Рассылка ''Как делать открытия. Приемы решения научных задач''
http://subscribe.ru/catalog/science.natural.triz
Выпуск № 101. 26 декабря 2005 г.
Сайт ''Русловые процессы и ТРИЗ''
http://bedload.boom.ru ancondratyev@peterlink.ru

Здравствуйте, уважаемые друзья!

Об аналогии между кривой развития технической системы (S-кривой)
и стандартной зависимостью реакции Г.Е. Скворцова

Потребность в написание такого текста у меня возникла давно.

Первым толчком было знакомство с Генрихом Евгеньевичем Скворцовым – автором книг «Картина мира природы» [1] и «Система законов природы» [2]. В этих книгах он, кроме всего, описывает так называемые законы реакции. Этих законов целый набор. Каждый закон описывает сущность ответной реакции системы при разных по величине воздействиях на систему.

Во второй книге [2] на странице 114 есть рисунок, на котором показана «Стандартная зависимость реакции», которая представляет собой серию волнистых линий. Любому тризовцу эти кривые сразу напоминают о так называемой  S-кривой (в просторечии  S-образине), которая представляет собой закономерность развития технических систем.

Вторым толчком послужил замечательный семинар Ю.С. Мурашковского, который прошёл во время тризовской конференции в Комарово в июле этого года.

Прошло полгода, идея созревала, но были некоторые личные проблемы, которые оттянули рождение этого текста. Поэтому на некоторое время был выбит из колеи, за что прошу прощения.

Семинар Ю.С. Мурашковского и М.С. Рубина явился эпохальным событием для тризовцев. Почему именно для тризовцев? Генрих Саулович Альтшуллер в конце своей жизни готовил, по его словам, «супер-семинар», на котором планировал рассказать о методологии научных открытий. Семинар в Комарово явился, по существу, претворением в жизнь планов Альтшуллера.

Проблемы, которые поднял на семинаре Юлий Самойлович, оказались близки тем, которые затрагивает в своих книгах Генрих Евгеньевич Скворцов.

В то же время заметно некое подспудное разграничение: это тризовское, это – не тризовское. Что мешает плодотворному объединению. Очень буду рад, если это мнение моё надуманное.

Моя позиция помогает мне показать аналогии тризовских и нетризовских подходов к развитию науки о методах научного познания. Хотя я сам не имею значительных достижений в этом направлении, но я одновременно в некоторой степени знаком как с разработками ряда тризовцев, так и с подходом Генриха Евгеньевича Скворцова.

В настоящей заметке я хочу рассказать о небольшой на первый взгляд аналогии между тризовской  S -кривой (а, на самом деле, вообще-то, прежде не тризовской, но в настоящее время укоренившейся в тризе) и законами реакции. На самом деле постараюсь также в какой-то степени рассказать и о сути законов реакции, выделенных Г.Е. Скворцовым.

Представьте классическую  S -кривую.

По горизонтальной оси отложено время, По вертикальной оси – некий главный параметр технической системы.

Кривая имеет несколько характерных частей:

1. Первая часть – слабого роста. Она выражается в виде линии, протягивающейся под небольшим углом к оси времени. За большой период времени главный параметр технической системы возрастает незначительно (производная мала).

2. Вторая часть – интенсивного роста. Угол наклона к оси времени заметно увеличивается. Эта часть выражается виде отрезка под значительно большим наклоном к оси  X .

3. Третья часть – дальнейшая стадия слабого роста после того, как потенции данной технической системы иссякли, и на насу переход к более совершенной системе.

Здесь хочу упомянуть для тех, кто не знает, что автором триз (Теории Решения Изобретательских Задач) является Генрих Саулович Альтшуллер. Это стоит делать, каждый раз упоминая слово «триз», так как стоит отдать должное гениальности этого особенного человека. Мне, например, не нравится, когда на него не ссылаются. Есть отличные книги самого Генриха Сауловича и некоторых его хороших учеников. Но не это сейчас тема нашей короткой заметки. Сейчас триз активно развивается, внедряется на самых продвинутых западных (и восточных) промышленных гигантах. И, похоже, что в ближайшем будущем Россия останется лишь исторической родиной триз…

Вернёмся к  S -кривой. Формат рассылки заставляет меня пытаться описать эту кривую без рисунков. Надеюсь, Вы сумели её себе представить или нарисовать?

