ЗАЧЕМ МЫ НУЖНЫ. ПРОБЛЕМЫ САМООРГАНИЗАЦИИ

1. Концепция проектирования искусственных технических систем, включающая рассмотрение и анализ известных в ТРИЗ диалектических законов развития технических систем, отличающаяся тем, что с целью повышения эффективности технических решений проектирование ведут с использованием принципов самоорганизации и саморазвития.

2. Утверждение по п. 1, отличающееся тем, что известный в ТРИЗ закон повышения степени идеальности является частным случаем проявления общих принципов самоорганизации и саморазвития.

3. Утверждение по п. 1, отличающееся тем, что идеальной технической системой является такая система, все функции которой выполняются за счет самоорганизующихся и саморазвивающихся природных систем и процессов.

4. Утверждение по пп. 1, 2 и 3, отличающееся тем, что для возникновения процессов самоорганизации необходим хаос, а также тем, что абсолютного хаоса не существует, как и не существует абсолютной степени самоорганизации - полной гармонии.

5. Утверждение по пп. 1, 2 и 3, отличающееся тем, что движущей силой самоорганизующихся процессов являются возникающие в системах противоречия (разность потенциалов, энергии, вещества и др.).

6. Утверждение по пп. 1, 2, 3 и 5, отличающееся тем, что процесс саморазвития возможен при наличии не менее двух сил (полей), предъявляющих противоречивые требования к одному элементу (веществу).

7. Утверждение по пп. 1, 2 и 3, отличающееся тем, что, как правило, в изобретениях высоких уровней задействованы самоорганизующиеся и саморазвивающиеся процессы природы.

8. Утверждение по пп. 1, 2 и 7, отличающееся тем, что степень прогрессивности (идеальности) технического решения определяется степенью использования в нем процессов самоорганизации.

Меня давно занимает мысль о том, что из всех моих начинаний у меня получается только то, что и так вышло бы само собой, без моих усилий, т.е. что могла бы сделать сама природа. Настоящая статья является попыткой понять, почему это происходит, первой попыткой разобраться в явлении, которое я определил как САМООРГАНИЗАЦИЯ и САМОРАЗВИТИЕ. Под этими терминами мы будем понимать процессы, самостоятельно идущие в системе, в результате которых система приобретает новые функции за счет своих ресурсов вещества, энергии и структуры.

Принимая, что мир объективен, мы соглашаемся с тем, что он существует вне нас и функционирует вне зависимости от наших желаний: звезды загораются, не спрашивая разрешения, реки выбирают свои пути, не согласовывая их с нами. Дело в том, что за свои дела природа принялась значительно раньше, чем мы появились на свет, и до тех пор, пока у нас не хватало силенок ее "покорять", дела на Земле обстояли не так уж и плохо: не прорывались построенные наспех плотины, не взрывались атомные реакторы, не развивался парниковый эффект после сжигания миллионов тонн органического топлива.

Десятилетиями мы изучаем законы аэродинамики, поднимаем в небо тысячи типов летательных аппаратов и вдруг обнаруживаем, что майский жук, который "по закону" летать не должен, тем не менее летает, причем его полет куда более экономичен, чем полет любого из наших устройств. Природа рациональна и гармонична, эта гармоничность достигнута за счет точнейшей подгонки систем и уровней организации: перераспределение энергии между молекулами воздуха порождает мощнейшие ураганы, несколько квантов солнечного света, поглощенные зерном хлорофилла, порождают все необходимое для существования живого.

Если начало нашего века дало фундаментальные открытия в физике и биологии, то конец его должен ознаменоваться проникновением в тайны самоорганизации.

При описании процессов теплопередачи от горячего источника к холодному, процессов выравнивания температуры в термодинамике пользуются понятием "энтропия", количественно определяющим меру хаотичности системы или процесса. (В качественном отношении этот термин противоположен понятию "информация"). Анализируя процессы теплопередачи, шведский ученый Оствальд в конце прошлого века обосновал очень пессимистическую гипотезу о тепловой смерти Вселенной. Ход его рассуждений был таким: любые процессы протекают при наличии движущей силы - перепада энергии между источником и потребителем; превращения энергии происходят с коэффициентом использования менее единицы, т.е. часть энергии тратится "впустую", превращаясь в тепло; тепловая энергия имеет тенденцию рассеиваться, в том числе и необратимо "высвечиваться" с Земли в окружающее пространство; рано или поздно, но все виды энергии превратятся в тепловую, которая равномерно распределится между всеми атомами Вселенной, и все процессы прекратятся. (Про Оствальда рассказывали такой анекдот: "Когда ученый стал пенсионером и перебрался из города на ферму, его спросили, не собирается ли он разводить кур. "Я не хочу на свои деньги отапливать Вселенную!" - ответил ученый и занялся разведением рыб, которые находились в тепловом равновесии с окружающей средой".)

