Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Все организмы ведут между собою борьбу за существование (и чем они родственнее, тем ожесточеннеее борьба). Удерживается только то, что к этой борьбе лучше приспособлено.




Читайте также:
  1. D. Взаємодія ферментів між собою
  2. I. Запятая между независимыми предложениями, объединенными в одно сложное, и между придаточными, относящимися к одному главному
  3. II. Запятая между главным и придаточным предложениями
  4. II. Изменение баланса между Я и Мы
  5. II. ОПЫТЫ, ДОКАЗЫВАЮЩИЕ СУЩЕСТВОВАНИЕ НАПРАВЛЕННОГО ХОДА ВРЕМЕНИ
  6. III. Запятая между однородными членами предложения
  7. Melior condicio nostra per servos fieri potest, deterior fieri поп potest (D. 50.17.133). - Наше положение может становиться лучше при помощи рабов, но не может становиться хуже.
  8. N-мерное метрическое пространство, расстояние между точками.
  9. Non corpus solum aestimatur, sed potius quanti interfuit (D. 9.2.21.2). -Оценивается не столько врожденная вещь, сколько интерес.
  10. Quot;Наши взгляды как часы - все показывают разное время, но каждый верит только свои".

5. Как сельский хозяин выбирает для продолжения породы то, что его целям более отвечает, а в этом и состоит искусственный подбор, также происходит и естественный подбор в природе. Едва заметные вначале видоизменения, растут и, суммируясь, производят различные виды.

6. Новые формы либо остаются стационарными, либо изменяются дальше, и вот почему эволюционная лестница сохраняется во всякое данное время.

Заменяя везде слово "организм" словом "изобретение", мы эту формулу Дарвина целиком переносим на эволюцию техники, которую, с этой точки зрения, можно было бы назвать "техническим дарвинизмом". [30]↓

***

Во время цивилизации Первой волны (аграрная цивилизация) каналы связи, а в 1628 г. в Европе почтовая экспресс-служба "Дом Таксиса" насчитывала 25 тыс. чел., были предназначены только для богатых и власть имущих, обычные люди к ним не имели доступа.

Вторая волна (индустриальная цивилизация), вовлекая в свою сферу страну за страной, полностью уничтожила эту коммуникационную монополию. Это произошло потому, что технология и массовое производствоВторой волны потребовали массового движения информации, с которым просто не могли справиться старые каналы связи. [31]↓

На Универсальной Схеме Эволюции переход к блоку 3 "Создание новой системы", т.е. в терминах ТРИЗ, переход S1→S2 при невозможности развития средств связи на старых принципах, в старых рамках.

***

Известно, что для выполнения конкретной функции, как правило, может быть предложено большое количество структур ТС, каждая из которых будет реализовывать эту функцию. Но "эффективными и жизнеспособнымиявляются системы, структура которых максимально соответствует реализуемым функциям".[32]↓

Речь впрямую идет об идеальности (синоним для эффективности) и жизнеспособности, т.е. выживаемости!

***

Новая техника возникает на базе старой, поэтому надо уметь выявить, что уже отмирает, "отжило", что может развиться,какие технические решения и почему более перспективны, и в каких условиях.

Важнейшими умениями инженера, ценимыми в мире более всего, считают конструирование и изобретательство. Это две стороны единого процесса создания вещей. Конструированиенесет опыт, знания, фон предыдущей техники,опирается на установленное в науке и практике. Изобретательство - это выход на новое, обеспечение динамики развития техники. [33]↓



Полное совпадение со Схемой: блок 3 "Создание новой Системы", т.е.изобретательство, выход на новое, и блок 4 "Улучшение существующей Системы, т.е. конструирование , использующее опыт, знания,фон предыдущей техники.

***

Windows 2000. В новой операционной системе появились персонифицированные меню: инструменты , которые вы используете чаще, перемещаются вверх, адавно не используемые и вовсе исчезают из вида.

Апплет Add/Remove Software стал намного лучше. Он не только предоставляет алфавитный список установленных программ, но и сообщает информацию как часто вы программу использовали и когда вы к ней обращались в последний раз,показывает объем памяти, который освободится после деинсталяции программы. [34]↓

Пример к Схеме эволюции: в Windows 2000 иконки неиспользуемых, но занимающих память инструментов, "умирают", исчезая с экрана; а еще программа сообщает о наиболее предпочтительных кандидатах "на умирание", т.е. на деинсталяцию программы.



***

Эволюция компьютерной техники, построенной на кремнии

Материал из обзора "Будущее компьютеров - что после кремния?" Массачусетского технологического института (MIT) рассмотрен по 5-ти первым разделам (блокам) Универсальной Схемы Эволюции.

1. Пониженная жизнеспособность компьютерной техники, построенной на кремнии

В последние четыре десятилетия компьютеры являли собой примечательную картину. При резком увеличении их скорости и вычислительной мощи такое же резкое падение цены. Экспоненциальный рост возможностей компьютерных технологий, который предсказал Gordon Moore в 60-х годах, описывает взлет Интернета и экономический бум.

Но специальный выпуск "MIT: Обзор техники" [35]↓ ужЕ ставит вопрос: Что произойдет после того, как современные компьютерные технологии, построенные на кремнии, начнут достигать пределов их роста скорости? Сегодня есть много причин задуматься, что "вечеринка может закончиться".

Последнее и означает выявление проблемы снижения жизнеспособности компьютерной техники, построенной на кремнии. Этим выражается неуверенность в том, что эта компьютерная техника выживет в будущем.

2. Пониженная идеальность компьютерной техники, построенной на кремнии

Paul A.Packan, видный исследователь из компании Intel, привел в Nature (сентябрь 1999 г.) доводы, что закон Мура находится в серьезной опасности. Он выделил три главные проблемы:

· Использование атомов примесей, которые вводятся в кремний для увеличения его способности сохранять области электрического заряда. Выше некоторого предела примесные атомы начинают "слипаться", образовывать кластеры, которые электрически неактивны. Сегодняшние микрочипы очень близки к этому максимуму.



