|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
РОССИЙСКАЯ
АКАДЕМИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК БАЛТИЙСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТРКАЛИНИНГРАДСКИЙ ВОЕННЫЙ ИНСТИТУТ ФПС РФ В.И.
ГНАТЮК ЛЕКЦИИ О ТЕХНИКЕ, ТЕХНОЦЕНОЗАХ
И
ТЕХНОЭВОЛЮЦИИ Калининград
– 2000 ББК 68.516 Г 56 УДК 62:1+681.51+519.9 Рецензент – кафедра
естественнонаучных дисциплин КВИ ФПС РФ Гнатюк В.И. Лекции о технике,
техноценозах и техноэволюции. – Калининград: БНЦ РАЕН – КВИ ФПС РФ,
2000. Излагаются основы
техноценологического подхода к анализу технических систем типа город, крупное
предприятие, группировка войск. Рассматривается роль и место техники в
эволюции человека. Вводится базовое понятие техноценоз и предлагается
концепция его оптимизации, основывающаяся на началах термодинамики (законе
сохранения энергии и принципе максимума энтропии). Осмысливается
принципиально новая технократическая парадигма развития мира, основанная на
современных подходах философии техники. Материал излагается в четырех
лекциях. В первой лекции рассматриваются роль и место техники в окружающей действительности.
Вводятся базовые понятия об исследуемом предмете. Исследование стержневого,
фундаментального понятия технической реальности – техноценоза составляет
содержание второй лекции. Третья и четвертая лекции – это размышления о
техноэволюции, узловых точках технического прогресса и технократическом
будущем мира. Рекомендуется к использованию при
изучении дисциплины «Концепции современного естествознания» на гуманитарных
факультетах. Полезно и для будущих инженеров. Сведения об авторЕ:
СОДЕРЖАНИЕ РЕФЕРАТ
Лекция
1. ПОНЯТИЕ О ТЕХНИЧЕСКОЙ РЕАЛЬНОСТИ 1.1.
Роль и место техники и технологии в эволюции окружающего мира 1.2.
Единство в описании биологических и технических систем Лекция
2. ОСНОВЫ ТЕХНОЦЕНОЛОГИЧЕСКОГО ПОДХОДА 2.1.
Техноценозы как взаимосвязанные совокупности технических изделий-особей 2.2. Концепция оптимизации техноценозов Лекция
3. ТЕХНОСФЕРА, ТЕХНОЭВОЛЮЦИЯ И БУДУЩЕЕ МИРА 3.1.
Технократическая парадигма развития мира 3.2.
Техноэволюция, узловые точки технического прогресса Лекция
4. ФИЛОСОФИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ РАНГОВОГО АНАЛИЗА 4.1.
Фундаментальная классификация реальностей 4.2.
Теоретические основы рангового анализа СПИСОК
РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ РЕФЕРАТ
С осмыслением техники
вообще большие проблемы. Начинается с того, что мы никак не хотим оторваться
от капповского понимания техники как продолжения органов чувств человека. И в
качестве вершины развития техники продолжаем видеть лишь эдакого
человекоподобного мыслящего робота из романов А. Азимова. Появятся ли эти
роботы вообще когда-либо неизвестно, а мы вроде как бы не замечаем уже
существующие вокруг нас технические системы, которые обладают некоторыми
свойствами, ставящими их объективно выше нас. Куда этому суперроботу до
современного металлургического комбината, города или химического предприятия.
С роботом хоть поговорить можно. А у комбината мы даже не знаем, где его
начало, а где конец. Для нас очевидно, что комбинат «командует» нами, а вот
как он это делает мы не понимаем. Мы только в последнее время удосужились
заметить эти объекты и дать им название – «техноценоз». Первым это сделал в
начале 70-х годов XX века Б.И. Кудрин. Что касается осмысления такого
понятия, как техническая реальность, то здесь еще тяжелей. Большинство
философов нормально (кажется даже с некоторым мазохистским удовольствием)
воспринимают мысль о существовании виртуальной реальности, но категорически
не хотят и слышать о технической. Сегодняшнее изменение
позиции в понимании техники (мы его связываем с такими философами, как Ф.
Дессауэр, Л. Мэмфорд, Х. Ортега-и-Гассет, М. Хайдеггер, О. Шпенглер, К.
Ясперс, П.К. Энгельмейер и др.) заключается в некоторой объективации техники.
При этом она в конечном итоге рассматривается как «нечто, находящееся между
природой и культурой». Подобная постановка вопроса, на наш взгляд, страдает
определенной недиалектичностью. Остается антропоцентрический подход, суть
которого заключается в том, что техника рассматривается как результат
творчества человека. Она всегда удовлетворяет его потребности. Кроме того,
человек в конечном итоге всегда управляет техникой. Рассмотрим эти тезисы
более подробно. Во-первых, любое современное техническое устройство или
изделие (даже гвоздь) является результатом творчества не человека, а некой
социокультурно-технической сферы (от ГОСТов до эстетических и политических
представлений). По мере развития техники процесс изготовления тех или иных
образцов (даже самых сложных) все больше автоматизируется и осуществляется
без участия конкретного человека. Уже имеются технологии, в которых участие
человека (с его метаболизмом) принципиально запрещено или резко ограничено.
Как представляется, в дальнейшем эта тенденция будет нарастать. И если раньше
наиболее глубокие (категориальные) различия усматривались в бытии техники
относительно бытия биологической природы – о чем еще Аристотель писал:
«…человек рождается от человека, но не ложе от ложа – потому-то и говорят,
что не внешняя фигура [morphe] ложа есть природа, а дерево, ибо если ложе и
прорастет, то возникнет не ложе, а дерево» – то ныне мы можем говорить, что
завод-автомат порождает таки автоматы. Другой вопрос, что в осмыслении бытия
техники надо переходить на другой системный уровень и говорить уже о
техноценозах. В этом смысле нельзя сравнивать дерево, порождающее другое
дерево, с ложем, т.к. ложе (как техническое изделие) – это аналог лишь одной клетки древесной
ткани, а уж она, конечно же, существуя отдельно, породить дерево не сможет. Во-вторых, техническая
реальность уже в значительной степени обеспечивает не потребности человека, а
свои собственные. Причем та часть технической реальности, которая «работает
на себя», нарастает и интеллектуализируется гораздо более высокими темпами,
чем та, которая «работает на человека». Некоторые говорят, что артефакт
(техническое изделие) не обладает волей, и основная цель его функционирования
всегда вне него. Опять неверно выбран системный уровень. Биологическая клетка
тоже не обладает волей, а основная цель функционирования живого организма
всегда вне клетки. А вот техноценоз (завод, город) явно обладает волей.
Другой вопрос, что в состав техноценоза входит человек, но это видится
онтологически несущественным, т.к., с одной стороны, биологическая природа
тоже создавалась на основе неживой, а с другой – человек «нужен» будет в
техноценозах не всегда и не везде. Следовательно, в показанном смысле
называть технические изделия артефактами (искусственно сделанными)
представляется анахронизмом (если вкладывать в понятие «искусственно
сделанный» смысл противоположения естественно возникшему) либо надо называть
артефактами и биологические организмы, учитывая, что они возникли (не важно,
как) из неживой природы. В-третьих, и это уже не
вызывает сомнений, роль человека в управлении техникой явно снижается,
особенно если сопоставить возрастающий уровень требований к
человеку-оператору с темпами изменения возможностей техники. Сегодня человек
выступает зачастую ограничителем, не позволяющим раскрыть все возможности,
заложенные в техническом изделии, которым он управляет. Так, современный
истребитель обладает гораздо большими возможностями по скорости и
маневренности, чем может выдержать пилот. Если рассмотреть работу космонавтов
на орбитальной космической станции «Мир» (видимо, это было одно из самых
совершенных изделий технической реальности своего времени, наряду с
компьютером, обыгравшим Каспарова), то можно заметить, что все основные
технические поломки и проблемы там произошли по вине экипажа. По мере
развития космической техники собственно человек-космонавт рискует
превратиться в одну из самых больших помех в реализации познавательной
функции человечества в космосе. Могут возразить, что даже если участие
человека в управлении техникой снизится до минимального уровня, останется
главное: техника будет выполнять задачи, поставленные изначально
человечеством (например, полеты в
космос). Но и здесь есть резонный ответ: а кто сказал, что цели,
формулируемые человеком, являются уже поэтому исключительно человеческими,
быть может, они всеобщие, вселенские, а мы выполняем лишь частные задачи,
касающиеся только нашей, определенной роли. Признавая целостность мира
и понимая, что человек является лишь его частицей, выполняет определенную
роль в общем сюжете развития, следует задаться вопросом: какова цель познания
человеком мира с точки зрения самого мира? Весь опыт развития человечества
свидетельствует о том, что результатом его познания, остающимся вне субъекта,
является техническая реальность. Создается впечатление, что человек возник,
стал мыслить, выделился из биологической природы, познавал и продолжает
познавать объективно лишь для того, чтобы сотворить техническую реальность.
Техническая реальность, в свою очередь, объективируясь благодаря мысли и рукам
человека, приобретает все больше и больше способностей к саморазвитию.
Эволюционируя, она становится трансцендентной для познавательной деятельности
человека. В ней самой все ускоряющимися темпами формируется новый бесконечный
горизонт познания для человека (своего рода мезомир наряду с микро- и
макромиром). В этом процессе техническая реальность не отрицает человека
совсем, а оставляет ему важное место, однако очевидно, что человек все больше
превращается из демиурга в раба. В принципиально новом осмыслении технической
реальности (и мира вообще) наиболее трудным, на наш взгляд, является
восприятие отрицания антропоцентричности (человек не венец природы, а лишь
промежуточное звено). Человек, по сути, сам порождает свое отрицание (М.
Хайдеггер: сама действительность поощряет человека к подобного рода
действиям). Рассматривая технику в
контексте ноосферных проблем и видя в техногенном характере нашей цивилизации
угрозу существованию человечества, философия рассматривает, прежде всего,
социальную составляющую в современном процессе развития технической
реальности. При этом полагается, что всестороннее ограничение техногенного
влияния на окружающую природу и социокультурную сферу (путем внедрения
прогрессивных технологий энерго-, ресурсосбережения и других мер) является
проявлением главенства человека над техникой (Х. Бек: «…самопознание человека
во всем величии его господства»). Однако представляется очевидным, что сам
процесс снижения техногенного влияния на природу и общество выливается не во
что иное, как в еще большее совершенствование технических изделий, внедрение
более утонченных технологий и в целом в дальнейшую интеллектуализацию
артефактов. Техника, «пугая человека», заставляет его все больше
совершенствовать себя. Призывы же к отказу от достижений технического
прогресса (назад – в джунгли) представляются несерьезными. Различные варианты
альтернативного (в частности, биологического) пути развития человечества
остаются пока (и видимо останутся впредь) только на страницах фантастических
романов. Техническая реальность
есть то, что значительно оторвало человека от природы (если понимать природу
в узком смысле). Ныне человек не ранжируется в ряду биологических видов (не
укладывается на одно ранговое распределение вместе со слонами, ягуарами,
кроликами и саранчой) и не существует отдельно от техники. Его предназначение
все больше видится в создании предпосылок для саморазвития технической
реальности. Пока мы ее не мыслим без человека (он носитель, производитель и
оценщик информации, документа). Но так будет не всегда. В связке «человек –
техника» собственно человек играет все меньшую роль. И это несмотря на то,
что, отрываясь от биологической природы, человек всегда воплощал свой
интеллект в технической реальности, а, учитывая опыт человечества, можно
заключить, что развитие цивилизации, скорее всего, немыслимо вне развития
технической реальности. Это в некотором смысле единственный данный нам способ
развития. Есть основания предположить, что техногенный путь и есть
единственный, по которому идет биологический разум везде во Вселенной. Подобная постановка
вопроса, при которой техника максимально объективируется и фактически
рассматривается уже как техническая реальность, причем равномощная в ряду реальностей
«неживая – биологическая – техническая», показывает абсурдность любых попыток
поставить под сомнение технический прогресс в целом и отдельные технические
достижения в частности. Уже давно стало очевидным, что технический прогресс
однонаправлен и необратим. Другими словами, невозможно «отменить» открытие
или изобретение либо «запретить» их применение. Кроме того, практически любое
техническое достижение можно использовать как на пользу, так и во вред.
Наконец, разве можно соизмерить нынешние масштабы техногенных катастроф с
колоссальным количеством жертв, к примеру, средневековых эпидемий (которые,
кстати, происходили из-за низкого развития технической реальности). Да и сами
понятия «польза» или «вред» разве нам до конца ясны? Когда на международной
конференции, которая проходила в Институте истории естествознания и техники
РАН в 1997 году, в присутствии ведущих отечественных философов-техноведов я
имел неосторожность лишь заикнуться о понятии пользы в техническом
творчестве, разразилась просто буря. Оказывается, мы технарии не имеем права даже упоминать о какой-либо
«пользе», настолько мы очернили себя в глазах возмущенной гуманитарной
общественности. Мне наивному как-то всегда думалось, что именно гуманитарии
виноваты в том, что изначально полезное (а правильнее сказать, просто
нейтральное) техническое достижение используется во вред человеку. Есть еще один момент, на
котором следует остановиться. Думается, для специалиста, занимающегося
созданием реальных технических систем, очевидна абсурдность любых попыток
реализации в процессе проектирования каких-либо абстрактных
требований-лозунгов вроде «все должно быть хорошо…» или «смотрите, чтобы не
было войны…». Проектировщик всегда работает в составе коллектива и находится
в жестких тисках системы технических требований (ГОСТы, ОСТы, ЕСКД, ОТТ и
т.п.), а также абсолютно конкретных исходных данных на проект. При этом общее
количество данных достигает сотен и тысяч, а предъявляются они одновременно
большому числу специалистов. Никакой речи о сколь угодно малых отклонениях от
требований, как правило, и быть не может. Недисциплинированный проектировщик
мгновенно отстраняется от работы и наказывается. Подобным образом проявляется
самая что ни на есть объективность процесса проектирования технических
систем. Х. Ортега-и-Гассет в своих размышлениях о технике десятки лет назад с
досадой говорил, что «в наши дни, имея в своем распоряжении общий метод
создания технических средств для реализации любого запроектированного идеала,
люди, кажется, утратили всякую способность желать ту или иную цель и
стремиться к ней». В этом эмоциональном высказывании совершенно отчетливо
угадывается мысль об относительной независимости, объективности технического
прогресса. Итак, рассмотрим более
подробно онтологические уровни развития материи в ряду «неживая –
биологическая – техническая», которые для наглядности представлены в виде
таблицы. Приложим максимум усилий для того, чтобы абстрагироваться от своего
антропоцентризма, с одной стороны, и руководствоваться понятной и объективной
критериальной системой оценки реальностей, с другой. При этом наша главная
задача – беспристрастно охарактеризовать данные онтологические уровни и
определить, какой из них высший. Первый уровень – неживая реальность
отличается простейшей классификацией, в которой мы выделяем мир в целом и
особь в частности. Напомним, что онтологический классификационный таксон
выделяется, прежде всего, на основании определения нового уровня использования
фундаментальной информации. Так вот, в неживой материи эта информация
присутствует только на уровне мира в целом в виде физических законов. Неживой
мир развился одномоментно и спонтанно, разумный агент, если и присутствовал,
то лишь в момент создания, когда закладывались физические законы.
Следовательно, в неживой реальности нет никакой другой онтологически
содержательной формы, кроме Вселенной в целом, которая, безусловно, обладает
информацией в виде объективно существующих законов, на основе которых и
развивается. Определив фундаментальную
классификацию и уровень использования информации в неживой реальности,
охарактеризуем ее эволюцию. Прежде всего, отметим, что скорость эволюции
неживой реальности локально можно определить как нулевую. Иными словами,
Вселенная, будучи взята без биологической и технической реальностей, даже
постоянно изменяясь, тем не менее, не эволюционирует. Онтологически значимые
эволюционные скачки Вселенной связаны лишь с возникновением биологической
жизни и зарождением технической реальности. Об эволюции неживой материи можно
было бы вести речь только в том случае, если предположить множественность
Вселенных (развивающихся каждая со своими физическими законами), существующих
в некоторой Метавселенной, где между ними происходит естественный отбор.
Подобные гипотезы, кстати, в последнее время высказываются некоторыми
космологами. Единичным эволюционирующим объектом неживой реальности является
мир в целом, что становится понятным в свете выше сказанного. При этом
уровень отбора является глобальным в масштабах Метавселенной. Движущей силой
является информационный отбор, осуществляющийся на уровне физических законов. Второй уровень – биологическая
реальность. При переходе от неживой к биологической форме существования
материи мы констатируем, прежде всего, фундаментальный сдвиг в классификации.
Наряду с миром в целом и особью в частности возникает новый онтологический
классификационный уровень – биологический вид. Основным критерием, по
которому мы выделяем этот уровень, является наличие у биологического вида
информации, существующей в генотипе неотделимо от особи. Как известно, это
позволяет биологическим видам эволюционировать с низкой скоростью, которая
задается «слепым» характером межвидового информационного (естественного)
отбора. Характер отбора в данном случае определяется отсутствием разумного
агента, а его скорость задается физической неотделимостью генотипа
(информации о виде) от особи. Третий (высший) уровень – техническая реальность.
Из рассматриваемого ряда сосуществующих реальностей в рамках технократической
парадигмы более всего нас интересует техническая. Во-первых, она является
высшей по тем основаниям, о которых уже сказано, а во-вторых, мы стоим у
истоков формирования технической реальности, и наша судьба неразрывно связана
с ней. Беспрецедентный сдвиг в классификации сущего, связанный с
возникновением технической реальности, заключается в выделении принципиально
нового таксона. Наряду с миром в целом, видом и особью возникает гиперособь –
объект, сочетающий в себе признаки, как вида, так и особи. Как вид он имеет
генетическую информацию, которая физически от него отделена и существует в
виде документа, а как особь он существует и функционирует в окружающей
действительности. Техноэволюция выходит на принципиально новый уровень
благодаря тому, что, во-первых, появляется разумный агент, осуществляющий
отбор (человек и/или техника). Во-вторых, то, что информация физически
отделена от особи (гиперособи), позволяет осуществлять элементарный акт
отбора на уровне документа (на информационном уровне без физического
воплощения). В-третьих, отбор в целом становится межорганизменным и
целенаправленным. Беспристрастный анализ содержания предлагаемой таблицы не
оставляет другого выхода, кроме как признать, что техническая реальность является
(во всяком случае потенциально) высшей формой организации материи. Каким же видится
современный этап развития технической реальности в контексте изложенного. В настоящее время в техносфере
зарождаются (как когда-то протожизнь из неживой природы) объекты, которые
будут способны сами воздействовать на свой материальный носитель информации с
целью развития в условиях конкуренции (воздействовать на свой генотип и в
этом смысле самоэволюционировать). Нынешнее состояние технической реальности
можно сравнить лишь с протожизнью (причем, видимо, на ранней стадии
развития). Основная масса наших технических изделий – это только аналоги
макромолекул. Вероятно, лишь отдельные из них уже можно уподобить примитивным
одноклеточным (например, станцию
«Мир»), а современный завод или город – это всего лишь «лужа, кишащая
протожизнью». Сегодня очень трудно
представить себе продукты долгосрочной эволюции техносферы, которые можно
было бы назвать некими гипербионтами (это когда из технических
«одноклеточных» возникнут «черви», «лягушки», «слоны» и, более того, –
«мыслящие»). Можно лишь предельно гипотетически судить об их облике и
свойствах, хотя в современной фантастической литературе подобный образ иногда
узнается (наиболее яркие примеры: «Рама» А. Кларка и особенно «Реликт» В.
Головачева). Тем не менее, уже сейчас можно сформулировать отдельные
принципиальные соображения, касающиеся гипербионтов. Во-первых, это объекты в
основе своей технические и включающие в себя элементы биологические (в т.ч. и
человека со всем его социальным). Во-вторых, это объекты самоорганизующиеся
(что всегда отличало жизнь от протожизни). И, наконец, в-третьих (а это самое
важное), их принципиальное отличие от биологической жизни заключается в том,
что они будут способны воздействовать на свой генотип. Это позволит
гипербионтам эволюционировать на уровне особей, а скорость эволюции при этом
существенно возрастет. Есть ли в современной
техносфере далекие предки подобных объектов? Безусловно есть. Это крупные
заводы, территориально рассредоточенные предприятия, технополисы, отраслевые,
городские, региональные инфраструктуры, взаимосвязанные объекты
сельскохозяйственного производства, группировки войск и т.п. Мы о них уже
упоминали – это техноценозы, объединенные слабыми связями и единством цели
функционирования ограниченные в пространстве и времени технические
макросистемы. данные объекты
имеют генотип в виде совокупности конструкторско-технологической, научной и
эксплуатационной документации. Кроме того, они уже сейчас обладают
способностью воздействовать на свой генотип и при этом самоэволюционировать.
Завод как макросистема способен воздействовать на
конструкторско-технологическую документацию, по которой он создан, и после
этого перевооружаться, самосовершенствоваться. Последнее соображение
относительно гипербионтов. Человек совершенно отчетливо ощущает потребность
лететь к звездам (вообще выйти в космос), о чем много говорится в последние
десятилетия. Если отбросить сугубо фантастические идеи полетов с
гиперсветовыми скоростями, единственным способом достичь звезд остается
создание технических объектов, способных самостоятельно в течение многих
десятков и даже сотен лет
преодолевать межзвездные пространства. Такими объектами и могут стать
гипербионты. Новое осмысление
технической реальности, места и роли человека в глобальном эволюционном
процессе, кроме всего прочего, позволяет особым образом видеть коренную
особенность, отличающую его от остального животного мира (основной вопрос
философской антропологии). Мы вправе рассматривать человека как творца,
информационного носителя, движущую силу, предтечу, источник саморазвития
технической реальности. Человек – венец биологической природы в том смысле,
что именно ему предначертано создать принципиально новую по сложности
организации сферу, символизирующую новую ступень эволюции Вселенной, и в
последующем жить в ней. Такое видение подтверждает и сделанный ранее
формальный вывод о том, что суть человека надо искать не внутри, а вне его,
не в его особенностях, а в функции, высшем предназначении, в осознании роли
человека во вселенском, трансцендентальном плане. Человек, видимо,
действительно избранное существо, но далеко не венец мироздания.