С точки зрения математики и логики теория Оствальда была безупречной. Единственной "лазейкой" для возможности сколь угодно долгого существования нашего мира могло стать то обстоятельство, что уравнения, которыми оперировал Оствальд, были справедливы для стационарных процессов в замкнутых системах; вопрос же о степени открытости Вселенной в тот момент даже и не ставился. Можно было лишь утверждать, что требования двуединства действий, которые предъявляет диалектика к любому процессу развития, должны реализовываться в каких-то неизвестных процессах, характеризующихся проявлением новых структур, т.е. текущих с уменьшением энтропии. Древние утверждали, что человек никогда не узнает своего дела, делая только это дело (т.е. не выходя в надсистему, как сказали бы мы теперь). Поэтому и ответы на вопросы, поставленные термодинамикой, нельзя получить, занимаясь только термодинамикой.

При достаточно высокой самооценке своих интеллектуальных способностей человечество, в сущности, "малообразованно": только двести лет назад мы узнали о существовании электричества, сто двадцать лет - о реальности атомов. А что знаем мы о так называемых биополях? И только подозреваем о существовании еще одного типа энергии - информационной.

Великим русским ученым А.А.Богдановым еще в начале века была высказана мысль о существовании фундаментального закона сохранения организации - ее видоизменения, преобразования, но не исчезновения [1]. "Форма изменчива, но не разрушаема до конца", - говорил

А.А.Богданов, вкладывая в это понятие формы не только внешнюю геометрическую форму объекта, но и форму пространства и времени, считая их категориями существования формы. Мысль о неуничтожимости формы становится общепризнанной. Академик Ю.Г.Антоногов пишет, "что в природе есть закон, отражающий антиэнтропийное движение, и, вероятно, возможен еще один закон перехода вещества в организацию" [2].

Основываясь на диалектическом двуединстве процессов развития, А.В.Лимаренко высказывает еще более смелую мысль о том, что "...должен существовать и обратный процесс, т.е. переход организации в вещество..." Именно этот закон обратного перехода и определяет фантастические возможности самоорганизации в природе. Именно самоорганизация и является тем обратным, антиэнтропийным процессом, который спасет мир. Взгляните на любое дерево, и вы увидите этот закон в действии... [3].

Думается, что все органическое, живое является самым основным, самым сложным звеном, которое и обеспечивает вечность Вселенной, возвращая на новый круг все неэнтропийные процессы. Я не хочу утверждать, что только в живой материи идут процессы самоорганизации. Вероятно, сходные процессы, но в меньшей степени интенсивности, происходят и в неживой материи.

Сейчас можно считать доказанным наличие в природе самоорганизующихся развивающихся систем, сочетающих процессы рассеивания энергии и уравнивающих состав веществ в одних зонах системы с концентрированием вещества и энергии в других зонах.

Человек, как и всякое живое существо, взаимодействуя с окружающей средой, не может не участвовать в этих процессах. Но, обладая известной долей разума, создавая новый искусственный мир техники, мы почти не пользуемся понятиями самоорганизации и саморазвития. И природа мстит нам за это.

Всем известна трагедия Аральского моря. Реки, впадающие в него, были разделены на тысячи ручейков-арыков и направлены на поля. Нарушился естественный водный баланс целого региона. Море высохло, поля засолились, и мы получили куда больше безжизненного пространства, чем имели его раньше.

Пришедшие последними на Землю, мы, люди, имеем дело не только с тем, что создано до нас и возможно для нас. Но, создавая новое, опьяненные собственным величием, мы грубо вмешиваемся в тонкие процессы самоорганизации природы, нарушая веками отработанное и отрегулированное единство ее элементов.

Тысячелетия человечество пашет землю, и чем глубже, тем, считалось, лучше. Крестьянин-агроном Терентий Мальцев лишь недавно осознал, что глубокая вспашка безнадежно портит структуру почвы и изменяет протекающие в ней биохимические процессы. Многие развитые страны уже отказались от глубокой вспашки земли под зерновые культуры и, сохраняя ее естественную структуру, получают высокие урожаи. Сегодня мы напридумывали тысячи типов культиваторов для рыхления почвы. Но, оказывается, лучше всего рыхлят почву обыкновенные дождевые черви. Проделывая в почве тысячи ходов и не вредя растениям, они не только доставляют к корням влагу и воздух, но и обеззараживают землю и снабжают ее удобрениями. Многие фирмы мира заняты сегодня искусственным выращиванием дождевых червей и их поселением на сельскохозяйственных угодьях.

Мы должны четко осознавать, сто создаваемый нами новый, искусственный, мир, именуемый технической системой, является всего-навсего частью общего мира и, следовательно, в нем должны в максимальной степени учитываться и общие процессы самоорганизации.

Где-то, на интуитивном уровне, мы стремимся к этому, восхищаемся теми решениями и называем их "красивыми", в которых видим, что максимальный результат достигается минимальными средствами. Как правило, в таких решениях используются природные самоорганизующиеся процессы. Вот примеры таких красивых решений.