· "Ворота", которые управляют потоком электронов в микрочипе, стали такими маленькими, что подвергаются воздействию нежелательного квантового эффекта. "Ворота" в чипе сегодня меньше 2-х нанометров, т.е. настолько малы, что дают электронам проходить (тунеллировать) через них, даже когда они закрыты. Так квантовая механика делает кремниевые устройства, меньшие некоторого размера, бесполезными. "Это не обычная производственная трудность - мы попадаем в тупик на более фундаментальном уровне"

· Когда компоненты микрочипа были больше, флуктуация концентрации вносимых примесей влияла мало. Но сейчас транзисторы так малы, что могут создаваться в примесно-богатых или примесно-бедных зонах, что влияет на их работу. И здесь инженеры не имеют известных решений.

Все это и означает выявление пониженной идеальности компьютерной техники, построенной на кремнии - выявление низкого отношения полезных и вредных функций системы. Вредные-то функции вон как растут!

После оценки идеальности компьютерной техники, построенной на кремнии, согласно Схеме есть 2 пути преодоления отмеченных проблем: создать новую систему и/или усовершенствовать существующую. Исследуем оба.

3. Создание новой компьютерной техники

Необходимо создать новую систему, если система с нужными функциями совсем не существует, либо существущая система, в нашем случае, компьютерная техника, построенной на кремнии, не имеет ресурсов развития.

Размещение на чипе все большего количества устройств означает создание все более и более мелких элементов. Самый последний производимый чип имеет участки травления около 180 нанометров (нанометр - 10-9 метра). Чтобы соответствовать закону Мура, участки травления должны уменьшиться до 150 нм в 2001 году и до 100 нм в 2005.

Многие специалисты по полупроводникам сомневаются в коммерчески выгодных методах создания кремниевых транзисторов с размерами менее 100 нм. И даже если производители чипов смогут сделать их, ультрамикронные кремниевые компоненты, вероятнее всего, не будут работать. При размерах транзистора порядка 50 нм электроны начинают подчиняться законам квантовой механики, странствуя там, где их совсем не ожидают.

Существует несколько альтернативных путей создать новую систему:

3.1. Молекулярный компьютер[36]↓

Главное преимущество молекулярного компьютера - возможность разместить на микрочипе значительно больше контуров, чем это можно сделать на кремнии, и сделать это много дешевле.

Молекулы имеют размер нескольких нанометров, что делает возможным создать чип с миллиардами, даже триллионами, элементов. Если было бы можно соединить проводниками небольшое число молекул, как соединяют отдельные электронные компоненты для образования контуров, такой результат полностью изменил бы компьютерный дизайн. Молекулярная память могла бы быть в миллион раз плотнее, чем сегодняшняя лучшая полупроводниковая, что позволило бы хранить весь жизненный опыт в устройстве размером с наручные часы. Суперкомпьютер мог бы быть достаточно маленьким и дешевым, чтобы встроиться в одежду. Тревоги, что компьютерная технология вскоре упрется в стену, исчезли бы.

3.2. Квантовый компьютер [37]↓

Субатомный мир полон элементов, имеющих 2 состояния типа "да - нет", что позволяет это легко использовать. Большинство частиц - электроны, протоны и даже эфемерные фотоны - обладают вращательным движением, спином. Как только кодируется информация, так субатомный мир предлагает большое число способов ее обработки. Управляя магнитными свойствами среды вокруг электронов, или пропуская фотоны через поляризаторы, зеркала и призмы, можно подвергнуть квантовые биты всем операциям, которые необходимы для компьютерной обработки.

3.3. Биологический компьютер[38]↓

Ученые ищут способы создания клеток, которые могут вычислять, наделены "умными" генами, могут складывать числа, хранить результат в каком либо виде, отмерять время, и, возможно, даже выполнять простые программы.

Биокомпьютер:

· Прежде всего, исключительно экономически эффективен. Как только удасться запрограммировать одну клетку, их можно будет выращивать миллиардами по цене простых питательных растворов и времени лабораторного персонала

· Второе, он может быть значительно более надежным, чем "проволочно-кремниевый"; именно по этой причине наш мозг выживает и функционирует при смерти миллионов клеток, тогда как Пентиум выходит из строя при обрыве одного проводника.

3.4. ДНК-Компьютер[39]↓

Среди многообещающих подходов - "умная ДНК-мозаика", изобретенная Эриком Уинфри (Eric Winfree). Это микроскопические строительные блоки из ДНК, которые не только могут хранить данные, но и построены, другими словами, запрограммированы, на выполнение математических операций за счет их объединения специальным образом.

4. Усовершенствование существующей системы

Можно усовершенствовать существующую систему - компьютерную технику, построенную на кремнии, - если у нее есть ресурсы. Но, как отмечено, для преодоления возникающих фундаментальных проблем "известных решений нет".

5. Объединение систем

Исследователи MIT давно интересуются методами компьютерной обработки, в которых используется много микрокомпьютеров вместо одного сверхбыстрого. Когда процессор уже не может быть уменьшен, единственный способ, как считают исследователи, получить быстрые вычисления, - это использовать множество компьютеров совместно. Такой подход может помочь преодолеть барьер, в который вскоре может "уткнуться" эволюция кремниевых микропроцессоров.

Многие исследователи искусственого интеллекта тоже полагают, что единственно возможный способ создать по-настоящему машинный разум - использовать миллионы соединных вместе микропроцессоров, наиболее точно моделирующих соединения нейронов в мозгу человека.

