ДЕНЬ ВОСЕМНАДЦАТЫЙ
РАЗВИТИЕ ТЕХНИКИ — ВЗГЛЯД С ПТИЧЬЕГО ПОЛЕТА
На экране хроноскопа кривая, похожая на большую латинскую букву S. Ее так и называют — S-образная кривая. На вертикальной оси координат — главная характеристика системы, на горизонтальной — ее возраст. Это — «линия жизни» технической системы.
Вот первый участок — начало развития. На экране проезжает старинный автомобиль — коляска на высоких колесах с мотором, летит похожий на воздушного змея самолет братьев Райт, дымит кирпичной трубой первый пароход. Новая система рождается очень слабой, несовершенной, в нее никто не верит. Над энтузиастами — ее создателями — смеются, им мешают, но они медленно (этот участок кривой очень пологий), но верно совершенствуют свое создание.
Вот начинается новый этап — оказывается, этот забавный уродец — новая машина — может быть полезна. Даже необходима! И уже не отдельные энтузиасты, а множество специалистов принимаются за нее. Решаются сотни технических проблем, казавшаяся игрушкой или ненужной роскошью машина находит себе применение в других областях, быстро улучшается. В начале прошлого века появился велосипед. Два тяжелых тележных колеса с седлом между ними. При езде нужно было ногами отталкиваться от земли. Потом догадались приделать к колесу педали, изобрели тормоз, заменили тележные колеса на тонкие металлические, укрепили оси на подшипниках и, наконец «обули» его в надувные резиновые шины. Только теперь он расстался с обидной кличкой «костотряс» и вошел в моду. В 1886 году в Англии из 30 тысяч выданных патентов 5 тысяч были посвящены велосипеду! Сколько появилось его разновидностей! Спортивные, дорожные, грузовые, двух-и трехколесные, мопеды, неподвижные велотренажеры. Есть даже велосипеды, с помощью которых электромонтеры «залезают» на гладкие железобетонные столбы и ездят по проводам высоковольтных линий электропередач! Кажется, нет предела развитию, но вот оно почему-то начинает замедляться. И это несмотря на то, что все больше и больше специалистов пытаются систему улучшить, тратится все больше средств. Но закон развития неумолим: система вступила в третий этап, когда возможности, заложенные в исходной идее, исчерпаны. Как быстро росла скорость велосипеда в начале века! А сегодня малейшее прибавление в скорости требует массы труда и усилий, бессонных ночей изобретателей, спортсменов и тренеров. Что же дальше? Может ли остановиться прогресс?
Прогресс, понятно, не останавливается. Вместо устаревшей системы появляется другая, основанная на совсем ином принципе.
- — На смену паровозу пришел тепловоз!
— А вместо поршневого самолета появился реактивный!
— А как же с велосипедом? Его вроде бы сменил мотоцикл, но ведь и велосипед остался?
Действительно, многие системы, достигнув последней, третьей стадии, не исчезают, хотя на смену им и появляются новые, высокоэффективные. Не исчезли обычные пилы, лопаты с появлением электропил и экскаваторов. Просто они перестали быть «главными персонами» в своей области и ушли на ее «окраины», где простота важнее высокой эффективности, например в дачном хозяйстве.
- — По 5-образной кривой развиваются только самостоятельные системы, такие как велосипед, автомобиль, самолет, или их подсистемы тоже?
— Как правило, подсистемы сначала возникают самостоятельно. Например, отдельно появился планер, предком которого был воздушный змей. А двигатель, созданный первоначально для судов и потом перекочевавший в автомобили, лишь позднее был «позаимствован» авиацией. У каждой из подсистем была своя кривая развития. Когда они соединились в самолет — в новую систему, их кривые слились, превратившись в общую кривую развития самолета. Но если внимательно приглядеться, их можно увидеть. Теперь в развитии подсистем уже нет прежней независимости. Они скорее напоминают группу бегунов, связанных веревкой — общим делом. В этом много приемуществ — вместе работать легче, но есть и недостатки: ведь теперь скорость бега определяет самый слабый бегун. Вот достигли предельной для него скорости, и быстрее никто двигаться уже не может. Что делать?
— Да заменить этого бегуна, который всех тормозит!