Дело в том, что далее я буду немного изменять эту кривую, модернизировать, поэтому желательно, чтобы Вы представили эту кривую: из некоего «начала координат» кривая идёт сначала полого, затем превращается в более крутую, взмывает вверх, а затем опять выполаживается практически до горизонтальной.

По оси Х отложено время, а по оси У – некий параметр, характеризующий степень развитости технической системы. Ну, представьте, например, развитие автомобиля во времени, а показатель будет являться, например, скорость или безопасность.

Хочу отметить, что я здесь преследую другую цель и не собираюсь подробно описывать S-кривую. Посмотрите, пожалуйста, более компетентную литературу. Например, найдите классическую книгу: Альтшуллер Г.С., Злотин Б.Л., Зусман А.В., Филатов В.И. Поиск новых идей: от озарения к технологии (Теория и практика решения изобретательских задач). Кишинев. Картя Молдавеняскэ, 1989, 381 с. [4].  Или кто-нибудь посоветует другую литературу?

Теперь рассмотрим кривую реакции Г.Е. Скворцова. А для этого смотрите на уже нарисованную Вами  S-кривую.

По оси Х отложено воздействие на некую систему. По оси У – реакция системы.

Это обобщённая кривая, но для простоты объяснения рассмотрим конкретный пример. Например, резинку. Обычную бельевую резинку.

И воздействие будет прикладывать характерное для этой резинки. То есть – растягивать. Тогда по оси Х будет отложена сила, растягивающая резинку, а по оси У – степень сопротивления резинки этой растягивающей силе.

Можно было бы просто сказать: эти силы всегда будут равны. Но тут не всё так просто. Давайте рассмотрим подробнее. (Кто понял основную идею, может пропустить несколько абзацев).

Стоит отметить, что по осям совсем необязательно должны быть отложены силы. Это могут быть по оси Х – любые воздействия. А по оси У – любые ответные противодействия.

Ещё важно отметить, что воздействия всегда внешние, а противодействия – всегда внутренние.

Разные степени действия Г.Е. Скворцов называет мерой действия.

А разные ответные противодействия – реакцией.

Вы скажите, что здесь нет ничего нового? И будете правы. Юлий Самойлович называет такое представление взаимодействия между действием и соответственным противодействием «компенсацией». На эту же тему присылала в нашу рассылку интересный текст, насыщенный примерами, Анна Пащенко.

Но оказалось, что нельзя подходить к рассмотрению «действия–противодействия» прямолинейно. В смысле, как к прямой линии. То есть к зависимости, выражаемой однозначно прямой линией. Вы поняли, в чём дело? Имея в руках S-образину?

Если мера действия увеличивается по оси Х произвольно (например, равномерно), то ответное противодействие (реакция) изменяется не совсем однозначно. Поэтому Генрих Евгеньевич назвал такой график «зависимостью реакции», а считая её универсальной – «стандартной зависимостью реакции».

При линейном увеличении воздействия противодействие изменяется нелинейно.

Вначале при очень малых воздействиях система не чувствует воздействия, т.е. ответной реакции вообще нет никакой.

Примеры? Отсутствие чувствительности человека на ничтожные раздражители. Так называемое «перенапряжение» (см. в замечательной книге В.В. Митрофанова «От технологического брака до научного открытия» [5]). Перенапряжение выражается в том, что при малейшем напряжении ток ещё не идёт. Должно быть достигнуто некое малое (а в других случаях даже немалое) значение величины напряжения.

(Скажу, что, если для рассматриваемой системы ответной реакции нет, то это не значит, что его вообще нет. Ответная реакция происходит на более низком системном уровне. И там действуют свои законы реакции, отличные по выражению, но такие же по общей схеме. Но это замечание пока опережает общую идеологию развития мысли. К нему можно вернуться после знакомства с полной системой законов реакции.)

То есть наша резинка вообще не растягивается – при очень малых воздействиях

При малых воздействиях появляется действие реакции. Сначала – нелинейное.

Затем, при средних воздействиях – линейное. Это закон Гука, закон Ома, правило Ленца и закон Вашего имени в Вашей отрасли науки, если он ещё там не сформулирован.

Сила тока растёт прямо пропорционально силе тока.

Пример для резинки: сила сопротивления растёт пропорционально силе растягивания резинки.

Для русловых процессов – при изменении поступления наносов река меняет свою транспортирующую способность таким образом, чтобы сохранялся баланс между ними (Закон Н.Е. Кондратьева – моего однофамильца).

В Вашей науке – сформулируйте. Действие должно быть внешним, реакция – внутренней.

Все формулировки обобщённых законов реакции даются мной в упрощённом изложении. Более чёткое и формальное изложение формулировок законов реакции смотрите в книге Генриха Евгеньевича Скворцова «Система законов природы» [2]. Можно заказать по эл. почте:  Gskvortsov@pobox.spbu.ru Если Вы дочитали до данного места, следовательно, это Вам стоит это сделать. Напишите. Спасибо!

Это вторая книга. Первой в продаже уже нет.

При больших воздействиях реакция опять становится нелинейной воздействию.

Здесь уже не действуют «обычные» законы прямой пропорциональности (закон Ома и т.п.).

А при некоторой так называемой «границе качества» происходить смена качества. И дальше при возрастании меры действия реакция уже не только следует воздействию, но даже уменьшается.

На резинке это выражается в том, что в ней рвутся резиновые нити, остаётся лишь тряпочная оболочка. Далее см. рисунок в книге. Там ещё интереснее!

Тут стоит обратить Ваше внимание на границу качества. Кратко скажу, что в таком виде это правильное и понятное выражение невнятного зачатка, который называется законом перехода количественных изменений в качественные (Гегель). Более подробное рассмотрение требует отдельного случая. Есть желающие обсудить?

Вы скажите, что это совсем просто? Верно.

Но заковыка состоит в том, что есть специальные отрасли науки, которые занимаются «прямым» участком зависимости между мерой действия и реакцией. И для них выход за эти пределы является крамолой и областью неизвестности. А в некоторых науках нет ещё и понятия о прямом участке, не говоря о полной зависимости.

Например, в моей науке – русловедении. (Можно пропустить). В ней только пробиваются зачатки понятия о применении принципа Ле Шателье, то есть прямой отрицательной обратной связи. Что уж говорить об остальных видах реакции? Я выступил на гидрологическом съезде в прошлом (2004 г.) с сообщением, в котором наименование принципа Ле Шателье было вынесено в заголовок: Кондратьев А.Н. Обобщение некоторых принципов русловедения и принцип Ле Шателье / VI Всероссийский гидрологический съезд. Тезисы докладов. Секция 6. Проблемы русловых процессов, эрозии и наносов. СПб, Гидрометеоиздат, 2004, с. 39-41 [6].

За это меня критиковали даже те, кто понимает суть этого подхода и необходимость перехода к нему. Например, один из величайших русловиков современности А.Б. Клавен, который говорит о неравновесности в русловых процессах. Что само по себе является большим шагом вперёд на фоне десятилетиями принятого у русловиков понятия о равновесности (и только равновесности).

Чему причиной является привычное и излишне формальное следование постулатам, сформированным около 50 лет назад великим русловиком (и моим однофамильцем) Николаем Евгеньевичем Кондратьевым. Он выделил несколько равновесных типов русловых процессов. Так вот его ученики, постоянно повторяя о равновесности, теперь полностью отвергают единое с ним и в тоже время противоположное понятие о неравновесности. Теперь у них все типы равновесные, и другого не бывает. Даже на семинаре мне сказали, что «после последнего оледенения все реки равновесные».

Только что, в декабре этого (2005 года) в журнале «Известия Русского Географического общества» вышла моя статья, посвящённая применению принципа Ле Шателье в русловых процессах [7]. Посмотрите, если интересно. Она, правда, была в нашей рассылке. И если интересно, могу ещё раз вставить её в рассылку.

Какой из этого следует сделать вывод? Вам стоит применить кривую реакции в Вашей науке.

Есть ли в Вашей отрасли науки понятие о действии и противодействии (реакции)? Если нет, то перед Вами открывается Клондайк открытий.

Может быть, его подразумевают, но явно не проговаривают?

Может быть, у Вас остановились на рассмотрении прямого участка (закон Гука, закон Ома и т.п.). Во-первых, заметьте, что эти простые закономерности имеют наименование Закона! Во-вторых, каждая из этих прямо пропорциональных зависимостей имеет собственное имя! Значит, и Ваше имя может стать в названии Закона. Что для этого следует сделать?

Применить даже прямо пропорциональную зависимость между главным воздействием Вашего главного объекта и ответной реакцией. Для этого надо сформулировать предмет Вашей науки. Думаете, это уже сделано?  И главный объект Вашего изучения (О). Затем классифицировать основные виды воздействий (помните, что они внешние, по отношению к Вашему объекту?) и подыскать к каждому из них ответную внутреннюю реакцию. У Г.Е. Скворцова есть методика системного построения отрасли науки (в том числе и Вашей ;-) ) Но это уже тема другой статьи…

Не говоря о других участках кривой. Там тоже многое можно сделать для развития Вашей науки.

Кроме того, затем будет переход к многофакторным воздействиям. А для этого будет переход к многофакторным классификациям. В этом месте надо вспомнить классическую статью Ю.С. Мурашковского «Стадии развития научных представлений» [8]. Она была в нашей рассылке (см. архив на Субскрайбе). И есть в интернете. Посмотрите!

Дорогие друзья! Спасибо, что Вы дочитали до этого места. Всё предыдущее было лишь вступлением: мы рассмотрели характерные части  S -кривой развития технической системы и стандартную зависимость реакции.

Видим аналогию между этими кривыми.

Теперь перейдём к рассмотрению аналогии между ними. Точнее, теперь, когда аналогия видна, уже более важна не аналогия, а различия между ними.

Каждая из кривых теперь может впитать в себя то, что более ярко выражено в другой.

Например:

1. В стандартной зависимости реакции Г.Е. Скворцова не было первоначального участка, связанного с «перенапряжением», т.е. нулевой реакция на очень малые воздействия (Это я ввёл этот участок. Под влиянием, главным образом, общения с В.В. Митрофановым и в связи с понятием о «перенапряжении», которой является одной из «нот» в компьютерной программе «Машина открытий» [9]).

Как это участок обобщить с  S -кривой?

Первоначально время идёт, потребность уже есть, а технической системы нет. Разве это не этап развития технической системы. Ведь она зреет в умах, чертежах, образцах и т.д. Хотя, впрочем, наверное, и не этап. Как Ваше мнение? В то же время, для более полного представления стадий, наверное, его стоит упоминать, хотя бы при разъяснении студентам.

2. В одной из модификация  S -кривой я видел упоминание о так называемом «крокодильем хвосте». Вот у кого – не помню. Подскажите! У кого-то из великих учеников Альтшуллера.

В чём суть этого хвоста? На начальном этапе слабых темпов развития наблюдаются пульсообразные незначительные поднятия и опускания кривой. Это означает, что начальные варианты системы начинают развиваться. Но не выдерживают и проваливаются.

По аналогии этот крокодилий хвост можно проследить и на стандартной зависимости реакции.

Сущность таких колебаний, на мой взгляд, можно объяснить заметным влиянием на состояние системы других факторов, а не того, который мы рассматриваем. При малом проявлении рассматриваемого фактора другие факторы могут оказывать заметное своё влияние. Что может выражаться в соответствующей ответной реакции.

3. В  S -образных кривых для технических систем обычно рисуются участки до максимального развития третьей стадии, т.е. до выполаживания её в верхней части. Что происходит далее?

В зависимости реакции однозначно показано противоположное ответное действие реакции, а именно – уменьшение реакции при увеличении действия. Перенос по аналогии такого поведения кривой для S -кривой развития технической системы рекомендует рисовать кривую также после достижения максимума вниз.

Соответствует ли это действительности? Не знаю. У кого какие идеи? Впрочем, кажется, я видел подобные рисунки с опусканием  S -кривой после максимального подъёма.

Какая закономерность более общая?

Конечно, зависимость реакции Г.Е. Скворцова.

 S -кривая развития технических систем является иллюстрацией этого общего принципа.

Но для конкретных исследований, конечно, важны именно такие конкретные реализации. Вы согласны?

Постройте реализацию стандартной зависимости реакции к объекту, которым Вы занимаетесь. Уверяю, что эта работа не пропадёт даром!

На мой взгляд, книги Г.Е. Скворцова ждут своего открытия. Для нас, как читателей. Или даже для будущих поколений. Пока они изданы маленьким тиражом. Например, вторая из них [2] – 300 экз. Это очень насыщенные тексты. Их надо читать чуть ли не с лупой, увеличивая каждый абзац в отдельную книгу. Автор не может всего этого написать.

Это, наверное, тот редкий случай, когда у гения идей больше, чем физической способности донести их до нас. Да и нет даже простой рекламы книг. По существу, их никто не знает. Функцию такой рекламы, в какой-то мере, выполняет и настоящая заметка.

В последнее время Волюслав Владимирович Митрофанов стал активно общаться с Генрихом Евгеньевичем. Он несколько раз благожелательно отозвался о Генрихе Евгеньевиче в своих «Размышлениях», публикуемых на сайте «Методолог». А в сборнике этих «Размышлений», изданных отдельной книгой [3], Митрофанов говорит, что всем тризовцам стоит присмотреться к методу, предлагаемому Г.Е. Скворцовым. К чему Вас и призываю.

Для тех, кто не знает, кто такой В.В. Митрофанов: Он автор книги «От технологического брака до научного открытия» [5] и компьютерной программы «Машина открытий» [9]. Ищите их и о них в интернете.

Литература:

1. Скворцов Г.Е. Картина мира природы (К1). СПб., 2003.

2. Скворцов Г.Е. Система законов природы (К2). СПб. Петрополис, 2004, 116 с.

3. Митрофанов В.В. Размышления на сайте Методолог. М., 2004.

4. Альтшуллер Г.С., Злотин Б.Л., Зусман А.В., Филатов В.И. Поиск новых идей: от озарения к технологии (Теория и практика решения изобретательских задач). Кишинев. Картя Молдавеняскэ, 1989, 381 с.

5. Митрофанов В.В. От технологического брака до научного открытия. СПб.: Ассоциация ТРИЗ Санкт-Петербурга. 1998. 395 с.

6. Кондратьев А.Н. Обобщение некоторых принципов русловедения и принцип Ле Шателье / VI Всероссийский гидрологический съезд. Тезисы докладов. Секция 6. Проблемы русловых процессов, эрозии и наносов. СПб, Гидрометеоиздат, 2004, с. 39-41.

7. Кондратьев А.Н. О проявлении принципа Ле Шателье - Брауна в рулсовых процессах // Известия Русского Географического общества, 2005, т. 137, вып. 6, с. 41-45.

8. Мурашковский Ю.С. Стадии развития научных представлений // Научно-практическая конференция «Творчество во имя достойной жизни». Тезисы докладов. Международная Ассоциация ТРИЗ. Новгород, 2001. (также доступно по эл. адресу http://bedload.boom.ru/TRIZ/Rassilka/Rass22.htm ).

9. Машина открытий. Компьютерная программа. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2000610103. / Автор В.В. Митрофанов.

10. Рассылка "Как делать открытия". http://subscribe.ru/catalog/science.natural.triz

Рассылка "Русловые процессы" здесь: http://subscribe.ru/catalog/science.natural.river

Профессиональный прогноз русловых деформаций.

В письмах, пожалуйста, используйте информативный Subj (чтобы не ушло в корзину со спамом), а также указывайте - "в рассылку" или "ни в коем случае не в рассылку"

Уважаемые друзья,
Желаю Вам радости в жизни!

Ведущий - Александр Кондратьев  ancondratyev@peterlink.ru