Понятно, что это естественный переход от блока 5 (объединение множества микропроцессоров) к блоку 3 Схемы (создание новой микропроцессорной системы) - ведь при объединении получено новое системное качество, получена новая микропроцессорная система. Удовлетворив Закону полноты системы, эта новая микропроцессорная система начинает новый цикл развития как существующая. Это показано переходом от блока 3 к блоку 4.

Итак, получили 5 возможных направлений развития - по числу типов компьютеров. Какое из этих направлений победит, будет решаться на уровнях иерархии обобщенного Рынка. Отбор будет осуществляться:

· на уровне чисто техническом - сравнением техническихпараметров реализации полезных и вредных функций конструкций, сравнением технических возможностей создания компьютерных надсистем (например, сетей связи)

· на уровне компьютерной индустрии - сравнением экономическихпоказателей создания и использования компьютерных надсистем, сравнением возможностей их встраивания в другие отрасли (в производства различных отраслей, военную технику, транспорт, науку, образование, здравоохранение, культуру, досуг и пр.)

· на уровне общества - сравнением социально-полезных показателей вариантов "компьютерных индустрий" (сравнением уровней устойчивости общества, который обеспечивает каждая "компьютерная индустрия")

***

Еще один пример эволюции техники - выпуск набора компакт-дисков The Beatles Anthology. Чтобы сохранить аутентичный "саунд 60-х" для первого двойного CD из этой серии,пришлось восстановить знаменитую студию № 2 на Эбби Роуд и приобрести микшерские пульты 30-летней давности.[40]↓

Техника звукозаписи развивается очень быстро,студия № 2 в первозданном виде имикшерские пульты середины 60-х годов "умерли" естественной смертью. И если бы не возникла необходимость воспроизведения звучания 60-х, то они так и остались бы только в памяти, на фотографиях, в записях тех лет…

Теория управления

С научной точки зрения современная теория управления должна рассматриваться как отрасль теории систем, связанная с изменением поведения данной сложной системы под воздействием внешних воздействий. Управление должно рассматриваться как наука преобразования ... в физическом, биологическом или даже социальном смысле.

Адаптивное управление - это способность системы модифицировать свое поведение для достижения лучших возможных результатов поведения.Согласно общему определению адаптивного управления, адаптивная система должна быть способна реализовывать следующие функции:

· получать постоянную информацию о текущем состоянии системы или процессе

· сравнивать текущее функционирование системы с желательным или оптимальным, и принимать решение об изменении (функционирования) системы для достижения заданного оптимального функционирования

· инициировать соответствующее изменение, чтобы привести управляемую систему к оптимуму [41]↓

Эти три принципа - выявление состояния, принятие решения на изменение и само изменение - сущность любой адаптивной системы. Вспомним, хотя бы, работу эндокринной системы организма человека. И как можно видеть, эти три принципа - основные идеи Универсальной Схемы Эволюции. Все методы, которые используются с целью повысить функциональность ∑F и/или понизить затраты ∑C, имеют одну и ту же структуру.

***

Один из первых в истории техники автоматических регуляторов, в котором был полностью осуществлен общий принцип действия любого автоматического регулятора прямого действия - регулятор уровня воды в котле (Ползунов, 1765 г.).

Широко распространенный автоматический регулятор - центробежный регулятор скорости вала паровой машины (Уатт, 1784 г.). Этот регулятор имеет другую конструкцию - центробежный механизм, и другую природу регулируемой величины - угловая скорость, но совершенно тот же общий принцип действия регулятора прямого действия.[42]↓

Единство алгоритма регулирования: датчик срабатывает, если параметр - количество оборотов выходного вала паровой машины, вышел за безопасные пределы. При очень большом рассогласовании выдается сигнал на исправление - идет сигнал на исполнительный механизм, который меняет (динамизирует) систему так, что она возвращается в безопасное состояние. Отсюда Схема (алгоритм) автоматического управления совпадает с Универсальной схемой эволюции (УСЭ).Ведь устройства управления обеспечивают жизнеспособностьсистемы.

Получается, что в особо важные моменты жизни систем (в момент резкого нарастания числа оборотов вала), или у особо важных систем (паровой котел, самолет), удалось автоматизировать переход из одного состояния системы, опасного с какой-то точки зрения, в другое, безопасное.Т.е. удалось автоматизировать эволюцию важной ТС в ее важный момент (период) жизни. А во все остальные моменты (периоды) жизни систему эволюционизировать заставляет инженер (изобретатель).

Но законы эволюции одни и те же, и для автоматического регулятора, и для изобретателя:найди опасное для жизнеспособности системы рассогласование, существующее или потенциально возможное, и сведи его к нулю (согласуй систему). Регулятор и изобретатель действуют по одному и тому же алгоритму!

В самоорганизующуюсясистему управления закладывается лишь тот или иной определенныйкритерий качества работы системы или комбинация критериев для разных внешних условий работы системы. Система сама путем автоматического поиска с применением вычислительных или логических операцийвыбирает такую структуру (из возможных, имеющихся в ее распоряжении),при которой удовлетворяется заданный критерий качества работы всей системы.Это делается путем подключения и отключения различных звеньев в некоторой логической последовательности с фиксированием (запоминанием) более удачных структур.

Система управления сама ищет свою структуру, чем еще больше походит на живую. А уж когда появляется механизм наследования полезных структур, и подавно...

Чем дальше развивается автоматика в технике и познания в биологии, тем больше появляется аналогий функционирования автоматических систем и живых организмов, в том числе системы высшей нервной деятельности и головного мозга человека.

Ну, вот, прямые биологические аналогии и параллели с техникой у авторов появились, что весьма закономерно. Ведь законы эволюции едины!

***

Задачи автоматического проектирования САУ включают в себя и определениеструктурных факторов. Для этого строится процесс поиска оптимальной структуры.