— Да, на примере с бегунами это очевидно. А в технике, к сожалению, это не всегда так.
Первый самолет взлетел в 1903 году. И развитие его сначала шло весьма неторопливо. До 1912 — 1914 года, по сути дела, пробы и прикидки. Где лучше поставить мотор? Спереди или сзади? Толкающий винт или тянущий? Одна пара крыльев, две или восемь, как было в одном из проектов? Где расположить рулевые плоскости — впереди, как в самолете братьев Райт, или позади? Какова должна быть форма крыла — в виде простого прямоугольника или более сложная, напоминающая птичью? Вопросы, вопросы... И скорость, одна из главных характеристик самолета, еще низка — десятки километров в час.
Но вот конструкция более-менее определилась. И тут началась первая мировая война, появилась огромная потребность в самолетах. Развитие стало бурным, скорости возросли до сотен километров — появился первый перегиб на кривой развития. К началу двадцатых годов первоначальная конструкция самолета отработана: это преимущественно высокоманевренный биплан или моноплан с толстым крылом, открытой кабиной, неубирающимся шасси, довольно примитивной аэродинамикой. Из этой конструкции практически было выжато все, что возможно. И за следующие десять лет почти никакого прироста скорости. Теперь-то ясно, что нужно было менять общую конструкцию, искать новую компановку, а делали совсем не то — наращивали и наращивали мощность мотора. Все равно что в нашей компании бегунов назначить усиленное питание самому сильному — авось он потянет на себе других, более слабых!
И вот после длительного поиска и борьбы пришли в самолет новые подсистемы: убирающиеся шасси, закрытая кабина, хорошая аэродинамика, мощное вооружение. Все это есть у самолетов, сыгравших выдающуюся роль во время Великой Отечественной войны: «Яков», «Лавочкиных», «Петляковых»... Но прошло время — и они тоже достигли предела в своем развитии. Когда скорость достигает 700 километров в час, воздушный винт не справляется с работой и...
- — Появились реактивные самолеты!
— Да, но не сразу. Сколько опять было затрачено сил, чтобы «перекормить» первого бегуна! Мощность мотора истребителя от 1000 лошадиных сил, с которых начинали войну, возросла до 1800! А прирост скорости опять был невелик.
При подходе к звуковому барьеру перестали справляться крылья. И опять пытались преодолеть звуковой барьер за счет увеличения мощности двигателя. Одна из самых частых и дорогостоящих ошибок в развитии техники — попытка совершенствовать не достигшую насыщения в развитии подсистему, а ту, которая лучше совершенствованию поддается!
- — Совсем как в анекдоте! — неожиданно заметил Саша.
— В каком? — раздались дружные крики.
— Человек озабоченно разглядывает землю под фонарем. «Что ты ищешь? — спрашивают его. — Ключи. — Ты их здесь уронил? — Нет, уронил я их вон там, но зато здесь, у фонаря светло, искать легче».
Ребята смеются, а нам грустно. Слишком часто так бывает. Характерным признаком последнего, третьего этапа в развитии системы является гигантизм — слепое наращивание мощностей, размеров, массы вместо того, чтобы перейти к новым принципам создания машин. Динозавровой болезнью болели не только вымершие динозавры, но и вымершие паровозы. Гигантизм — последний шаг системы перед полным исчезновением. Далеко, не каждая вытесненная система исчезает навсегда. Иногда она «затаится», «выжидает», пока возросшие технические возможности не предоставят ей новый шанс, и тогда она вновь «дает бой». Так возрождаются сегодня парусные корабли, приобретая новые конструкции, автоматическое, с помощью ЭВМ, управление парусами. Новые синтетические материалы и развитие производств гелия дают новую жизнь дирижаблям. Снова становится опасным конкурентом автомобилю с двигателем внутреннего сгорания электромобиль, экологически более чистый.
- — Системы борются, вытесняя друг друга. А кого вытеснила самая первая система, только появившаяся, подобно которой раньше не было?
Вопрос Преподавателя кажется странным — не было, значит, никого не вытесняла.
— Но ведь система создается для выполнения каких-то функций, которая, как правило, как-то раньше выполнялась. Кем?