Как известно, трудно сваривать разнородные металлы. Мешает несовпадение размеров кристаллических решеток. Предложено: деталь из металла с более крупной кристаллической решеткой сжимать, а с мелкой - подвергнуть растяжению. После такой "подгонки" нагретые детали лучше совмещаются; энергии на сварку идет меньше, чем обычно, а ПРОЧНОСТЬ сварки заметно возрастает.

В одном из институтов более десяти лет разрабатывался особо прочный бетон для водопропускных каналов ГЭС. Дело в том, что при быстром движении потоков жидкости на поверхности водовода возникала кавитация, в результате которой происходило интенсивное разрушение стенок. А как в подобной ситуации поступает природа? Чтобы узнать это, нужно подойти к любой горной речке и посмотреть на валун, который сотни лет лежит на самой ее стремнине, но не имеет кавитационного износа. Почему? Шершавые бока камня обросли мхом и водорослями, они то и сглаживают вихревые потоки воды. Противоречие "вода должна ударяться в камень и не должна" разрешалось повышением степени организации движения струй жидкости. Интересно то, что растения, предохраняя камень от разрушения, сами обретают надежную опору в питательной, но быстротекущей среде. Вероятно, институту стоило бы подумать над созданием таких водоводов, на поверхности которых росли бы водоросли.

Многое можно пересмотреть в изобретательской деятельности, если в полной мере осознать и использовать процессы саморазвития. Но для этого нужно понять сущность самоорганизации и основные механизмы ее действия. Попробуем это сделать.

Из диалектики известно, что побуждающей силой развития любого процесса являются возникающие в системах противоречия. Также известно, что единственной формой существования любой материи является движение. Нет движения - нет жизни, как в прямом, конкретном, так и в самом общем смысле этого слова. Но и этого мало. Необходимо не просто движение, когда "все враз"; в этом случае нет взаимодействия элементов между собой, нет и противоречий, следовательно, нет и развития. Требуется движение элементов, которое было бы разнонаправленное, с различными ускорениями, а сами элементы имели бы различный запас энергии. Требуется определенная доля хаоса. Тогда при взаимодействии, т.е. при возникновении противоречий одни элементы ускоряются, другие замедляются, но ни один из них не остается без изменений. Происходит поэтапное согласование взаимодействий элементов, их перегруппировка, обмен энергиями, которое и приводит к качественно новому состоянию вещества или энергии. Идет нормальный цикл самоорганизации. Можно сказать, что процесс самоорганизации - это итог разрешения противоречий.

Учитывая, что элементы материи неуничтожимы, можно сделать вывод, что при своем взаимодействии они вначале будут менять форму своего движения, затем свою материальную форму и, наконец, видоизменяться, переходя из одного агрегатного состояния в другое до полной гармонизации с надсистемой и передачи ей своей сущности. При этом под гармонизацией мы будем понимать отсутствие противоречий между входящими в систему элементами, сложение их качеств и появление нового, ранее отсутствующего качества, приобретение новой функции, которые позволят по-новому взаимодействовать с ближайшей соседней системой, выявить в ней несоответствие, противоречия и повторить путь сначала. Процесс самоорганизации повторяется, но на более высоком уровне.

Итак, несогласованность, неупорядоченность, хаос являются необходимым условием для возникновения порядка, начала самоорганизации, саморазвития и гармонии. Теперь попробуем подтвердить правильность этих утверждений конкретным примером.

Поднимем высоко над землей камень и выпустим его из рук. Что произойдет? Ответ достаточно прост: камень начнет отвесно падать к Земле. Но почему камень полетел именно туда, куда мы ожидали? Что заставило его выбрать этот единственный путь? И здесь ответ кажется очевидным: камень летит по кратчайшей прямой к центру Земли под действием силы гравитации. Движение самоорганизовалось. Можно утверждать, что для процесса самоорганизации необходимо наличие хотя бы одной силы.

А есть ли во Вселенной хотя бы крохотный участок, где бы отсутствовали силы вообще? Конечно, нет! Следовательно, процессы самоорганизации протекают всюду. Абсолютный хаос в природе принципиально невозможен. Теория Рамсея утверждает, что любой хаос обязательно содержит упорядоченную подструктуру [4].

Более того, специалист по математической физике С.П.Курдюмов пришел к выводу: "Хаос может выступать как сверхсложная упорядоченность... и заключает в себе все необходимое для рождения огромного числа упорядоченных структур разного типа, сколь угодно сложных и законченных" [5].

Итак, хаос - это "протоплазма порядка". Это необходимое условие зарождения гармонии. Но нет в природе и абсолютной гармонии, абсолютного порядка. Это означало бы конец мира, конец саморазвития.

Сальваторе Дали писал: "Не бойтесь совершенства, вам его все равно никогда не достичь". Рассуждая о самоорганизации материи, можно говорить лишь о степени ее развития, но никак но о ее начале и конце. Процесс самоорганизации не возникаем и не уничтожим, он вечен и может только видоизменяться. Следовательно, в любом техническом решении присутствует определенный уровень самоорганизации. Нам остается выяснить, какова его степень, насколько он соответствует нашим целям и каким путем его видоизменять в нужную сторону. Все эти вопросы требуют отдельных больших исследований.