Если структура W проектируемой системы может изменяться так, что будут соблюдаться ограничения S, накладываемые на структуру, то синтез такой структуры может быть реализован так называемым эволюционным методом.Процесс эволюции структуры W происходит поэтапно:

· порождаются измененные структуры(случайные вариации, т.е. мутации!)

· новые структуры оцениваются по критерию эффективности и далее происходит отбор, в процессе которого отсеиваются структуры с бОльшим значением минимизируемого функционала Q. Можно применять и алгоритмвероятностного отбора, при котором структура, имеющая большее значение минимизируемого критерия, выбывает с большей вероятностью, чем структура с меньшим значением критерия.

Такого рода эволюция структуры будет стремиться отбирать структуры с малым значением критерия качества, среди которых находится и оптимальная структура. Случайность вариаций W и отбор обеспечиваютцеленаправленность процесса эволюции к оптимальному решению Wоп. Направление эволюционной оптимизацииинтенсивно развивается в настоящее время и получило названиеэволюционого моделирования.[43]↓

УСЭ "в полный рост": применение механизма естественного отборадля управления структурной оптимизацией.

***

Как показала кибернетика, для сложных систем - будь то сам человек, предприятие или экономика в целом - управление по принципу саморегулирующихся и саморазвивающихся механизмов - единственный шанс выжить.[44]↓

Выживание - цель всего! И механизм один и тот же для любых систем.

Процесс принятия решения [45]↓

Здесь представлен наиболее полный процесс принятия решения.

1. Формулирование проблемы

2. Формулирование критериев (оценки) решения

3. Определение весов критериев

4. Разработка альтернатив

5. Анализ альтернатив

6. Выбор альтернативы

7. Внедрение альтернативы

8. Оценка эффективности решения [46]↓

Лицо, принимающее решение, среди нескольких проблем выбирает ту, которую нельзя не решать, т.е. ту, которая несет наибольшую опасность системе. Понятно, что универсальный критерий оценки решения - максимум пользы при минимуме затрат,- это идеальность в ТРИЗовском понимании. Хотя могут быть и другие критерии, но все они в конечном счете могут быть сведены к величине отношения "польза/затраты".

Разработка альтернатив решения - это ничто иное, как создание нового решения, усовершенствование существующего или объединение решений. А анализ альтернатив предполагает их оценку на идеальность, и выбор наиболее идеального. Наиболее идеальное решение "выживает" через внедрение, остальные отсеиваются...

Методы проектирования [47]↓

Несмотря на множество названий и разное внешнее оформление, нетрудно заметить один и тот же порядок в методах проектирования.

1. Выявление проблемы. Выявление реальной проблемы или потребности в обеспечении информацией и формулировании (проблемы) в основополагающих терминах.

2. Выявление и описание существенных характеристик требуемой конструкции, а также желательных свойств и ограничений. (Принятие) решения о денежных затратах на основе (величины) ценности - фиксированная цена или наиболее дешевое решение, реализующее основную потребность.

3. Предварительные идеи. Растормаживание памяти, увеличение количества поисковых методик для максимизации числа возможных решений.

4. Рационализация. Короткий список ряда возможных решений. Разумно детализированные инженерные эскизы и заметки добавляются к каждому решению.

5. Анализ. Применение законов науки для определения формы, размеров и других характеристик компонентов и для проверки общей обоснованности предложенных решений.

6. Решение. Отбор лучших возможных решений из альтернативных.

В приведенном алгоритме методов проектирования нетрудно заметить все последовательные шаги по Универсальной Схеме Эволюции:

· внимание к системе, отложить решение проблемы которой нельзя, и

· "...описание существенных характеристик требуемой конструкции" в терминах наиболее дешевого решения, реализующего основную потребность - однозначная идеальность "по-ТРИЗовски", и

· так хорошо знакомый призыв к "растормаживанию памяти" для увеличения количества поисковых методик для максимизации числа возможных решений.

Этим и подчеркивается действительная универсальностьпредложенной Схемы Эволюции - в нее укладываются и МПиО, и неалгоритмические методы активизации поиска решений, и инструменты ТРИЗ. [48]↓ И это не удивительно -методы создания и преобразования систем необходимо должны соответствовать естественной эволюции систем. И как это постоянно подчеркивается, - любых. Понятно, что и порядок изучения систем должен совпадать с их естественной эволюцией. Тут как раз время перейти к научному методу (к процессу) и к науке (к системе).

Научный метод

1. Выявление проблемы в знаниии.

2. Точное формулирование или переформулирование проблемы.

3. Проверка (всего) существующего знания поиском такого, которое может помочь решить проблему.

4. Выбор или изобретение предварительной гипотезы, которая выглядит обещающей.

5. Проверка гипотезы на понятийном уровне… [49]↓

Выявление проблемы в знании - "звонок" о неблагополучии знания, скажем, теории. Найдется в существующем знании факт, помогающий решить проблему неблагополучия без изменения теории - прекрасно, теория будет и далее жить. Найдется факт, но потребуется немного перестроить теорию с учетом этого факта, - что же, и это подойдет. Опять живет теория.

Но может случиться, что таких фактов-помощников нет. Тогда на существующей совокупности фактов (и с добавлением гипотетических, предполагаемых фактов) строится новая теория, в которой выявленной проблемы просто нет. Новая теория начала свою жизнь...

Именно так вошли в научный обиход гелиоцентрическая система Коперника, Периодический закон Менделеева, вообще все признанные научным сообществом знания. И именно такой алгоритм предлагается в виде Универсальной Схемы Эволюции.