Архитектоника Вселенной неизмеримо, бесконечно сложнее, да и понимать феномен
человека в данном контексте необходимо гораздо шире, полагая, что в различных
уголках Вселенной может параллельно идти аналогичный данному нам на Земле
эволюционный процесс, являющийся также частью глобальной космогонии. Закономерен вопрос: в чем
же, при данной постановке проблемы, интерес человека в реализации новых
подходов к технической реальности? Думается, именно в этой заинтересованности
мы должны видеть возможность выживания техногенной человеческой цивилизации,
ибо Вселенная в реализации ее глобального эволюционного плана имеет в своем
распоряжении огромное количество альтернатив. А от существования
биологического вида Homo sapiens, обитающего на третьей планете в системе
желтого карлика класса G2V под названием Солнце, расположенного на периферии
спиральной галактики типа Sb, называемой Млечный путь, на задворках
одного из доменов Метагалактики, по большому счету, зависит, видимо, очень
немногое. Лекция 1
ПОНЯТИЕ О ТЕХНИЧЕСКОЙ
РЕАЛЬНОСТИ
Вводные замечания
Роль техники в жизни человека чрезвычайно высока. Это становится самоочевидным, если широко толковать понятие техники, понимая при этом техносферу в качестве окружающей человека среды обитания, превращенной им природы. В этом случае в понятие техники входят и собственно технические изделия, и технологии, и исходные продукты, и отходы производства, и многое другое. Такой подход, во-первых, позволяет видеть техническую реальность везде и всегда рядом с человекам (даже в доисторические времена), и, что более важно, наталкивает на мысль о возможности выделения техники как самостоятельной реальности в ряду реальностей «неживая – биологическая (в т.ч. и разумная) – техническая». Выделение технической реальности позволяет говорить об особых подходах к ее изучению, предполагающих как общность с другими реальностями, так и различие. Общность мы находим, прежде всего, сравнивая техническую реальность с биологической. Здесь действует закон информационного отбора, который в живом мире проявляется как закон естественного отбора Дарвина. Отсюда общее в подходах и методологии системного описания, классификации и т.д. Как ни удивительно, вполне правомерно при изучении технических систем ввести понятия из биологии: вид, особь, популяция, техноценоз (по аналогии с биоценозом). Целевая установка лекции – по-новому взглянуть на роль и место техники не только в эволюции человека, но и мира вообще, и на этой основе подойти к системному описанию технической реальности с использованием биологических аналогий. 1.1. Роль и
место техники и технологии в эволюции окружающего мира Зададимся простым, на первый взгляд, вопросом: что такое техника? Некоторые предпочитают вкладывать в это понятие очень ограниченный смысл и понимают под техникой машины, которые создаются и используются человеком (машинная техника). Другие идут дальше и говорят, что техника – это все то, что создано человеком, т.е. «находится между человеком и природой». Правомерно под техникой понимать умения человека (техника танца, техника хоккеиста, техника живописи). Последняя точка зрения унаследована из античности, когда нынешнего понимания техники вообще не было. У Аристотеля мы находим понятие «технэ», соответствующее искусству ремесленника. Отбросим как заведомо неприемлемые для нас первую и третью точки зрения и остановимся на второй. Она как будто бы неплоха, и все же не удовлетворяет нас. Ведь если понимать под техникой все, что создано человекам, то куда девать технологию (условно говоря, – информацию о том, как создавать технические изделия)? Есть и другой вопрос: произведение искусства, сотворенное человеком, тоже является техникой? Отнюдь. А куда отнести изделия, произведенные техникой без участия человека? Таковых очень много, а дальше будет еще больше. Эти, а также множество других вопросов никак не укладываются в рамки традиционного мышления. Во-первых, в узком смысле нет точного определения техники именно как феномена окружающего мира. Во-вторых, в широком смысле техника не рассматривается как техносфера и тем более – как техническая реальность. Попробуем разобраться с этим. Ключевым для нас является понятие технической реальности. Посмотрим на развитие окружающего мира в ряду известных реальностей (в философском смысле). Для нас очевидны как минимум две реальности: неживая, существовавшая всегда, и биологическая, возникшая из неживой примерно 2 млрд. лет назад (на Земле). Говоря о вечном существовании неживой природы, мы отождествляем ее с материей (в смысле субстанции). Это не совсем корректно с точки зрения методологии философии, однако, с полной уверенностью можно говорить о существовании неживой реальности с момента возникновения Вселенной (предположительно 10 млрд. лет назад). Кроме того, представляется очевидным, что возникновение биологической реальности из неживой не отменило последнюю, и с момента зарождения органической жизни они существуют неразделимо. Результатом длительной эволюции живой природы стало появление примерно 2 млн. лет назад человека разумного (Ноmо sapiens), т.е. мыслящей материи. Осознав свое существование, человек начал творить. Можно говорить (а так утверждают многие) о создании в лоне живой природы социальной сферы. Однако, как представляется, ставить социальную сферу в ряд упомянутых выше двух фундаментальных реальностей будет неправомерно. Для этого, по меньшей мере, есть два основания. Во-первых, принципиально человек не выделился из живой природы, хотя и стал мыслящим. Во-вторых, создаваемая им социальная сфера имеет смысл лишь для него самого и ничего не привносит в фундаментальные реальности. К тому же можно предполагать, что разумная материя параллельно развивается на многих планетах Вселенной (пока независимо друг от друга), и каждая из цивилизаций, таким образом, имеет свою специфическую («обслуживающую» только ее) социальную сферу. Эти сферы могут принципиально отличаться и никогда не пересечься. Социальную сферу можно сравнивать с технологией производства. Она не имеет своей, отдельной материальной сущности, а относится к человеку постольку, поскольку он является элементом живой природы. Таким образом, социальная сфера как продукт человека не является продолжением в ряду реальностей «неживая – биологическая». Что же продолжает этот ряд, зарождаясь в нем? Правомерно утверждать, что таким продолжением является реальность техническая. Она возникает из неживой и живой реальности и существует в них. Это очевидно и тут важен первоначальный момент ее зарождения. Большеголовая безволосая обезьяна, произошедшая от нормальной волосатой в результате генной мутации 2 млн. лет назад по причине повышенного радиационного фона в зоне Олдувайского разлома (Африка), ударив одним камнем о другой, изготовила острое рубило (создала техническое изделие). Примерно миллион лет понадобилось для того, чтобы эта обезьяна (превращающаяся в питекантропа) осознала, что это рубило можно не выбрасывать, а сохранить, использовать снова и снова и даже передать своему сородичу и что еще важнее, с помощью каких-то знаков можно передать свое знание другой обезьяне. Мы знаем, что некоторые животные в своих действиях используют простейшие предметы (палки, камни и др.). Что же такое принципиальное произошло с предками человека миллион лет назад? Возникла технология, а значит техника и техническая реальность (естественно, в самом зачаточном состоянии). В случае с питекантропом, изготовившим рубило, есть все признаки техники. Есть исходный материал (камень – предмет неживой природы), есть технология (память и умение – продукт живой природы плюс орудие труда – другой камень), есть техническое изделие (собственно рубило) и, наконец, есть отходы (осколки отбитого камня). Мы убеждаемся в принципиальном отличии питекантропа от шимпанзе, использующего палку, чтобы достать плод, или птицы, которая с помощью камня разбивает чужие яйца. И отличие совсем не в том, на каком уровне используется орудие (палка у шимпанзе – на уровне условных рефлексов и первичной рассудочной деятельности, камень у птицы – на уровне безусловного рефлекса). Принципиальным является наличие или отсутствие информации о технологии. Оставим на время технику и обсудим такое явление, как информация. Понятие информация (от латинского «informаtiо» – разъяснение, изложение) имеет три различных по широте толкования. В самом узком смысле под ней понимают сообщение о чем-либо. В наиболее широком смысле под информацией понимают количественную меру устранения неопределенности. Первое толкование нас не устраивает, ибо сужает рамки понятия до обиходного уровня. Второе излишне обще (аналог энтропии) и не отражает необходимой нам сути. Очевидно, наиболее приемлемо следующее определение. Информация – это совокупность сведений о фактических данных и зависимостях между ними, отраженных и закрепленных на каком-либо материальном носителе. Рассмотрим место информации в реальностях окружающего мира. В неживой материи информация непосредственна и отражает действие фундаментальных физических законов, суть которых может быть сведена к принципу наименьшего действия. Физические тела неживого материального мира передвигаются и изменяют свое состояние наиболее экономичным образом. Природа в данном случае реализует принцип «минимакса». Например, если мы приложим силу к какому-либо телу, т.е. передадим ему механическую энергию, то тело будет перемещаться по траектории, которая обеспечит максимальное его перемещение при минимальных затратах энергии. Аналогично происходит нагрев или охлаждение тел, их электризация и др. процессы. Объекты неживого мира заключают в себе информацию о совокупности своих свойств, в соответствии с которой осуществляется их движение в пространстве и времени. При этом речь не идет о специфическом носителе информации и ее передаче. Реализация фундаментальных законов природы создает вектор медленного изменения, т.е. эволюции неживой природы в целом. Ее классификация проста. Мы выделяем мир в целом и отдельные объекты неживой природы в частности. Попробуем теперь осмыслить суть информации в живой материи. Чем же принципиально она отличается от неживой? Оказывается, в живой материи появляется устойчивый материальный носитель информации – ген (набор генов живого организма, называемый генотипом). Мы знаем, что любой живой организм состоит из клеток, каждая из которых содержит ядро с макромолекулой ДНК. Участок ДНК есть ген, а набор генов, т.е. ДНК в целом содержит в себе исчерпывающую информацию об организме. Не будем углубляться в процесс возникновения живой материи из неживой (это отдельная история). Заострим внимание лишь на ключевых последствиях этого события. Во-первых, принципиально усложнилась классификация мира, возникли два уровня, которые в биологии получили название вид и особь. Дело в том, что каждый живой организм в своем генотипе одновременно несет как общую информацию, характерную для данного вида, определяющего его идеальный, формальный облик (совокупность основных свойств), так и переменную, случайно полученную в процессе жизнедеятельности. Для нас очевидно различие между волком как биологическим видом и конкретным волком-особью в клетке зоопарка. Во-вторых, появилась возможность в процессе размножения передавать информацию о генотипе особям своего вида (потомству). И здесь прослеживается важнейшая особенность, заключающаяся в способе хранения, изменения, закрепления и передачи генетической информации, а также направленности эволюционного процесса. Живая природа эволюционирует в сторону усложнения (как минимум об этом свидетельствует наше собственное появление), однако как она это осуществляет? Высказывалось мнение, что живой организм, получая в течение жизни полезную для него информацию (приспосабливаясь к окружающей среде), в дальнейшем передает ее своему потомству. Так, волк в процессе своей жизни «узнает», что в огонь лезть нельзя, это вызывает болезненные явления, травмы и может привести даже к гибели. Это знание он «передает» своему потомству. И так далее. Конечно же, это неверно. У волков абсурдность подобного способа передачи наследственной информации не столь очевидна. А вот как же информация передается, например, у амеб? Учитывая наше знание о живой природе в тот период, когда на земле существовали только одноклеточные (или того проще), становится непонятным, как природа могла эволюционировать в то время? Оказывается, эволюция живой природы осуществляется только на генетическом уровне. Вспомним (пока вскользь) о важной ключевой особенности эволюционного процесса. Дело в том, что информационный носитель (ген, генотип, ДНК) принципиально (физически, физиологически) неотделим от особи, организма. И какие бы «знания» не приобретала особь на протяжении своего жизненного цикла, эти самые (сколь угодно полезные) «знания» никак не отражаются на генотипе и, естественно, никоим образом не передаются потомству. Изменение генотипа происходит случайно, мутационно, на молекулярном уровне (из-за случайных, незапрограммированных перекомбинаций молекул, от действия радиации, химических веществ и др.) Изменения в генотипе проявляются во внешнем облике и внутреннем строении организма новой особи (фенотипе). Если эти случайно полученные изменения оказываются полезными, они позволяют организму лучше приспособиться к условиям окружающей среды и оставить потомство (передать свой, уже измененный генотип). Так накапливается и закрепляется полезная информация в живой природе. Если же мутационные изменения в генотипе приводят к вредным изменениям организма (уродствам), то особь умирает, не оставив потомства (вредная информация не закрепляется, отбрасывается). Таким образом, в основе биологической эволюции лежит изменчивость и наследственность, а ее движущей силой является борьба за существование и естественный отбор. Наличие постоянной генетической информации позволяет вести речь о биологических видах (простейших, животных и растений). Некоторый набор генов («стандартная» структура молекулы ДНК) определяет вид (к примеру: волк, заяц, саранча и др.). Конкретная молекула ДНК, которая достается в наследство конкретному детенышу волка, может незначительно отличаться от «стандарта». Это определяет особенности данного конкретного волка-особи. В процессе эволюции полезные генетические изменения могут накапливаться, что приводит в определенный момент к возникновению нового вида. Итак, мы рассмотрели роль информации в биологической реальности. Вернемся к нашим предкам, которые только начинали осваивать технику и технологию. Мы пришли к выводу, что каменное рубило, изготовленное питекантропом миллион лет назад, имеет признаки технического изделия, а принципиальным здесь является информация о технологии изготовления. Таким образом, правильнее было бы сказать, что человека из обезьяны создал не труд (формально трудятся все живые существа и зачастую побольше нашего), а зарождающаяся техническая реальность. Именно знания о технологии изготовления первых орудий труда позволили мутационно изменившейся обезьяне выжить и оставить потомство. Биологическая эволюция привела к возникновению человека разумного (Homo sapiens) и происходило это по все тем же биологически законам, однако параллельно, как мы уже сказали, начала зарождаться техническая реальность. В чем же принципиальное отличие технической реальности от биологической? Все в той же информации. Если, как мы уже видели, в живой природе информация физически неотделима от организма, то в технической реальности информация о техническом изделии и правилах его изготовления (технологии) существует отдельно от самих технических изделий. В эпоху питекантропа информация о технических изделиях (своего рода генотип) передавалась от человека к человеку устно (с помощью слов и знаков). С зарождением письменности и наук появляется особая форма хранения информации – документ (описание, чертеж, график, формула и др.). Информация отделяется от человека и начинает существовать сама по себе. Дадим определение. Документ – материальный объект, содержащий закрепленную информацию (обычно при помощи какой-либо знаковой системы на специально выбранном материальном носителе) и предназначенный для ее передачи и использования. Появление информационных документов о технических изделиях стимулирует резкое ускорение техноэволюции по сравнению с биоэволюцией. Ключевым моментом здесь является то, что имеется возможность осуществлять отбор лучших технических решений (информационный отбор – обобщение естественного отбора) на уровне документов без их обязательного воплощения в жизнь в виде изделий. И если для осуществления элементарного акта отбора в живой природе уходят годы (пока животное вырастет, поживет, а затем умрет, оставив либо не оставив потомство), то в технической реальности решение о качестве проекта изделия может быть принято за считанные минуты. Человек, точнее человеческое общество, выступает своего рода катализатором эволюции в современной технической реальности. Ознакомившись (в первом приближении) с техноэволюцией, обратимся к особенностям структуры технической реальности. На первый взгляд, здесь, так же, как и в живой материи, мы имеем два основных уровня: технический вид и техническую особь. Однако это только на первый взгляд. Не будем забегать вперед и отложим пока разбор этого вопроса. Что же касается видов и особей, то особых трудностей в осмыслении этих понятий нет. Любое техническое изделие, например, ручка, которой я сейчас пишу, есть особь. Она существует во Вселенной в единственном экземпляре и имеет свой индивидуальный облик (например, царапины на поверхности). Но эта же ручка одновременно принадлежит к определенному виду, на который имеется полный комплект документации и, наверное, какое-то условное обозначение. Дадим определения. Особь – выделенный, далее неделимый (условно) элемент технической реальности, обладающий индивидуальными особенностями и функционирующий в индивидуальном жизненном цикле. Вид – основная структурная единица в систематике технических изделий, четко отличающаяся количественными и качественными характеристиками и имеющая собственную проектно-конструкторскую документацию. В процессе развития человеческого общества техника проникла во все сферы жизни человека. Ныне именно она в основном определяет все ключевые основы жизни человека (рождение, учеба, наука, искусство, отдых, работа, здоровье, уход из жизни), что делает для нас очевидными количественные параметры технической реальности и позволяет рассматривать понятие техносферы как преобразованной технической реальностью оболочки Земли, состав, структура, энергетика и эволюция которой определяются совокупностью действий живых организмов, человека, неживой природы и технических изделий. Кроме очевидных масштабов, техническая реальность наделена некой чрезвычайно важной, неочевидной и принимаемой далеко не всеми данностью – объективностью существования. По сути, техника давно уже предстает как объективно, независимо от человека существующая реальность нашего мира. Однако к разбору и этого ключевого положения мы вынуждены обратиться несколько позже. Сейчас принципиально важным для нас является, прежде всего, то, что техническая реальность вполне заслуженно поставлена в ряд основных реальностей, а именно «неживая – биологическая – техническая». Кроме того, она имеет все основания занять третье место, т.к. является высшей как по сложности организации (здесь это пока не показано), так и по скорости эволюции. Наконец, мы имеем возможность дать определения ключевых понятий, которые впоследствии придется уточнить. Под техникой в наиболее широком смысле мы понимаем совокупность средств сознательной деятельности, создаваемых для осуществления процессов производства и обслуживания производственных и иных потребностей. Техническая реальность – это самоэволюционирующая часть объективно существующего материального мира возникновением своим, в пределе, «обязанная» человеку; стоящая в ряду «неживая – биологическая – техническая»; включающая в себя искусственные объекты, которые следует системно рассматривать как целостность, состоящую из функционирующей техники (установленных изделий, зданий, сооружений и др.), применяющейся технологии, используемых материалов, изготовляемой продукции (изделий), появляющихся отходов (выбросов, брака, излучений и др.); являющаяся результатом сознательной деятельности человека и/или техники, направленной на любой материальный объект (неживой, живой, технический) любого уровня (в частности, от атомарного до космического). 1.2. Единство
в описании биологических и технических систем Исходной посылкой для дальнейших рассуждений будет понимание того, что в окружающем нас мире имеется ряд сосуществующих реальностей: «неживая – биологическая – техническая». Это в определенной степени мы уже разобрали. Введение некоторых ключевых понятий и определений, характеризующих техническую реальность, (особь, вид, генотип, информация и др.) позволяет видеть существенную фундаментальную аналогию в описании биологических и технических систем. Для вопроса, который мы исследуем, это представляется важным, что и учтем при углубленном его рассмотрении. Сначала осуществим более серьезный анализ движущей силы эволюции – закона информационного (естественного) отбора. Сделаем это в рамках кибернетического цикла И.И. Шмальгаузена – Б.И. Кудрина (выполнено на основе дарвиновского понимания эволюции) по следующим ключевым пунктам: 1. Любая группа животных и растений (организмов) имеет тенденцию к наследственной изменчивости. Мы уже знаем, что происходит это случайно и по самым различным причинам (радиация, химическое воздействие, спонтанная перекомбинация молекул в структуре ДНК и др.). Принципиально важным здесь является то, что, во-первых, изменчивость есть преобразование на генном (молекулярном, информационном) уровне и, во-вторых, генная мутация обязательно приводит к изменениям во внутреннем строении выросшего организма (а также в его внешнем облике). Аналогично и в технической реальности – любой вид техники изменяется, что, на первый взгляд, совсем и неочевидно. Так, мой автомобиль конструктивно вроде бы не изменяется из года в год (если не учитывать износ и старение, замену отдельных узлов и агрегатов, что само по себе, конечно же, имеет место, однако к тем изменениям, о которых мы говорим, отношения не имеет). Однако следует помнить о фундаментальном различии между особью и видом. Мой автомобиль – это особь, которая, безусловно, изменяется («живет»). Но эти изменения сродни тем, что происходят с моей же кошкой Муркой (линька, изменение цвета шерсти, рост и т.д.). Иное дело, когда мы говорим об «Ауди-100» выпуска 1992 года, который как вид имеет полный комплект конструкторской документации (генотип). Вот этот-то генотип постоянно изменялся (инженеры и технологи разрабатывали все новые и новые технические решения, иногда незначительные, иногда принципиальные, улучшался дизайн машины), и в один прекрасный момент произошло качественное изменение – появился новый вид «Ауди-100» выпуска 1995 года. Следовательно, изменение технического вида есть, прежде всего, изменение информации о нем (генотипа) – конструкторской документации, причем официально закрепленной. 2. Организмов каждого вида рождается больше, чем может найти себе пропитание, выжить и оставить потомство. Таким образом, живая природа постоянно создает запас нового генофонда, осуществляя эволюцию «вслепую», методом проб и ошибок. Здесь мы видим своего рода экстенсивный путь развития. Принципиально важным является то, что суммарное количество организмов всегда и везде (в естественных условиях) больше, нежели имеется энергетических ресурсов, необходимых для пропитания. Технические изделия также выпускаются всегда с избытком, во всяком случае, больше, чем имеется потребностей в их использовании. Кроме избытка численности особей каждого вида животных и растений, имеется избыточное количество самих видов. Это проявляется в том, что в одной экологической нише всегда обитает несколько видов (например, волк и рысь, лев и леопард с гепардом, ворона и чайка у нас в городе и др.) В технике для выполнения одной операции всегда найдется множество различных видов технических изделий. Здесь как будто все понятно – достаточно войти в любой магазин, где даже гвозди разные, а уж если речь идет об автомобилях, то могут подобрать хоть под цвет глаз. Таким образом, фундаментальными свойствами технической реальности являются: безудержное стремление к разнообразию, проявляющееся в том, что видов технических изделий всегда производится больше, чем имеется разновидностей функциональных потребностей (видов деятельности с их использованием); стремление к наибольшему воспроизводству, проявляющееся в том, что особей каждого вида выпускается также всегда больше, нежели имеется потребностей в них. В заключение подчеркнем, что, в отличие от живой природы, в технической реальности мы не отмечаем экстенсивности эволюции, однако разбор этого мы сделаем позже. 3. Между множеством рождающихся особей (как различных видов, так и внутри одного вида) постоянно идет борьба за существование. И это понятно, ведь главной целью любого живого организма является выживание и продолжение рода, а ресурс для выживания всегда ограничен. Вопрос, почему у организмов имеется эта фундаментальная цель, требует особого обсуждения, и мы его здесь не затрагиваем. Технике, как и в живой природе, тоже присуща своего рода борьба за существование, которую привычнее называть борьбой за рынки сбыта, за покупателя, конкуренцией между производителями... Однако в отличие от живой природы в технике нет непосредственной борьбы между особями (в смысле пожирания друг друга). Элементарный акт борьбы осуществляется человеком (а в последнее время, зачастую, и самой техникой), когда он выбирает техническое изделие, максимально удовлетворяющее его потребностям (в широком смысле) при минимальных затратах как при покупке (цена), так и в ходе эксплуатации (издержки на обслуживание, ремонт, подготовку кадров и др.). Всеобщим мерилом в процессе этой борьбы выступают, естественно, деньги. Наличие или отсутствие денег (чем, бесспорно, определяется уровень жизни человека, его возможности в приобретении материальных и энергетических ресурсов) находится в однозначной зависимости от того, удачна ли предлагаемая техническая разработка или она по комплексу параметров проигрывает другим, аналогичным. 4. Особи, которые обладают качествами, дающими им преимущество в конкурентной борьбе, имеют больше шансов выжить и таким образом подвергнуться естественному отбору (выбору). Как мы уже говорили, выживают наиболее приспособленные, однако не лишним будет повториться. Итак, в генотипе будущего животного произошло случайное изменение, которое привело к тому, что новая народившаяся особь приобрела какой-то необычный для своего вида признак (маленький зайчонок имеет более крепкие задние лапы). Этот признак может оказаться как полезным (в случае нашего счастливого зайчонка), так и вредным (если у этого зайца врожденный порок сердца). Полезный признак помогает особи выжить (быстрее бегать, лучше лазать, глубже нырять или, к примеру, иметь в головном мозге столько серого вещества, что оно позволяет осмысливать полезность применения палки для доставания недоступного плода). Вредный, напротив, мешает (у зайца с пороком сердца нет никаких шансов выжить – его легче догнать и съесть любому хищнику, и это неотвратимо произойдет). В области техники отбор не ограничивается фактом приобретения и тем самым выбора изделия. Оценка его качества продолжается и в ходе эксплуатации. Более того, инженеры не сидят, сложа руки, а пытаются всячески усовершенствовать различные узлы и агрегаты, учитывая опыт работы данного изделия. Появляется новая (пока незакрепленная) информация о виде техники. Процесс изменений в технической реальности хаотичен и непрерывен, однако, в отличие от живой природы, эти изменения, как правило, не случайны, а осознанны, изначально имеют цель, реализуемую человеком или с его участием. В этом смысле изменчивость в живой природе «слепа», а в технической реальности целенаправленна (повторимся и вновь назовем человека катализатором эволюции). 5. В силу могучего закона наследственности каждая особь, прошедшая (выигравшая) естественный отбор, стремится к размножению (передаче потомству своего набора генов, оказавшегося в своем формальном проявлении полезным). Думается, один из самых сильных инстинктов любого живого организма – инстинкт продолжения рода – формировался под действием естественного отбора, и все виды живых организмов, не обладавшие этим инстинктом, вымерли еще на ранней стадии развития. Ведь как же может развиваться вид, в генетику которого не заложена одна из первых «задач» – передача наследственной информации своему потомству. Аналогичный процесс происходит и в техносфере. Незакрепленная информация о новых технических решениях, улучшающих технико-экономические и другие показатели эксплуатируемых изделий, документируется (утверждается в конструкторской документации, патентуется, включается в программы развития, приказы, инструкции и другие нормативные акты) и становится действующей для изготовления новых изделий. Важно понимать, что не закрепленная в документах информация, как бы она хороша ни была, с точки зрения научно-технического прогресса никакого значения не имеет. Это как если бы заяц, получивший в результате генной мутации очень сильные ноги и поэтому легко убегающий от хищников, по какой-либо причине не смог бы оставить потомства. Таким образом, мы поэтапно разобрали действие закона информационного (естественного) отбора в живой природе и технической реальности с учетом соответствующей аналогии. Сформулируем закон информационного отбора применительно к технической реальности более четко. Основной движущей силой техноэволюции является информационный отбор, базирующийся на изменчивости, преемственности и оценке видов технических изделий (документов) и осуществляющийся в фундаментальном спонтанном цикле, включающем этапы: производства видов технических изделий (документов) в количестве, всегда превышающем необходимые функциональные потребности; борьбы за существование этих видов (документов) при постоянной ограниченности энергетических (вещественных) ресурсов, заканчивающейся победой видов (документов), обладающих более эффективными параметрами (победа реализуется на практике выбором в пользу того или иного технического решения); документирования полезной информации и утверждения документа для выпуска новых технических изделий. Теперь мы вплотную подошли к обсуждению фундаментального понятия технической реальности – техноценоза. Однако прежде закончим с биологическими аналогиями. Уяснив, что движущей силой техноэволюции в этом смысле является информационный отбор, рассмотрим более подробно, как эта эволюция осуществляется? Биологи до сих пор не пришли к единому мнению о том, возникла ли жизнь от единственной первичной формы или таких первичных форм преджизни было множество. Что касается первичных технических форм, то они очень уж отличаются функционально, чтобы иметь одного предка (например: нож, лыжа, гребень, каток, веник, нить, сосуд). Видимо, человек на ранней стадии своего развития параллельно создал целый ряд первичных технических форм, которые, постепенно усложняясь, рождали новые виды технических изделий. Судить о том, как это происходило доподлинно, мы не можем, так как не располагаем документально закрепленной информацией (у питекантропа не было чертежей для изготовления рубила, сведения об этом, как мы уже знаем, передавались из поколения в поколение устно). Можно лишь предполагать, что от рубила произошел нож, от ножа – меч и т.д. (не исключено, что все было не так, и меч произошел не от рубила, а от скребка). Мы полагаем, что период
предтехники (аналог преджизни) длился до Ньютона, когда начала формироваться
единая система взглядов на научно-документальное оформление технической
реальности. В развитии видов техники мы усматриваем два характерных процесса:
постепенное изменение в основном в рамках одной формы и скачкообразное
качественное изменение формы. Примером постепенного изменения может являться
автомобиль, который, возникнув, стал развиваться дивергентно, т.е. по пути
расхождения признаков. В результате появились новые виды (грузовой и легковой
автомобиль). Затем легковой стал подразделяться на виды («Мерседес», БМВ,
«Жигули») и т.д. Предком автомобиля можно считать карету на конной тяге.