А пока продолжим наблюдение за падением камня. Вот он, в полном соответствии с законом Ньютона, набирая скорость, приближается к Земле. Если Вы и теперь утверждаете, что его полет продолжается по прямой линии, то мне придется сказать, что вы ошибаетесь.

Всякое явление, развиваясь, меняет свою сущность, и всякое новое - результат развития старого. Так и в нашем случае. Падая, камень увеличивает свою скорость и вынужден будет толкать впереди себя столб уплотненного воздуха. Для этого ему нужно будет затрачивать часть своей энергии, поэтому камню легче соскользнуть с этой подушки в сторону, в зону, где меньше уплотнен воздух, и уже там продолжать свой полет. Затем все повторяется. Таким образом, прямолинейное движение камня заменяется сложным криволинейным. Произошло то, что можно назвать первой фазой саморазвития движения. Она возникла в результате разрешения противоречия: камень должен лететь вниз, подчиняясь силе тяжести, и камень не может лететь точно вниз, подчиняясь силе сопротивления воздуха. Можно сказать, что саморазвитие движения есть результат одновременного воздействия нескольких сил с образование противоречий.

Еще более повысим скорость падения камня. Начинают появляться другие явления - сила трения, нагрев камня о воздух и т.д. Возникают новые противоречия, которые также должны быть разрешены, и это потребует задействования следующих ступеней самоорганизации и саморазвития. Возросшее трение о воздух разогревает камень, и он становится мягким. Под действием набегающего потока воздуха камень начинает менять не только форму своего движения, но и собственную материальную форму. Вот он оплавляется, затем удлиняется, превращаясь в вытянутую каплю, которая имеет идеальные аэродинамические качества. Именно такую форму приобретают метеориты, влетая в атмосферу Земли.

Наступила вторая фаза саморазвития, при которой меняется форма самой материи элемента. Затем последует очередной переход в би- и поли- систему, когда камень превращается в облако раскаленных капель. Возможности изменения формы камня исчерпались. И вот, под действием температурного нагрева, камень стал менять свое агрегатное состояние - он уже жидкий, затем стал газообразным сгустком и, наконец, растворился в воздухе. Мы видим завершающий этап саморазвития, при котором произошла смена агрегатного состояния камня и передача его сущности надсистеме, т.е. атмосфере.

Камень стал газом среди газа. Наступило максимальное согласование и гармонизация с окружающей надсистемой. Произошло исчезновение камня, зато повысилась степень организации атмосферы как надсистемы, которая стала более сложной и более многофункциональной. Включив в себя атомы первичных химических соединений камня, воздух получил возможность взаимодействовать с большим числом других элементов и другими надсистемами. Процесс саморазвития не остановился.

Здесь мы видим, что самоорганизующийся процесс системы "камень - воздух - Земля" привел к полному исчезновению одного из элементов системы (камень) и к изменению ее остальных частей. Воздух повысил степень своей организации, стал более сложным, а следовательно, более многофункциональным. Сработал закон сохранения организации, закон перехода вещества в организацию.

Но в мире ничто не исчезает и не останавливается, только переходит из одного состояния в другое, образуя восходящие или нисходящие спирали в развитии вещества, энергии, организации.

Для вещества - это движение по агрегатному состоянию: твердое, жидкое, газообразное, плазменное, корпускулярное, полевое.

Для энергии - это движение по видам: механическое, тепловое, электромагнитное, гравитационное.

Для организации - это движение по взаимодействию: моносистема, бисистема, полисистема.

Конечно, здесь указаны только основные, наиболее крупные шаги, между которыми существуют десятки и сотни модификаций.

При этом все "три кита" - вещество, энергия, организация, - взаимодействуя между собой и имея различный уровень развития, порождают миллионы модификаций саморазвития по восходящей и нисходящей спирали.

Мы рассмотрели, в неполном объеме, только один частный случай самоорганизации элементов в природе. А как в технике?

Классики материалистической диалектики определили, что техника - это модифицированный элемент природы, следовательно, и в ней должны сохраняться основные природные принципы самоорганизации элементов. Анализ изобретений высокого уровня подтверждает эту догадку. Действительно, в основе таких изобретений лежат открытия, в которых зарегистрированы самоорганизующиеся процессы в природе. Или наоборот, пионерные изобретения - это те, в которых использованы элементы самоорганизации.

Несколько примеров, подтверждающих сказанное.

Открытие СССР N333 (1948) "Явление самосинхронизации вращающихся тел (роторов)". Оказывается, если вращающиеся элементы установить на одно общее основание, то они начинают самоподстраиваться друг к другу и делают это без каких-либо вспомогательных устройств.

На основе этого открытия разработан целый класс новых вибрационных устройств - конвейеры, питатели, мельницы, флотационные машины и другие.