***

В центре научного метода - эксперимент, т.е. испытание вновь разработанной для объяснения аномалии научной модели. Большую часть времени результат эксперимента находится в противоречии с моделью. Поэтому важно сделать обратный ход к теоретической модели, сделать один шаг поглубже, чтобы задать природе другие, лучшие вопросы. [50]↓

Наука

Открытие начинается с выявления аномалии, т.е. с понимания того, что природа каким-то образом нарушила парадигму - внушенное ожидание, которое управляет нормальной наукой. [51]↓

Научная революция происходит тогда, когда одна парадигма заменяет другуюпосле периода проверки гипотезы. Процесс аналогичен естественному отбору: одна теория становится наиболее живучей среди реальных альтернатив в конкретной исторической ситуации. [52]↓

Результат ряда таких революционных отборов - прекрасно адаптированный набор инструментов,который мы называем современным научным знанием. И весь процессцеликом, похоже,делает то, что по нашим представлениям делает биологическая эволюция - без формулирования цели - постоянно (рождает) научную истину, ведь на каждом этапе развития научного знания (всегда) есть лучший экземпляр.

***

Биологи, физики, космологи и др. обращаются прямо к моделям, принципам изаконам оптимальности, взятым напрямую из теорий оптимального управления, биологии и других теорий и дисциплин, интерпретируя по-своему соответствующие величины. Ведь важна общность,единство законов сложных динамических систем!

Возникла общая синергетика - синтез идей биологии, социологии, неравновесной термодинамики, физической синергетики, общей теории систем, кибернетики, информатики и других дисциплин и теорий. Пока еще рано говорить о появлении единой теории самоорганизации. Можно лишь констатировать существование различных концепций самоорганизации в разных дисциплинах и на их стыках. [53]↓

Почему бы не предположить, что Универсальная Схема Эволюции может помочь обобщению знаний и опыта из столь многочисленных отраслей знания?

Высшая форма самоорганизации характерна для систем, самоулучшающихся на основе инноваций и эволюционирущих во времени. Ее можно считатьоптимизацией свойства адаптивности. [54]↓Прогресс (и регресс) в обществе - разновидность, специализированный вид адаптивной эволюции. Для интеллектуальных систем можно зафиксировать смешанный тип самоорганизации.Общий смысл,форма проявления и функциональное назначение такойсамоорганизации - максимизация жизнеспособности данных систем при минимизации энергии, средств, времени действий и т.д. [55]↓

Ну, и чем это не изложение Закона повышения жизнеспособности системы и не указание на механизм его действия в виде требования минимизации потребления ресурсов? Понятно, мы знаем больше, ведь ТРИЗ указывает путь повышения жизнеспособности системы через повышение величины идеальности системы,чего можно добиться, не только уменьшая знаменатель (затратные и вредные функции).

Культура, искусство

Каждая культура мыслится Шпенглером по типу целостного организма -совершенно по аналогии с биологическим.Каждая культура проходит стадии - зарождения (детства), становления (юности), расцвета (зрелости), упадка (старости), и, наконец, совершенно неизбежной гибели.

Последнюю, предсмертную стадию каждой культуры Шпенглер именует "цивилизацией". Симптомы цивилизации: господство и переизбыток техники,вытеснение искусств ремеслами и инженерией, творчества - рациональным конструированием,органичного - искусственным, подчинение природы, урбанизм, войны. Чередование стадий развития, а значит, и конечное угасание, происходит совершенно с той же закономерностью, какая властвует над всеми живыми организмами, абсолютно объективно и неподвластно человеческой природе, как и любые законы природы. [56]↓

Ну, что еще сказать в подтверждение объективности законов эволюции для всей иерархии уровней "Природа - Общество - Производство - Техника"?

***

Я открыл для себя, что самое трудное - ежедневная практика театра. Несколько раз в месяц я остаюсь с актерами и разбираю их работу. Спектакль может пройти сто - сто пятьдесят раз, я все равно его разбираю.Потому что театр разрушается ежесекундно! И нужно все собирать заново, делать замечания, все записывать и не умирать при этом. [57]↓

Театр с точки зрения Универсальной Схемы Эволюции: театр умирает ежесекундно! Поэтому, чтобы сохраниться, надо выявлять недостатки, и меняться, меняться, меняться.

***

Обратимся вновь к The Beatles Anthology. Это комплект из 3-х двойных компакт-дисков, содержащих до этого не выходившие официально записи Битлз, в т.ч.отвергнутые дубли известных песен, черновые варианты, наброски… [58]↓

Пример к Схеме эволюции: отвергнутые дубли, черновые варианты и наброски - это "умершие" образцы творчества.Они оказались менее совершенными, менее идеальными, с поэтической или музыкальной точек зрения, с точки зрения уровня звукозаписи.

Мифы, религия

Как заметил антрополог Джозеф Кемпбелл, миф служит для объяснения внешнего мира, служит путеводной нитью для индивидуального развития, указывает направления обществу и придает адресность духовным запросам. В мифах комбинируется то, что люди знают, и то, на что они надеются и чего жаждут, в своего рода путеводные карты, которыми люди руководствуются всякий раз, когда им в жизни приходится делать тот или иной выбор.

Миф - один из способов создания уверенности, индивидуальной или социальной, помощь выживанию.

Но когда миф не дает, пусть даже своеобразного, объяснения окружающего, перестает быть руководством и указывать направления, он становится бесполезным и, возможно, даже опасным. Мифы, становясь бесполезными или вводящими в заблуждение, отступали незаметно на задний план и исчезали.В Центральной Америке ныне можно встретить десятки заброшенных храмов индейцев майя, в Перу - руины тысяч монументов, возведенных инками, в Уэльсе встречаются пирамиды, сложенные из камней кельтами, в Кампучии - кхмерские статуи, в Ираке - шумерские зиккураты, на острове Пасхи - гигантские каменные головы. Все это - немые свидетели некогда процветавших мифов, которыеисчезалилибо потому, что стали вводить людей в заблуждение, либо потому, что в их среде появились более жизнеспособные мифы и культуры. [59]↓

Система, становясь бесполезной или, тем более, опасной - исчезает! Это относится к любым системам - техническим, производственным, социальным, природным. Миф как система идей, пусть и не очень реальных, тоже подчиняется неумолимым законам эволюции.