Однако в момент, когда на карету был поставлен паровой двигатель, произошел
скачок, сопровождающийся принципиальным изменением формы и рождением вида, не
просто продолжателя предшественников, а основателя нового семейства.
Аналогично создавались самолет, огнестрельное оружие, ракета, компьютер,
ядерная бомба и др. Важно видеть, что во вновь образованное зачастую
интегрируются другие виды техники, развивающиеся параллельно (двигатель
внутреннего сгорания в автомобиле, микропроцессор в компьютере). Однако здесь
важно не упустить важный момент. Дело в том, что есть технические изделия,
которые можно считать функционально законченными (автомобиль, дирижабль,
лопата), и есть такие, которые сами по себе нефункциональны и в этом смысле
бесполезны (двигатель внутреннего сгорания, микропроцессор, черенок лопаты).
Хотя, конечно же, их можно для чего-то использовать (например, процессорный
блок компьютера – в качестве табуретки), но это не есть их предназначение как
вида. Таким образом, при определении технического вида необходимо учитывать
функциональную законченность изделия и его предназначение. В то же время, исходя только из сведений о предназначении изделия, можно ошибиться в видообразовании. Так, функцию освещения моего рабочего стола может выполнять и настольная электрическая, и керосиновая лампа, хотя искать между ними техническое «родство», видимо, бесполезно. Есть еще одна трудность в исследовании техногенеза (развития видов технических изделий), заключающаяся в том, что весьма нелегко проследить «родство» образцов техники, которые генеалогически очень далеки друг от друга. Например, является ли прямым предшественником современного турбогенератора вольтов столб Гальвани? А что есть предок радиотелефона – аппарат Морзе или почтовый голубь? Аналогичные трудности, кстати, испытывают и палеонтологи, пытающиеся установить генеалогическое родство вымерших живых организмов. Наконец, последняя аналогия. В биологии и экологии имеется очень важное, фундаментальное понятие – биоценоз, под которым понимается взаимосвязанная совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, совместно населяющих участок суши или водоема, ограниченный в пространстве и имеющий однотипные (абиотические) условия среды (климат, рельеф и др.). Взаимосвязанность биоценоза определяется, прежде всего, наличием связей между особями. Причем, если это особи одного вида (совокупность особей одного вида, населяющих биоценоз, называют популяцией), то между ними существуют как пищевые (энергетические, ресурсные), так и наследственно-половые (генетические) связи. Если же это особи различных видов, то между ними существуют только пищевые связи (могут реализовываться в конкуренции за общий ресурс, как, например, у волка и рыси, а могут – в цепи «хищник – жертва»). Границы биоценоза невозможно определить четко, как нельзя определить границы леса, луга и даже озера (учитывая, что лягушки вылезают из озера, а цапля прилетает туда поохотиться). Мы знаем, что естественно сформированный биоценоз является весьма устойчивой системой, в которой органично сосуществуют хищники и жертвы, растительноядные и растения, большие животные и маленькие, причем для нас очевидно, что устойчив биоценоз тогда, когда имеется обратная зависимость между размерами животных и их численностью (это когда в лесу один-два медведя, три-четыре рыси, десяток волков, сотня зайцев, тысячи мышей и миллионы насекомых, но никак не наоборот). Наконец, биоценоз может быть легко дестабилизирован как естественным, так и искусственным (антропогенным) образом. Происходит это, например, если охотники в лесу убивают всех волков, либо происходит наводнение, резко изменяющее условия обитания в данном биоценозе. На основании выполненного нами подробного анализа аналогий между биологической жизнью и техникой логичным было бы предположить, что в технической реальности также имеется аналог биоценоза, а название для него прямо-таки просится на язык – техноценоз. Повторимся и подчеркнем, что это понятие является фундаментальным в научном описании технической реальности. Однако здесь мы ограничимся данной констатацией, т.к. это – тема следующей лекции. Лекция 2
ОСНОВЫ
ТЕХНОЦЕНОЛОГИЧЕСКОГО ПОДХОДА
Вводные замечания
Обсуждение единства в описании биологических и технических систем, соответствующих аналогий привело нас к понятию «техноценоз», которое включает применительно к технике такие понятия, как особь, вид, популяция. Техноценозы, обладающие рядом присущих им особенностей, математически описываются с помощью гиперболических ранговых распределений, которые емко и весьма точно характеризуют состояние того или иного техноценоза, если мы его рассматриваем системно, как целостность на макроуровне. Многолетние исследования большого числа техноценозов из различных областей человеческой деятельности позволяют судить об оптимальном, наиболее устойчивом и эффективном их состоянии, которое описывается некоторым идеальным распределением. Применение к техноценозам начал термодинамики (закона сохранения энергии и принципа максимума энтропии) позволяет сформулировать закон оптимального построения техноценозов, который закладывает методологические основы концепции их оптимизации, включающей процедуры номенклатурной и параметрический оптимизации. Номенклатурная предполагает изменение видового состава техноценоза (набора видов изделий), а параметрическая – влияние на параметры проектируемых вновь или модернизируемых видов техники. В итоге критерием оптимизации является получение такого состояния техноценоза, которое, с одной стороны, характеризуется максимальными функциональным возможностями, а с другой, – минимальными затратами на изготовление и всестороннее обеспечение (подготовку кадров, ремонт, обслуживание, снабжение запчастями). Целевая установка лекции – ввести фундаментальное понятие техноценоз, применить к нему начала термодинамики и сформулировать закон оптимального построения техноценозов, а также концепцию и критерий его оптимизации. 2.1. Техноценозы как взаимосвязанные совокупности технических изделий-особей Обсуждая единство в описании биологических и технических систем, мы вплотную подошли к важнейшему как с концептуальной, так и с методологической точки зрения понятию «техноценоз». В соответствии с классическим определением, введенным Б.И. Кудриным, под техноценозом понимается ограниченная в пространстве и времени взаимосвязанная совокупность далее неделимых технических изделий-особей, объединенных слабыми связями. Связи в техноценозе носят особый характер, определяемый конструктивной, а зачастую и технологической независимостью отдельных технических изделий и многообразием решаемых задач. Взаимосвязанность техноценоза определяется единством конечной цели, достигаемой с помощью общих систем управления, обеспечения и др. Для того чтобы усвоить весьма сложное понятие «техноценоз», обратимся сначала к примерам. Рассмотрим такую техническую систему, как автомобиль. Он состоит из отдельных агрегатов, блоков и деталей, которые объединяются в подсистемы (топливная, смазки, трансмиссия и др.). Между элементами автомобиля имеются связи (механические, электрические, гидравлические, пневматические), описываемые законами Ньютона – Ома – Кирхгофа – Гука – … Нам понятна (во всяком случае, в первом приближении) природа этих связей (назовем их сильными). Теперь рассмотрим всю совокупность автомобилей города, которую, хотя и с большой натяжкой, можно назвать транспортной системой. Не вдаваясь в детали, отметим лишь, что какие-то связи между элементами этой системы (отдельными автомобилями) как будто имеются (одно государство, одни климатические условия, законы, правила, один авторынок и др.), однако эти связи исчезающе слабы. Рассмотрим, наконец, промежуточную систему, например, отдельно взятый таксопарк в нашем городе. С одной стороны, он тоже состоит из несвязанных друг с другом автомобилей и в этом смысле похож на разобранную уже нами транспортную систему города. Однако связи между автомобилями в таксопарке, хотя и не являются сильными (описываемыми законами Ньютона – Ома – Кирхгофа), намного сильнее, чем исчезающе слабые связи между автомобилями в транспортной системе города (для простоты назовем их формальными). В таксопарке мы находим: единую систему управления в лице директора, его аппарата, завязанных в структуру подчиненности; систему всестороннего обеспечения (техническое обслуживание, ремонт, снабжение, подготовка кадров и др.); общую территорию и, соответственно, сходные условия работы. И, наконец, главное – таксопарк функционирует, в конечном итоге, с общей целью, которую весьма приближенно можно определить как получение наибольшей прибыли от перевозки пассажиров при наименьших затратах на всестороннее обеспечение этого процесса. Таким образом, существуют системные объекты, отдельные элементы которых (подсистемы), с одной стороны, достаточно независимы и не связаны между собой жестко (механически, электрически, гидравлически и т.д.), а с другой, – объединены связями другого типа (слабыми), определяемыми единой системой управления, снабжения, эксплуатации, а также общей целью функционирования. Кроме того, эти объекты ограничены в пространстве и времени. Их мы и называем техноценозами. Если продолжить примеры, то техноценозом можно считать завод, крупный магазин, группировку войск, систему электроснабжения отдельного региона, космическую станцию и многие другие объекты. Можно сказать, что техноценозы возникли лишь во второй половине ХХ века, хотя зарождаться стали уже, видимо, сто – двести лет назад. И это притом, что собственно техносфера существует со времени возникновения человека разумного, т.е. уже миллионы лет. Что же принципиальное отличает техноценозы от отдельных технических изделий? Во-первых, это тип связей (об этом уже говорилось). Во-вторых, количество элементов, из которых состоит изделие, конечно и точно определено конструкторской документацией, а количество элементов техноценоза практически бесконечно для нас. Это нелегко воспринять, однако для нас, очевидно, что если мы начнем перебирать элементы техноценоза, то не успеем дойти до конца, а начало уже изменится, т.е. мы будем иметь дело уже с другим объектом. В-третьих, границы технического изделия четко определены все той же конструкторской документацией, а границы техноценоза для нас нечетки, размыты. Дело в том, что любой техноценоз находится в какой-то инфраструктуре и коренится в ней тысячами связей различного типа (электро-, водо-, газоснабжение, связь, коммуникации, управление, кадры, менеджмент, отходы, реализация продукции и др.). Аналогично – биоценозы. Ведь нам очень трудно точно определить, где проходит граница леса или луга. В-четвертых, техническое изделие достаточно полно и однозначно определяется системой параметров (длина, ширина, объем, масса, надежность, ремонтопригодность и др.). Для техноценоза подобной системы параметров не существует и, как следствие, – не существует единой конструкторской документации на техноценоз. Кроме того, о двух изделиях можно говорить, что они одинаковы (во всяком случае, в пределах паспортных характеристик), хотя и возможен разброс параметров, но об этом несколько позже. Техноценоз всегда индивидуален и неповторим (нет двух одинаковых заводов, таксопарков, дивизий, городов). В-пятых, если для техноценоза существует понятие «развития», как необходимое, существенное, необратимое, содержательное, целенаправленное изменение (движение во времени), то для отдельного изделия такого понятия не существует. И хотя в процессе своего жизненного цикла любое изделие, безусловно, изменяется, однако последнее лишь формально и несущественно (связано, как правило, с процессами износа и старения). Имеется еще одно отличие техноценоза от отдельного изделия, имеющее чрезвычайно важное методологическое значение. Однако прежде чем говорить о нем, нам необходимо ввести еще ряд понятий. Прежде всего, поговорим о том, что такое вид и особь в техноценозе. Возьмем отдельное техническое изделие, например, электродвигатель на металлургическом заводе (последний является техноценозом). При этом будем рассматривать совершенно конкретный двигатель марки 7АО (заводской номер 7729324, выпуска 1987 г.), который приводит во вращение станок токаря Иванова. Очевидно, что мы имеем дело с изделием-особью, которое индивидуально, неповторимо и существует во Вселенной в единственном экземпляре. Однако, как мы уже заметили, это индивидуальное изделие обозначено определенной маркой, т.е. можно судить, что данный электродвигатель представляет вид 7АО. Таким образом, мы имеем дело уже с определенной классификацией, в которой каждое техническое изделие есть особь и одновременно оно же всегда представляет какой-то вид. Понятие вид восходит к философским категориям содержание и форма, сущность и явление. Можно сказать, что вид есть некоторое идеальное представление, объединяющее определенное количество технических изделий (однотипную серию) информацией об их конструкции и технологии изготовления (комплект конструкторско-технологической документации). Важно понимать, что вид техники определяется абсолютно точно документами, однако реальные технические изделия – представители данного вида, будучи выпущены на заводе по соответствующей документации, в своих реализованных параметрах могут несколько отличаться (и всегда отличаются) от идеальных. Это отличие задается достижимой и целесообразной точностью изготовления, возможностями инструментов и самого человека, если он участвует в производственном процессе. При этом мы не говорим о браке, когда параметры изделия выходят за допустимые рамки (т.е. мы уже имеем дело или с другим видом техники, или вообще такого вида не существует). Итак, конкретное изделие-особь, с одной стороны, всегда по своим параметрам несколько отличается от тех значений, которые записаны в конструкторской и технологической документации, с другой стороны, это отличие несущественно (и учтено при конструировании). Однако главное заключается в том, что принадлежность изделия к виду определяется его качественной сутью, характеризующейся бесконечным количеством параметров и распознаваемой интеллектом (человеческим и/или техническим). Время дать точные определения. Особь – выделяемый элемент техноценоза, техническое изделие, функционирующее в индивидуальном жизненном цикле. Вид – основная структурная единица в систематике технических изделий, определяющая совокупность качественных и количественных характеристик, отражающих сущность однородной группы изделий, изготовленных по одной конструкторско-технологической документации. Усвоив основные понятия (техноценоз, особь и вид) мы можем переходить к методологии исследования этих объектов. Однако необходимо сначала вспомнить о том, что не рассмотрено еще одно важное отличие техноценоза от технического изделия-особи. Рассмотрим магазин, в котором можно приобрести значительное количество разнообразного товара. Находим в нем отдел, где продаются различные ручки (от «Паркера» с золотым пером до пластмассовых шариковых). Перебрав все ручки, мы увидим, что здесь имеется определенное число видов, каждый из которых представлен некоторым количеством ручек-особей. Кстати, совокупность всех технических изделий одного вида из состава конкретного техноценоза называется популяцией. Так вот, популяции ручек-видов в магазине различны, однако, об этом несколько позже. Возьмем популяцию одного из видов шариковых ручек. Мы уже знаем, что по своим параметрам (длина, ширина, масса, емкость стержня, надежность пишущего элемента, прочность корпуса и др.) эти ручки близки друг к другу, но несколько различаются. Однако теория вероятностей и математическая статистика говорят, что всегда можно определить так называемые среднестатистические параметры. В простейшем случае – это среднее арифметическое значение, вычисляемое для всей совокупности ручек отдельно по каждому параметру. Например, если нам нужно вычислить среднюю массу, то необходимо взвесить каждую ручку рассматриваемого вида, просуммировать и разделить на количество взвешенных ручек. Вспомним, что до сих пор мы говорим о совокупности ручек одного вида (популяции). Рассмотрим совокупность всех ручек в магазине (семейство ручек). Математически определить усредненные параметры для всего семейства ручек никакой сложности не представляет. Однако если в первом случае усреднение давало нам весьма важные обобщающие данные, то во втором – мы получаем совершенно бессмысленные цифры. На самом деле, зачем нам знать среднюю массу ручки? Или, к примеру, среднюю надежность пишущего элемента (учитывая, что рассматривались и очень дорогие паркеры, и дешевая пластмасса)? Никакой полезной информации эти данные не содержат. Но это еще не все. Кто-то может сказать, что ему интересно было бы узнать среднюю стоимость ручки в магазине. Ценность подобной информации весьма сомнительна, но тем не менее. Вычислить среднюю стоимость ручки в любом магазине, конечно же, можно. Следует только учесть, что при расчетах мы должны суммировать стоимость каждой отдельной ручки-особи (если шариковых ручек за пять рублей в магазине тысяча, то мы должны просуммировать по пять тысячу раз и т.д.). Отсюда ясно, что среднее значение, характеризующее этот магазин, никак несопоставимо с любым другим, т.к. набор видов ручек в нем другой, да и количество совсем не то. В пределе гипотетически можно говорить о средней стоимости всех ручек на земле, однако, пока вы будете ее подсчитывать, какой-то завод выпустит новую ручку, и расчеты потеряют первоначальный смысл. С другой стороны, можно говорить о средневидовой стоимости ручки в магазине, полученной после усреднения стоимостей, записанных на всех ценниках рядом с ручками на витрине. Однако эта цифра сродни пресловутой «средней температуре по госпиталю» из анекдота и совершенно ни о чем не говорит, т.к. одну и ту же цифру мы можем получить, если имеем, например, в одном магазине два вида ручек, один из которых стоит тысячу, а другой – десять рублей, а в другом – один вид стоимостью пятьсот пять рублей. И еще один аспект этой проблемы. Если мы вычислим средний параметр для всех ручек одного вида в одном магазине, а затем прибавим к ним ручки этого же вида из другого, то получим очень близкое значение. Более того, чем больше мы будем увеличивать выборку (совокупность анализируемых ручек), тем ближе среднее значение параметра будет к тому, которое записано в конструкторской документации на данный вид ручек. Если же, вычислив средний параметр всех ручек (всех видов) в магазине, мы начнем увеличивать выборку и снова усреднять, то вскоре с удивлением обнаружим, что среднее значение параметра отнюдь не стремится к какой-то фиксированной величине, а постепенно изменяется. Это еще больше снижает информационную ценность усредненных параметров, вычисленных для ручек всех видов в магазине. Таким образом, математический аппарат теории вероятностей и математической статистики не пригоден для исследования техноценозов, но при этом остается весьма полезным при рассмотрении совокупности технических изделий одного вида. Значит для исследования техноценозов нужен особый подход. С целью математического описания техноценозов строятся так называемые видовые и ранговые распределения. Чтобы не усложнять процедуру, рассмотрим здесь лишь ранговые распределения как наиболее важные для той методологии, которая будет обсуждаться несколько позже. Начнем с определения. Под ранговым распределением понимается убывающая последовательность значений параметров, упорядоченная таким образом, что каждое последующее число меньше предыдущего, и поставленная в соответствие рангу (номеру по порядку). Ранговое распределение техноценоза по исследуемому параметру строится следующим образом. Выбираем систему координат, в которой по оси ординат (вертикальной) откладываются значения параметров в принятых единицах измерения, а по оси абсцисс (горизонтальной) – ряд натуральных чисел (один, два, три и т.д.). Ставим в соответствие единице по оси абсцисс (это первый ранг) значение параметра особи, являющееся наибольшим из всех значений для особей техноценоза. Получаем первую точку. Вторую получаем, ставя в соответствие цифре два по оси абсцисс (второму рангу) наибольшее значение параметра из особей, кроме первой. И так далее. Если все полученные точки соединить плавной линией (аппроксимировать), то получим кривую, по форме напоминающую гиперболу (отсюда и название – гиперболическое распределение, или Н-распределение). В чем заключается главный результат, которого мы добиваемся, строя ранговое распределение? Прежде всего, получаемая гипербола, вбирая в себя совокупность точек, каждая из которых характеризует отдельную особь техноценоза по рассматриваемому параметру, характеризует техноценоз в целом. Построив семейство подобных гипербол по другим параметрам (в пределе их количество может быть сколь угодно большим), мы можем говорить, что нами разработана корректная математическая модель техноценоза. На практике ранговые распределения строятся для параметров, которые наиболее полно характеризуют техноценоз. Каждое из них несет в себе очень важную информацию, прежде всего, по двум аспектам. Во-первых, по ранговому распределению можно судить о том, способна ли исследуемая совокупность единиц техники выполнять поставленные задачи в рамках техноценоза в целом. Для этого надо просуммировать все значения параметров, каждый из которых характеризует отдельную единицу техники. При этом выбранный параметр должен характеризовать (в физическом смысле) способность техники выполнять интересующую нас задачу. Получив сумму, мы можем судить о совокупных возможностях исследуемого семейства технических изделий. Если мы при этом знаем о совокупных потребностях (которые, кстати, определяются аналогично), то можно делать вывод о способности выполнять задачи в рамках техноценоза. Рассмотрим сравнительно простой пример из области электроэнергетики, где техноценозом можно считать систему электростанций и потребителей электроэнергии одного региона (города, области или республики). Очевидно, что суммарное производство электроэнергии должно равняться суммарному потреблению. Следовательно, суммарная установленная мощность электростанций региона, выражаемая в киловаттах, должна равняться суммарной мощности потребителей электроэнергии (тоже в киловаттах). Кажется, все очень просто, и не надо строить никаких распределений. Однако просто лишь на первый взгляд. И здесь мы должны перейти к рассмотрению второго аспекта информации, которую несет в себе ранговое распределение. Для рассмотрения второго аспекта вновь обратимся к только что рассмотренному примеру из области электроэнергетики. Предположим, что в регионе имеются потребители электроэнергии суммарной установленной мощностью сто тысяч киловатт. Значит, суммарная мощность электростанций региона тоже должна составлять сто тысяч киловатт. Однако получить эту цифру мы можем, имея различный набор электростанций: например, одну мощностью сто тысяч киловатт, две по пятьдесят тысяч, пять по двадцать, сто по одной тысяче и т.д. Даже неглубокий анализ перечисленных вариантов показывает их неравнозначность по эксплуатационным параметрам (экономичности, надежности, живучести, ремонтопригодности и др.). Какой же из них выбрать при проектировании? На этот вопрос можно ответить, анализируя форму рангового распределения, описывающего электростанции региона по их установленной мощности. Оказывается, существует понятие о некоторой идеальной форме распределения, при которой можно судить об оптимальном (наиболее эффективном с точки зрения всех основных параметров) состоянии техноценоза. Мы уже знаем, что ранговое распределение является плавной убывающей кривой, похожей на гиперболу. Форма гиперболы задается, прежде всего, ее крутизной в средней части. Если кривая слишком крутая, то это говорит о том, что в техноценозе очень мало мелких технических изделий, а если пологая – то мало крупных. Все это свидетельствует об отклонениях от нормы, однако здесь мы вплотную подошли к стрежневому положению исследуемой проблемы – закону оптимального построения техноценозов, который будем рассматривать в рамках общей концепции оптимизации. 2.2.