Открытие СССР N12 (1951) "Самоусиление электромагнитных волн, проходящих через среду с наличием избыточной концентрации возбужденных частиц". На основе этого открытия создана новая наука - квантовая электроника, и новые технические системы - мазеры и лазеры, новые виды сверхдальней связи, новые способы обработки материалов и т.д.

Всем известный эффект избирательного переноса при трении (эффект безызносности и самовосстановления) впервые был представлен в виде изобретения. Значительно позже выяснилось, что это явление носит универсальный характер, и оно было признано открытием СССР N41 с приоритетом от 1959 года.

Открытие СССР N350 (1968) "Явление самофокусировки пучка заряженных частиц в однородном переменном электрическом поле". Открытие дало возможность создать новое поколение линейных ускорителей ионов. Требование к уменьшению габаритов радиотехники привело к созданию атомарно-молекулярной самосборки радиотехнических деталей. Для этого создаются условия, при которых молекулы или атомы нужного вещества сами объединяются в группы, образуя нужный радиоэлемент. Появляется возможность вместить в один кристалл целое семейство ЭВМ, обладающих уникальными возможностями! Подобное происходит и в машиностроении. Сегодня разрабатывается технология, по которой металлическую деталь, например трубу, получают непосредственно из руды. Здесь тоже задействованы процессы самоорганизации, точнее самопостроения молекул железа в нужную форму детали.

Генрих Саулович Альтшуллер заметил, что природа удивительно "икаэрна", она запросто делает то, что мы считаем верхом гениальности. Трудно не согласиться с этой мыслью, тем более когда начинают проясняться истоки этой гениальности.

В ТРИЗ есть основополагающее понятие об идеальности технической системы, когда сама система исчезает, а ее функция выполняется [6, ... 9]. При этом процесс повышения степени идеальности совершается по трем основным линиям: повышение многофункциональности элементов технической системы, сворачивание элементов технической системы в ее рабочий орган, передача функции системы в надсистему.

Феномен "перепихивания функции на этаж выше" объясняется тем, что надсистема, принявшая дополнительную функцию, более развита, имеет большую степень самоорганизации, большие возможности и ресурсы, а следовательно, меньше затрачивает энергии на выполнение той же работы, что делала ранее система. Таким образом, закон повышения степени идеальности является частным случаем принципов самоорганизации и саморазвития.

Возникает вопрос: что же является самой высокой надсистемой для любой технической системы? Ответ прост: это окружающая среда, точнее естественный природный мир. Именно ему, руководствуясь законом повышения степени идеальности, наш технический мир со временем передаст все свои функции. Возникает интересная ситуация: самая идеальная, самая совершенная техническая система - это сама природа, с ее самоорганизующимися и саморазвивающимися процессами. А из этого следует не менее интересный вывод. Идеальной технической системой является такая система, все функции которой выполняются за счет самоорганизующихся и саморазвивающихся природных систем и процессов.

Кажется, эта мысль не противоречит ни законам развития техники, ни законам природы. Кроме того, эта же мысль позволяет с оптимизмом смотреть в будущее, где деятельность человека с его "природоподобной" техникой позволит ему не разрушать окружающую среду обитания, а гармонично слиться с ней, повысив степень и ее и своего саморазвития. Качество нашей творческой деятельности в технике должно быть прямо пропорционально нашему умению использовать в ней природные процессы самоорганизации и саморазвития. А для этого каждый из нас должен мыслить глобально, но действовать локально.

Теперь кратко сформулируем основные мысли изложенного.

Все процессы в природе объективны и обеспечиваются самодвижением материи. Хаос в движении различных элементов порождает их взаимодействие и взаимовлияние, происходят процессы самоорганизации вещества и энергии, что приводит к повышению степени их организации. Абсолютной гармонии не существует, т.к. в этом случае должно отсутствовать само движение, которое в принципе неуничтожимо. Все процессы в природе, в том числе и энтропийные, в открытых системах диалектичны, т.е. имеют параллельные обратные процессы.

Завершающей формой антиэнтропийного процесса является переход энергии и вещества в энергию информации, которая, в свою очередь, преобразуется в энергию организации нового вещества и нового вида энергии. Антиэнтропийный процесс - это процесс самоорганизации элементов самой природы, и в наибольшей степени он представлен в органических соединениях и живых существах.

Побуждающей силой самоорганизации природных элементов в какой-либо одной системе являются возникающие внутри нее противоречия. Разрешение каждого из этих противоречий идет по следующим этапам: полная противоположность - частичная противоположность, полная разность - частичная разность, полное различие - частичное различие и, наконец, частичное, а затем полное тождество. Повышение степени гармонизации одной системы видоизменяет ее, и появляются новые противоречия с ближайшей над- или подсистемой. Процесс повторяется. Этим обеспечивается вечность самоорганизации. Основные этапы самоорганизации: изменяется форма движения элементов - изменяется материальная форма самих элементов - изменяется агрегатное состояние элементов - меняется сущность самих элементов, которая передается ближайшей надсистеме на уровне подсистемы, увеличивая ее многофункциональность. При этом на каждом из этапов саморазвития должны участвовать не менее двух сил (полей), предъявляющих противоречивые требования к одному элементу (веществу).