***

Арнольд Тойнби поставил разработку о множественности культурных миров и их внутреннем структурном единстве на строго научную основу, дополнил представление о несомненном кризисе "цивилизации западного христианства" мыслью о том, что печального конца можно избежать, например, "единением в духе" посредством приобщения к экуменической религии.

Даже если это - иллюзия, она, видимо, принадлежит к числу жизненно необходимых. Для роста и выживания человека иллюзии ничуть не менее необходимы,чем ясное и беспощадное видение. [60]↓

Миф, как и точное знание, устраняет какую-то неопределенность в понимании окружающего мира. Не может человек, коллектив или общество в целом жить в состоянии неопределенности, недосказанности, т.е. миф помогает не тревожиться, тем самым действительно помогает выживать!

***

Действие мифов способно быть сколь спасительным, столь и разрушительным. Они сплачивают, дают силы выжить в испытаниях, надежду на достижение целей, исполнение желаний. Миф - изначальный опыт человека в мире. Цель мифа -"убрать неопределенность, заткнуть дыры в картине мироздания, объяснить- и, следовательно, обуздать - наши страхи, которые разум обуздать не в силах". [61]↓

Т.е. миф - инструмент выживания, устойчивости, стабильности. Но всякий инструмент рождается, развивается и когда-то умирает.

***

Формулируя главный этический принцип, необходимый для обеспечения будущности человека, религии говорят почти дословно одно и то же. Вот как основные мировые религии формулируют главный этический принцип:

Буддизм: "Не причиняй вред другим, так же как ты не хочешь, чтобы навредили тебе".

Зороастризм: "Природа только тогда хороша, когда не делает другому того, что не хорошо для нее".

Индуизм: "Суть всех добродетелей в том, чтобы обращаться с другими так же, как ты хотел бы, чтобы обращались с тобой".

Ислам: "Никто не может считаться верующим, пока он не желает для своего брата того же, что желает для себя".

Иудаизм: "Не делай ближнему своему того, что плохо для тебя. В этом весь закон, все остальное комментарии к нему".

Конфуцианство: "Максимум доброты - это не делать другим того, что не желаешь себе".

Христианство: "Поступайте с человеком так же, как вы хотите, чтобы он поступал с вами".

Мы видим, что сердцевина всех мировых религий, именно религий, а не культов и сект, одна и та же. Это утверждение тех этических принципов, которые необходимы человеку для обеспечения его будущего. Все остальное - формирование тех или иных религиозных мифов, той или иной философии: напластование истории, воздействия цивилизаций, пришедшие еще из дорелигиозных времен. [62]↓

Все направлено на повышение устойчивости общества, на его выживание.

***

Падение роли (и престижа) религии в жизни практически всех христианских народов стало почти аксиомой. Но попытка понять истинные причины этого явления, необходимость модернизации отдельных доктрин, а самое главное - характер деятельности, отвечающей потребностям духовного мира современного человека свойственна разве только определенным группам лидеров католической церкви во главе с самим Папой Иоанном-Павлом II.

Православная церковь, к сожалению, очень догматична и архаична. Она слабо откликается на изменение духовных потребностей людей и по этой причине, открывает простор для деятельности различных сект и личностей, прямо спекулирующих на духовных запросах людей. [63]↓

Схема эволюции и религия: низкая динамичность доктрин → рост рассогласования с духовными потребностями снижение идеальности (рост деятельности сект) →снижение жизнеспособности (падение роли религии в жизни людей).

Творческие методы решения проблем

Интересно сравнить предложенную УСЭ и рекомендации Г.Магерамова[64]↓ по общим принципам построения алгоритма творческого процесса. Ведь УСЭ представляет собой наиболее общий, универсальный подход к преобразованию систем.

Небольшое еретическое отступление. С принятием УСЭ процесс преобразования систем перестает быть творческим! Ведь мы заранее, пусть не в деталях, но знаем, что ждет систему, к которой мы обращаемся.

Согласно Г.Магерамову, первый принцип создания алгоритма: сбор необходимого массива информации. Чем больше этот массив и чем разнохарактернее содержащаяся в нем информация, тем фундаментальнее могут быть исследования и тем действеннее будет полученный алгоритм.

Ну, здесь полное удовлетворение принципу. Схема эволюции сделана на основе:

· анализа материалов по ТРИЗ-ЗРТС;

· обработки информационного фонда, собранного и организованного в виде картотеки, [65]↓ по научно-технической, экономической, политической, педагогической, философской и др. тематике;

· опыта использования ТРИЗ-ЗРТС для изучения и совершенствования технических и нетехнических (организация производства, структуры управления, педагогика, защита информации) систем.

По второму и третьему принципам Г.Магерамова: дифференциация массива информации и определение фактора особенности есть интересное отличие. Поскольку создавалась Универсальная Схема Эволюции, то произведена"интеграция" информации, выявлены наиболее общие черты развития, присущие всем без исключения системам. Здесь не противопоставление двух подходов, а их взаимодополнение. Получается работа по системному оператору:

· Г.Магерамов идет в подсистему, рассматривая конкретные пути и детали преобразования систем;

· А.Захаров идет в надсистему, рассматривая наиболее общие законы преобразования систем.

По четвертому принципу:выявление и формализация структуры творческого процесса- полное совпадение. Универсальная Схема Эволюции обладает:

· внутренней непротиворечивостью - последовательность блоков образует несколько контуров, составленных из причинно-следственных цепочек

· полнотой - набор блоков достаточен для представления полного цикла совершенствования систем

· универсальностью - последовательность блоков отражает эволюцию любых систем (объектов) Природы.