— Конечно, человеком! Человека вытесняет техника. Вот с чего она начиналась. — Преподаватель показал слегка оббитый камень, одолженный у историков. — Это первое из каменных орудий, оно почти ничем не отличается от природных камней, несколько сот тысяч лет назад такие орудия использовались везде. Оно заменило когти и зубы.
Прошли тысячелетия, и простые инструменты типа ножа, скребка, копалки перестали удовлетворять человека. Мы ведь можем развивать сравнительно небольшие усилия в течение длительного времени, но не можем поднять тяжеленное бревно или далеко бросить камень — эти действия требуют большой мощности в короткий временной промежуток. Как быть?
— Нужен рычаг! Праща! Метательные приспособления!
— Конечно, это все преобразователи энергии, резко расширяющие возможности человека. Но на следующем этапе человек вытесняется и как источник энергии — появляются ветряные и водяные мельницы, наконец, паровые машины.
- — Человек перестал быть источником энергии — значит, он полностью вытеснен?
— Нет. Это только первый этап. Теперь начинается вытеснение из систем управления. На первых планерах человек управлял полетом, просто меняя положения тела. Потом появились специальные устройства — рули высоты, направления. Как вы думаете, почему знаменитые в тридцатых годах летчики — Валерий Чкалов, Михаил Громов, Михаил Водопьянов — все как на подбор были очень сильными людьми? Громов, например, бывший чемпион СССР по штанге.
— Очень большим было усилие поворота рулей. На самолете, на котором Чкалов летел в Америку, — почти 60 килограммов.
— Да. Десятки часов ворочать такие рычаги! А у современного самолета усилия эти измеряются уже в тоннах! Какие здесь нужны мышцы?
- — А команды подает человек?
— Пока он не будет вытеснен и как источник команд, впрочем, уже появились автопилоты.
— Что же остается человеку?
— Человек получает и анализирует информацию, принимает решения.
— Но и здесь его вытесняет техника! Есть датчики, заменяющие органы чувств человека: термометры, усилители звука, фотоэлементы.
— Верно. Есть и машины-преобразователи информации.
— ЭВМ!
— Да, когда в систему включается ЭВМ, она становится полностью самостоятельной. Человек принимает решение один раз, когда проектирует и программирует систему. Все, о чем мы только что говорили, можно увидеть на плакате. Три уровня вытесне¬ния: рабочий уровень, уровень управления, уровень принятия решений. И на каждом уровне — источник, преобразователь, исполнитель. Все это увязано в единую систему. На что похож этот процесс?
— На развертывание системы.
— Да, происходит ее усложнение, появляются новые узлы и связи, в том числе и обратные — на плакате они не показаны, чтобы не затемнять рисунок. А какой следующий этап?
— Свертывание.
— Безусловно. У обычного автомобиля велика цепочка превращений энергии: возвратно-поступательное движение поршня в цилиндре с помощью коленчатого вала превращается во вращательное, которое и передается на колеса. А у автомобиля с двигателем Ванкеля движение с самого начала вращательное, преобразователь не нужен. Растет идеальность. А как интересно проявляется закон согласования-рассогласования! Первый каменный нож — согласователь между человеком и объектом труда — деревом, корнем, хищником. С объектом согласуется лезвие — выбирается форма, материал, а с человеком — рукоятка, ее форма, способы крепления. Любой преобразователь — по сути согласующее устройство между источником (энергии, команд, информации) и исполнителем — инструментом.
— А техника вообще — согласующее устройство между природой и человеком!
— Похоже, что так. Развитие ее напоминает наступление армии. Она движется вперед широким фронтом. В единой линии идут разные отрасли науки и техники и каждая необходима для успешного продвижения. Казалось бы, где-то появится препятствие — и весь фронт остановится. Но так не бывает. Трудно представить себе, что развитие авиации вдруг остановилось бы, например, из-за отсутствия стекол, способных выдерживать сверхзвуковой напор воздуха. А если бы таких стекол действительно не оказалось бы?
— Кинули бы в эту область людей и деньги, сделали бы эти упрямые стекла!
— Или нашли бы способ, как от них отказаться!
— Конечно. Если вся армия пошла вперед, а один батальон застрял перед мощным укреплением, ему обязательно помогут. Бывает, конечно, что фронт ушел вперед, а в тылу остались «белые пятна». Или какая-то техническая система резко вырвалась в своем развитии вперед. Но рано или поздно «пятна» сдадутся, а вырвавшемуся вперед отряду инженеров и ученых придется притормозить — скажется отставание основных сил.
— И внутри этой технической «армии» отношения непростые. Часто они напоминают биологическое взаимодействие «волк-заяц». Так, взаимно подстегивая друг друга, совершенствуются броня и снаряд, самолет и зенитное орудие. И конкуренция идет, как в живых системах, между различными видами транспорта, например. Есть и более сложные зависимости между машинами, их продукцией, технологией изготовления.
— Получается, что законы развития технических систем — очень важные для человека, их нельзя нарушать?
— К сожалению, их часто нарушают.
— Но ведь за эти нарушения не наказывают?
— Еще как наказывают! Но о нарушениях и наказаниях за них мы поговорим в День Памяти.
— А какое отношение имеют нарушения законов развития к Дню Памяти?
— Гитлеровская Германия нарушала не только человеческие законы, но и законы развития техники. И жестоко за это поплатилась. Об этом и будет разговор.
Занятие заканчивалось, но ребята сразу не ушли.
- — Послезавтра конкурс отрядных газет, давайте придумаем самую оригинальную газету!
— Давайте, — согласились Преподаватели. — Какой метод выбираете?
— Может быть, мозговой штурм? — предложил Дима.
— Можно, — ответил Преподаватель, — но, пожалуй, больше подойдет другой метод психологической активизации — метод фокальных объектов. Впрочем, пусть о нем расскажет и, главное, покажет, как он работает, кто-нибудь из старичков. Игорь, справишься?
- — Пусть выйдут три человека, — сказал он. — Разделите доску на три части. А теперь по очереди ткните пальцем в эту книгу и выберите наугад первое попавшееся существительное. Диме досталось слово «политика», Саше — «стол», Тане — «сорняк». По указанию Игоря они стали записывать каждый на своем участке доски прилагательные — признаки случайных объектов. «Политика» — внешняя, агрессивная, миролюбивая, подлая, последовательная, кнута и пряника...
«Стол» — дубовый, научный, диетический, антикварный, вычурный, изящный, тяжелый, пластмассовый, складной... «Сорняк» — вредный, живучий, колючий, корявый, несъедобный...
Ребята помогали стоящим у доски. Потом стали переносить эти случайные признаки на совершенствуемый объект — нашу газету, которая теперь должна была быть в фокусе внимания, стать фокальным объектом — отсюда название метода.
- — Агрессивная газета — не дает себя сорвать.
— Складная!
— Диетическая!
Сначала признаки переносятся напрямую. Но нужно создавать цепочки ассоциаций, расширяя область поиска. Первые предложения, как обычно, были малооригинальными. Но работа продолжалась, и кое-что интересное получилось. Посмотрим, удастся ли ребятам реализовать найденные идеи?
Вечерние размышления
Прошло восемнадцать дней занятий. Интересно наблюдать за ребятами. Даже те, кто раньше ничего не слышали о ТРИЗ, уверенно формулируют противоречия, грамотно пользуются понятием идеальности, ориентируются в законах развития технических систем. Все то, что усваивалось с немалым трудом, постепенно превращается в контуры нового метода мышления.
Почти исчезла разница между старичками и новичками. Все-таки ежедневные занятия — большая сила! Но достигнутый успех нужно развить и закрепить. Поэтому со второй половины занятий постепенно объединяем разрозненные знания в единую систему, в слитное представление о развитии как едином процессе, в котором все законы вместе. Это особенно важно сегодня, когда на повестке дня в нашей стране стоит задача всестороннего ускорения развития народного хозяйства.
Рассказывая об общих законах, мы все время повторяли пройденный материал, чтобы ребята почувствовали единство техники, общность и взаимосвязь ее разных отраслей. Понимание этого единства — гарантия от явления, которое К. Маркс назвал «профессиональным кретинизмом» — узости и ограниченности, мешающей поиску нового. А на следующих занятиях мы охватим связями общности науку, искусство, самые разные стороны человеческой деятельности!
 | ДЕНЬ СЕМНАДЦАТЫЙ | ДЕНЬ ДЕВЯТНАДЦАТЫЙ |
|
.gif){kind=small}