Концепция оптимизации техноценозов Прежде чем сформулировать закон оптимального построения техноценозов, рассмотрим первый и второй законы (начала) термодинамики, а также их действие в техносфере. Первое начало термодинамики представляет собой известный всем закон сохранения энергии, который гласит, что энергия не возникает ниоткуда и не исчезает в никуда, а лишь изменяет свою форму (электрическая, химическая, механическая и др.). К закону имеются дополнительные формулировки, определяющие, что материя так же не возникает и не исчезает. Античные философы, хотя и не говорили напрямую о законе сохранения энергии или материи, однако явно имели общее понятие об этом. Так, Аристотель в «Метафизике» как минимум дважды высказывается в духе первого начала термодинамики. В частности, он говорит: «…из не-сущего возникнуть невозможно» или «…так что, как утверждают, не может что-то возникнуть, если ничего не предшествует». В области неживой и живой природы выполнение закона сохранения энергии давно уже является каноническим и сомнению не подвергается. Иногда появляются возражения, что первое начало термодинамики не выполняется в социальной сфере, однако, думается, это случается либо по причине еще недостаточного осмысления нами таких форм энергии, как психическая или социальная, либо вследствие путаницы в применении понятия информации. Узость человеческого мышления зачастую дает нам примеры полного непонимания того, как закон сохранения энергии приводит к всеобщей взаимосвязи, и в социальной сфере в том числе. Например, для нас очевидно, что невозможно кому-либо в чем-либо помочь, ничего при этом не потеряв (времени, средств, престижа и т.д.). Если вы действительно хотите сделать кому-то добро, готовьтесь понести при этом адекватные потери. И наоборот, если вы не ощущаете никаких потерь, значит, вы на самом деле не сделали никому добра. Совершенно глупо выглядят люди, считающие, что они творят окружающим добро, при этом ничего не теряя. Никакого добра в этом случае, как правило, нет, лишь иллюзия. Если же добро все-таки есть, то мы имеем дело с наиболее отвратительной, с этической точки зрения, ситуацией: добро творится за чужой счет, а приписывается незаслуженно себе. Не могут (за редким исключением) считать себя нравственными и люди, которые не платят за проезд в общественном транспорте, а суют под нос кондуктору всяческого рода удостоверения. Очевидно, что за них опосредовано расплачиваются в совокупности все те, кто исправно платит за проезд. Закон сохранения энергии неотвратим. Теперь о втором начале термодинамики, которое иначе называется принципом максимума энтропии и гласит, что энтропия замкнутой системы не убывает. Понимание второго начала связано с необходимостью осмыслить такое понятие, как энтропия. В наиболее упрощенном варианте можно сказать, что энтропия показывает, как энергия распределяется в системе. Чем более равномерно энергия распределена между элементами системы, – тем больше энтропия и наоборот. Следовательно, если мы возьмем замкнутую систему, то, по первому началу, общее количество энергии в ней по прошествии времени не изменяется, однако качество энергии (характеризуемое энтропией) будет подвержено изменению (по второму началу). Многие энтропию отождествляют с мерой хаоса и говорят, что из второго начала термодинамики следует движение нашего мира к распаду и равномерному хаосу. Однако такое мнение опровергает эволюция Вселенной в сторону усложнения, которая для нас очевидна. Дело в том, что максимальная энтропия может достигаться и в системах, обладающих сложной структурой. Это характерно для сообществ живых организмов (биосистем, биоценозов). Отметим, что в понимании энтропии для нас остается много неясного, однако это предмет отдельного разговора, а мы в наших рассуждениях пойдем дальше и посмотрим, как выполняется второе начало термодинамики в социальной сфере. Не будем вдаваться в детали, скажем лишь, что принцип максимума энтропии связан с тем, что человек стремится во всем минимизировать свои затраты при получении максимального эффекта от своей деятельности (так называемый принцип «минимакса»). Существует и более общее толкование принципа, которого придерживаемся и мы. Его достаточно ярко выразил Аристотель, когда сказал: «Природа ничего не делает напрасно, а было бы напрасным совершать многим то, что может быть сделано меньшим. Природа проста и не роскошествует излишними причинами вещей». В итоге мы можем сказать, что в социальной системе максимальная энтропия достигается в том случае, когда ресурсы равномерно распределены между социальными слоями общества. В диалоге «Горгий» Платон называет это состояние геометрическим равенством. Он говорит: «…как много значит и меж богов, и меж людей равенство – я имею в виду геометрическое равенство…». Иными словами, наибольшей устойчивостью обладает общество, в котором имеются слои: малочисленный богатый, средний и многочисленный бедный, причем средства и блага распределены таким образом, что если мы вычислим, сколько их приходится в целом на каждый из социальных слоев, то получим одинаковые цифры. Рассмотрим, как выполняются начала термодинамики в техноценозах. Суть закона сохранения энергии в применении к техноценозам заключается в том, что суммарные энергетические ресурсы, воплощенные в технические изделия, из которых состоит техноценоз, в совокупности с суммарными энергетическими затратами, необходимыми для обеспечения их эксплуатации, в энергетическом выражении всегда равны совокупному полезному эффекту, который можно извлечь в процессе функционирования данного техноценоза. Принцип максимума энтропии применительно к техноценозам можно изложить следующим образом: энтропия естественно развивающегося техноценоза не убывает и достигает максимума, когда суммарные энергетические ресурсы, воплощенные в технические изделия при их изготовлении, распределены равномерно по популяциям видов техники (т.е. произведение энергетического ресурса, необходимого для изготовления одного изделия, на их количество в популяции техноценоза есть величина постоянная для всех видов). Добавим, что состояние техноценоза с максимальной энтропией, наряду с равномерным распределением энергетических ресурсов по популяциям видов, одновременно характеризуется максимальной несимметрией их распределения по отдельным особям. Посмотрим, к чему это приводит? Максимальная неравномерность распределения ресурсов по особям позволяет нам судить, что в этом случае мы имеем наибольшее разнообразие технических изделий. Это позволит нам добиваться максимальной функциональной гибкости при выполнении разнообразных задач в рамках техноценоза в условиях неожиданных изменений окружающих условий. В свою очередь равномерное распределение ресурсов по популяциям видов технических изделий создает наиболее благоприятные условия для функционирования обеспечивающей инфраструктуры техноценоза (дело в том, что системы ремонта, снабжения и др. ориентированы на обеспечение именно видов техники). Вот мы и получаем максимальный положительный эффект при минимальных затратах («минимакс»). Разбор начал термодинамики позволяет нам сформулировать закон оптимального построения техноценозов. Таким образом, оптимальным является техноценоз, в котором имеется такой набор технических изделий-особей, который, с одной стороны, по своим совокупным функциональным показателям обеспечивает выполнение поставленных задач, а с другой, – характеризуется максимальной энтропией, т.е. суммарные энергетические ресурсы, воплощенные в технические изделия при их изготовлении, распределены равномерно по популяциям видов техники. Правомерны два вопроса. Во-первых, что понимается под совокупными функциональными показателями техноценоза? Как раз то, для чего он предназначен. Например, если речь идет об электроэнергетическом техноценозе, под совокупным показателем понимается суммарная вырабатываемая электроэнергия. Во-вторых, чем могут быть измерены энергетические ресурсы, воплощаемые в техническое изделие при изготовлении? Очевидно, что наиболее объективным показателем здесь может быть цена, сформировавшаяся в условиях свободной рыночной экономики. Однако перейдем от абстрактных и сложных формулировок (без которых, правда, не обойтись) к практике. Рассмотрим, что же из себя представляет оптимальный техноценоз, для чего вновь обратимся к аналогии с биоценозом. Известно, что в любом устойчивом биоценозе (в лесу, озере, саванне...) нормально сосуществуют, к примеру, десяток слонов, сотня леопардов, тысяча зайцев и миллионы саранчи. Но никак не наоборот. Мы знаем множество примеров, когда в результате вмешательства человека или стихийных бедствий биоценозы были дестабилизированы (происходило массовое вымирание животных, вспышки эпизоотий, лавинообразное размножение саранчи, леммингов или других видов, за которым следовало также массовое вымирание и др.). Аналогичная картина и в техноценозах, где имеются свои «слоны», «леопарды», «зайцы» и «саранча». При этом «слон» – это изделие сложное, единичное, уникальное, дорогое, требующее максимальных затрат на обслуживание (космический корабль, золотое изделие, ракетный комплекс, обыгравший Каспарова компьютер, коллекционный французский коньяк), а «саранча» – изделие простое, массовое, унифицированное, дешевое, не требующее особого обслуживания (велосипед, алюминиевое изделие, автомат Калашникова, компьютер на базе Pentium, бутылка «Столичной»). Следовательно, рентабельным будет магазин, в котором всегда продается небольшое количество дорогих вещей (их разнообразие должно быть наивысшим), определенное количество средних по цене и значительное число дешевого товара (который, однако, не может быть разнообразным). Думается, учитывая, что мы вооружены теперь новыми знаниями, нелишне будет вернуться к оставленному нами примеру с энергосистемой региона и посмотреть, а каков же оптимальный вариант обеспечения электроэнергией потребителей с суммарной установленной мощностью сто тысяч киловатт. Закон оптимального построения техноценозов диктует, что нам необходимо иметь в системе генерирующих электроэнергетических мощностей данного региона, к примеру, одну электростанцию мощностью тридцать четыре тысячи киловатт, восемь – по четыре тысячи и тридцать четыре – по одной тысяче киловатт. Описанные нами техноценозы (магазин и энергосистема) наиболее устойчивы и наименее затратны. При этом распределение товара в подобном магазине соответствует естественному распределению покупателей по доходам, а энергосистема обладает наибольшей устойчивостью и гибкостью при изменениях конъюнктуры на рынке энергоносителей. Следует отметить, что естественное формирование оптимального распределения технических изделий в техноценозе происходит в результате информационного отбора, реализуемого человеком (и/или техническими системами, в перспективе – в основном техническими). При этом ключевыми являются противоречия между двумя противоположностями: производителем и потребителем технических изделий. В области крупных, уникальных, сложных и дорогих изделий побеждает потребитель, стремящийся индивидуализировать потребление (если я покупаю космический корабль, то вправе потребовать, чтобы его сделали так, как мне хочется). В области мелких, массовых, простых и дешевых изделий побеждает производитель, который стремится унифицировать производство (было бы нелепым требовать изготовления гвоздя по индивидуальному заказу). Закон оптимального построения техноценозов позволяет перейти к констатации взаимосвязи, которая является, быть может, одной из важнейших в практическом плане. В ней видится непосредственная теоретическая основа методологии оптимизации техноценозов. В настоящее время удалось теоретически показать и эмпирически подтвердить объективно существующую фундаментальную взаимосвязь между уровнем параметров технических изделий, с одной стороны, и количеством этих изделий в техноценозе – с другой. По сути, – это связь между количеством и качеством. Имеются довольно сложные математические конструкции, отражающие эту связь и показывающие, что она обратная. Это, кстати, легко воспринимается на интуитивном уровне. Чем более сложным, дорогим, уникальным, большим является техническое изделие («слон»), тем меньшее их количество должно входить в устойчивый техноценоз (и наоборот). Учитывая сформулированную взаимосвязь, нетрудно осознать, что сколь угодно значительное отклонение параметров разрабатываемых вновь или модернизируемых технических изделий от значений, которые задаются степенью массовости этих изделий в техноценозе, неизбежно повлечет за собой адекватные изменения параметров, характеризующих обеспечивающие системы. Попытка внедрения подобного технического решения в инфраструктуру устойчивого техноценоза приведет к его дестабилизации. При этом совершенно не важно, в какую сторону предполагается отклонение параметров. Верно и обратное утверждение: техноценоз будет дестабилизирован также и в том случае, если количество технических изделий увеличится сверх нормы, диктуемой их параметрами. Например, мы имеем устоявшуюся, стабильную, уже оправдавшую себя систему вооружения группировки войск, в которой имеется небольшое количество ракетных комплексов («слонов»), определенное количество танков («волков») и очень большое число автоматов Калашникова («саранчи»). Эту систему обеспечивает целая инфраструктура, также устоявшаяся (системы тылового и технического обеспечения, подготовки кадров и др.). Какому-то узкому специалисту по танкам пришло в голову кардинально усовершенствовать находящийся на вооружении танк. При этом он предлагает новейшее орудие, принципиально новую электронику, автоматику, резко улучшенную по своим характеристикам броню и т.д. В результате модернизации мы получаем отличную машину (лучшую в мире, как и все у нас), демонстрируем ее на выставке (там ею восторгаются), министр обороны (и он доволен) издает приказ о принятии ее на вооружение. А внедрить в войска этот танк никак не удается, т.к. он оказывается чрезвычайно дорогим, сложным в эксплуатации, ремонтопригодность низкая, для него нужны какие-то особенные боеприпасы и т.д. Самое удивительное, что подобные примеры новейших образцов военной техники мы имеем сплошь и рядом (танк Т-80, вертолет «Черная акула», самолет «МИГ-37» и др.). Таким образом, при проектировании новых видов технических изделий (модернизации старых) обязательно должна учитываться та инфраструктура, в которую предполагается внедрять эти виды. Сделать это можно, лишь рассматривая в качестве техноценозов объекты, в которые предполагается внедрять изделия, и применяя к ним закон оптимального построения. Практические методики, реализующие техноценологический подход, объединяются общей концепцией оптимизации техноценозов, к рассмотрению которой мы сейчас перейдем. Прежде чем сформулировать концепцию оптимизации, представляется целесообразным обратиться к основным понятиям системного подхода и определить место техноценозов среди сложных систем. Вообще под системой в ее классическом определении понимается совокупность объектов и отношений между ними, образующая единое целое. Ввиду того, что данное определение является слишком общим, ранее было введено понятие сложной системы. В технической области к сложным системам, как правило, относят функционально законченные изделия (электродвигатель, автомобиль, космический корабль, радиостанцию и др.). Мы уже знаем, что в инфраструктуре техноценоза взаимосвязанно функционирует значительное количество различных систем, поэтому закономерно и логично выделить техноценозы из класса сложных и назвать из сверхсложными системами. Однако естественен вопрос: для чего это делать? Проблема здесь, конечно же, не в терминах, а, прежде всего, в методологии. Как мы уже отмечали, для исследования (в т.ч. оптимизации) сложных систем используются классические методы точных наук (законы Ньютона – Ома – Кирхгофа) и теория вероятностей. К техноценозам (сверхсложным системам), если они берутся в целом, подобная методология неприменима. Здесь предлагается использовать техноценологический подход в целом и закон оптимального построения техноценозов в частности. Как показывают многочисленные модельные исследования в различных областях человеческой деятельности, выполнение закона оптимального построения техноценозов (прежде всего – принципа максимума энтропии) связано с определенной формой рангового распределения, а это позволяет проследить несомненную связь между процедурами номенклатурной и параметрической оптимизации. При этом под параметрической оптимизацией подразумевается улучшение (развитие) техноценоза за счет улучшения отдельных технических изделий (в качественном смысле), а под номенклатурной – улучшение за счет изменения набора этих изделий (в количественном смысле). Этими процедурами в конечном итоге и ограничивается арсенал методов инженера, занимающегося техноценозом в целом. Следует отметить, что, применительно к техноценозу, воздействовать на параметры вида (осуществлять параметрическую оптимизацию) – далеко не всегда означает собственно изменять параметры (модернизировать) данный вид. Речь может идти и о его замене на другой, уже выпускаемый промышленностью, выполняющий те же функции, но обладающий другими параметрами. Точно так же и номенклатурная оптимизация техноценоза представляет собой изменение лишь перечня его видов и совсем не обязательно должна сопровождаться изменением вообще номенклатуры выпускаемых изделий. Если говорить о собственно процедуре оптимизации техноценоза, то следует заметить, что инженер никогда не проектирует техноценоз в том смысле, как конструируются отдельные технические изделия-особи. Речь в данном случае идет лишь о развитии уже существующей системы-техноценоза. Неприменимо к ним и общепринятое понятие оптимизации как экстремализации аналитически или алгоритмически четко выраженных целевых функций, описывающих (моделирующих) оптимизируемые объекты. Здесь имеется в виду скорее сбалансированное развитие техноценоза и оптимальное управление его структурой. Причем окончательное достижение оптимального состояния в процессе совершенствования, видимо, принципиально невозможно, что делает процедуру оптимизации, с прикладной точки зрения, более значимой, нежели достижение оптимального состояния техноценоза (в данном случае средства важнее цели). Таким образом, определением особого места техноценологического подхода в оптимизации сверхсложных технических систем закладываются теоретические основы концепции оптимизации, которая, в свете сказанного, является и критерием. Ее суть заключается в том, что оптимальное совершенствование структуры (оптимизацию) техноценозов предлагается осуществлять в два этапа: на первом этапе определять и оптимизировать базовые виды, а на втором – формировать такое видовое разнообразие и параметры видов технических изделий, которые соответствуют параметрам, диктуемым законом оптимального построения техноценозов. Базовые виды техноценоза представляют собой самый сложный, дорогой, уникальный, с одной стороны, и самый простой, дешевый, массовый вид техники – с другой. Они определяются в результате статистического анализа структуры техноценоза и своими параметрами как бы закрепляют крайние точки гиперболы рангового распределения, построенного по ключевым параметрам, характеризующим исследуемый техноценоз. После того как определены крайние точки, методами математического анализа по закону оптимального построения техноценозов определяется оптимальное (для данного техноценоза в данный момент времени) ранговое распределение. Сопоставление реально существующего и оптимального распределений позволяет выявить аномальные области (отклонения от оптимума). При этом могут иметь место аномалии двух типов: первый (номенклатурная) – вместо одного универсального вида техники имеются два или более (реже бывает наоборот), что ухудшает условия функционирования системы технического обеспечения; второй (параметрическая) – основные параметры, характеризующие функциональное предназначение вида техники, занижены или завышены по сравнению с требуемыми, что-либо ухудшает условия функционирования системы технического обеспечения, либо не соответствует потребностям техноценоза. Устранение аномальных отклонений реально существующего рангового распределения осуществляется с помощью специальных прикладных процедур номенклатурной и параметрической оптимизации, реализуемых циклично. Это позволяет выявить теоретические требования к техноценозу на каждом этапе его развития. Дальше задача состоит в претворении данных требований в жизнь, что осуществляется в процессе целенаправленной научно-технической политики. Необходимо отметить два принципиальных момента. Во-первых, реализация оптимизирующих процедур на практике занимает длительное время (годы), за которое техноценоз и окружающие условия успевают измениться. Это требует нового анализа его структуры и повторения процедуры номенклатурной и параметрической оптимизации, т.е. данный процесс является цикличным. Во-вторых, оптимизация такого сложного объекта, как техноценоз, не под силу одному человеку. Здесь должны работать целые коллективы, объединяющие как ученых, так и практиков. Рассмотрим пример из военной области. В системе вооружения группировки войск базовыми видами являются, с одной стороны, ракетный комплекс С-300, а с другой, – автомат Калашникова. Анализ рангового распределения показывает, что оно отличается от оптимального, при этом мы имеем две аномалии, первая – зенитная артиллерийская установка ЗСУ-23-4 «Шилка», которая излишне массово распространена в войсках; к тому же она сложна по конструкции отдельных систем, что крайне отрицательно сказывается на ее эксплуатационных показателях – трудно готовить кадры. Кроме того, она чрезвычайно дорога. И если бы «Шилок» в группировке было меньше, то все было бы нормально, но для существующей численности, она слишком сложна. Мы предлагаем ее упростить (например, исключить наиболее сложное и энергоемкое радиолокационное оборудование) либо произвести оргштатные мероприятия и сократить их численность в группировке. Вторая аномалия – передвижные войсковые электростанции ЭСБ-4-ВО (осветительная) и ЭСБ-4-ВЗ (зарядная), которые также очень широко распространены в войсках, т.е. находятся в зоне рангового распределения, где должна быть высокая унификация образцов технических изделий. Представляется целесообразным разработать унифицированную зарядно-осветительную электростанцию и включить ее в штаты взамен находящихся на снабжении осветительной и зарядной. Таким образом, суть техноценологического подхода к оптимизации заключается в целенаправленном изменении параметров отдельных видов технических изделий и их номенклатуры с учетом макроскопических интересов техноценоза в целом. При этом выполнение требований закона оптимального построения техноценозов обеспечит такое состояние, которое, с одной стороны, в максимальной степени будет соответствовать функциональному предназначению, а с другой – потребует минимальных затрат на всестороннее обеспечение в условиях динамично и непредсказуемо изменяющейся инфраструктуры. Лекция 3
ТЕХНОСФЕРА, ТЕХНОЭВОЛЮЦИЯ
И БУДУЩЕЕ МИРА
Вводные замечания
Техника объективно реальна. В этом убеждает даже здравый смысл, если рассматриваются технические изделия как объекты, реальность которых противопоставляется нереальности. Однако это вовсе еще не означает, что автоматически можно вести речь об объективности технической реальности как элемента в ряду «неживая – биологическая». Поэтому обсуждение объективности технической реальности представляется весьма полезным и позволяет выявить фундаментальные основы техноэволюции как ступени и составной части общего эволюционного процесса Вселенной. Ключевым в осмыслении техноэволюции является выделение и определение объектов данного процесса, их основных свойств и отличий от объектов биоэволюции. Гипербионты, а именно так можно было бы назвать объекты техноэволюции, имеют три важнейших свойства: во-первых, они в своей основе являются техническими, включающими элементы социальные и биологические; во-вторых, имеют потенциал для самоорганизации и развития; в-третьих, и это самое главное, гипербионты обладают способностью воздействовать на свой генотип и в этом смысле самоэволюционировать на уровне особей. Как ни удивительно, столь гипотетический взгляд в отдаленное будущее весьма полезен и дает опорную точку не только в общей технократической парадигме развития мира, но и позволяет получить много полезного для правильного осмысления содержания современного технического прогресса и его узловых точек. Целевая установка лекции – на основе технократического осмысления технической реальности как объективного феномена окружающей действительности попытаться определить вероятное будущее техноэволюционного процесса, а также его современное содержание. 3.1.