Пятый и шестой принципы:обеспечение инструментальной информацией и наличие примеров применениятоже реализованы. Дано подробное описание УСЭ (разъяснение смысла и наполнение этапов преобразования систем), а в качестве примеров применения УСЭ сделаны работы:

1. Универсальная Схема и эволюция систем уровней "Природа - Общество - Производство - Техника".

2. Универсальная Схема эволюции систем и неалгоритмические Методы активизации творческого мышления.

3. Универсальная Схема эволюции систем и инструменты ТРИЗ:

· Таблица выбора приемов разрешения технических противоречий

· Система стандартов на решение изобретательских задач

· Алгоритм решения изобретательских задач

· Цепочка противоречий АП→?→?→ТП→ФП

4. Универсальная Схема Эволюции и развитие системы знаний - науки, теории, парадигмы.

5. Универсальная Схема Эволюции и Закон повышения проводимости в ТС.

6. Универсальная Схема Эволюции как инструмент совершенствования существующих и создания новых инструментов ТРИЗ.

Основные стадии творческого процесса решения проблем. [66]↓

1. Анализ окружающей среды. Быть способным распознать проблему и возможности жизненно важно для успеха. Распознание проблемы.

2. Выявление (идентификация) проблем. На выходе этой стадии - набор критериев решения для оценки различных вариантов. Принятие допущений.

3. Генерирование альтернатив. Генерирование альтернатив включает перечисление известных вариантов (рациональный акт) и генерирование дополнительных вариантов (рациональный и интуитивный акты).

4. Выбор из альтернатив. Систематическая оценка альтернатив по ранее установленным критериям.

5. Внедрение. Расчет деталей, прогноз и преодоление препятствий.

См. комментарий к разделу "Методы проектирования": содержание пунктов там и здесь совпадает практически дословно. Тут и выявление проблемы, и установление критериев приемлемости решения, и генерирование альтернативных решений, и выбор из альтернатив - наиболее подходящего решения. И снова подчеркнем - другого и быть не может, это отражение универсальности эволюции систем!

Майкл Левен, бывший Президент сети отелей Days Inn: "Творчество необходимо для выживания в сегодняшнем окружении. Нововведения - вот ключ к выживанию." [67]↓

Комментарий к этому высказыванию см. в Заключении к статье.

***

Универсальная Схема Эволюции - самый общий подход к изучению и совершенствованию любой системы. Поэтомуосновные методы активизации творческого мышления- Мозговой штурм, Синектика, Морфологический анализ, Метод ассоциаций (Метод фокальных объектов), Метод контрольных вопросовдолжны соответствовать Схеме. Но прежде всего для изучения и совершенствования систем применяется Метод проб и ошибок. И по этой причине МПиО должен соответствовать Универсальной Схеме Эволюции тоже! И соответствует...

***

Процесс деятельности изобретателя [68]↓

1. Выбор проблемы, которую необходимо решить

2. Выбор инструментов решения

3. Сбор информации

4. Поиск идеи решения

5. Развитие идеи в конструкцию

6. Внедрение

 

Правда, удивительное совпадение списка шагов деятельности шагов изобретателя, отмеченное классиком ТРИЗ Г.С.Альтшуллером, с шагами алгоритма процесса управления, процесса принятия решений, методов проектирования, научного метода, методов поиска решений, включая МПиО? Конечно, если не знать, что все эти шаги -отражение универсальности эволюции систем.

***

История техники знает множество случаев, когда какая-то техническая система "не хотела" развиваться. Единственный результат этого - от такой технической системы просто отказывались. [69]↓

Именно "невыживание" ТС при невозможности или нежелании изменений отметил Г.С.Альтшуллер. И был совершенно прав. Вот только это фундаментальное явление - выживание / невыживание ТС - не ввел в список ЗРТС.

***

Главные инструменты ТРИЗ

Детальный анализ инструментов ТРИЗ - Таблицы противоречий и выбора приемов их разрешения, Стандартов на решение изобретательских задач, Алгоритма решения изобретательских задач, типовой цепочки противоречий "Административное - Техническое - Физическое" показал , что все эти инструменты вписываются в Универсальную Схему Эволюции.

III. Проверка гипотезы возможности построения Универсальной Схемы Эволюции. [70]↓

На приведенной диаграмме FAST (проверка на логичность и непротиворечивость) видно, что блоки УСЭ логично увязаны, вытекают один из другого.

Гипотеза является опровержимой

В работе "Логика научного исследования" К.Поппер подчеркнул огромную роль фактов, отрицающих то или иное уже известное положение. Этим он провозгласилзаменупринципа верификации (т.е. положительно осуществляемой проверки, иначе говоря, подтверждения) принципом фальсификации (т.е. столь же реально осуществляемого опровержения), - проверка научной осмысленности, а затем и истинности научных теорий должна осуществляться не через их подтверждение, а преимущественно (или даже исключительно) через их опровержение.

Предлагаемая Универсальная Схема Эволюции является опровергаемой, т.е. фальсифицируемой по Попперу, что подтверждает ее научность и право на существование.

Обнаружился любопытный логический парадокс:

· Если представленная Универсальная схема эволюции принимается сообществом как правильная, то это значит, что она победила в конкурентной борьбе другие подобные (с той же функцией) схемы.

· Если представленная Универсальная схема эволюции не принимается сообществом как правильная, отвергается, то это значит, что она проиграла в конкурентной борьбе какой-то другой схеме.

· Но победа более совершенной Схемы, ее принятие сообществом, или проигрыш менее совершенной, ее отвержение сообществом, полностью соответствует ходу эволюции, представленному на Универсальной Схеме Эволюции.

Гипотеза находится в согласии с ранее установленными законами и разработанными теориями

Не только находиться в согласии, но и объединяет законы и теории.

