним і самим економічним пристроєм для пересування. Але тоді чому природа, в якій нічого немає зайвого і не економічного, для пересування своїх підопічних майже не використовує цей чудовий принцип колеса? Відомі лише поодинокі випадки, наприклад, пересування рослини під назвою перекотиполе, яке, дозрівши, набуває круглу форму, і під дією вітру відривається від свого коріння і котиться по полю, розкидаючи свої насіння. А у тваринному світі такі випадки ще рідше. Наприклад, змія або заєць у разі небезпеки, згортаються кільцем і котяться під гору, тікаючи від своїх переслідувачів. Але на рівній поверхні і в спокійних умовах вони все ж таки віддає перевагу звичний для них спосіб пересування. Чому? Та все тому, що саме так економніше і раціональніше! Кроковий або, якщо хочете, дискретний принцип пересування, не вимагає будівництва спеціальних доріг і стеження за їх станом, а головне, не обмежує зони пересування кого-небудь і не завдає шкоди навколишньому середовищу. Посудіть самі - тисячі і тисячі кілометрів доріг покривають родючий шар землі бетонним панциром, позбавляючи її життя і зв'язку із зовнішнім світом Природа надходить більш раціонально і гармонійно. Гармонійність досягається за рахунок точної підгонки всіх підсистемні елементів і рівнів їх організацій. Навіть легке порушення озонового шару в стратосфері загрожує знищенням всього живого на нашій планеті. Спалахи на сонці, відгукуються на землі соціальними хвилюваннями та епідеміями. Найменше порушення рівноваги по тепловій енергії молекул повітря, що знаходяться на різних територіях планети, породжують їх рух, тобто вітер. Все це ми пояснюємо зараз існуванням фізичних, хімічних та інших законів природи, в тому числі законів збереження речовини та енергії. Але не ми, люди, винайшли і ввели в дію ці закони. Це було зроблено до нас. Ми тільки дізналися про їх існування і дізналися, за історичними мірками, зовсім недавно. Нам ще навіть не вистачило часу усвідомити всю значимість, універсальність і всепроникненість цих законів. Тільки нещодавно, на початку 20 століття, великим російським вченим А.А. Богдановим була висловлена і доведено думку про існування закону збереження організації матерії - її видозміни, перетворення, але не зникнення. "Форма мінлива, але вона не знищенна до кінця", * - говорив А.А. Богданов, вкладаючи в поняття форми не тільки зовнішню геометричну форму, а й форму простору і часу, вважаючи їх основними категоріями існування матерії. Розвиваючи цю думку, академік Ю.Г. Антомонов вважає, що, якщо в природі є закон відображає антиентропійну рух матерії та енергії, то, ймовірно, повинен існувати і закон переходу речовини в організацію ".** Отже, енергія, речовина і організація незнищенні, і тільки переходять з одного стану в інший ... Дотримуючись закону діалектичного двуединства процесу розвитку, А. В. Лимаренко обгрунтовує ще більш сміливу думку про те, що "... повинен існувати і зворотний процес - тобто перехід організації в речовину ... "***. Саме цей закон зворотного переходу і визначає фантастичні можливості самоорганізації в природі, де постійно відновлюється постійно руйнується світ. Можливо, це відбувається так: - Речовина, за час свого існування, під дією зовнішніх сил, видоизменясь і перетворюючись, накопичує в собі на молекулярному або атомарному рівні, інформацію про події, що відбуваються. Повільно або швидко, але по закінченню певного часу ця ж речовина неминуче переходить в якій або вид енергії, яка, у свою чергу, так само видозмінюючись, перетворюється на кінцевої стадії свого розвитку, в променеву енергію. І вже ця енергія, несе інформацію про структуру та організацію колись колишнього речовини, вона йде в простір, але так само не зникає, а вловлюється і використовується в іншому місці, іншим об'єктом знаходяться ще на рівні речовини . І якщо цей об'єкт має структуру здатну прийняти, переробити і використовувати інформації, що міститься в променевій енергії, він неминуче скористається цим для побудови своєї структури, своєї організації. Погляньте на будь-яке дерево, і Ви побачите цей процес у дії. Кілька квантів сонячного світла, поглинаються зерном хлорофілу листа дерева, породжують у ньому ті речовини, яких немає ні в грунті, ні в землі, ні в повітрі. Звідки вони взялися? Як листочок міг їх побудувати, хто дав йому інформацію про структуру та організацію цих речовин? На жаль, сучасна наука ще не може дати чітку і обгрунтовану відповідь не тільки на ці питання але і на багатьох інших пов'язані з самоорганизующимися і саморозвиваються природними процесами. Думається, що вся органічна, живе і є основною ланкою, яка забезпечує вічність Всесвіту, перетворюючи ентропійні процеси в зворотні ім. Ймовірно, подібні процеси, хоча і в меншій мірі, відбуваються і в неживій матерії. Ми люди, будучи частиною природи і взаємодіючи з нею, не можемо не брати участь в її процесах. Однак, володіючи певною часткою розуму, і створюючи для себе новий штучний світ техніки, ми майже не користуємося поняттями самоорганізації та саморозвитку. Сп'янілі власною величчю, грубо і бездумно втручаємося в її тонкі процеси. І природа карає нас. Всім відома трагедія Аральського моря. Річки, що впадають у нього, були розділені на тисячі потічків-ариків і спрямовані на поля. Порушився природний водний баланс цілого регіону. Море висохло, грунт на полях засолити, стала не родючої і отримали ми неживого простору куди більше, ніж мали його раніше. Тисячоліття людство оре землю, і чим глибше, тим, вважалося, краще . Селянин-агроном Терентій Мальцев лише нещодавно усвідомив, що глибока оранка безнадійно псує структуру грунту і змінює протікають в ній біохімічні процеси. Багато розвинених країн вже відмовилися від глибокої оранки землі під зернові культури і, зберігаючи її природну структуру, отримують високі врожаї. Сьогодні ми придумали тисячі типів культиваторів для розпушування грунту. Але, виявляється, найкраще розпушують грунт звичайні дощові черв'яки. Проробляючи в грунті тисячі проходів і не шкодячи рослинам, вони не тільки доставляють до коріння вологу і повітря, але і знезаражують землю і забезпечують її добривами. Багато фірми світу зайняті сьогодні штучним вирощуванням дощових черв'яків і їх поселенням на сільськогосподарських угіддях. Ми повинні чітко усвідомлювати, що створюваний нами штучний світ, іменований технічною системою, є всього-на-всього частиною загального миру і, отже, в ньому повинні в максимальному ступені враховуватися і його закони - закони самоорганізації та саморозвитку. Десь, на інтуїтивному рівні, ми прагнемо до цього і захоплюємося тими рішеннями, називаючи їх "красивими", в яких максимальний результат досягається мінімальними засобами. Як правило, в таких рішеннях використовуються природні самоорганізуються процеси.