Технократическая парадигма развития мира Отправным принципиальным моментом в технократической парадигме развития мира является осмысление объективности технической реальности. Однако констатировать реальность техники и говорить о технической реальности – далеко не одно и то же. В первом случае утверждение о реальности техники (объектов, технических изделий) нам вполне понятно как противопоставление нереальному, несуществующему, кажущемуся, существующему только в сознании. Если же речь идет о технической реальности как элементе, одном из слоев, горизонтов окружающей действительности, то это имеет всеобщий метафизический (онтологический) смысл. Техническую реальность, как и любую другую, невозможно осмысливать лишь в одной плоскости. Для этого требуется исследование сразу нескольких положений: первое – объективность и существенная особенность простейших элементов технической реальности (технических изделий); второе – реальность ее организованных систем (техноценозов); третье – ее всеобщность в рамках окружающего нас мира; наконец, четвертое – принципиальная (в настоящее время потенциальная) самостоятельность, самоцельность технической реальности. Однако прежде чем приступить к осмыслению собственно технической реальности, несколько отвлечемся, чтобы преодолеть нашу антропоцентричность. Во всяком случае, попытаемся. Из уст философов все чаще звучит мнение, что философия – это не наука, а мировоззрение. Трудности становления философии техники легко объяснимы, если философия – это наука. Тогда в философии слишком много человеческого (сплошной антропоцентризм), чтобы объяснить нечто, находящееся настолько вне человека, что мы уже говорим о том, что человек лишь предтеча чего-то большего, неких гипербионтов, обитающих в техносфере будущего. Шаг, сделанный ныне от примитивных капповских представлений с утверждением, что техника находится между культурой и природой, принципиально ничего не меняет. Техника уже в значительной степени вне человека. Если философия – мировоззрение, то сам факт подобного осмысления технической реальности уже много значит (мировоззрение меняется, мы изживаем антропоцентризм не формально, а по сути). Главным тезисом капповского осмысления технической реальности (Э. Капп – немецкий философ второй половины ХIХ века, основоположник философии техники) является понимание техники как продолжения органов чувств человека. Сегодняшнее изменение позиции (мы ее связываем с такими философами, как Ф. Дессауэр, Л. Мэмфорд, Х. Ортега-и-Гассет, М. Хайдеггер, О. Шпенглер, К. Ясперс, П.К. Энгельмейер и др.) заключается в некоторой объективации техники. При этом она рассматривается как нечто, находящееся между природой и культурой. Подобная постановка вопроса, на наш взгляд, страдает определенной недиалектичностью. Остается антропоцентрический подход, суть которого заключается в том, что техника рассматривается как результат творчества человека. Она всегда удовлетворяет его потребности. Кроме того, человек в конечном итоге всегда управляет техникой. Рассмотрим эти тезисы более подробно. Во-первых, любое современное техническое устройство или изделие (даже гвоздь) является результатом творчества не человека, а некой социокультурно-технической сферы (от ГОСТов до эстетических и политических представлений). По мере развития техники процесс изготовления тех или иных образцов (даже самых сложных) все больше автоматизируется и осуществляется без участия конкретного человека. Уже имеются технологии, в которых участие человека (с его метаболизмом) принципиально запрещено или резко ограничено. Как представляется, в дальнейшем эта тенденция будет нарастать. И если раньше наиболее глубокие (категориальные) различия усматривались в бытии техники относительно бытия живой природы – о чем Аристотель писал: «…человек рождается от человека, но не ложе от ложа – потому-то и говорят, что не внешняя фигура [morphe] ложа есть природа, а дерево, ибо если ложе и прорастет, то возникнет не ложе, а дерево» – то ныне мы можем говорить, что завод-автомат порождает таки автоматы. Другой вопрос, что в осмыслении бытия техники надо переходить на другой системный уровень и говорить уже о техноценозах. В этом смысле нельзя сравнивать дерево, порождающее другое дерево, с ложем, т.к. ложе – это аналог лишь одной клетки древесной ткани, а уж она, конечно же, существуя отдельно, породить дерево не сможет. Во-вторых, техническая реальность уже в значительной степени обеспечивает не потребности человека, а свои собственные. Причем та часть технической реальности, которая «работает на себя», нарастает и интеллектуализируется гораздо более высокими темпами, чем та, которая «работает на человека». Некоторые говорят, что артефакт (техническое изделие) не обладает волей, и основная цель его функционирования всегда вне него. Опять неверно выбран системный уровень. Клетка тоже не обладает волей, а основная цель функционирования живого организма всегда вне клетки. А вот техноценоз (завод, город) явно обладает волей. Другой вопрос, что в состав техноценоза входит человек, но это видится онтологически несущественным, т.к., с одной стороны, живая природа тоже создавалась на основе неживой, а с другой – человек нужен будет в техноценозах не всегда и не везде. Следовательно, в показанном смысле называть технические изделия артефактами (искусственно сделанными) представляется анахронизмом (если вкладывать в понятие «искусственно сделанный» смысл противоположения естественно возникшему) либо надо называть артефактами и живые организмы, учитывая, что они возникли (не важно, как) из неживой природы. В-третьих, и это уже не вызывает сомнений, роль человека в управлении техникой явно снижается, особенно если сопоставить возрастающий уровень требований к человеку-оператору с темпами изменения возможностей техники. Сегодня человек выступает зачастую ограничителем, не позволяющим раскрыть все возможности, заложенные в техническом изделии, которым он управляет. Так, современный истребитель обладает гораздо большими возможностями по скорости и маневренности, чем может выдержать пилот. Если рассмотреть работу космонавтов на орбитальной космической станции «Мир» (видимо, на данный момент это одно из самых совершенных изделий технической реальности, если не считать компьютер, обыгравший Каспарова), то можно заметить, что все основные технические поломки и проблемы там произошли по вине экипажа. По мере развития космической техники собственно человек-космонавт рискует превратиться в одну из самых больших помех в реализации познавательной функции человечества в космосе. Могут возразить, что даже если участие человека в управлении техникой снизится до минимального уровня, останется главное: техника будет выполнять задачи, поставленные изначально человечеством (например, полеты в космос). Но и здесь есть резонный ответ: а кто сказал, что цели, формулируемые человеком, являются уже поэтому исключительно человеческими, быть может они всеобщие, вселенские, а мы выполняем лишь частные задачи, касающиеся только нашей, определенной роли. Техническая реальность есть то, что значительно оторвало человека от природы (если понимать природу в узком смысле). Ныне человек не ранжируется в ряду биологических видов (не укладывается на одно ранговое распределение вместе со слонами, ягуарами, кроликами и саранчой) и не существует отдельно от техники. Его предназначение все больше видится в создании предпосылок для саморазвития технической реальности. Пока мы ее не мыслим без человека (он носитель, производитель и оценщик информации, документа). Но так будет не всегда. В связке «человек – техника» собственно человек играет все меньшую роль. И это несмотря на то, что, отрываясь от живой природы, человек всегда воплощал свой интеллект в технической реальности, а, учитывая опыт человечества, можно заключить, что развитие цивилизации, скорее всего, немыслимо вне развития технической реальности. Это в некотором смысле единственный данный нам способ развития. Наконец теперь, сняв с себя антропоцентрические ограничения, мы можем вернуться к онтологическому осмыслению технической реальности, которое предполагается осуществлять в четырех плоскостях. Во-первых, это определение объективности и существенных особенностей простейших элементов технической реальности (технических изделий). Что касается объективности, то здесь сложностей как будто нет, и мы довольно об этом уже говорили. В понимании существенной особенности технических изделий нам ближе всего определение М. Хайдеггера, рассматривающее их как «по-став» (Ge-stel). Однако этот «по-став» интерпретируется не как производящее добывание человеком тех признаков вещей, которые необходимы и полезны ему, а как всеобщее творческое преобразование неживой, живой и технической реальности, сопровождающееся (иногда с участием человека) рождением новых признаков, полезных вообще, эволюционно (иногда с совпадением полезности для человека). Удивительно, но попытка увидеть особенность техники привела к универсальному определению, снимающему эту особенность содержательно и оставляющему лишь формально. Нетрудно увидеть, что оно принципиально применимо и к живым организмам, и даже, после некоторых телеологических усилий, – к неживой природе. Вторая плоскость осмысления технической реальности связана с ее организованными системами – техноценозами. О техноценозах уже много сказано, однако при этом затрагивался в основном гносеологический аспект. Онтологическая сущность техноценозов видится в наличии взаимосвязи между техническими изделиями, реализующей информационный отбор и тем самым создающей побудительные предпосылки к творческому преобразованию неживой, живой и технической реальности, осуществляемому техникой. Теперь для нас становится очевидным, что техноценозы реальны, т.к. они реальны и содержательно (состоят из реально существующих технических изделий) и формально, функционально (реализуют всеобщие законы природы). Кроме того, ясно, что их выделение необходимо не только гносеологически, но и онтологически. Всеобщность технической реальности в рамках окружающего нас мира (третья плоскость осмысления) также должна быть рассмотрена с нескольких сторон. Прежде всего, заметим, что, применяя к технической реальности категорию всеобщего, мы осознаем большой риск, связанный с очевидными ограничениями технического: во времени (связано с моментом возникновения человека); в пространстве (в границах существующей на данный момент техносферы); в структуре (от атомарного уровня до ближнего космоса). Однако если посмотреть внимательно, становится ясным, что ограничения технической реальности носят непринципиальный, относительный характер, а сама она имеет явно выраженный абсолютный «потенциал всеобщности». Всеобщность технической реальности задается всеобщностью «замысла», и в этом плане она, лишь возникнув, стала всеобщей, онтологически равной другим реальностям. Самой важной для нас представляется четвертая плоскость рассмотрения, в которой техническая реальность наделяется принципиальной самостоятельностью, самоцельностью развития. Именно здесь закладываются основы понимания техноэволюции (учитывая, что упоминается она не ради красного словца). Мы усматриваем как направление развития (переход от физико-химического мира к живой природе и далее – к технической реальности), так и главную движущую силу (информационный отбор). Принципиальным видится то, что в неживой природе эволюционирует мир в целом, в живой развиваются виды, а в технической реальности должны появиться объекты, способные эволюционировать самостоятельно как особи. При этом происходит поступательное усложнение структуры единично эволюционирующего объекта, объединение в нем все больших таксонов классификации сущего, усиление и расширение взаимосвязи. Одновременно укрупняясь, эволюционирующие единичные начинают объединяться в единое. Не исключено, что Вселенная когда-то начнет вновь эволюционировать в целом. Замкнется очередной виток глобального изменения мира, однако на принципиально новом уровне. Каким же видится современный этап развития технической реальности в контексте изложенного. В настоящее время в техносфере зарождаются (как когда-то протожизнь из неживой природы) объекты, которые будут способны сами воздействовать на свой материальный носитель информации с целью развития в условиях конкуренции (воздействовать на свой генотип и в этом смысле самоэволюционировать). Нынешнее состояние технической реальности можно сравнить лишь с протожизнью (причем, видимо, на ранней стадии развития). Основная масса наших технических изделий – это только аналоги макромолекул. Вероятно, лишь отдельные из них уже можно уподобить примитивным одноклеточным (например, станцию «Мир»), а современный завод или город – это всего лишь «лужа, кишащая протожизнью». Сегодня очень трудно представить себе продукты долгосрочной эволюции техносферы, которые можно было бы назвать некими гипербионтами (это когда из «клеток» возникнут «черви», «лягушки», «слоны» и, более того, – «мыслящие»). Можно лишь предельно гипотетически судить об их облике и свойствах, хотя в современной фантастической литературе подобный образ иногда узнается (наиболее яркие примеры: «Рама» Кларка и «Реликт» Головачева). Тем не менее, уже сейчас можно сформулировать отдельные принципиальные соображения, касающиеся этих гипербионтов. Во-первых, это объекты в основе своей технические и включающие в себя элементы биологические (в т.ч. и человека со всем его социальным). Во-вторых, это объекты самоорганизующиеся (что принципиально отличало жизнь от протожизни). И, наконец, в-третьих (а это самое важное), их принципиальное отличие от биологической жизни заключается в том, что они будут способны воздействовать на свой генотип. Это позволит гипербионтам эволюционировать на уровне особей, а скорость эволюции при этом существенно возрастет. И последнее соображение относительно гипербионтов. Человек совершенно отчетливо ощущает потребность лететь к звездам (вообще выйти в космос), о чем много говорится в последние десятилетия. Если отбросить сугубо фантастические идеи полетов с гиперсветовыми скоростями, единственным способом достичь звезд остается создание технических объектов, способных самостоятельно в течение многих десятков и даже сотен лет преодолевать межзвездные пространства. Такими объектами и могут стать гипербионты. Возникает вопрос: для чего нужен подобный гипотетический экскурс в необозримое будущее? А нужен он по двум основным причинам. Во-первых, сегодняшнему техноцентрическому осмыслению мира необходима подобная ортодоксальная точка зрения, позволяющая оторваться от укоренившегося на протяжении веков философско-мировоззренческого антропоцентризма. Во-вторых, чтобы отчетливо увидеть направление и движущие силы развития технической реальности сегодня, нужен взгляд в далекое будущее (как в прикладной статистике: для определения криволинейной траектории нельзя ограничиваться двумя-тремя близлежащими точками, нужна как минимум одна далеко отстоящая). И здесь краеугольным камнем является возможность применения к технической реальности начал термодинамики (особенно – принципа максимума энтропии), которые отражают фундаментальную онтологическую иерархичность структуры мира от субстанции до универсума в целом. Наличие иерархии как бы задает формальную основу для содержательного движения мира в его развитии, своего рода эволюционную траекторию, весьма жестко определяемую всеобщими законами. Наш взгляд в будущее и есть попытка просмотреть эту траекторию. Новое осмысление технической реальности, места и роли человека в глобальном эволюционном процессе, кроме всего прочего, позволяет особым образом видеть коренную особенность, отличающую его от остального животного мира (основной вопрос философской антропологии). Мы вправе рассматривать человека как творца, информационного носителя, движущую силу, предтечу, источник саморазвития технической реальности. Человек – венец живой природы в том смысле, что именно ему предначертано создать принципиально новую по сложности организации сферу (и в последующем жить в ней), символизирующую новую ступень эволюции Вселенной. Такое видение подтверждает и сделанный ранее формальный вывод о том, что суть человека надо искать не внутри, а вне его, не в его особенностях, а в функции, высшем предназначении, в осознании роли человека во вселенском, трансцендентном плане. Человек, видимо, действительно избранное существо, но далеко не венец мироздания. Архитектоника Вселенной неизмеримо, бесконечно сложнее, да и понимать феномен человека в данном контексте необходимо гораздо шире, полагая, что в различных уголках Вселенной может параллельно идти аналогичный данному нам на Земле эволюционный процесс, являющийся также частью глобальной космогонии. Закономерен вопрос: в чем же, при данной
постановке проблемы, интерес человека в реализации новых подходов к
технической реальности? Думается, именно в этой заинтересованности мы должны
видеть возможность выживания техногенной человеческой цивилизации, ибо
Вселенная в реализации ее глобального эволюционного плана имеет в своем
распоряжении огромное количество альтернатив. А от существования
биологического вида Homo sapiens, обитающего на третьей планете в системе
желтого карлика класса G2V под названием Солнце, расположенного на периферии
спиральной галактики типа Sb, называемой Млечный путь,
на задворках одного из доменов Метагалактики, по большому счету, зависит,
видимо, очень немногое. Таким образом, в рамках технократической парадигмы осмысления окружающего мира техническая реальность рассматривается как стоящая в ряду «неживая – биологическая – техническая», объективно существующая всеобщая, самоэволюционирующая форма материи, субстанциальными элементами которой являются технические изделия, обладающие существенной особенностью в приспособленности к творческому преобразованию, сопровождающемуся возникновением новых признаков, а системной формой организации выступают техноценозы, онтологическая сущность которых заключается в наличии между техническими изделиями взаимосвязи, реализующей информационный отбор и тем самым создающей побудительные предпосылки к творческому преобразованию реальностей. Принципиально важным в предлагаемом определении является то, что в цепи реальностей Б.И. Кудрина «неживая – биологическая – техническая – информационная – социальная» (а до него рассматривались лишь «неживая – биологическая – социальная») выделяется главная онтологическая цепь «неживая – биологическая – техническая». Информация присутствует во всех звеньях не содержательно, а скорее формально, идеально. А социальная сфера – вообще нечто второстепенное (с глобальной точки зрения), нужное только человеку, который в принятом техноцентрическом (точнее ацентрическом) подходе сам есть лишь промежуточное звено эволюции (высшая ступень биологического, а может быть, и нет). Теперь можно было бы и закончить, однако представляется целесообразным после сугубо теоретического экскурса вернуться к прикладным, насущным вопросам и в контексте основ техноэволюции рассмотреть более подробно содержание инженерного творчества и узловые точки технического прогресса. 3.2.