Техника, являясь видоизмененным элементом природы, должна максимально задействовать природные процессы самоорганизации, чтобы малыми средствами и малыми изменениями получать максимальный результат. Открытия и изобретения высоких уровней включают в себя элементы природной самоорганизации и саморазвития.

Закон повышения степени идеальности в технике является частным случаем проявления реально существующих в природе законов самоорганизации и саморазвития.

Прогрессивность и степень идеальности технической системы может определяться только степенью использования в ней природных самоорганизующихся процессов. Техническая система, в которой все функции осуществляются на уровне самоорганизации и саморазвития, сама становится частью природы и неотличима от нее.

В результате интеллектуальной творческой деятельности человека искусственный технический мир должен полностью преобразовываться в природный. Но на этом пути требуется еще многое узнать, исследовать. Нужно выявить уровни самоорганизации, наметить линии их развития, уточнить механизмы их преобразований, законы, которым они подчиняются, принципы применения и многое-многое другое. Путь необозримо далекий.

Но сказано же: "Идите туда, где ищут истину, и бегите оттуда, где ее нашли!" Автор приглашает всех желающих принять участие в выявлении конкретных механизмов процессов самоорганизации.

У меня сохранилось одно сильное детское воспоминание: почему-то, я оказался в незнакомом доме один на несколько часов, полностью предоставленный самому себе.

После того как я выяснил, что, если зажать пальцем струю воды из-под крана, получается роскошный фонтан, я обратил внимание на часы. Это были огромные часы, которые занимали полстены, у них была стеклянная дверца, как у шкафа, и в них можно было залезть целиком. Самым интересным был стеклянный маятник, который медленно, как бы нехотя, качался в шкафу.

У нас дома тоже были часы-ходики, но маятник у них работал по-другому, "по-настоящему" - четко и быстро. Я сразу же понял, что часы неисправны и их нужно срочно ремонтировать. Сначала я пытался вручную разогнать маятник, но он оказался слишком длинным. Пришлось перегнуть его пополам и переломить, тогда он стал дергаться так же быстро и хорошо, как и ходики.

После этого я обратил внимание на стрелки, минутная еще кое-как двигалась, а часовая вообще стояла на месте. Надо было заставить двигаться и ее, но при попытках сделать это изнутри со звоном выскочила огромная пружина. У меня, как у любого уважающего себя мальчишки, в кармане всегда было полно гвоздиков, проволоки и других необходимых вещей, и я стал с помощью этих деталей крепить пружину. Там были еще какие-то колесики, которые мешали, их приходилось выкидывать. К сожалению, закончить работу не удалось - я был за ухо извлечен из часов, и все закончилось так, что вспоминать уже не хочется. В те времена принцип свободы индивидуальности не приветствовали.

Прошло много лет. Я окончил школу, работал автослесарем, многое уже мог делать руками, и соседи носили мне в ремонт домашнюю утварь. Однажды мне принесли старинные настенные часы, которые поразили меня своей красотой, изяществом и рациональностью конструкции. Понадобилась регулировка анкерного механизма и несколько капель масла, чтобы часы пошли вновь на многие годы. Когда я заглянул внутрь, то на корпусе и многих деталях обнаружил странные глубокие царапины и вмятины, только тогда я вспомнил тот странный день моего детства, когда я чуть не погубил совершенство.

В предыдущей статье мы рассмотрели самоорганизацию и саморазвитие в природных и технических системах; там было показано, что только саморазвитие ведет техническую систему по пути идеализации, к тождеству с природными элементами, к слиянию техники с природной средой. На очереди следующий этап - человек. Для чего он нужен? Как реализуются принципы саморазвития и самоорганизации на нем самом и его сообществах? Ответов на эти вопросы еще нет. В настоящей статье лишь сделана попытка наметить контуры ответов.

Можно утверждать, что мы находимся в самой гуще самоорганизующихся и саморазвивающихся материальных природных систем. Нам повезло: природа включила и нас в единый экипаж своего корабля, плывущего в океане Вечности и Великого Движения. Можем ли мы не выполнять корабельный устав? Да нас сразу же спишут на берег или выкинут за борт, чтобы мы не мешали! Ибо природа не признает, отвергает или видоизменяет тот элемент, который не участвует в общем процессе саморазвития и не согласовывается с ней. Если мы живем и множимся и Природа милостиво предоставляет нам свои дары уже многие тысячи лет, значит мы соответствуем ее принципам. Почему? Зачем мы нужны природе?

Мы умеем задавать природе и технике конкретные вопросы и получать на них конкретные ответы, но, как только вопрос касается общих тем нашего существования, ответы теряют конкретность, расплываются, и только что бывшее реальностью нечто превращается в НИЧТО, исчезает инструмент, с помощью которого мы получали наше нечто, достигнутое превращается в несуществующее...

Может возникнуть парадоксальный вывод: пока мы не знаем, для чего мы живем, и ищем ответ на этот вопрос, мы будем жить.