Ось приклади таких гарних рішень. В одному з інститутів більше десяти років розроблявся особливо міцний бетон для водопропускних каналів ГЕС. Справа в тому, що при швидкому русі потоків рідини на поверхні водоводу виникала кавітація, в результаті якої відбувалося інтенсивне руйнування стінок. А як в подібній ситуації надходить природа? Щоб дізнатися про це, потрібно підійти до будь-якої гірській річці і подивитися на великий камінь, який сотні, а може й тисячі років, лежить на самій її стремніне, але не має кавітаційного зносу. Чому? Шершаві боки каменю обросли мохом і водоростями, вони-то і згладжують вихрові потоки води. Протиріччя "вода повинна заглиблюватися в камінь і не повинна" дозволялося підвищенням ступеня організації руху струменів рідини. Цікаво те, що рослини, оберігаючи камінь від руйнування, самі знаходять надійну опору у живильному, але швидкоплинної середовищі. Ймовірно, інституту варто було б подумати над створенням таких водоводів, на поверхні яких росли б водорості ... Для нейтралізації кислих стоків, що містять сірчану кислоту, зазвичай використовують вапняне молоко, хоча при цьому утворюється гіпс (1,4 т на 1 т кислоти), від якого теж треба позбавлятися. Якщо використовувати в якості нейтралізатора сірчанокислотних стоків мінерал олівін, поклади якого розвідані в різних місцях земної кулі, на виході отримують корисні продукти: кремнезем, магнетит і сірчанокислий магній, причому процес нейтралізації, запущений нагріванням компонентів до 70 ... 1000С, далі самопідтримується. Виробництво молока та м'яса на великих тваринницьких комплексах обмежується, як правило, об'ємом гною. При дослідженні доісторичних звалищ, геохімік виділили незвичайний мінерал - струвит (фосфат магнію-амонію), що призвело до розробки нової технології обробки гною. Досить обробляти в певних умовах стоки тваринницьких комплексів окисом магнію, і може бути отриманий стерильний перегін і нове, повільно чинне фосфат-аммонийное добриво. Для отримання води в пустелі можна скористатися властивістю деяких солей жадібно втягувати пари води, з утворенням кристалогідратів. Саме присутність у грунті таких солей викликає цікавий ефект - деякі ділянки солончаків під ранок стають вологими, а в середині дня висихають. Пористу тканину, просочену хлористим кальцієм, на ніч вивішують на повітрі, а вдень поміщають в темному ящику на сонці, конденсуючи виділилися пари води. Так можна отримати до 1 л води з 1 кв. м тканини. Багато чого можна переглянути у винахідницькій діяльності, якщо в повній мірі пізнати, усвідомити і використовувати природні процеси саморозвитку. Але для цього потрібно зрозуміти сутність самоорганізації та основні механізми її дії. Спробуємо це зробити.
Деякі етапи самоорганізованих процесів
Ми не вправі довільно створювати систему. Вона сама знає, яка вона ...
Молчанов А.М.
З діалектики відомо, що спонукає силою розвитку будь-якого процесу є виникаючі в системах протиріччя. Також відомо, що єдиною формою існування будь-якої матерії є рух. Ні руху, - немає життя, як в прямому, конкретному, так і в найбільш загальному розумінні цього слова. Але й цього мало. Необхідно не просто рух, коли "всі враз"; в цьому випадку немає взаємодії елементів між собою, немає й суперечностей, отже, немає і розвитку. Потрібна певна частка хаосу. Тоді при взаємодії, тобто у разі виникнення протиріч, одні елементи прискорюються, інші - уповільнюються, але жоден з них не залишається без зміни. Відбувається перегрупування наявних елементів, зміна їх форми, зміна агрегатного стану, обмін енергіями як всередині системи, так і з надсістемнимі елементами. Йде нормальний цикл самоорганізації, він буде продовжуватися до тих пір, поки не встановиться деяка рівновага, тобто гармонізація по речовині, простору, виду енергії. Під гармонізацією ми будемо розуміти відсутність протиріч між які входять у систему елементами, складання їх якостей і поява нового, раніше відсутнього якості, придбання нової функції, які дозволять по-новому взаємодіяти з найближчою сусідній системою, виявити в ній невідповідність, протиріччя і повторити шлях спочатку. Процес самоорганізації повторюється, але на більш високому рівні, усуваючи там наявні протиріччя. Якщо ми згодні з тим, що рух (енергія) і речовина вічні і незнищенні, а лише переходять із одного виду в інший, то тоді ми повинні погодитися і з тим, що процес самоорганізації також вічний і незнищенний. Класики матеріалістичної діалектики визначили, що техніка - це модифікований елемент природи, отже, і в ній повинні зберігатися основні природні принципи самоорганізації елементів. Аналіз винаходів високого рівня підтверджує це припущення. Дійсно, в основі таких винаходів лежать відкриття, в яких зареєстровані самоорганізуються процеси у природі. Піонерні винаходу - це ті, в яких використані елементи самоорганізації.