Техноэволюция, узловые точки технического прогресса Несмотря на сказанное, автор, относя себя к виду Homo sapiens (кстати, с гордостью), пока не видит другого способа исследования технической реальности кроме как на линии соприкосновения «человек – техника». А цель познания человеком мира можно представить как получение новых знаний о сущем, что приводит к построению все усложняющегося информационно-интеллектуального здания. Параллельно с этим происходит объективный процесс развития и усложнения объекта познания. Не исключено пересечение этих двух построений на определенных этапах (на эмпирическом или феноменологическом уровнях). Признавая целостность мира и понимая, что человек является лишь его частицей, выполняет определенную роль в общем сюжете развития, следует задаться вопросом: какова цель познания человеком мира с точки зрения самого мира? Весь опыт развития человечества свидетельствует о том, что результатом его познания, остающимся вне субъекта, является техническая реальность. Создается впечатление, что человек возник, стал мыслить, выделился из живой природы, познавал и продолжает познавать объективно лишь для того, чтобы сотворить техническую реальность. Техническая реальность, в свою очередь, объективируясь благодаря мысли и рукам человека, приобретает все больше и больше способностей к саморазвитию. Эволюционируя, она становится трансцендентной для познавательной деятельности человека. В ней самой все ускоряющимися темпами формируется новый бесконечный горизонт познания для человека (своего рода мезомир наряду с микро- и макромиром). В этом процессе техническая реальность не отрицает человека совсем, а оставляет ему важное место, однако очевидно, что человек все больше превращается из демиурга в раба. В принципиально новом осмыслении технической реальности (и мира вообще) наиболее трудным, на наш взгляд, является восприятие отрицания антропоцентричности (человек не венец природы, а лишь промежуточное звено). Человек, по сути, сам порождает свое отрицание (М. Хайдеггер: сама действительность поощряет человека к подобного рода действиям). В настоящее время становится очевидным, что подобное развитие нашей цивилизации соответствует направленности и глобальных энтропийных процессов во Вселенной. Рассматривая технику в контексте ноосферных проблем и видя в техногенном характере нашей цивилизации угрозу существованию человечества, философия рассматривает, прежде всего, социальную составляющую в современном процессе развития технической реальности. При этом полагается, что всестороннее ограничение техногенного влияния на окружающую природу и социокультурную сферу (путем внедрения прогрессивных технологий энерго-, ресурсосбережения и других мер) является проявлением главенства человека над техникой (Х. Бек: «…самопознание человека во всем величии его господства»). Однако представляется очевидным, что сам процесс снижения техногенного влияния на природу и общество выливается не во что иное, как в еще большее совершенствование технических изделий, внедрение более утонченных технологий и в целом в дальнейшую интеллектуализацию артефактов. Техника, пугая человека, заставляет его все больше совершенствовать себя. Призывы же к отказу от достижений технического прогресса вообще (назад – в джунгли) представляются несерьезными. Различные варианты альтернативного (в частности, биологического) пути развития человечества остаются пока только на страницах фантастических романов. Безусловно, снижение техногенного влияния на окружающий мир приносит «пользу» не только технической реальности (в объективном ее осмыслении), но и, прежде всего, человеку. Поэтому одной из важнейших компонент инженерных технологий является специфический учет самого что ни на есть традиционного гуманитарного знания о том, что такое человек и в чем для него польза. Не вдаваясь в суть и структуру данного знания, остановимся, однако, на понятии пользы. Отбросив от него все субъективное, присущее относительности человеческих интересов (если, конечно, это возможно), мы получим не что иное, как широко применяемое понятие эффективности. Как уже отмечалось, оценка эффективности уже традиционно понимается в узком и широком смысле. В узком – это своего рода «внутренняя» эффективность плодов инженерной деятельности как сугубо технических устройств, механизмов, конструкций. По всей видимости, она всегда оценивалась по соотношению «функционально-эстетические качества – затраты». И хотя формально методология оценки претерпела от Витрувия (еще раньше – Древняя Греция и Египет) до ГОЭЛРО, ГИПРОМЕЗА, ГИПРОСТРОЯ и др. колоссальные изменения (от простейшей геометрической редукции до имитационного моделирования на ЭВМ), по сути ничего не изменилось. Лишь в последние десятилетия к нам пришло понимание, что всякая техническая конструкция есть не только и не столько преобразование природы, сколько трансформация (нередко деформация) социокультурной сферы. Оценивать полезность подобных плодов инженерной деятельности можно с использованием понятия эффективности в широком смысле. В данном случае технические изделия не могут рассматриваться отдельно от инфраструктуры, в которую предполагается их внедрение (в более широком понимании – от упомянутой выше социокультурной сферы в целом). Ныне становится понятным, почему подобное толкование эффективности пришло к нам лишь на настоящем уровне развития инженерии. Причина кроется в масштабах распространения и глубине проникновения во все сферы жизни человека технической реальности. В настоящее время в техногенных катастрофах гибнет в десятки раз больше людей, чем в природных катаклизмах. Отсюда – резкое повышение ответственности проектировщиков за свои решения. Это становится понятным, если вспомнить, что атомная бомба, хлорпикрин и Семипалатинский полигон также являются плодами инженерной деятельности. Проблема оценки эффективности крупных инфраструктурных объектов не находит удовлетворительного решения в рамках методов имитационного моделирования, основывающихся на детерминизме, стохастизме и редукционизме. Ключ к ее решению лежит в теории техноценозов, в приложении к которым принципиально значимы как гносеологический, так и методологический аспекты (прежде всего применительно к проблемам оценки эффективности и оптимизации). Так, понятие эффективности здесь рассматривается на двух уровнях: во-первых, – на уровне изделий и, во-вторых, – на уровне номенклатуры. Эффективным представляется техноценоз, в котором каждое изделие по своим параметрам, а также вся их номенклатура в совокупности, с одной стороны, адекватны глобальным целям и задачам, а с другой – могут в достаточной степени быть обеспечены существующей инфраструктурой. Теоретическим критерием оптимизации, как мы уже знаем, является выполнение закона оптимального построения техноценозов. Закономерен вопрос: где же здесь гуманистическое начало? Дело в том, что инженер всегда остается инженером (технарием, если угодно) и даже гуманитарные вопросы пытается решать с помощью точных наук. Предполагается, что в комплексе параметров, с помощью которых оценивается состояние техноценоза в целом и качество отдельных технических изделий в частности, должны обязательно наличествовать параметры, характеризующие гуманитарные аспекты инженерной деятельности (эстетические, эргономические, социальноориентированные ресурсосберегающие, экологические и др.). В основе подхода лежит понятие глобального единства и взаимосвязи окружающего нас мира во всех его бесчисленных проявлениях. Отсюда признание существования общих фундаментальных законов природы. Как представляется, стержневым здесь является принцип «минимакса»: природа в силу неизвестных нам причин стремится с максимальной эффективностью и минимальными затратами использовать любой ресурс. Как следствие: с одной стороны, глубинная взаимосвязанность и векторизованная направленность эволюции на усложнение нашего мира, а с другой – подчинение всего сущего закону сохранения энергии (в толковании энергии в широком смысле как мерила всего того, что Аристотель назвал «причинами вещей»). Итак, чтобы оптимизировать техноценоз, проектировщик должен учитывать очень широкий спектр параметров (включая и совершенно непривычные для технариев – гуманитарные). Любой инженер скажет, насколько сложна эта задача, если решать ее в рамках традиционных методов. Однако в процессе оптимизации техноценозов его поджидает и еще одна существенная трудность, которая заключается в их принципиальной непознаваемости в полной мере (трансцендентности). Предельно упрощенно феномен трансцендентности техноценоза можно пояснить следующим образом. Человек, проектируя отдельное техническое изделие (являющееся для него принципиально познаваемым, имманентным), руководствуется, как правило, традиционными подходами, основанными на законах Ньютона – Ома – Кирхгофа – Гаусса – больших чисел. Это вызывает цепную реакцию совершенствования других изделий другими проектировщиками. Изделия (как и проектировщики) между собой слабо связаны. Слабосвязанные новые изделия насыщают техноценоз. При этом они либо занимают новые техноценологические ниши, либо «выдавливают» другие изделия. Этот процесс непознаваем (трансцендентен) для индивида, совершенствующего первое изделие, что делает трансцендентным техноценоз в динамике его развития. В результате, зачастую имея явно улучшенные по своим параметрам технические изделия, мы получаем резко ухудшенное состояние техноценоза в целом. Рассмотрим пример из военной области, связанный с попыткой внедрения в войска танка Т-80 с газотурбинным двигателем, который по огневой мощи, броневой защите, скорости, маневренности явно превосходил аналогичный массовый танк Т-72. Однако принятие Т-80 на вооружение повлекло за собой необходимость создания системы снабжения новым видом горючего (заправщики, емкости, персонал), а также особой системы ремонта (мастерские, персонал). Проявились и другие его недостатки (сложность конструкции, дороговизна жизненного цикла, проблемы с надежностью). В результате явно хорошее техническое решение на этапе НИОКР, выставок, показов начальству и докладов министру стало плохим после внедрения в войска. Как известно, танк Т-80 к настоящему времени претерпел целый ряд крупных модернизаций и в результате превратился в полное подобие танка Т-72, который как был основным, так и остался. Поистине, прав был Х. Ортега-и-Гассет, который в своих размышлениях о технике несколько десятков лет назад с досадой говорил, что «в наши дни, имея в своем распоряжении общий метод создания технических средств для реализации любого запроектированного идеала, люди, кажется, утратили всякую способность желать ту или иную цель и стремиться к ней». Впрочем, мы уже показали, что подобные проблемы находят свое разрешение в рамках техноценологического подхода. С содержательной точки зрения, здесь не обойтись без закона оптимального построения техноценозов. Однако требуется и формальная перестройка инженерного мышления, связанная с постижением различия таких процессов, как конструирование технических изделий, с одной стороны, и проектирование техноценозов, с другой. Ныне инженерное творчество (именно творчество), опираясь на узловые точки технического прогресса и непрерывно реализуя информационный отбор, являет нам действие глубинных фундаментальных движущих сил техноэволюции. Рассмотрим этот аспект более подробно. Под техноэволюцией мы понимаем сопровождающийся количественными и качественными изменениями процесс развития технической реальности, реализующийся в условиях информационного отбора в результате взаимодействия противоположных тенденций, одна из которых ведет к получению новых, а другая – к закреплению существующих полезных признаков технических изделий, и приводящий к иерархии форм и сущности, обеспечивающей векторизованную направленность на усложнение. Любое техническое изделие имеет свое функциональное предназначение (в этом его сущность, содержание), которое реализуется с помощью определенного конструктивного решения (это явление, форма). Сущность, воплощенная в определенной конструкции, в соответствии с законом сохранения энергии требует адекватных затрат как на реализацию данной конструкции (производство), так и на ее сохранение (эксплуатацию). Очевидно, что чем сложнее конструкция, тем больше затрат требуется на ее производство и эксплуатацию. Функциональное предназначение, ради которого создается конструкция, априорно задается совокупностью требований, определяемых внешними условиями существования будущего технического изделия, т.е. его содержание устойчиво. Однако в результате воплощения в жизнь запроектированного идеала мы можем получить более или менее удачную конструкцию. Совершенство конструкции определяется в любом случае соотношением «полезный эффект – затраты». Это означает, что форма технических изделий неустойчива, подвижна и многовариантна. Таким образом, абсолютность содержания и относительность формы (форма лишь в нереализуемом до конца на практике идеале может соответствовать содержанию) создают движущую силу (потенцию, привлекательность) для инженерного творчества. Инженер постоянно носит в себе идеал разрабатываемого им технического решения, но никогда не может достичь его в формальном воплощении. Это есть первая узловая точка технического прогресса, которую мы называем конструированием технических изделий. Как содержательно, так и формально технические изделия между собой взаимосвязаны (данная взаимосвязь, несмотря на то, что она осуществляется иногда через человека, имеет объективную, ресурсную, энергетическую природу). Содержательно взаимосвязанные технические изделия также априорно задают некое идеальное гармоничное сочетание сущности, которое минимизирует суммарные энергетические затраты. Гармоничное сочетание (мы уже знаем, что, в соответствии с законом оптимального построения техноценозов, оно обеспечивает максимум энтропии в системе) задается двумя противоположными тенденциями. Первая тенденция есть стремление потребителя индивидуализировать свое потребление, а вторая – стремление производителя унифицировать производство. При этом потребление и производство мыслятся в предельно объективном технократическом смысле, т.к. и производитель, и потребитель – это, как правило, также технические изделия, а термин «стремление» имеет предельный смысл таксиса, функционального соответствия, являющегося идеалом для других проектировщиков, занимающихся конструированием этих производителей и потребителей. Имеются, безусловно, и чисто человеческие потребности, удовлетворяемые техникой, однако их вес в общей массе потребностей технической реальности уже давно не основной и имеет тенденцию к снижению (о чем уже говорилось). В области многочисленных видов технических изделий (которые по своей сути нужны в больших количествах) побеждает производитель, поэтому их разнообразие невелико. Кроме того, эти изделия не могут быть слишком большими, энергоемкими, сложными, т.к. из-за многочисленности они не смогут быть обеспечены ресурсно в процессе эксплуатации. В области же малочисленных видов побеждает потребитель, что делает их разнообразными. Малочисленность, будучи задана априорно, дает конструкторам широкое поле для наращивания функциональных параметров, однако техническое изделие, уже обладающие значительными параметрами (большое, дорогое, энергоемкое), не может количественно широко распространяться по причине все той же ресурсной ограниченности. Следовательно, мы наблюдаем в технической реальности сложную диалектику между количеством и качеством: если рассматривать стационарное состояние, то гармоничное сочетание сущностей содержательно взаимосвязанных технических изделий (о котором мы упомянули выше) задается в том случае, когда общий энергетический ресурс делится равномерно между видами технических изделий (отсюда и максимум энтропии). То, что энергетический ресурс, приходящийся на вид, есть, по сути, произведение количества на качество, задает жесткую обратную взаимосвязь: хочешь увеличить количество, поступись качеством и наоборот. Остается вопрос: почему же в гармоничном сочетании ресурсы распределяются равномерно по видам? Это происходит благодаря равномощности, онтологической равнозначности рассмотренных выше противоположных тенденций, что следует из закона сохранения энергии. Однако вспомним, что речь пока шла о стационарном гармоничном сочетании сущности. Еще раньше мы сделали вывод о принципиальной нестационарности форм технических изделий, что порождает (учитывая показанную выше взаимосвязь) движущие силы к постоянным изменениям количественно-качественных соотношений. Причем эти изменения неустранимы и носят колебательный характер (ввиду действия противоположных тенденций). Остается выяснить: чем задается прогрессивная направленность этих изменений, которая и определяет векторизованную направленность техноэволюции на усложнение? Чтобы ответить на этот вопрос, вернемся вновь к формирующим тенденциям. Мы видим, что первая из них (стремление потребителя индивидуализировать потребление) является открытой сверху, т.е. не создает качественных ограничений для получения новых полезных признаков технических изделий (все ограничения количественные). Вторая же тенденция (стремление производителя унифицировать производство) закрыта снизу, т.к. нет никаких предпосылок для уменьшения достигнутых функциональных параметров сконструированных ранее технических изделий. Поэтому мы вправе говорить, что вторая тенденция закрепляет существующие полезные признаки. Таким образом, в технической реальности при постоянном движении (изменении) форм одновременно происходят процессы получения новых и закрепления существующих полезных признаков, что задает вектор развития, движения в сторону усложнения. Наличие идеального гармоничного состояния в технической реальности и вектора развития еще раз подтверждает мысль о движущих силах инженерного творчества, определяющих вторую узловую точку технического прогресса, которая называется проектированием техноценозов. Однако реализуется эта узловая точка совсем не так, как первая. В первой инженер выступает субъектом творчества, носящим в себе идеал и воплощающим его в жизнь, а объект конструирования имманентен для него. Во второй же, напротив, объект проектирования (техноценоз) в основном властвует над инженером. Постоянно изменяясь вне поля зрения инженера, техноценоз, в основном, остается для него трансцендентным. И если на этапе конструирования инженер может сделать что угодно (создать любое техническое изделие, оставаясь в рамках законов физики), то на этапе проектирования техноценоза инфраструктура примет и закрепит только такое решение, которое будет приемлемо для нее. Отсюда ряд следствий: во-первых, важность и решающее значение именно второй узловой точки технического прогресса; во-вторых, кардинальное различие инженерной методологии, применяемой в рассматриваемых точках; наконец, в-третьих, необходимость в новых организационных формах для осуществления научно-технической политики в современных условиях. В заключение необходимо отметить, что новое осмысление технической реальности и техноэволюции, осуществляемое в рамках технократической парадигмы развития мира и базирующееся на фундаментальных законах природы, не только открывает возможность научного прогнозирования будущего, что само по себе чрезвычайно интересно, но и обогащает современного инженера новым методологическим аппаратом, позволяющим видеть невидимое ранее. Лекция 4
ФИЛОСОФИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ
РАНГОВОГО АНАЛИЗА
Вводные замечания
Осмысление технической реальности как одного из фундаментальных уровней развития материи в онтологическом ряду «неживая – биологическая – техническая» становится возможным с пониманием особой роли информации в глобальном эволюционном процессе. Неживая материя «обслуживается» информацией в виде физических законов на уровне мира в целом, биологическая – в генотипе вида физически неотделимо от особи, а техническая – в генотипе каждой гиперособи отдельно в виде документа. Подобный подход позволяет, во-первых, проследить изменение классификации сущего, а, во-вторых, охарактеризовать эволюционный процесс. Классификация меняется от неживой материи, где имеется лишь мир в целом и отдельная особь в частности, до биологической, в которой добавляется вид. Наиболее сложной классификацией характеризуется техническая реальность, где имеется мир в целом, гиперособь, вид, а также особь. Если говорить об эволюционном процессе вообще, то необходимо заметить, что в неживой материи единичным эволюционирующим объектом является мир в целом, здесь отбор носит глобальный характер и осуществляется локально с нулевой скоростью на уровне физических законов. В биологической реальности эволюционирует с низкой скоростью вид, а отбор характеризуется как межвидовой и слепой. Наконец, техническая реальность создает предпосылки для эволюции на уровне особи (гиперособи). При этом отбор становится межорганизменным, целенаправленным, а эволюция существенно ускоряется. В каждой реальности движущей силой остается информационный, в частности, естественный отбор. Технократическая философская концепция открывает путь к прикладной техноценологической методологии, которая уже в настоящее время позволяет решать вполне реальные прикладные задачи, связанные с оптимизацией крупных инфраструктурных объектов (городов, регионов, заводов и др.). Наиболее эффективным и к настоящему времени апробированным инструментом техноценологического подхода является ранговый анализ. Целевая установка лекции – наиболее полно охарактеризовать онтологические уровни развития материи и, исходя из этого, изложить теоретические основы рангового анализа как наиболее эффективного и апробированного метода техноценологического подхода. 4.1.
Фундаментальная классификация реальностей Итак, для нас теперь ясны онтологические
уровни развития материи, которую мы рассматриваем в ряду реальностей:
«неживая – биологическая – техническая». Попытаемся исследовать каждый из
них, причем делать это будем только по наиболее важным основаниям. Например,
для нас несущественно, какая реальность из какой возникла, в какой момент это
произошло и по какой причине. Не существенна также и роль человека в данном
процессе (имеется в виду, что антропоцентричность мы уже преодолели). Более
того, несущественно даже и то, что по известным причинам свое рассмотрение мы
вынуждены ограничивать фактическим материалом планеты Земля. Итак, онтологические уровни развития сущего. Сколько копий сломлено в попытках дать исчерпывающее определение той или иной реальности. И все напрасно. Как представляется, камнем преткновения являются три основные причины. Во-первых, до сих пор отсутствовало существенное основание определения, и, во-вторых, это определение искалось внутри самой реальности. Кроме того, в-третьих, не доставало четкого понимания последовательности реальностей. В настоящее время существует точка зрения, что материя в окружающем нас мире представлена следующим рядом реальностей: «неживая – биологическая – техническая – информационная – социальная». В то же время ряд авторов ограничиваются лишь тремя реальностями («неживая – биологическая – социальная»). Однако в обоих случаях все же остается не ясным, по какому основанию выделяются реальности. Очевидно, что субстанциальное основание отпадает, т.к., во-первых, в известном смысле, все реальности состоят (и будут состоять всегда) из одного набора элементарных частиц. Во-вторых, каждая низшая реальность потенциально содержит высшую, а каждая высшая основывается и вырастает из низшей. Функциональное основание также неприемлемо, т.к. основная функция каждой из реальностей остается таковой лишь внутри самой реальности и не имеет достаточно глубокого онтологического содержания. Кроме того, всеми признаются существенные (на настоящий момент так и не преодоленные) трудности пограничного разделения реальностей. Наибольшие сомнения вызывает выделение «социальной» реальности, что прежде всего связано с недостаточно исчерпывающим определением сути человека (как пишут антропологи, любое определение страдает тем, что принципиально может быть распространено и на животных). С другой стороны, человек был и остается плоть от плоти, кровь от крови животным. И это подтверждается социальными формами поведения, в той или иной мере присущими многим видам живых организмов. А принятие кантовской идеи множественности миров заставляет задумываться о существовании параллельных социальных реальностей. Следовательно, у нас нет достаточно веских оснований для выделения «социальной» реальности в основном онтологическом ряду. Теперь об «информационной» реальности. На первый взгляд, вообще несколько странным представляется выделение информации в представленном выше ряду реальностей. Ранее уже сказано, что информации принадлежит ключевое место в развитии реальностей. Однако, при этом, сама по себе она никак не обладает признаками самостоятельной реальности. Все, что называется «информационной реальностью», может быть определено применительно либо к «биологической», либо к «технической». Информация в некотором смысле как бы «обслуживает» все остальные реальности. Она есть та зацепка, которая позволяет более сложной форме материального мира как бы закрепиться, противодействуя деструктивным процессам. Информация обеспечивает устойчивость усложняющегося формального материального ряда. Информация – это, наконец, платоновская идея (эйдос). Что касается существующих понятий «информценоз» и «информэволюция», то они, как представляется, есть идеальное отражение реально существующих техноценоза и техноэволюции. Информация не имеет собственной специфической субстанциональной особенности. Материальный носитель информации – это всегда нечто биологическое либо техническое. Но самое главное заключается в том, что отсутствует фундаментальное онтологическое отличие «информационной» реальности от других. В частности, нет принципиального усложнения классификации (не появляется новый таксон в иерархии форм и сущностей), нет и ускорения эволюции, т.к. феномен принципиального ускорения техноэволюции по сравнению с биоэволюцией за счет информэволюции уже зафиксирован Б.И. Кудриным как атрибут собственно техноэволюции. Кроме того, отсутствует какая бы то ни было существенная особенность объектов информэволюции, подобная той, что обнаружена у объектов техноэволюции (возникает объект, способный сам воздействовать на свой собственный генотип). Как уже было сказано, именно это принципиально отличает «техническую» реальность от возникших ранее, и именно это стержневой момент предлагаемой классификации вообще. Таким образом, рассматривая реальность как развивающуюся в онтологическом ряду «неживая – биологическая – техническая», подчеркнем две немаловажные, на наш взгляд, особенности. Во-первых, в данной классификации явно просматривается противопоставление неживой реальности двум другим (биологической и технической), которые правомерно считаются живыми. При этом в качестве подтверждающего фактор жизни представляется возможным рассматривать следующий критерий. Живой является система, способная эволюционировать. Здесь, в свою очередь, необходимо оговорить следующее. Учитывая рассматриваемый критерий, мы вынуждены автоматически признать, что Вселенная в целом также является живой системой. Кроме того, несмотря на то, что технические системы в их нынешнем состоянии весьма слабо напоминают живые организмы, мы вновь должны вспомнить, что современный этап развития технической реальности есть лишь начало, подобное этапу зарождения биологической протожизни 2 млрд. лет назад на молодой Земле. Второй особенностью предлагаемого ряда реальностей является то, что в нем явно не выделен момент появления разума. В приведенных выше рассуждениях этот факт остается как бы второстепенным. Безусловно, появление Homo sapiens на нашей планете событие в общем эволюционном процессе поистине грандиозное по своей значимости. Однако сам по себе биологический разум не привнес в окружающую реальность нового онтологического основания. Такой вклад был сделан благодаря продукту человеческого разума – технической реальности. Итак, рассмотрим более подробно онтологические уровни развития материи в ряду «неживая – биологическая – техническая». Первый уровень – неживая реальность отличается простейшей классификацией, в которой мы выделяем мир в целом и особь в частности. Напомним, что онтологический классификационный таксон выделяется прежде всего на основании определения нового уровня использования информации. Так вот, в неживой материи информация в том смысле, который мы определили ей ранее, присутствует только на уровне мира в целом в виде физических законов. Неживой мир развился одномоментно и спонтанно, разумный агент, если и присутствовал, то лишь в момент создания, когда закладывались физические законы. Подчеркнем здесь отсутствие понятия вид. Иногда ошибочно отождествляют эйдетическое человеческое понятие о предметах окружающего мира (в т.ч. о неживых объектах) с таксономическим понятием «вид». Последнее неприменимо к неживым объектам прежде всего потому, что в данном случае отсутствует информация как объективно существующая реальность, закрепленная на определенном материальном носителе. В этом смысле нельзя говорить, что «камень» есть вид. Это, хотя и обозначенное, но весьма расплывчатое чисто человеческое понятие об определенном классе объектов окружающей действительности. При этом не наличествует никакой материально закрепленной, устойчивой и объективной информации о камне как виде. Есть лишь чисто человеческое понятие, которое, вполне возможно, было бы совершенно не понятно инопланетянину. Придавать информации о виде в неживой материи субстанциональный характер представляется также неправомерным. Нельзя говорить, что видом является вещество (например, кислород, водород, железо и др.), а его элементарный состав есть информация о виде. Из веществ, а точнее из различных комбинаций элементарных частиц собственно и состоит мир, это и есть часть информации о нем. Если пойти в рассуждениях дальше, то можно заключить, что в неживой природе понятие особи вообще излишне. Все, что нас окружает, помимо биологической и технической реальностей, есть неживой мир в целом. Кроме того, можно предположить, что у неживой реальности когда-то была чисто субстанциальная неформальная стадия (быть может, это было до Большого взрыва). Интересными в русле наших рассуждений представляются также и последние исследования структуры субэлементарных частиц, свидетельствующие, что они являются лишь некоторыми образованиями в «постоянно кипящем энергетическом вакуумном бульоне». Таким образом, в неживой реальности нет никакой другой онтологически содержательной формы, кроме Вселенной в целом, которая, безусловно, обладает информацией в виде объективно существующих законов, на основе которых и развивается. Определив фундаментальную классификацию и уровень использования информации в неживой реальности, охарактеризуем ее эволюцию. Прежде всего отметим, что скорость эволюции неживой реальности локально можно определить как нулевую. Иными словами, Вселенная, будучи взята без биологической и технической реальностей, даже постоянно изменяясь, тем не менее, не эволюционирует. Онтологически значимые эволюционные скачки Вселенной связаны лишь с возникновением биологической жизни и зарождением технической реальности. Об эволюции неживой материи можно было бы вести речь только в том случае, если предположить множественность Вселенных (развивающихся каждая со своими физическими законами), существующих в некоторой Метавселенной, где между ними происходит естественный отбор. Подобные гипотезы, кстати, в последнее время высказываются некоторыми космологами. Единичным эволюционирующим объектом неживой реальности является мир в целом, что становится понятным в свете выше сказанного. При этом уровень отбора является глобальным в масштабах Метавселенной. Движущей силой является информационный отбор, осуществляющийся на уровне физических законов. Второй уровень – биологическая реальность. При переходе от неживой к биологической форме существования материи мы констатируем прежде всего фундаментальный сдвиг в классификации. Наряду с миром в целом и особью в частности возникает новый онтологический классификационный уровень – биологический вид. Основным критерием, по которому мы выделяем этот уровень, является наличие у биологического вида информации, существующей в генотипе неотделимо от особи. Как известно, это позволяет биологическим видам эволюционировать с низкой скоростью, которая задается «слепым» характером межвидового информационного (естественного) отбора. Характер отбора в данном случае определяется отсутствием разумного агента, а его скорость задается физической неотделимостью генотипа (информации о виде) от особи. Третий (высший) уровень – техническая реальность. Из рассматриваемого ряда сосуществующих реальностей в рамках технократической парадигмы более всего нас интересует техническая. Так как, во-первых, она является высшей по тем основаниям, о которых уже сказано выше, а во-вторых, мы стоим у истоков формирования технической реальности, и наша судьба неразрывно связана с ней. Беспрецедентный сдвиг в классификации сущего, связанный с возникновением технической реальности, заключается в выделении принципиально нового таксона. Наряду с миром в целом, видом и особью возникает гиперособь – объект, сочетающий в себе признаки, как вида, так и особи. Как вид он имеет генетическую информацию, которая физически от него отделена и существует в виде документа, а как особь он существует и функционирует в окружающей действительности. Техноэволюция выходит на принципиально новый уровень благодаря тому, что, во-первых, появляется разумный агент, осуществляющий отбор (человек и/или техника). Во-вторых, то, что информация физически отделена от особи (гиперособи), позволяет осуществлять элементарный акт отбора на уровне документа (на информационном уровне без физического воплощения). В-третьих, отбор в целом становится межорганизменным и целенаправленным. Каким же видится современный этап развития технической реальности в контексте изложенного. В настоящее время в техносфере зарождаются (как когда-то протожизнь из неживой природы) объекты, которые будут способны сами воздействовать на свой материальный носитель информации с целью развития в условиях конкуренции (воздействовать на свой генотип и в этом смысле самоэволюционировать). Нынешнее состояние технической реальности можно сравнить лишь с биологической протожизнью (причем, видимо, на ранней стадии развития). Основная масса наших технических изделий – это только аналоги макромолекул. Вероятно, лишь отдельные из них уже можно уподобить примитивным одноклеточным (например, станцию «Мир»), а современный завод или город – это всего лишь «лужа, кишащая протожизнью». Сегодня очень трудно представить себе продукты долгосрочной эволюции техносферы, которые можно было бы назвать некими гипербионтами (это когда из «клеток» возникнут «черви», «лягушки», «слоны» и, более того, – «мыслящие»). Можно лишь предельно гипотетически судить об их облике и свойствах, хотя в современной фантастической литературе подобный образ иногда узнается (наиболее яркие примеры: «Рама» А. Кларка и «Реликт» В. Головачева). Тем не менее, уже сейчас можно сформулировать отдельные принципиальные соображения, касающиеся гипербионтов. Во-первых, это объекты в основе своей технические и включающие в себя элементы биологические (в т.ч. и человека со всем его социальным). Во-вторых, это объекты самоорганизующиеся (что принципиально отличало жизнь от протожизни). И, наконец, в-третьих (а это самое важное), их принципиальное отличие от биологической жизни заключается в том, что они будут способны воздействовать на свой генотип. Это позволит гипербионтам эволюционировать на уровне особей, а скорость эволюции при этом существенно возрастет. И последнее соображение относительно гипербионтов. Человек совершенно отчетливо ощущает потребность лететь к звездам (вообще выйти в космос), о чем много говорится в последние десятилетия. Если отбросить сугубо фантастические идеи полетов с гиперсветовыми скоростями, единственным способом достичь звезд остается создание технических объектов, способных самостоятельно в течение многих десятков и даже сотен лет преодолевать межзвездные пространства. Такими объектами и могут стать гипербионты. Возникает вопрос: для чего нужен подобный гипотетический экскурс в необозримое будущее? А нужен он по двум основным причинам. Во-первых, сегодняшнему техноцентрическому осмыслению мира необходима подобная ортодоксальная точка зрения, позволяющая оторваться от укоренившегося на протяжении веков философско-мировоззренческого антропоцентризма. Во-вторых, чтобы отчетливо увидеть направление и движущие силы развития технической реальности сегодня, нужен взгляд в далекое будущее (как в прикладной статистике: для определения криволинейной траектории нельзя ограничиваться двумя-тремя близлежащими точками, нужна как минимум одна далеко отстоящая). И здесь краеугольным камнем является возможность применения к технической реальности начал термодинамики (особенно – принципа максимума энтропии), которые отражают фундаментальную онтологическую иерархичность структуры мира от субстанции до универсума в целом. Наличие иерархии как бы задает формальную основу для содержательного движения мира в его развитии, своего рода эволюционную траекторию, весьма жестко определяемую всеобщими законами. Наш взгляд в будущее и есть попытка просмотреть эту траекторию. Не стоит забывать, что технократическая философская концепция, основы которой изложены выше, открывает путь к прикладной методологии техноценологического подхода, который, в свою очередь, уже в настоящее время позволяет решать вполне прикладные задачи, связанные с оптимизацией крупных инфраструктурных объектов (городов, регионов, заводов и др.). Наиболее эффективным и к настоящему времени апробированным инструментом техноценологического подхода является ранговый анализ, к изучению которого мы сейчас и приступаем. 4.2.