А если узнаем и достигнем своей цели?

Тогда сама жизнь потеряет для нас смысл. Нам некуда будет стремиться, исчезнет мотив, побуждающий движение, исчезнет сама жизнь...

Неужели природа предопределила нам такую участь? Неужели мы временные? Как все это объяснить?

Вероятно, в наших рассуждениях допущена какая-то ошибка. Известно, что для человека Природа вечна, энтропийные процессы

рассеяния энергии в неживой природе уравновешиваются неэнтропийными процессами живого. Можно утверждать, что в вечном спиралеобразном развитии неживого-живого должна существовать какая-то цель, которую мы - человечество, считающее себя вершиной Живого - не видим, не можем достигнуть.

Думается, что человечество играет роль связующего звена между живыми и неживыми элементами природы - ведь мы единственные, кто способен вносить крупные изменения и в тот и в другой миры. Насколько целесообразно мы это делаем - это отдельный вопрос, которого мы сейчас не касаемся. А пока сделаем лишь предположение о том, что цель нашего существования каким-то образом должна быть связана с природными процессами и явлениями.

Что это за цель? Может быть та, о которой писал К.Э.Циолковский?

"Материя через посредство человека не только восходит на высший уровень своего развития, но и начинает мало-помалу познавать самое себя... Всюду и везде одна материя, но в ней-то вся суть дела!

...Люди, животные и растения - все это только ступени развития материи и только материи... которая живет и мыслит в образе человека. Неужели вы думаете, что я так недалек, что не допускаю эволюции человечества и оставляю его в таком виде, в каком человек пребывает теперь: с двумя руками, двумя ногами и т.д. Нет, это было бы глупо. Эволюция есть движение вперед. Человечество как единый объект эволюции тоже изменяется и, наконец, через миллиарды лет превратится в единый вид лучистой энергии...

...Перейдя в лучистую форму высокого уровня, человечество становится бессмертным во времени и бесконечным в пространстве... Допускаю, что через многие миллиарды лет лучевая эра космоса снова превратится в корпускулярную. ...Из лучей возникнет материя высшего класса, и появится, наконец, сверхновый человек, который будет разумом настолько выше нас, насколько мы выше одноклеточного организма.

...Такова будет смена великих космических эр и великий рост разума!" (Гиренок Ф.И. Русский космизм. - М.: Знание, 1990.)

Эти высказывания К.Э.Циолковского настолько фантастичны, что я отказываюсь воспринимать их всерьез. Если поверить им, то придется признать и то, что космос есть вместилище Всеобщего Разума, а мы с вами букашки, микробы, которые никогда не смогут понять его. Утешает только то, что это наше далекое будущее.

Но нужно ли признавать наличие Сверхразума, если принять во внимание процессы саморазвития и природы, и человечества?

Поскольку человек безусловно является природным объектом, элементом саморазвивающейся системы, то и человечество в целом саморазвивается, находится в процессе эволюции, а раз так, то следует говорить о том этапе развития, на котором оно находится.

По общему убеждению историков, философов, обществоведов человечество еще не вступило в пору своей зрелости. Оно еще дитя природы, а не ее полноправный представитель. И, как всякое новое явление, мы начинаем с хаоса. Помните? "Порядку предшествует хаос". Наши действия во многом еще непредсказуемы и нелогичны. Это верный признак нашей незрелости. Много веков мы потратили на то, чтобы разделиться на племена, народы и государства.

Идет длительный и не всегда ровный процесс самоорганизации внутри человечества. Но, как всякий ребенок, мы пытаемся понять сущность вещи не по ее проявлению и функции, а путем ее разрушения. Едва сумев осознать, даже еще не понять, а только осознать существование внутриядерных сил, тут же создаем ядерную бомбу. Зачем? Чтобы разрушать себе подобных! Нас удерживает от крупномасштабного шага, к сожалению, пока не любовь к ближнему, а страх самоуничтожения. Это тоже механизм регуляции природы, правда, это только тормоз, а не побуждающее начало к Движению. Но мы все же осознаем, что сохранение имеющегося и любовь к нему - безопасное (!) для нас. Включился механизм саморегулирования. Мы уже значительно умнеем и наводим мостики взаимодействия между народами. Это порождает интерес, движение и развитие всех.

А как наши отношения с природой? Нам пока еще не до нее, но мы уже понимаем, что жить без нее не сможем. Это уже неплохо, мы ее признали! Но, как истинный ребенок, человечество достаточно еще эгоистично. Требует пока внимания только к себе и своим заботам и совсем не умеет сотрудничать с природой на равных.

Мы продолжаем усердно и бездумно, для получения крох энергии, переводить миллионы тонн высокоорганизованного вещества в их более низкое состояние, т.е. сжигать, получать пепел.

Природа пока прощает нам эти "шалости" разрушения, но порой уже слышен ее резкий окрик и предупреждения.

Мы стали задыхаться от дыма заводских труб и бояться пить воду из некогда кристально чистых рек и озер. Мы стали ходить, имея в кармане дозиметры радиоактивности и индикаторы отравляющих веществ в продуктах.