Ось кілька прикладів, які підтверджують сказане.
Відкриття СРСР № 333 (1948 р.) "Явище самосинхронізації обертових тіл (роторів)". Виявляється, якщо обертові елементи встановити на одне загальне підставу, то вони починають самоподстраіваться один до одного і роблять це без будь-яких допоміжних пристроїв. На основі цього відкриття розроблено цілий клас нових вібраційних пристроїв - конвеєри, живильники, млини, флотаційні машини та інші.
Відкриття СРСР № 12 (1951 р.) "самоусіленія електромагнітних хвиль, що проходять через середовище з наявністю надлишкової концентрації збуджених частинок". На основі цього відкриття створена нова наука - квантова електроніка, і нові технічні системи - мазери і лазери, нові види наддалекої зв'язку, нові способи обробки матеріалів і т.д. Всім відомий ефект виборчого переносу при терті (ефект безизносності і самовідновлення) вперше був представлений у вигляді винаходу. Значно пізніше з'ясувалося, що це явище носить універсальний характер, і воно було визнане відкриттям СРСР № 41 з пріоритетом від 1959 р.
Відкриття СРСР № 350 (1968 р.) "Явище самофокусіровкі пучка заряджених частинок в однорідному змінному електричному полі". Відкриття дало можливість створити нове покоління лінійних прискорювачів іонів. Вимога до зменшення габаритів радіотехніки призвело до створення атомарно-молекулярної самозбірки радіотехнічних деталей. Для цього створюються умови, при яких молекули або атоми потрібного речовини самі об'єднуються в групи, створюючи потрібний радіоелемент. З'являється можливість вмістити в один кристал ціле сімейство ЕОМ, що володіють унікальними можливостями!
Подібне відбувається і в машинобудуванні. Сьогодні розробляється технологія, за якою металеву деталь, наприклад, трубу отримують безпосередньо з руди. Тут теж задіяні процеси самоорганізації, точніше самопостроенія молекул заліза в потрібну форму деталі. І, що б ми не робили, вигадуючи свої нові технічні системи, вони ніколи не будуть працювати добре, якщо в них не задіяні самоорганізуються природні процеси.
А поки ми спробуємо на простому досвіді виявити, хоча б деякі етапи самоорганізованих процесів. Піднімемо високо над землею камінь і випустимо його з рук. Що станеться? Відповідь досить проста: камінь почне прямовисно падати до Землі. Але чому камінь полетів саме туди, куди ми очікували? Що змусило його вибрати цей єдиний шлях? І тут відповідь здається очевидним: камінь летить по найкоротшій прямій до центру Землі під дією сили гравітації. Рух самоорганізувалися. Можна стверджувати, що для процесу самоорганізації необхідна наявність хоча б однієї сили. А чи є у Всесвіті хоча б маленьку ділянку, де б були відсутні сили взагалі? Звичайно, ні! Отже, процеси самоорганізації протікають всюди. Абсолютний хаос в природі принципово неможливий.
Теорія Рамсея стверджує, що будь-який хаос обов'язково містить впорядковану підструктуру. Більш того, фахівець з математичної фізики С.П. Курдюмов дійшов висновку: "Хаос може виступати як надскладне впорядкованість ... і містить в собі все необхідне для народження величезного числа упорядкованих структур різного типу, як завгодно складних і закінчених". Отже, хаос - це "протоплазма порядку". Це необхідна умова зародження гармонії. Але немає в природі і абсолютної гармонії, абсолютного порядку. Це означало б кінець світу, кінець саморозвитку. Сальвадор Далі писав: "Не бійтеся досконалості, вам його все одно ніколи не досягти". Розмірковуючи про самоорганізацію матерії, можна говорити лише про ступінь її розвитку, але ніяк не про її початку і кінці. Процес самоорганізації невознікаем і незнищимо, він вічний, відбувається завжди, але в залежності від оточуючих умов він може бути бурхливим, вибухоподібному або ж, навпаки, повільним і непомітним.
Продовжимо спостереження за падінням каменю. Ось він, у повній відповідності з законом Ньютона, набираючи швидкість, наближається до Землі. Якщо Ви і тепер стверджуєте, що його політ триває по прямій лінії, то мені доведеться сказати, що Ви помиляєтеся. Будь-яке явище, розвиваючись, змінює свою сутність, і всяке нове - результат розвитку старого. Так і в нашому випадку.
Падаючи, камінь збільшує свою швидкість і буде змушений штовхати попереду себе ущільнений стовп повітря. Для цього вже необхідно додатково витрачати частину своєї енергії і тому каменю легше зісковзнути з цієї подушки в бік, в зону, де менше ущільнений повітря, і вже там продовжувати свій політ. Потім все повторюється. Таким чином, прямолінійний рух каменю замінюється складним криволінійним або зигзагоподібним. Сталося те, що можна назвати першим етапом саморозвитку - зміна форми руху об'єкта в просторі. Це виникло в результаті вирішення суперечності: - Камінь, підкоряючись гравітаційним силам, спрямованим до центру Землі, повинен летіти по прямій, вниз. Але камінь не може летіти прямовисно вниз, тому що цьому заважає ущільнений перед ним стовп повітря.
Протиріччя дозволяється зміною форми руху в просторі: - в одному місці прямолінійний, в іншому - криволінійний. Ще більш підвищимо швидкість падіння каменя. Починають з'являтися інші явища - сила тертя, нагрівання каменю про повітря і т.д. Виникають нові протиріччя, які для свого вирішення потребує залучення наступних етапів самоорганізації та саморозвитку. Зростання тертя об повітря розігріває камінь, і він стає м'яким. Під дією набігаючого потоку повітря камінь починає змінювати не тільки форму свого руху, але і відповідну матеріальну форму. Ось він оплавляється, потім подовжується, перетворюючись на витягнуту краплю, яка має ідеальні аеродинамічні якості. Саме таку форму набувають метеорити, влітаючи в атмосферу Землі.