Предложенная Схема соответствует законам диалектики, является иллюстрацией научного метода познания, [71]↓ отражает закон эволюции, сформулированный Ч.Дарвином, построена на основе и в соответствии с выявленными в ТРИЗ Законами развития Технических Систем.

Уже показано, что Схема является общей для неалгоритмических методов решения проблем - МПиО, МШ, МА, МФО, МКВ, [72]↓а также собирательным образом инструментов ТРИЗ - Алгоритма разрешения ТП, Системы стандартов, АРИЗ. [73]↓

Гипотеза объясняет старые факты или открывает новые факты в старом

УСЭ позволила выявить:

· бОльшую общность систем различной природы

· общность методов исследования и преобразования систем

· общность алгоритма управления системой во время ее эксплуатации и алгоритма преобразований системы на всем ее жизненном цикле [74]↓

· позволила обратить внимание на хорошо известный [75]↓ факт поведения систем, как стремление к выживанию

Гипотеза предлагает критерии для интерпретации наблюдающихся фактов или аномалий

Универсальная Схема Эволюции позволяет проинтерпретировать, например, широко применяемый метод генетического алгоритма. Генетический алгоритм (ГА) - это реализованная в виде компьютерной программы модель природной эволюции. Обращение к Генетическому Алгоритму и его использование обязательно означает, что мы хотим оптимизировать параметры системы, т.е. найти возможно лучший их набор. [76]↓ Отсюда, очевидно, следует, что исходныйнабор параметров интересующей нас системы:

1) не оптимален с точки зрения функционирования системы. [77]↓ При невозможности улучшения эта неоптимальность в конце концов приведет к невыживанию системы - система не пройдет отбор в конкурентной среде.

2) приводит к низкой величине идеальности(отношение "польза/затраты") системы. [78]↓

Обратим внимание на то, что при использовании ГА-подхода все время идет речь о выживании/невыживании популяциикаких-либо систем, причем, систем любой природы!

Теперь вспомним причины обращения к Универсальной Схеме Эволюции. Для них мы можем повторить практически те, что былы предложены для ГА:

· пониженная жизнеспособность системы, т.е. выявление проблемы, угрожающей выживанию системы.

· пониженная идеальность системы: выявление пониженной идеальности системы (пониженной величины отношения полезных функций системы к затратным, вредным)

Отсюда вполне естественными кажутся совпадения порядка следования и логики блоков Генетического Алгоритма и Универсальной Схемы Эволюции.

Гипотеза предлагает решения выявленных проблем, парадоксов или аномалий

Универсальная Схема Эволюции может помочь становлению (или еще большему укреплению) меметики - отрасли знания, моделирующей эволюцию культуры с помощью мемов - аналогов носителей наследственности в биологии - генов.

Главный прогресс последних лет состоит в том, что то ощущение близости, общности решаемых инженерами и Природой задач, которое не так давно витало в воздухе, сегодня переросло в уверенность, что мир органических репликантов и мир культурных репликантов, к каковым относятся и научные идеи, развиваются по одинаковым законам, а значит нам есть чему учиться у Природы. [79]↓

В меметике культура во всех ее проявлениях - архитектура, религия, экономика, музыка, наука, язык, социальное поведение, хореография, политика и т.д. [80]↓ - рассматривается с помощью эволюционного подхода. Постоянными инструментами анализа стали идеи вариации и отбора, мутации и реплицирования, передачи информации и приспособленности. "С помощью эволюционного подхода изучается механизм, который решает - почему и когда одни идеи оказываются плодотворными, а другие умирают...". Так, например, отмечено, что:

· эволюция идей гипертекста и WWW осуществляется вариациями и отбором, при котором наиболее приспособленные вариации имеют большую вероятность репликации, а менее приспособленные отбрасываются; [81]↓

· плодотворно применение биологических идей о мимикрии (когда виды находят пути повышения вероятности выживания с помощью адаптации) к поведению индивидуумов, организаций и целых народов; [82]↓

· борьба идеи за выживание - реальность; идеи эвоюционируют, мутируют или умирают; [83]↓

· меметический подход использован для анализа процесса выработки политических решений. Подход основан на идеях современной биологической эволюционной теории - взаимодействие, репликация, наследование. [84]↓

Эти и многие другие примеры объектов и пути их эволюции только выиграют в наглядности, если будут представлены в виде Универсальной Схемы Эволюции.

Гипотеза указывает на новые проблемы

В случае принятия гипотезы для технических систем необходимо построение алгоритмов:

· проверки на соответствие направлениям эволюции

· преобразований в соответствии с направлениями эволюции [85]↓

Предлагается пересмотреть подход к ЗРТС в свете Универсальной схемы эволюции:

· Среди ТС идет постоянный отбор. Технические системы, конкурируя, выживают или умирают.

· В ходе конкуренции выживают ТС с максимальной величиной отношения "польза/затраты".

· Для повышения величины отношения "польза/затраты" ТС необходимо выявление внешних и внутренних недостатков, наличие которых и снижает величину указанного отношения.

· Возможные способы преобразования (динамизации) ТС для устранения внешних и внутренних недостатков:

· Создание (переход к новой) ТС с более совершенным принципом действия (МАТХЭМ)

· Совершенствование существующей ТС, например, вытеснением человека из ТС

· Получение помощи от аналогичной (идентичной или близкой по функции) или далекой по функции ТС - объединение систем.

Гипотеза изменяет способы мышления и работы ученых

"…Наиболее плодотворный подход к трансдисциплинарной унификации наук может заключаться впринятии эволюции в качестве основного понятия. Единая теория будет описывать различные фазы и грани эволюционного процесса инвариантными общими законами. Эти законы позволят исследователям описывать поведение и эволюцию квантов, атомов, молекул, клеток, организмов и систем организмов по непротиворечивой единой схеме…". [86]↓


Дата добавления: 2015-01-19; просмотров: 39; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.113 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты