Техника - молодёжи 2005-02, страница 37

НАШИ

К У С С И И

КО ВСЕОБЩЕМУНАПУТИ

Количество информации увеличивается год от года. Производительность персональных компьютеров возрастает в геометрической прогрессии, емкость современных электронных носителей тоже не отстает. Но является ли этот поток тем Знанием, которое способно дать нам более точное представление о мире? Так ли нам необходима эта лавина, и как человечеству не оказаться в ней погребенным?

При том, что количество информации постоянно увеличивается, методы ее обработки человеком, другими словами способы его мышления, существенно не меняются, а значит, возрастает разность между имеющейся информацией и возможностью ее усвоения, что рано или поздно приведет к потоку изменения. Вот только изменения чего? Частично это уже выражается в постоянных стрессах, депрессиях наиболее «информированной» части человечества, осложнением отношений между индивидуумами, уходе в виртуальную реальность, где, впрочем, происходятте же процессы. Не исключена и связь природных катаклизмов с возрастающим информационным хаосом.

Результаты исследований многих наук сводятся к тому, что природа является единым организмом, а следовательно, происходящие в ней процессы могут быть описаны одними общими законами. А зная закон, совершенно необязательно иметь ворох данных, являющихся его следствием. Значит, стоит сосредоточить усилия на поиске основ происходящих процессов, а не изучения их многочисленных следствий.

Наиболее проработанной в плане описания законов является физика. Если посмотреть на основные формулы разных ее разделов, то очевидно функциональное сходство параметров, например: разность потенциалов (электрических, давлений, концентраций...) приводит к образованию потока (электрического тока, расхода жидкости, диффузии вещества...) при наличии сопротивления (электрического, гидравлического...). Предполагая, что эти законы являются универсальными, можно обобщать и переносить их на другие области знания, предсказывая поведение системы без предварительных экспериментов.

В качестве иллюстрации рассмотрим социальную сферу. Накопившаяся разница в реальном и желаемом состоянии жизни рабочего класса (разность потенциалов) в 1905 г. вылилась в демонстрации протеста (поток). Правительственные войска пресекали выступления народных масс (сопротивление потоку) в течение двух лет и, в конце концов, энергия революционных масс иссякла.

В 1991 г. разница между действительным и желаемым положением уже в высших эшелонах власти СССР привела к резкому изменению административно-территориального управления (фазовый переход), так как сопротивление оказалось несущественным. Очевидно, что физические законы, будучи законами природы, могут быть отправной точкой для построения глобальных взаимосвязей.

Наиболее доступной и готовой к формализации является сфера физических эффектов. Физический эффект (ФЭ), в общем случае, есть постоянная зависимость одних физических параметров от других при определенных условиях. Эту связь получают после обработки многочисленных наблюдений или опытов и фиксируют в виде закона или зависимости, например закон Ома, как связь напряжения, сопротивления и электрического тока, или зависимость сопротивления от температуры. Увеличение количества таких взаимосвязей наводит на мысль о существовании более общих и фундаментальных законов. На сегодняшний день известно не менее 2000 только физических эффектов, что само по себе уже является «экспериментальным» материалом для построения свода законов более высокого уровня.

Первым шагом было описание ФЭ в форме «если..., то...,» «при условии...», что можно приравнять к их статистическому фиксированию в виде, пригодном для помещения в компьютер. Этот этап успешно реализован несколькими научными коллективами еще в 90-е гг. XX в. Созданные ими программы позволяют не только получать описание любого известного ФЭ, но и комбинировать их в цепочки или блоки, для получения физического принципа действия вновь создаваемых инженерных устройств.

Вторым шагом является создание общих принципов построения базы данных ФЭ. Такая работа ведется, в частности, в МАИ на кафедре «Производство аэрокосмической техники». В качестве основных понятий были выбраны «вещество» и «поле», введенные еще Г.С. Альтшуллером в процессе построения Теории решения изобретательских задач¹. Изучая различные комбинации взаимодействия веществ и полей в разных законах можно выявить общие закономерности. В процессе этой работы уже появляются весьма любопытные аномалии.

Акустическая волна в твердом теле или газе распространяется путем передачи импульса от одних элементов

¹Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука. — М., Советское радио, 1979 г.

(молекул) соседним и так далее. Рассуждая по аналогии, можно прийти к выводу, что для передачи электромагнитной волны тоже необходимы какие-то элементы. Следовательно, в пространстве должны существовать структуры, являющиеся средой для передачи электромагнитных воздействий.

Рассмотрим и лингвистический аспект. Почти во всех разделах физики есть понятие разности потенциалов, однако только в электростатике для него существует специальное слово — напряжение. Более того, это слово активно применяется в строительной механике, но уже с другим физическим смыслом. Таких аномалий и в теории, и в языке обнаружилось достаточно, чтобы осложнить как понимание физической сути, так и формализацию понятий. Скорее всего, это следствие исторически сложившихся направлений развития физики.

Особую роль в создании ФЭ играет геометрическая форма. С одной стороны, изменение геометрии элементов, составляющих систему, может настолько изменить ее свойства, что может привести к появлению новых качеств, то есть создать новый ФЭ. Например, профиль крыла в потоке газа предопределяет появление подъемной силы за счет разности давлений, вто время как у плоского профиля этот эффект отсутствует (рис. 1).

1. а — плоская пластина, б — профилированная пластина, V — набегающий поток газа, F — подъемная сила

1. а — плоская пластина, б — профилированная пластина, V — набегающий поток газа, F — подъемная сила

С другой стороны, форма является сильным объединяющим фактором, так как часто одинаково работает в разных областях физики: параболоид вращения собирает в своем фокусе как летящие песчинки, так и электромагнитные волны. Иными словами, форма, являясь, с математической точки зрения, абстрактным образованием, уже несет в себе некоторые свойства и, будучи соединена с материальным носителем (веществом или полем), может создавать однотипные ФЭ в совершенно разных областях. Таким образом, ФЭ, основанные на геометрических формах, можно выделить в отдельную область.

Природа приготовила человечеству еще немало загадок. Остается надеяться, что хотя бы часть его энергии, как разница имеющегося и желаемого объема знаний о ней, будет направлена на их раскрытие. п

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 2' 2 0 0 5

35