Настав другий етап саморозвитку, при якому вже змінюється форма самого об'єкта. Розвиток цього етапу призведе до того, що буде перехід в бі-і полисистему, тобто камінь розділиться на дві, три і більше частин, поки не перетвориться в летить хмара.
На цьому можливості зміни форми каменя вичерпалися. При збільшенні швидкості руху, під дією температурного нагрівання об повітря, частки каменю стануть змінювати своє агрегатний стан - ось вони вже рідкі, потім газоподібні, нарешті, розчиняються в атмосфері повітря, стаючи його частиною. Камінь став газом серед газу.
Тут ми вже бачимо третій, завершальний етап саморозвитку, при якому відбувається зміна агрегатного стану об'єкта і передача його сутності надсистеме з виникненням максимального узгодження і гармонізації з навколишнім надсістемой. У нашому випадку, хоча і сталося зникнення каменю, зате не підвищити рівень організації атмосфери як надсистеми, яка стала більш складною і більш багатофункціональною. Включивши в себе атоми первинних хімічний сполук каменю, повітря отримав можливість взаємодіяти з великим числом інших елементів та іншими надсистемами.
Процес саморозвитку не зупинився, а поширився на більшу кількість об'єктів. Отже, повітря набув більш високу ступінь своєї організації, ставши складніше за складом, і, отже, більш багатофункціональним. Спрацював черговий етап саморозвитку - передача функції системи елементам найближчій надсистеми.
У світі природи ніщо не зникає, а лише переходить з одного стану в інший, створюючи висхідні або спадні спіралі у розвитку речовини, енергії, організації. Все це в рівній мірі відноситься і до людини, як до об'єкта матерії наділеного часткою розуму. Людство це камінь летить у нескінченності космосу? ...
Розвиток самоорганізованих процесів в будь-якому об'єкті неминуче пов'язане зі зміною його агрегатного стану - тверде, рідке, газоподібне, плазмовий. Потім виникає корпускулярно - квантовий стан, яке в своєму граничному розвитку, ймовірно, переходить в полі інформації, яке вже й використовується іншими об'єктами для своєї побудови та розвитку. Однак слід зауважити, що існування природного поля інформації або, як ще кажуть, поля організації, поки знаходиться в області наукових припущень і здогадів. Наука ще не вміє їх виявляти, вимірювати і, тим більше, свідомо використовувати. Ймовірно все це ще попереду. І якщо таке трапиться, то є люди навчаться приймати, надсилати і використовувати інформаційні поля, то людська цивілізація переживе бурхливий розвиток, у порівнянні з яким відкриття електрики, радіо, атомної енергії буде здаватися дитячими забавами.
Наприклад, в науковому світі вже давно обговорюється можливість польоту людини до інших зірок, але єдиної думки так і не склалося. Справа в тому, найближча до нас зірка - Проксима Центавра розташована на відстані більше чотирьох світлових років. А це значить, що світло, який летить у космосі зі швидкістю 300 000 (!) Кілометрів на секунду тільки за чотири з гаком роки може дістатися від нас до цієї зірки. Вище швидкості світла в природі не існує. За найоптимальнішим прогнозами людина в майбутньому може створити ракету на ядерному паливі, яка зможе летіти зі швидкістю 100 кілометрів на секунду, але все одно це в 3000 повільніше, ніж рухається світло. Виходить, що навіть на самій супершвидкий ракеті ми можемо дістатися до найближчої зірки лише за 12 тисяч (!) Років. Кому потрібен буде такий космонавт, який повернеться на Землю через 24 тисячі років? Навіть сучасна цивілізація не нараховує стільки років ... Як бути? Вирішення цієї проблеми можливе якщо посилати в політ не людини, а його інформаційно - організаційне поле! Для цього з людини зчитують всю інформацію про його молекулярно-атомарному будову, способі мислення, знання, а так само всі інші показники і все це у вигляді пучка інформаційної енергії зі швидкістю світла, засилають в потрібну точку простору. Наявні там речовини, беручи отриману інформацію, вже самі створюють посланий об'єкт перетворюючи інформацію в матерію. І це буде відбуватися на основі загальних природних самоорганізуються і саморозвиваються процесів. Але все це в майбутньому.
А зараз поки відзначимо для себе наступне:
1. Спонукає силою самоорганізації в системі є протиріччя, які виникають при появі нової сили (поля) з надсистеми або при зміні наявних сил. В якості сили, що надходить з надсистеми, можуть виступати будь-які, існуючі в природі поля: теплові, механічні, електромагнітні та інші аж до інформаційних і тимчасових. Чим менше рівень гармонії в системі, тим менша сила потрібна для початку нового етапу самоорганізації. І навпаки. (Але, ймовірно, існує якийсь граничний рівень гармонії, після якого зусилля для "перебудови" не зростають, а різко падають.)
2. Будь-яка система неоднорідна (інакше вона не була б системою), тому її елементи не однаково реагують на який надійшов ззовні силу (поле), і, отже, не однаково змінюються. Наявні раніше гармонізовані (усталені) відносини порушуються. Виникає дисбаланс, виникають нові протиріччя між елементами системи. Ці протиріччя можуть мати різні види: - повна протилежність, часткова протилежність, повна різницю, часткова різниця, повне розходження, часткове розходження, часткове єдність, часткове тотожність, і, нарешті, повну тотожність. Але, як вже зазначалося раніше, повної протилежності (абсолютного хаосу) і повної тотожності (абсолютної гармонії) принципово в природі не існує.
3. Дозвіл протиріч в самоорганізованих процесах супроводжується такими фазовими змінами: - змінюється форма руху об'єкта спочатку на макрорівні, потім на мікрорівні від нерухомого стану об'єкт переходить до руху по лінії, потім у площині, і, нарешті, в обсязі. - Примітка: На мікрорівні речовини рух молекул, атомів, електронів ніколи не припиняється, але під дією зовнішніх сил вони також змінюють форму свого руху; - змінюється зовнішня форма самого об'єкта-від простих прямолінійних форм він переходить до складних, об'ємним складовим; - змінюється агрегатний стан об'єкта-від використання твердого речовини до рідкого, газоподібного, плазмовому. У крайніх формах матерія об'єкта перетворюється на променисту форму існування у вигляді світла та інших електромагнітних полів в кінцевому стані які, як ми вже говорили, можливо переходять в інформаційні поля використовуються для побудови нової речовини. - Зміна об'єкта може тимчасово зупинитися на кожному з перерахованих етапів, якщо там відбулося повне розв'язання суперечності і елементи, согласовавшись, утворили нові стійкі відносини або об'єдналися з утворенням одного нового елемента з новими якостями. На кожній фазі задіюються можливості "Моно-Бі-Полі".
4. Дозволивши всередині себе протиріччя і перебудувавшись, об'єкт починає мати новими якостями і тому виникають нові відносини з надсістемнимі елементами. Таким чином процес самоорганізації триває, захоплюючи все нові й нові елементи, продовжуючись вічно. У ньому одночасно відбуваються явища ентропії (розсіювання енергії) і антіентропія (концентрації енергії). Ентропійні явища переважають у міжсистемних відносинах. Антіентропійний - у внутрішньосистемних відносинах, особливо в системах рослинного і тваринного світу. У міжсистемних відносинах енергія (поле) йде з системи у відкритий простір, порозненно засвоюючись різними (багатьма) іншими системами. Під внутрішньосистемних відносинах - (внутрисистемное саморозвиток) прийшла із зовні, енергія концентрується (накопичується) і йде на підвищення гармонії елементів. Але настає момент "пересичення", коли у елементів вибираються можливості зміни "перебудови" себе і відбувається викид енергії у вигляді вибуху або еволюційного, повільного розпаду. Звільнена енергія знову йде у надсістему і ... процес повторюється, але вже в іншому місці.
Нагадуємо, що висловлені нами становища в жодному разі не претендують на повне розкриття самоорганізованих процесів у природі, і не є істиною в "кінцевої інстанції". Окреслені етапи, ймовірно, відображають лише дуже грубу схему складного процесу. Необхідно глибоке вивчення і виявлення конкретних механізмів самоорганізації та саморозвитку в природі. Ця робота, ймовірно, зажадає зусиль кількох поколінь дослідників. А зараз поки що можна звернути увагу на те, що відомий в теорії розв'язання винахідницьких завдань - ТРВЗ, закон наближення до ідеалу не є вигадка людини, це є приватний випадок прояву великого закону саморозвитку і самоорганізації матерії. І чим повніше й ефективніше ми задіємо поняття "ідеальності" при створенні нових систем, в яких "все робиться саме", тим більшою мірою ми використовуємо самоорганізуються процеси, а значить, більшою мірою узгоджується з природою. Цим же етапах саморозвитку відповідають закони єдності протиріч, передачі функції надсистеме, динамізації, перехід на мікрорівень та інші.
Розвивати, щоб знищити ...
Дорога до істини замовлена
Не розуміючим того,
Що суть непросто глибше розуму,
Але поза можливостей його.
Тепер, коли ми трохи познайомилися з основними принциповими положеннями (етапами) процесів саморозвитку, а так само з деякими законами розвитку технічних систем і побачили, що вони співзвучні, ми можемо подумати і про те, якою ж буде техніка далекого майбутнього.
Розмірковуючи з цих позицій багато, прийдуть до парадоксальної думки - якщо розвивати і тим самим наближати нашу сучасну техніку до її ідеалу, то вона повинна зникнути. Відбудеться це не тому, що ми раптом відмовимося від техніки, як такої, і повернемося до первісного стану, а тому, що функцію техніки візьмуть на себе природні елементи. Все навколо нас, починаючи від нижньої білизни, житла, автомобіля і закінчуючи суперкомп'ютерами, - все це створені нами штучні системи, без яких не мислима наше життя. Відмовитися від усього цього ми вже не можемо, але і продовжувати так жити, все більше віддаляючись від природи, ми теж не можемо. Що ж робити?
Давайте трохи поміркуємо. Техніка це своєрідне "продовження" наших людських органів. Наприклад, ходулі, візки, коляски, автомобілі та інші пристрої пересування - це наші ноги. Молоток, лопата, мотика, бульдозер, підйомний кран - це наші руки. Кусачки, дробарки, млини - наші зуби. Окуляри, мікроскоп, телескоп, фотоапарат, відеокамера - це очі. Телефон, радіо, магнітофон, комп'ютер - наші вуха, голосові зв'язки, мозок. І так далі і так далі. Завдяки технічним системам людина стала в десятки і сотні разів швидше перемішатися в просторі, зупиняти річки, зносити гори, бачити і чути за тисячі кілометрів, запам'ятовувати величезні обсяги інформації та миттєво приймати рішення. Хіба може тепер людина відмовитися від могутності, яке йому дає техніка? Звичайно, немає. Більш того, він продовжує і буде продовжувати її розвивати, тому що це збільшує його можливості. Але, захопившись досягненням своєї мети, людина грубо і, ймовірно, не завжди усвідомлено втручається в самоорганізуються природні процеси.
Покарання виникає невідворотно. У містах з розвиненою промисловістю і автомобільним рухом, люди задихаються від промислових викидів і вихлопних газів. Неправильно виконані меліоративні роботи призводять до засолення грунту, на якій вже нічого протягом багатьох сотень років, зростати не буде. Повальне і безконтрольне лікування сильними антибіотиками призвело до того, що захворювань стало більше. І так багато в чому. Якщо ми й надалі таким же чином будемо "розвивати" свою могутність, то незабаром остаточно "переможемо" природу і зникнемо разом з нею. Бути може, ми ще якось спробуємо зберегти себе, створюючи нову штучне середовище проживання, так званий "безпріродний технічний світ". Але щоб жити в ньому досить довгий час, ми повинні будемо ввести в нього все ті ж самоорганізуються і саморозвиваються процеси, тобто будемо повторювати прежнею, нами знищену природу. А потім все повториться з початку ...
Здоровий глузд підказує, що завжди краще зберегти наявний світ, ніж, зруйнувавши його, починати будувати такий же. З цієї причини, і під страхом свого зникнення, людство неминуче "порозумнішає" і займеться ... знищенням існуючої техніки, яка спрямована на руйнування природи. Це буде відбуватися поступово протягом багатьох десятків, а може й сотень років. З'явиться техніка, яка буде все більше і більше узгоджуватися з навколишнім середовищем і підпорядковується законам її розвитку. Приклади цьому є вже зараз. Наприклад, транспорт на повітряній подушці - для нього не потрібно будувати спеціальних доріг. Або, магнітний кульковий сепаратор, який при розпушуванні не перевертає грунт, а тому в ній не порушуються біологічні процеси Контактні лінзи, що застосовуються для корекції зору та багато іншого. Поступово і ця техніка, ймовірно, в багатьох областях поступиться своїм місцем іншій, яка буде вже не тільки зберігати природу, а й участь в синтезі її елементів, тобто в розвитку самої природи. Така техніка вже не відрізняється від природи, так як вона буде сама природа. Це відповідає основним етапам самоорганізації, з якими ми познайомилися в попередньому розділі.
Відрадно відзначити, що такі природні "технічні" системи вже починають з'являтися. Наприклад, спеціально вирощувані хробаки, які виконують функцію того ж культиватора, тобто розпушують грунт біля коріння рослин, забезпечуючи їм вступ азоту з повітря. Або мікроби, які очищають воду від забруднення, виконуючи роботу технічних фільтрів, чи мікроби, яких використовують для видобутку корисних копалин. Навіть у мікроелектронної техніки все більше застосування починають знаходити живі комірки пам'яті, в якості яких використовують різні мікроорганізми. (Про приклади застосування біологічних об'єктів у ізобртетатьстве можна подивитися в Картотеці біологічних ефектів).
Отже, ми бачимо, що людина поступово переходить від техніки пріродоразрушающей до техніки природосберегающей, а далі - до пріродосозідающей. Ці процеси будуть все більш і більш розвиватися, знищуючи і заміщаючи существующею техніку на системи, в яких в максимальній мірі використовуються природні принципи самоорганізації та саморозвитку. До такої ж думки ми прийдемо, якщо будемо розглядати еволюцію техніки з позиції вже відомих в ТРИЗ, перевірених і використовуються на практиці, законів її розвитку.
Основний закон розвитку технічної системи - це закон наближення до ідеалу, який має свої щаблі - збільшення кількості виконуваних функцій, згортання в робочий орган, передача функції елементам надсистеми. Зараз нас цікавить останній ступінь - передача функції надсистеме. Що при цьому відбувається? А відбувається те, що на якомусь черговому етапі свого розвитку технічна система остаточно передає виконання своєї функції, який то вищої, по відношенню до неї, надсистеме, а сама зникає, тобто, досягає ідеалу. Передача функцій йде поелементно і поетапно, захоплюючи все більш високі надсістемние рівні. При цьому, система, яка поетапно передає свої функції на поверх вище, все більш спрощується і, нарешті, зникає, - тобто досягає ідеалу. А що прийняли ці функції надсістемние елементи ускладнюється. При зростанні вимог що пред'являються до технічної системи, цей процес йде безперервно і, як вже зазначалося, досягає найвищої надсистеми. А що є найвищою надсістемой? Звичайно це природа! Тоді виходить, що всі ті функції, які зараз виконує техніка, будуть поступово передаватися природним елементам, в яких людина навчиться задіяти наявні в них процеси самоорганізації та саморозвитку.
Розглянемо кілька прикладів.
Локомотив, іменований паровозом, в недалекому минулому, був масовим засобом пересування і мав при собі окрему технічну систему для вироблення енергії, - топку і паровий котел. Але, розвиваючись, паровоз перетворився на електровоз в якому вже немає системи вироблення енергії - ця функція була передана надсістемному елементу - електростанції. А, як відомо, найбільш економічні електростанції це ті, які використовують енергію падаючої води або теплову енергію парових гейзерів. Таким чином, технічна система для вироблення енергії, що була колись - то на паровозі у вигляді топки і котла,, зникла передавши свою функцію природним елементам.
До речі, багато фахівців з енергетики вважають, що людство в недалекому майбутньому основну частину електроенергії буде отримувати, перетворюючи енергію океану і повітря.