Теоретические основы рангового анализа Основным инструментом техноценологического подхода в исследовании сложных технических систем является ранговый анализ – метод исследования больших технических систем (инфраструктуры), имеющий целью их статистический анализ, а также оптимизацию, и полагающий в качестве основного критерия форму видовых и ранговых распределений. Как видно из определения, ранговый анализ включает два основных этапа: аналитический и оптимизации. Оба они базируются на трех взаимосвязанных фундаментальных основаниях: технократическом подходе к окружающей реальности, восходящем к третьей научной картине мира Б.И. Кудрина; началах термодинамики; негауссовой математической статистике устойчивых безгранично делимых распределений. Рассмотрим подробнее эти основания. Технократический подход к окружающей реальности, как мы уже знаем, начинается с широкого, принципиально нового толкования понятия «техника» – по Б.И. Кудрину. При этом под техникой понимаются и собственно технические изделия, и технологии, а также здания и сооружения, исходные продукты и отходы производства. Такое понимание, позволяет видеть техническую реальность везде, и, что более важно, наталкивает на мысль о возможности выделения техники в самостоятельную реальность в ряду «неживая – биологическая – техническая». Выделение технической реальности позволяет говорить об особых подходах к ее изучению, предполагающих как общие позиции в сравнении с другими реальностями, так и различие. Общее мы находим, прежде всего, сравнивая техническую реальность с биологической. И одна, и другая существуют по закону информационного отбора, который в живой природе Земли проявляется как закон естественного отбора Дарвина. Технической реальности, как самоэволюционирующей форме, присуща объективность существования, которая может рассматриваться в четырех плоскостях: во-первых, – как объективность и существенная особенность простейших элементов технической реальности (технических изделий); во-вторых, – как реальность ее организованных систем (техноценозов), онтологическая сущность которых видится в наличии особой взаимосвязи между техническими изделиями; в-третьих, – как ее всеобщность в рамках окружающего нас мира; наконец, в-четвертых, – как принципиальная самостоятельность, самоцельность технической реальности. Ранее сформулировано сжатое определение технической реальности, которое наиболее четко отражает суть технократического подхода к ее изучению и которое представляется полезным здесь повторить. Таким образом, в рамках технократической парадигмы осмысления окружающего мира техническая реальность рассматривается как стоящая в ряду «неживая – биологическая – техническая», объективно существующая всеобщая, самоэволюционирующая форма материи, субстанциальными элементами которой являются технические изделия, а системной формой организации выступают техноценозы. Второе важнейшее основание рангового анализа – начала термодинамики. Первое начало представляет известный всем закон сохранения энергии, который гласит, что энергия не возникает ниоткуда и не исчезает в никуда, а лишь изменяет свою форму. Согласно второму началу термодинамики, которое иначе называется принципом максимума энтропии, в любой замкнутой системе энтропия не убывает. Суть закона сохранения энергии в применении к техноценозу заключается в том, что суммарные энергетические ресурсы, воплощенные в технические изделия, из которых состоит техноценоз, в совокупности с суммарными энергетическими затратами, необходимыми для обеспечения их эксплуатации, всегда равны совокупному полезному эффекту, который можно извлечь в процессе функционирования данного техноценоза. Принцип максимума энтропии в данном случае можно изложить следующим образом: энтропия естественно развивающегося техноценоза не убывает и достигает максимума, когда суммарные энергетические ресурсы, воплощенные в технические изделия при их изготовлении, распределены равномерно по популяциям видов техники (т.е. произведение энергетического ресурса, необходимого для изготовления одного изделия, на их число в популяции техноценоза есть величина постоянная для всех видов). Подобные подходы к началам термодинамики позволяют сформулировать закон оптимального построения техноценозов, который гласит, что оптимальным является техноценоз, в котором имеется такой набор технических изделий-особей, который, с одной стороны, по своим совокупным функциональным показателям обеспечивает выполнение поставленных задач, а с другой, – характеризуется максимальной энтропией, т.е. суммарные энергетические ресурсы, воплощенные в технические изделия при их изготовлении, распределяются равномерно по популяциям видов техники. Важно понять, что техноценоз с максимальной энтропией, наряду с равномерным распределением энергетических ресурсов по популяциям видов, одновременно характеризуется максимальной несимметрией их распределения по отдельным особям. Теоретически это показано в ряде выполненных ранее работ. С одной стороны, данным заключением снимается противоречие между вторым началом термодинамики и движением окружающего мира в сторону усложнения (впрочем, это отдельный разговор). С другой стороны, максимальная неравномерность распределения ресурсов по особям позволяет иметь наибольшее разнообразие технических изделий, что позволяет добиваться максимальной функциональной гибкости при выполнении разнообразных задач в рамках техноценоза в условиях неожиданных изменений инфраструктуры. В свою очередь равномерное распределение ресурсов по популяциям видов технических изделий создает наиболее благоприятные условия для функционирования обеспечивающих систем, которые ориентируются как раз на виды техники. Вот мы и получаем максимальный положительный эффект при минимальных затратах (тот самый «аристотелевский минимакс»). Третьим фундаментальным основанием рангового анализа является негауссовая математическая статистика устойчивых безгранично делимых распределений. Попробуем разобраться, в чем ее роль и специфика. Установив единство в описании биологических и технических систем и соответствующие аналогии, мы пришли к понятию «техноценоз», которое применительно к технике включает такие понятия, как особь, вид, популяция. Техноценозы, обладая рядом присущих им особенностей, математически описываются с помощью гиперболических ранговых распределений, которые емко и весьма точно характеризуют состояние того или иного техноценоза, если его рассматривать системно, как целостность на макроуровне. Более того, многолетние исследования большого числа техноценозов из различных областей человеческой деятельности позволяют судить об оптимальном, наиболее устойчивом и эффективном их состоянии, которое описывается некоторым идеальным распределением. Еще раз заметим, что в последние годы появилось и теоретическое обоснование, показывающее, что идеальное распределение характеризуется максимальной энтропией, т.е. полностью согласуется со вторым началом термодинамики. Вспомним еще раз определение техноценоза, ставшее в последние годы классическим. Под техноценозом понимается ограниченная в пространстве и времени взаимосвязанная совокупность далее неделимых технических изделий-особей, объединенных слабыми связями. Принципиально важными представляются пояснения к определению. Так, связи в техноценозе носят характер, задаваемый конструктивной, а зачастую и технической независимостью отдельных технических изделий и многообразием решаемых задач. Взаимосвязанность техноценоза определяется единством конечной цели, достигаемой с помощью общих систем управления, обеспечения и др. Осмысливая специфику техноценозов как сложных систем, необходимо акцентировать внимание, прежде всего, на двух аспектах: во-первых, необходимости точного определения границ и структуры техноценоза, и, во-вторых, правильном выборе методологии исследования. Рассмотрим эти аспекты на примере. Начнем с обыкновенного автомобиля. Он состоит из отдельных агрегатов, блоков и деталей, которые объединяются в подсистемы (топливная, смазки, трансмиссия и др.). Между элементами автомобиля имеются связи (механические, электрические, гидравлические, пневматические), описываемые законами Ньютона – Ома – Кирхгофа – Гука – … Нам понятна механистическая природа этих связей (назовем их сильными). Возьмем теперь всю совокупность автомобилей города, которую, хотя и с большой натяжкой, можно назвать транспортной системой. Не вдаваясь в детали, заметим лишь, что какие-то связи между элементами этой системы (отдельными автомобилями) как будто имеются (одно государство, одни климатические условия, законы, правила, один авторынок и др.), однако эти связи исчезающе слабы. Рассмотрим, наконец, промежуточную систему, например, отдельно взятое автопредприятие в нашем городе. С одной стороны, оно тоже состоит из несвязанных друг с другом автомобилей и в этом смысле похоже на упомянутую нами транспортную систему города. Однако связи между автомобилями в автопредприятии, хотя и не являются сильными (описываемыми законами Ньютона – Ома – Кирхгофа), намного сильнее, чем исчезающе слабые связи между автомобилями в транспортной системе города. В автопредприятии мы находим: единую систему управления в лице директора, его аппарат, завязанный в жесткую структуру подчиненности; систему всестороннего обеспечения (техническое обслуживание, ремонт, снабжение, подготовка кадров и др.); одну территорию и сходные условия работы. И, наконец, главное – автопредприятие функционирует, в конечном итоге, с общей целью, которую весьма условно можно определить как получение наибольшей прибыли от производственной деятельности при наименьших затратах на всестороннее обеспечение данного процесса. Таким образом, существуют системные объекты, отдельные элементы которых (подсистемы), с одной стороны, достаточно независимы и не связаны между собой жестко (механически, электрически, гидравлически и т.д.), с другой, – объединены связями другого типа (слабыми), определяемыми единой системой управления, снабжения, эксплуатации, а также общей целью функционирования. Кроме того, эти объекты ограничены в пространстве и времени. Их-то мы и называем техноценозами. В отношении техноценозов для нас более всего важна методологическая специфика их исследования. Чтобы разобраться в ней, вновь обратимся к примеру с автопредприятием. Рассмотрим для начала отдельно взятый автомобиль. Во-первых, нам уже ясно, что этот автомобиль, оставаясь во Вселенной отдельной и единственной в своем роде особью, представляет некоторый вид (его мы ассоциируем, как правило, с маркой, моделью, названием и годом выпуска). Каждый вид в пределе характеризуется бесконечным количеством (континуумом) параметров. Однако из них мы легко вычленяем основные, так называемые видообразующие. Совокупность видообразующих параметров, характеризующих данный вид, отражается и закрепляется в конструкторско-технологической документации (своего рода генотипе). Во-вторых, любой параметр, отраженный в документации, воплощается в конкретном автомобиле при его изготовлении на заводе лишь приблизительно. Той же документацией определяются допустимые пределы отклонений. Превышение или преуменьшение их приводит к браку, который за ворота завода, как правило, не выходит. Привычная для нас математическая статистика (назовем ее гауссовой) гласит: если взять определенное количество автомобилей одного вида и усреднять любой параметр (массу, надежность, габариты, живучесть, ремонтопригодность, эргономичность и др.), можно получить значение, близкое к тому, которое записано в документации (ГОСТе, ОТТ, ОСТе, КД, и др.). Процедура усреднения проста: числовые значения одного параметра, определенные для каждого автомобиля (особи), необходимо просуммировать и полученную сумму разделить на число исследуемых автомобилей. Получаем так называемое среднее арифметическое значение (теоретический эквивалент – математическое ожидание). Кроме того, чем больше автомобилей одного вида мы будем таким образом исследовать, тем ближе среднее значение параметра будет приближаться к записанному в конструкторской документации. Это подтверждается основными постулатами гауссовой математической статистики: центральными предельными теоремами и законом больших чисел. Таким образом, среднее значение параметра становится для автомобилей одного вида весьма значимым и наполненным глубоким смыслом. Попробуем теперь применить аналогичную методику к исследованию техноценоза (в данном случае – автопредприятия). В нем имеются автомобили разных видов, на каждый из которых разработана своя конструкторско-технологическая документация. Однако это не мешает нам формально задать единые показатели – массу, габариты, надежность и др. Их можно определить для автомобиля любой марки, причем в одних единицах измерения. Зададимся вопросом, а можно ли усреднить значение любого параметра для всех автомобилей техноценоза. Безусловно, технически это вполне осуществимо, однако, что за цифру мы при этом получим? Ну, к примеру, удалось определить, что средняя масса автомобилей данного автопредприятия составляет две тонны. Но, во-первых, двух одинаковых автопредприятий не существует, а даже, если они и сходны по определенной группе параметров, то это ничего не значит. Они могут сколько угодно отличаться по другим параметрам (причем не чуть-чуть, а в разы и на порядки). Во-вторых, и это важнее, если мы к автомобилям одного предприятия прибавим автомобили другого и вновь усредним соответствующий параметр, то с удивлением обнаружим, что средняя масса этой новой совокупности автомобилей составляет уже не две, а три тонны. И чем большее количество автомобилей мы будем исследовать подобным образом, тем выше будет их средняя масса. Можно, конечно, в пределе говорить о средней массе всех автомобилей на Земле, однако, пока мы ведем подсчеты, выпускаются новые автомобили, и задача вообще теряет свой первоначальный смысл. Очевидно, гауссовая математическая статистика непригодна для исследования техноценозов. Ведь, прежде чем исследовать любой объект, его необходимо математически описать. В частности, если мы говорим, что средняя масса автомобиля ЗИЛ-131 (как вида) составляет столько-то тонн, то эту цифру можно уверенно использовать в любых расчетах, т.к. она устойчива и значима в том смысле, о котором мы только что говорили. Как же все-таки описать техноценоз, например, по все тому же параметру – массе? Оказывается для этого необходимо построить так называемое ранговое распределение. Теоретически это уже область негауссовой (или ципфовой) математической статистики устойчивых безгранично делимых распределений, основные положения которой разрабатываются еще с 30-х годов ХХ века Гнеденко, Колмогоровым, Хинчиным, Деблином, Хайтуном и др. Примечательно, что негауссовая статистика уже более ста лет активно используется в таких областях знаний, как социология, наукометрия, лингвистика, биология. Однако для исследования технических систем она стала применяться сравнительно недавно (с 70-х годов ХХ века), и впервые это сделал Б.И. Кудрин. Исходной посылкой негауссовой математической статистики является признание существования таких объектов, в которых выборки параметров, описывающих отдельные элементы, по сути, не имеют математического ожидания, а дисперсия равна бесконечности (не подчиняются закону больших чисел, и в них не действуют центральные предельные теоремы). И вообще, гауссовая статистика, являясь лишь частным случаем более общей негауссовой, применима только для множеств, элементы которых близки по своим параметрам. Однако вернемся к нашему примеру и разберемся, чем же в этом смысле принципиально отличается совокупность автомобилей одного вида от техноценоза, куда входят автомобили различных видов. Ключевым различием является то, что при изготовлении автомобилей одного вида на предприятии все изделия стремятся сделать близкими по основным параметрам. Формируя же техноценоз, напротив, в основном стараются подбирать различные автомобили. Разнообразие, как мы уже отмечали, позволяет добиваться максимальной функциональной гибкости при выполнении задач. Мы помним, что стремление к разнообразию ограничивается лишь возможностями обеспечивающих систем. Наилучшее разнообразие достигается при оптимальном построении техноценоза, которое описывается соответствующим законом. Таким образом, разнообразие видов и диапазон разброса параметров технических изделий-особей в техноценозах всегда настолько велик, что это делает невозможным применение привычной для нас классической математической статистики. Что же делать? Как корректно математически описать техноценоз? Выход один – не делать никаких усреднений, а оперировать всегда выборкой параметров в целом. Для этого необходимо построить ранговое распределение особей техноценоза по интересующему нас параметру. Вообще, под ранговым распределением понимается убывающая последовательность значений параметров, упорядоченная таким образом, что каждое последующее число меньше предыдущего, и поставленная в соответствие рангу (номеру по порядку, ряду натуральных чисел, расположенных в порядке возрастания). Различают ранговые параметрические и ранговые видовые распределения. При описании техноценозов применяются, кроме того, и так называемые видовые распределения, которые являются своего рода обратным аналогом ранговых видовых, или сверткой ранговых параметрических распределений. Словом, мы уже вплотную подошли к рассмотрению методик построения ранговых и видовых распределений, однако это уже область собственно технологии рангового анализа. Повторимся и отметим лишь, что к настоящему времени данная методология теоретически обоснована и многократно апробирована на объектах масштаба города, региона, крупного предприятия. И везде она показала себя с наилучшей стороны, причем, как правило, в тех случаях, когда другие методы оказывались неэффективными. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ
1. Аристотель. Сочинения в
четырех томах. – Т. 1. – М.: Мысль, 1975. – 550 с.
2. Бусленко Н.П.
Моделирование сложных систем. – М.: Наука, 1978. – 399 с. 3. Бусленко В.Н. Автоматизация имитационного моделирования сложных систем. – М.: Наука, 1977. – 240 с.
4. Гегель. Философия религии.
– В двух томах. – Т. 1. – М.: Мысль, 1975. – 532 с.
5. Гнатюк В.И. Человек и техника
– что же дальше? Диалектический подход к технической реальности // «Арсенал»
– № 4. – Калининград: КВИ ФПС РФ, 1998. – С. 25 – 31.
6. Гнатюк В.И.
Техноценологический подход к оценке эффективности вооружения и военной
техники // Математическое описание ценозов и закономерности технетики. –
Абакан: Центр системных исследований, 1996. – С. 229 – 239.
7. Гнатюк В.И.
Техноценологический подход к оптимизации системы электроснабжения войск. –
Калининград: КВИ ФПС РФ, 1996. – 56 с.
8. Гнатюк В.И. Методика
номенклатурной оптимизации электротехнических средств: Техноценологический
подход. – Калининград: КВИ ФПС РФ, 1998. – 32 с.
9. Гнатюк В.И. Методика
параметрической оптимизации электротехнических средств: Техноценологический
подход. – Калининград: КВИ ФПС РФ, 1998. – 80 с.
10.
Гнатюк В.И. Моделирование и оптимизация в электроснабжении войск. –
Выпуск 4. Ценологические исследования. – М.: Центр системных исследований,
1997. – 216 с.
11.
Гнатюк В.И. Оптимальное построение техноценозов. Теория и практика. –
Выпуск 9. Ценологические исследования. – М.: Центр системных исследований,
1999. – 272 с.
12.
Кант И. Избранное в трех томах. – Т. 1. О воспитании разума. –
Калининград: Кн. изд-во, 1995. – 248 с.
13.
Кибернетические системы ценозов: синтез и управление. Труды
междисциплинарного семинара «Кибернетические проблемы биологии». – М.: Наука,
1991. – 105 с.
14.
Кудряшов С.А. Классификация в системных исследованиях. – М.:
Электрика, 1995. – 38 с.
15.
Кудрин А.И. Очерки полевого учета. – Выпуск 6. Ценологические
исследования. – М.: Центр системных исследований, 1998. – 192 с.
16.
Кудрин Б.И. Зачем технарию Платон. – М.: Электрика, 1996. – 216 с.
17.
Кудрин Б.И. Введение в технетику. – Томск: Издание ТГУ, 1993. – 552
с.
18.
Кудрин Б.И. Электрика как развитие электротехники и
электроэнергетики. – 3-е изд., испр. – Томск: Изд-во Томск. ун-та, 1998. – 40
с.
19.
Кудрин Б.И. Проблемы создания и управления ценозами искусственного
происхождения // Кибернетические системы ценозов: Синтез и управление. – М.:
Наука, 1991. – С. 5 – 17.
20.
Кудрин Б.И. Выделение и описание электрических ценозов //
Электромеханика. – № 7. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – С. 49 – 54.
21.
Кудрин Б.И., Федяев Д.М. Техническая реальность в ХХI веке. Материалы
к круглому столу Всероссийской научной конференции (Омск, 21 – 22 января 1999
г.). – Омск: Изд-во ОмГПУ, 1999. – 68 с.
22.
Кудрин Б.И. Технетика: новая парадигма философии техники (третья
научная картина мира). – Томск: Изд-во Томск. ун-та, 1998. – 40 с.
23.
Кудрин Б.И., Жилин Б.В. и др. Ценологическое определение параметров
электропотребления многономенклатурных производств. – Тула: Приокск. кн.
изд-во, 1994. – 122 с.
24.
Кудрин Б.И. Символизм и основы технетики (становление неклассического
мышления). – Томск: Изд-во Томск. ун-та, 1993. – 43 с.
25.
Любищев А.А. Линии Демокрита и Платона в истории культуры. – М.:
Электрика, 1997. – 408 с.
26.
Математическое описание ценозов и закономерности технетики. Философия
и становление технетики. Вып. 1 и 2. Ценологические исследования. – Абакан:
Центр системных исследований, 1996. – 452 с.
27.
Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. – М.: Мир, 1990. – 342 с.
28.
Онтология и гносеология технической реальности. Вып. 5.
Ценологические исследования. – М.: Центр системных исследований, 1998. – 252
с.
29.
Ортега-и-Гассет Хосе. Восстание масс. – М.: Вопросы философии, 1989.
– № 3. – С. 119 – 154.
30.
Платон. Сочинения в четырех томах. – Т. 1, 4. – М.: Мысль, 1972.
31.
Половинкин А.И. Законы строения и развития техники. – Волгоград:
ВолгПИ, 1985. – 202 с.
32.
Половинкин А.И. Теория проектирования новой техники: Закономерности
техники и их применение. – М.: Информэлектро, 1991. – 348 с.
33.
Становление философии техники: Техническая реальность и технетика. –
Вып. 3. Ценологические исследования. – М.: Центр системных исследований,
1997. – 248 с.
34.
Техническое творчество: Теория, методология, практика.
Энциклопедический словарь-справочник. – М.: НПО «Информсистема», 1995. – 408
с.
35.
Техноценоз как наличное бытие и наука о технической реальности.
Материалы к круглому столу конференции «Онтология и гносеология технической
реальности» (Новгород Великий, 21 – 23 января 1998 г.). – Абакан: Центр
системных исследований, 1998. – 180 с.
36.
Трубников Б.А. Закон распределения конкурентов // Природа. – № 11. –
1993. – С. 3 – 13.
37.
Фуфаев В.В. Структурно-топологическая устойчивость динамики ценозов
// Кибернетические системы ценозов. – М.: Наука, 1991. – С. 18 – 26.
38.
Фуфаев В.В., Кучинская О.А. Учет разнообразия электрических
двигателей промышленных предприятий при организации электроремонта //
Промышленная энергетика, 1995. – № 9. – С. 41 – 48.
39.
Хайтун С.Д. Проблемы количественного анализа науки. – М.: Наука,
1989. – 280 с.
40.
Хайтун С.Д. Механика и необратимость. – М.: Янус, 1996. – 448 с.
41.
Хубка В. Теория технических систем. – М.: Мир, 1987. – 208 с.
42.
Чайковский Ю.В. Элементы эволюционной диатропики. – М.: Наука, 1990.
– 272 с.
43.
Шрейдер Ю.А. Ранговые распределения как системное свойство //
Математическое описание ценозов и закономерности технетики. – Абакан: Центр
системных исследований, 1996. – С. 33 – 42.
44.
Яблонский А.И. Стохастические модели научной деятельности. – В кн.:
Системные исследования: Ежегодник, 1975. – М.: Наука, 1976. – С. 5 – 42.
45.
Яблонский А.И. Математические модели в исследовании науки. – М.:
Издательство «Наука», 1986. – 352 с.
46.
Якимов А.Е. Имитационные модели статического состояния ценоза // Кибернетические
системы ценозов: Синтез и управление. – М.: Издательство «Наука», 1991. – С.
27 – 36. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Ассортица – сосредоточение различающегося
в одном техноценозе; явление возникновения, одновременно существования и
функционирования различных изделий (при близких требованиях и ограничениях на
существование, одинаковость потребительских свойств – близость экологических
ниш); применение различающихся технологий для достижения одного результата,
выпуска продукции одного вида; использование разных материалов, технически
взаимозаменяемых, во время построения и развития техноценоза; проявление
многообразия в системе, ограниченной в пространстве-времени. Биоценоз – совокупность животных,
растений, грибов и микроорганизмов, совместно населяющих участок суши или
водоема; совокупность живого, обитающего в определенном биотопе-участке
земной поверхности, имеющем однотипные абиотические условия среды (климат,
рельеф и др.), которые определяют его видовой состав. Вариофикация – делание различного;
явление ускоряющегося во времени и увеличивающегося количественно числа видов
продукции (изготовления). Вид – основная структурная
единица в систематике технических изделий, четко отличающаяся количественными
и качественными характеристиками и имеющая собственную
проектно-конструкторскую документацию. К общим признакам вида относятся:
определенная численность; тип организации; способность в процессе воспроизводства
сохранять качественную определенность; дискретность; экологическая,
экономическая и географическая определенность; устойчивость; целостность (не
различаются в отдельных случаях вид и понятие типоразмера, модели, марки,
типа). Вид генотипический – комплект документации, по которой изготовлено
изделие как особь (и все возможные разновидности). Можно говорить, опираясь
на понятие вид, что генотип – устройство изделия, его генетическая
конституция, записанная документально, например, чертежи и другие документы,
определяющие изделие (технологию, материалы). Видовое распределение – распределение,
устанавливающее в непрерывной или дискретной форме упорядоченную взаимосвязь
между множеством значений возможной численности изделий техноценоза и количеством
видов данных изделий, реально представленных в техноценозе фиксированной
численностью. По сути, видовое распределение устанавливает основополагающую
взаимосвязь между массовостью изделий различных видов в ценозе и их
разнообразием. Математически оно относится к гиперболическим бесконечно
делимым распределениям. Генотип – устройство изделия, его
генетическая конструкция, записанная документально, например, чертежи и
другие документы, определяющие изделие. Гуманитарий – специалист гуманитарных
наук (относящихся к изучению общества и культуры). Диверсификация – разнообразие,
разностороннее развитие: одновременное развитие многих, не связанных друг с
другом видов производства; расширение ассортимента производимых изделий на
одном заводе (фирме). Диверсификация – увеличение количества видов и
наименований продукции и услуг, предназначенных для экспорта. Документ – материальный объект,
содержащий закрепленную информацию (обычно при помощи какой-либо знаковой
системе на специально выбранном материальном носителе) и предназначенный для
ее передачи и использования. Документальный отбор – результат жизненного
цикла документа или части документа для принятия решения о его сохранении,
изменении, отмене или создании нового. Естественный отбор – основной движущий
фактор эволюции организмов. Закон оптимального
построения техноценозов. Оптимальным является техноценоз, в котором имеется такой набор
технических изделий-особей, который, с одной стороны, по своим совокупным
функциональным показателям обеспечивает выполнение поставленных задач, а с
другой, – характеризуется максимальной энтропией, т.е. суммарные
энергетические ресурсы, воплощенные в технические изделия при их
изготовлении, распределены равномерно по популяциям видов техники. Закономерность техническая – существенная устойчивая
связь между объективно существующей формой проявления сущности объекта
технической реальности (явлением) и качественной стороной объекта
технического мира (свойством). Иерархия – расположение частей или
элементов целого в порядке от высшего к низшему; в родовидовой классификации
ценозов: особь – вид – род – семейство – все множество элементов. Изделие – предмет или
совокупность предметов производства той или иной технологии; самостоятельно
функционирующая выделяемая дискретная единица, рассматриваемая как
элементарная; далее видовых признаков описание изделия не распространяется;
единица продукции (промышленной), количество которой может исчисляться в
штуках (экземплярах). Изделие простейшее – изделие, обладающее
следующей совокупностью признаков: отсутствием количественных показателей,
характеризующих технический уровень данного вида продукции; отсутствием
электрического, пневматического, гидравлического или другого привода и
сопрягаемых линейных и угловых размеров, определяющих работоспособность
изделия; возможные отклонения физических или химических свойств (например,
электрического сопротивления, теплоты сгорания) не могут повлиять на
работоспособность изделия, в составе которого применяется данное простейшее
изделие; технологический процесс изготовления включает известные
технологические операции. Инновационный цикл – инженерное отражение
цикла эволюции техники и технологии. Информационный отбор – основная движущая сила
техноэволюции, базирующаяся на изменчивости, преемственности и оценке видов
технических изделий (документов) и осуществляющаяся в фундаментальном
спонтанном цикле, включающем этапы: производства видов технических изделий
(документов) в количестве, всегда превышающем необходимые функциональные
потребности; борьбы за существование этих видов (документов) при постоянной
ограниченности энергетических (вещественных) ресурсов, заканчивающейся
победой видов (документов), обладающих более эффективными параметрами (победа
реализуется на практике выбором в пользу того или иного технического
решения); документирования полезной информации и утверждения документа для
выпуска новых технических изделий. Информация – это совокупность
сведений о фактических данных и зависимостях между ними, отраженных и закрепленных
на каком-либо материальном носителе. Информценоз – документ (если элемент
– слово) или система документов (если элемент – выделяемый документ или его
часть), описываемые ранговым или видовым распределениями. Инфотип – упорядоченный полный комплекс
качественных и количественных признаков (закрепленных документально),
отображающий вид выпускаемого изделия (технологии, материалов, отходов). Кривая Н-распределения – некоторая кривая,
соответствующая идеальной структуре ценоза и определяемая действием отбора. В
более широком смысле – гиперболическое экспериментальное видовое
распределение. Материал – исходный предмет труда,
потребляемый для изготовления изделия; предметы, вещества для изготовления
продукции; классификационные химические соединения, простые тела, их
композиции, сплавы, смеси, растворы, предназначенные для изготовления
заготовок, деталей, узлов, агрегатов, машин и приборов, зданий и сооружений,
а также для получения других материалов. В материальном производстве
материалы подразделяются на функциональные и конструктивные. Материалы
измеряются в единицах массы, длины, поверхности, объема. Роль материалов
может играть нечто материальное (излучение, поле, элементарные частицы и их
потоки), измеряемое величинами, имеющими непрерывный характер (например,
киловатт-час – кВтч). Мутация – спонтанное естественное
или вызванное искусственно, наследуемое изменение генетического материала,
приводящее к изменению тех или иных признаков организма. Научно-технического
прогресса узловые точки – виды человеческой деятельности, воздействие на которые определяет
эволюцию техники и технологии. Ноосфера – сфера разума; часть
солнечной системы, которая несет на себе печать «разумной» деятельности
человека. Ноу-хау – технические знания и
практический опыт технического, коммерческого, управленческого, финансового и
иного характера, которые представляют коммерческую ценность, применимы в
производстве и профессиональной практике и не обеспечены патентной защитой.
Ноу-хау могут включать в себя коммерческие секреты, незапатентованные
технологические процессы и прочую информацию производственного и торгового
характера, недоступную широкой общественности. Эта информация может быть
независимой по отношению к патентам или же необходимой для их использования.
Элементами Ноу-хау могут быть всевозможные руководства к использованию,
спецификации, формулы и рецептура, документация, схемы организации
производства, характеристики технологического процесса. Объект – любая выделенная
целостность, которая исследуется, проектируется, оценивается, создается
(строится) и эксплуатируется как некоторая общность, выделяемая
территориально, юридически, гносеологически. Особь – выделенный, далее
неделимый (условно) элемент технической реальности; обладает индивидуальными
особенностями и функционирует в индивидуальном жизненном цикле. Отбор – реализация критерия
предпочтительности. Популяция – группа особей одного
вида; мощность популяции – ее численность. Природа – природа, естественный
окружающий мир в совокупности протекающих естественным путем процессов;
Природа – синоним Абсолютной идеи, Вселенной. Продукт – овеществленный
задокументированный результат технической деятельности, предназначенный для
удовлетворения человеческих или технических потребностей и обладающий стоимостью. Продукция – совокупность продуктов
производства. Промышленная продукция классифицируется на продукцию,
расходующую свой ресурс, и продукцию, расходуемую при использовании (сырье и
природное топливо, материалы и продукты, расходные изделия). Проектирование – преобразование
информации для получения документа, который генетически определяет или
создание изделия (технологии, материала), или построение техноценоза, или
прогнозы на перспективу. Соответственно различаются: конструирование
(изделий), проектирование (ценозов), прогнозное проектирование. Ранг – номер по порядку при
расположении элементов-особей в порядке уменьшения численности их популяций
(в порядке уменьшения показателя – массы, объема и т.д.); при ранжировании:
ранг вида – его порядковый номер на кривой из семейства гипербол. Распределение – расположение элементов
подмножества внутри множества; функция, ставящая в соответствие каждому
значению дискретной случайной величины вероятность того, что величина
принимает это значение; плотность вероятности непрерывной случайной величины. Ранговое распределение – убывающая
последовательность значений параметров, упорядоченная таким образом, что
каждое последующее число меньше предыдущего, и поставленная в соответствие
рангу (номеру по порядку). Ранговое распределение
техноценоза
– распределение Ципфа в ранговой дифференциальной форме, являющееся
результатом аппроксимации полученной в процедуре упорядочения видов или
изделий (особей) техноценоза по какому-либо параметру невозрастающей последовательности
значений самих параметров, поставленных в соответствие рангу (номеру по
порядку, ряду натуральных чисел в порядке увеличения). Различают
распределения, в которых ранжируются: виды по количеству особей,
представленных в техноценозе (ранговое видовое); изделия по значению
видообразующего параметра (ранговое параметрическое); изделия по значению
параметра, характеризующего процесс их функционирования в техноценозе
(ранговое функциональное). Распределение
гиперболическое – бесконечно делимое распределение с характеристическим показателем
больше нуля, но меньше двух. Распределение Н – идеальное видовое
распределение, моделируемое простыми сомножителями по их повторяемости при
разложении факториала натурального числа. Качественное повышение эффективности
функционирования народного хозяйства должно опираться на устойчивость
структуры и устойчивость развития ценозов. Конструкторские, проектные,
прогнозные решения должны учитывать количественные ограничения
Н-распределения: в норме 40 – 60% текста (общего количества особей) относится
к саранчовым кастам. Это 5 – 10% общего числа видов. Приведенные цифры
характеризуют устойчивость ценоза – сохранение (инерционность изменения)
параметров во времени; медленный рост числа видов при увеличении выборки,
отсутствие зависимости параметров Н-распределения от выбранного семейства,
исторического периода, времени года и создания, климатических зон и
географического местоположения. Система – совокупность объектов и
отношений между ними, образующая единое целое. Стандартизация – деятельность,
заключающаяся в нахождении решений для повторяющихся задач в сфере науки,
техники и экономики; установление и применение норм, требований и правил с
целью упорядочения деятельности. Технарий – специалист в
технических науках; непосредственный участник цикла научно-технического
процесса (цикла техноэволюции), участвующий: 1) в документальном обеспечении
или непосредственном создании документально определенного продукта (и
особенно – техники, технической технологии, технического материала) на базе
действующей техники, используемой технологии, применяемых материалов при
неизбежных отходах (техноэкологическом воздействии на окружающее мертвое,
живое, техническое); 2) в построении (проектирование и строительство)
промышленного или административного технического ценоза, обеспечении
функционирования (эксплуатация и обслуживание, ремонт) и развития
(модернизация, перевооружение, ликвидация); 3) в информационном отборе –
оценке действенности техноценоза (качество продукции и качество жизни) и
принятии прогностических решений. Технетика – междисциплинарная наука
о технике и технологии, совокупность наук о технической реальности: наука о
построении и управлении ценозами, о технической форме существования
(движения) материи и ее идеальном отображении (проявлении). В узком смысле
технетика – часть технической реальности, которая как целостность включает
функционирующую технику (установленные изделия), реализуемую технологию,
используемые материалы, изготовляемые изделия (продукция), появляющиеся отходы.
Важнейшим обобщением технетики является представление об эволюции техники и
технологии (техноэволюция) и ее законах. Необходимость в междисциплинарной
науке о технике и технологии остро ощущается. И такая наука формируется под
разными названиями: философия техники, техниковедение, техникознание,
техникология. Системно-инженерное творчество, связывающее инженерное
творчество, проектирование, научный подход, фундаментальные знания с
нравственными критериями, предлагает эффективные пути для ускорения техноэволюции
в направлении, обеспечивающем выживание человека. Таксономические
подразделения технетики укрупненно соответствуют отраслям народного хозяйства
(специальностям). Соответственно сложилась система технических наук,
выпускается учебная литература. Фундаментальные постулаты, лежащие в основе
технетики, включают постулаты классической физики, восходящей к Ньютону –
Максвеллу, и постулаты, определяющие системные свойства создаваемых изделий и
техноценозов, функционирование техносферы (ноосферы) в целом. Техника – изделие или
совокупность изделий таких, что каждое в отдельности алгоритмически
допустимо; совокупность средств человеческой деятельности, создаваемых для
осуществления процессов производства и обслуживания производственных
потребностей общества. Под техникой в наиболее широком смысле понимается
совокупность средств сознательной деятельности, создаваемых для осуществления
процессов производства и обслуживания производственных и иных потребностей. Техническая реальность – в рамках технократической
парадигмы осмысления окружающего мира рассматривается как стоящая в ряду
«неживая – биологическая – техническая», объективно существующая всеобщая,
самоэволюционирующая форма материи, субстанциальными элементами которой
являются технические изделия, обладающие существенной особенностью в
приспособленности к творческому преобразованию, сопровождающемуся
возникновением новых признаков, а системной формой организации выступают
техноценозы, онтологическая сущность которых заключается в наличии между техническими
изделиями взаимосвязи, реализующей информационный отбор и тем самым создающей
побудительные предпосылки к творческому преобразованию реальностей. В
прикладном плане инженерного творчества техническая реальность – это
искусственные объекты, которые следует системно рассматривать как
целостность, включающую функционирующую технику (установленные изделия,
здания, сооружения), применяющуюся технологию (определяемые в большой степени
физическими эффектами), используемые материалы, изготовляемую продукцию (изделия),
появляющиеся отходы, выбросы, брак, излучения. Техногенез – происхождение,
возникновение, процесс образования элементов технической реальности. Технознание – целостная система знаний
о технике, технологии и техносфере (система знаний о технике). Технократия – слой
высококвалифицированных специалистов (ученые, инженерно-техническая
интеллигенция, менеджеры и др.), принимающих участие в управлении
производством, в разработке и осуществлении экономической политики
государства. Технология – обусловленные
состоянием знаний и общественной эффективностью способы достижения целей,
поставленных обществом; документально определенная совокупность применяемых
для получения готовой продукции методов и процессов (включая контроль)
обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы материалов и
изделий, а также приемы, способы и операции, связанные с транспортировкой,
складированием, хранением. Техносфера – преобразованная
технической реальностью оболочка Земли, состав, структура, энергетика и
эволюция которой определяются совокупностью действия живых организмов,
человека, неживой природы и изделий. Техноценоз – ограниченная в
пространстве и времени взаимосвязанная совокупность далее неделимых
технических изделий-особей, объединенных слабыми связями. Связи в техноценозе
носят особый характер, определяемый конструктивной, а зачастую и
технологической независимостью отдельных технических изделий и многообразием
решаемых задач. Взаимосвязанность техноценоза определяется единством конечной
цели, достигаемой с помощью общих систем управления, обеспечения и др. Техноцентризм – воззрение, согласно
которому закономерности глобальной эволюции, в частности, – закон информационного
отбора, превращают техническое интеллектуальное в центр цивилизации
(мироздания); техника диктует – человек исполняет; техноценоз перестраивает
социальное сущее в направлении, благоприятном для себя. Техноэволюция – сопровождающийся количественными
и качественными изменениями процесс развития технической реальности,
реализующийся в условиях информационного отбора в результате взаимодействия
противоположных тенденций, одна из которых ведет к получению новых, а другая
– к закреплению существующих полезных признаков технических изделий, и
приводящий к иерархии форм и сущности, обеспечивающей векторизованную
направленность на усложнение. Товарная номенклатура – ассортимент товаров,
обеспечивающий, благодаря разнообразию, максимально полное удовлетворение
потребностей покупателя. Термин применяется как к модификации одного товара,
так и к общему ассортименту различных товаров, выпускаемых фирмой. Унификация – сокращение разнообразия
элементов относительно разнообразия систем, в которых они применяются.
Унифицированный элемент – предназначенный для применения в нескольких
системах. Устойчивость ценоза – сохранение
(инерционность изменения) параметров во времени; медленный рост числа видов
при увеличении выборки, отсутствие зависимости параметров Н-распределения от
выбранного семейства, исторического периода, времени года и создания,
климатических зон и географического местоположения. Фенотип – совокупность всех
свойств и признаков особи на определенной стадии развития, сформировавшаяся в
результате взаимодействия генотипа с окружающей средой. Человек – животное, документально
формулирующее цели и оценивающее ближайшие последствия. Эволюция – необратимый процесс
исторического изменения; непрограммированное развитие. Экосистема – совокупность совместно
обитающих организмов и условий их существования, находящихся в закономерной
взаимосвязи друг с другом и образующих систему взаимообусловленных
биологических и абиотических явлений и процессов. Энергетический отбор – реализация неживой природой принципа наименьшего действия; обобщенный процесс построения физико-химических ценозов, определяемый законами сохранения. Этноценоз – биогеоценоз, в пределах
которого происходит развитие данного этноса, опосредованное процессом его
адаптации. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
При использовании материалов ссылки
обязательны Все права защищены © Гнатюк В.И., 2000 E-mail: gnatukvi@mail.ru |