Повернемося до локомотива, який став вже електровозом. Для того, щоб подати на нього електроенергію спочатку мали на опорах два контактних дроти. Потім функція одного з проводів була передана елементам найближчій надсистеми, тобто рейках - у повітрі залишився один провід. У підземному залізничному транспорті, де відсутня ймовірність появи на рейках будь-яких живих істот, проводів несучих електроенергію локомотиву взагалі немає. Цю функцію повністю взяли на себе залізничні рейки. Провід стали ідеальними, тобто вони зникли ... Розглянемо тепер, імеюшеюся в електровозі, систему перетворення електричної енергії в механічну енергію руху. І тут ми побачимо ту ж картину - електродвигун, ставши лінійним, функцію свого якоря передав знову ж залізничних рейках, які вже самі штовхають локомотив, використовуючи електромагнітні поля. Зникли не тільки обертові частини двигуна, але і колеса - вони перетворилися на електромагнітні силові лінії, тобто в природний елемент. Власне, локомотива, як такого, вже й не стало - його головну, основну функцію - штовхати вагони, повністю взяли на себе елементи надсистеми - залізничні рейки. Тепер їхня черга, удосконалюючись, зрадити свою функцію елементам найближчій надсистеми. У даному випадку такими елементами можуть бути лише земля або повітря. Як це станеться поки не зовсім ясно, але відбудеться обов'язково. Вже ведуться обнадійливі лабораторні дослідження з передачі електроенергії по повітрю. Вже по землі можна передавати імпульси енергії, які уловлюються в певному місці і в певний час. Наука не бачить принципових заборон на такі можливості. Більше того, сьогодні багатьма вченими серйозно обговорюються проблеми пов'язані з використанням та управлінням гравітаційної енергії Землі. При вирішенні цих питань, взагалі відпаде потреба в будівництві яких або електростанцій і засобів передачі електричної енергії. Все буде робити природа!
Подібна картина, але зі своїми особливостями, відбувається і з іншими видами транспорту. Сьогодні значний інтерес викликають фантастичне і вже зовсім незрозуміле явище, так зване, левітація - ширяння людини в повітрі. Що це таке? Як це може бути? І якщо це не фальсифікація і не обман, то це може відбуватися тільки за рахунок яких то ще не пізнаних сил природи, які людина обов'язково навчиться використовувати. І коли це відбудеться, тоді, при нашому бажанні, рухом лише однієї думки, ми будемо переміщатися в просторі, потрапляючи в потрібне місце і в потрібний час. А де наш старий добрий паровоз?
Отже, розвиток транспортної системи поступово призводить (і приведе!) До її знищення тому, що функції її штучних (технічних) елементів спочатку частково, а потім повністю передаються природним елементам. Якщо проаналізувати будь-яку іншу развивающеюся технічну систему, потреба в якій весь час зростає, то ми знову побачимо повторення вже описаних кроків. Тобто, поетапна передача функцій по ієрархічним сходами на початку всередині самої технічної системи (до її згортання в один робочий орган), потім передача цієї функції елементам природи з задіянням наявних у них процесів самоорганізації та саморозвитку. А це означає, що, наприклад радіо, телефон, телевізор, як технічні засоби зв'язку, зникнуть. Ми, якимось чином, навчимося використовувати природні фонові електромагнітні та біологічні поля для безпосередньої передачі звукових і візуальних повідомлень, від людини до людини. Не буде заводів у звичному розумінні цього слова, - будуть якісь природні природні ділянки, що виробляють нам потрібну продукцію. І так у всьому ... Тому, чим більше людина буде проявляти свою творчу активність при вдосконаленні, створюваної ним, штучної технічної системи, тим швидше вона буде їм знищуватися, замінюючись природного. Коли це станеться повністю, людина отримає фантастичні можливості для свого розвитку, щоб ефективніше виконувати свою функцію. А яка вона в нього? Навіщо ми потрібні?
Навіщо ми потрібні
Бог є Світовий Розум, який перебуває поза матеріальної природи
Філон Олександрійський.
У Ньому було життя, і життя було світло Людей. І світло в темряві світить, і темрява е обгорнула його ... Євангеліє від Іоанна.
З раннього дитинства у мене збереглося одне, досить сильний спогад Чомусь, я опинився один в незнайомому будинку і кілька годин був повністю наданий сам собі. Звичайно ж, було цікаво обстежити весь будинок. У результаті цих досліджень з'ясувалося, що на кухні полки з посудом трималися не дуже міцно, а у ванній, - якщо затиснути кран пальцем, утворюється шикарний фонтан, який діставав до всіх стін і стелі. У холодильнику, в якому мені теж треба було побувати, виявилося занадто холодно, і тому я відкрив всі його дверцята. Але найбільше мене залучили старовинні маятниковий годинник, які стояли на підлозі у вітальні кімнаті і мирно цокали. Я став пильно їх розглядати, і зауважив, що хвилинна стрілка ще як рухалася, але годинна прямо - таки застигла на місці. Звичайно, по дитячих поняттями, годинники були несправними, і їм був потрібний терміновий ремонт! Як у кожного поважаючого себе хлопчаки, у мене в кишені завжди були якісь гвоздики, зволікання, гачки і інші дуже потрібні і корисні речі. З їх допомогою я зняв стрілки, відігнув циферблат і заглянув усередину. Там було ще цікавіше - смикалися які - то коліщатка і шестерінки, чіпляючись один за одного і явно заважаючи один одному. Їх необхідно було звільнити, щоб вони оберталися вільно. Але з цим я вирішив розібратися трохи пізніше. А ось маятник мене стурбував сильніше - він чомусь просто гойдався, н зовсім не обертався, як всі інші деталі. Звичайно, це було головною причиною несправності годин! Все стало зрозуміло, і я з задоволенням взявся за ремонт. Закінчити його мені не вдалося, - чия то сильна рука витягла мене з годинника і поставила на підлогу в кут кімнати. Що було далі згадувати вже нецікаво. Минуло багато років. Я закінчив навчальний заклад і працював механіком на одному із заводів. Вільний час присвячував своєму улюбленому хобі - відновленню механічних годинників. Одного разу наш старий сімейний знайомий приніс мені на ремонт великі механічні годинники, які вразили мене своєю красою, витонченістю та унікальністю конструкції. Таких годин я ніколи раніше не бачив і тому, затамувавши подих, з величезною обережністю приступив до їх огляду. Знадобилася тільки невелика регулювання анкерного механізму і крапелька чистого машинного масла, щоб годинник знову пішли, розмірно отстуківая секунди. Я був радий, що мені не довелося в цьому годиннику що - або змінювати або переточують, - вони були сама досконалість, а тому всяка зміна тільки б погіршило їх. Однак я звернув увагу на якісь дивні глибокі подряпини, які були на циферблаті і маятник. Навіщо, який дурень це зробив?! І тут я з великим соромом згадав зі свого дитинства той самий "ремонтний" день коли мало не знищив досконалість. Це були ті ж самі години ...
Шановний читач, чи не здається вам, що, щось подібне відбувається і в історії людства. Я не маю на увазі ставлення до годинників, я маю на увазі ставлення людини до природи. На загальне переконання філософів, істориків і суспільствознавців людство ще не вступило в пору своєї зрілості, воно ще дитя природи і багато в чому надходить по дитячому - нерозумно і егоїстично. Як усяка дитина, ми намагаємося зрозуміти сутність речі не за її прояву і функції, а шляхом її розкриття і руйнування. Тільки трохи більше двохсот років тому ми дізналися про існування електрики, тільки в останні сто років стали здогадуватися про загальність зв'язків людини з космосом, про існування мікрокосмосу та ядерної енергії. Болісно довго, через нескінченні війни і конфлікти, приходимо до думки про велич людини і про безцінність його життя, про те, що співпрацювати і любити один одного набагато вигідніше і економічніше, ніж вбивати один одного. Бо будь-яка війна, яка б вона не була по тривалості і жорстокості, закінчується одним і тим же - перемир'ям і відновленням добрих відносин. Ми вже майже зрозуміли, що краще зберігати наявне, ніж руйнувати його і знову створювати таке ж. Закон збереження енергії, що лежить в основі процесів самоорганізації в природі, не допускає безцільної витрати енергії без її перетворення на іншу форму. Йде повільний і не завжди рівний процес початкового етапу самоорганізації спільноти людей. Пам'ятаєте? "Порядку передує хаос". Природа терпляче чекає наше дорослішання, але часом вже чути її гнівний окрик, коли в своїх діях ми втрачаємо почуття міри і повага до того, що зроблено до нас. Ми робимося сильніше, а тому деякі наші нерозумні дії стають небезпечними Мине ще кілька сотень років і ми, підкоряючись законам саморозвитку, збільшимо ступінь гармонії у відносинах не тільки між собою, але і з усією природою. Етап руйнування, при усуненні протиріч, заміниться етапом узгодження, коли для вирішення протиріч, що спонукають нас до розвитку, ми будемо докладати творчі зусилля, виробляючи рішення не знищують або пошкоджують наявні елементи а розвиваючі їх. На це, ймовірно, піде ще кілька сотень років або навіть тисячоліть. Максимально согласовавшись з природою, ми потім будемо багато мільйонів років брати участь в її пріродообразующіх процесах, досягаючи обопільного досконалості. Будемо спонукати природу до руху, видозміні, а, отже, продовжувати її і свою людське життя. Але, відповідно до третім етапом самоорганізації, з часом, ми самі станемо частиною природи, розчинимося з нею і будемо невіддільні від неї. Відповідно до принципів саморозвитку, природа сама себе повинна зберігати, продовжувати і спонукати до видозміни. І це вона робить! Ми і є той її елемент, який бере участь у цих процесах. Для цього ми і наділені часткою розуму і здібностями до творчості. Видозмінюючись і удосконалюючись, ми, звичайно, не залишимося такими, якими є сьогодні, - ні з образу, ні щодо дій, ні по думках. Будучи частиною самоорганізується матерії, ми приймемо якусь нову форму існування і увійдемо у взаємодію вже з іншими, більш віддаленими світами. І тоді знову виникнуть, вже відомі нам етапи самоорганізації - боротьба, узгодження, співпраця, об'єднання, побудова нової більш складної і більш досконалої структури. Це і є призначення розумної матерії, тобто нас. * * *
Про роль людства міркували багато великі вчені. Всі вони приходили до думки, що в природі немає нічого зайвого і недоцільного і, що людина є однією з її головних і основних елементів, так як тільки він наділений творчим розумом. Найбільш сміливі припущення про призначення людини в природі висунув основоположник російської космонавтики, вчений і мислитель Костянтин Едуардович Ціолковський.
Він говорив: "... матерія за посередництвом людини не тільки сходить на вищий рівень свого розвитку, але починає мало-помалу пізнавати саму себе. ... Скрізь і всюди одна матерія, але в ній - то вся суть справи! ... Люди, тварини і рослини - все це тільки ступені розвитку матерії і тільки матерії, яка живе і мислить в образі людини. Невже ви думаєте, що я так недалекий, що не допускаю еволюції людства і залишаю його в такому вигляді, в якому людина перебуває тепер: з двома руками, двома ногами і т.д. ... Людство як єдиний об'єкт еволюції теж зміниться і, нарешті, через мільярди років перетвориться на єдиний вид променистої енергії, тобто єдина ідея заповнить всі космічний простір. ... Перейшовши в променисту форму високого рівня, людство стає безсмертним в часі і нескінченним у просторі ... Розум (або матерія) буде все знати і нічого не бажати, тобто, в той стан свідомості, яке розум людини вважає прерогативою богів. Космос перетворитися на велике досконалість. Можливо, що це і є вічне блаженство і життя безконечне , про які ще писали древні мудреці. " Далі Ціолковський міркує: "... через багато мільярдів років променева ера людства знову перетвориться на корпускулярну, але на більш високому рівні. ... Виникне матерія вищого класу і з'явиться, нарешті, наднових людина, яка буде розумом настільки вищий від нас, наскільки ми вище одноклітинного організму. Така буде зміна великих космічних ер, великий зростання розуму "
Зверніть увагу, висловлювання К. Е. Ціолковкого, зроблені ним ще на початку двадцятого століття, в основі своєї відповідають тим же поняттям самоорганізації та саморозвитку про які ми з вами говорили.