Пришлось срочно изобретать науку экологию, т.е. выяснять способы сотрудничества с природой. Здесь также, как и прежде в других случаях, вначале был хаос, который породил противоречия, а их разрешение приблизило нас к сотрудничеству с природой. Для этого мы и наделены долей разума и способностью к анализу. Сейчас мы уже понимаем, что для сохранения нашей жизни выгоднее не воевать, а сотрудничать, не разрушать или покорять, а сохранять. Остается окончательно понять, что еще лучше созидать, чем приспосабливать имеющееся, которое создано для другой цели. Пройдет еще несколько сот лет и у человечества закончится цикл детства. А пока идет нормальный процесс самопознания, самообразования и самовоспитания.

Если бы у нас не было разума, т.е. способности к анализу и изменению, мы, как и многие виды животных, исчезли бы с лица земли, даже и не вспомнив про Красную книгу.

Но нам повезло, и природа терпеливо ждет нашего взросления. А что будет дальше?

Трудно сейчас предугадать нашу будущую жизнь в деталях, но ясно одно - разум, требуя развития, не даст нам застыть на одном уровне.

Научившись сотрудничать между собой и поумнев, мы научимся сотрудничать и с природой, имея при этом обоюдную выгоду. Равноправное и равнонеобходимое взаимодействие приведет к Великому Гармоничному Содружеству, где обе части - природа и человек - станут неотделимыми друг от друга и едиными в своем проявлении.

Включившись в бесконечный процесс творческого изменения, мы будем побуждать природу к ее движению, а следовательно, продлевать и ее и свою жизнь. Может быть, живое вообще, а человечество в частности, и является тем необходимым элементом природы, который побуждает ее к самосовершенствованию. Изменяясь и совершенствуясь, мы, конечно, не останемся такими, какие есть сегодня, - ни по образу, ни по действиям, ни по мыслям.

Являясь одной из форм самоорганизованной материи, мы войдем во взаимодействие с более отдаленными мирами. И тогда вновь возникнут уже знакомые нам ступени хаоса, противоречий, осознавания, познания, признания, и, наконец, сотрудничества и объединения.

На это уйдут новые миллионы лет.

Как мыслящая субстанция материи человечество будет вечно находиться в движении и познании, "очеловечивая" саму природу, чтобы жить в ней, сохранять ее и развивать. Другого нам не дано.

А может, все-таки прав Константин Эдуардович Циолковский?

В заключение хочу выразить благодарность за помощь в подготовке статьи К.А.Склобовскому, В.И.Волосяному, Н.Б.Фейгенсону, А.А.Быстрицкому.

От редакции

Мысль Г.И.Иванова о том, что хорошо удается только то, что не противоречит природе, проиллюстрируем рефератом статьи профессора Утрехтского университета (Нидерланды) Р.Шхаулина "Геохимические технологии" (Природа. - 1991. - N 3. - С.64-72).

Для того чтобы не захлебнуться в отбросах своей жизнедеятельности, человечество может и должно использовать для переработки промышленных отходов такие технологии, которые основаны на принципах, реализуемых в геохимических процессах. Особым достоинством природных процессов является то, что, уничтожая, рассеивая или концентрируя один загрязнитель, они не вносят в вреду другие, иногда не менее опасные компоненты. Воспользоваться природными моделями в "чистом виде", "один к одному", к сожалению, не удается, т.к. природные процессы протекают очень медленно. Ускорения переработки можно достигнуть с помощью хорошо отработанных методов химической технологии.

Приведем несколько примеров использования геохимических технологий.

Для нейтрализации кислых стоков, содержащих серную кислоту, обычно используют известковое молоко, хотя при этом образуется гипс (1,4 т на 1 т кислоты), от которого тоже надо избавляться. Если использовать в качестве нейтрализатора сернокислотных стоков минерал оливин, залежи которого разведаны в разных местах земного шара, на выходе получают полезные продукты: кремнезем, магнетит и сернокислый магний, причем процесс нейтрализации, запущенный нагревом компонентов до 70...100°С, далее самоподдерживается.

Производство молока и мяса на крупных животноводческих комплексах ограничивается, как правило, объемом навоза. При исследовании доисторических свалок геохимики выделили необычный минерал - струвит (фосфат магния-аммония), что привело к разработке новой технологии обработки навоза. Достаточно обрабатывать в определенных условиях стоки животноводческих комплексов окисью магния, и может быть получен стерильный перегной и новое, медленно действующее фосфат-аммонийное удобрение.

Природные артезианские воды часто содержат высокие концентрации железа и сопутствующего ему мышьяка, от которых приходилось избавляться реагентными обработками в процессе водоподготовки, причем железо-мышьяковые шламмы тоже необходимо куда-то удалять. Голландские инженеры нашли элегантное решение: меняя направление потока воды в скважине, под землю закачивали воду, насыщенную воздухом. В водоносном пласте вокруг скважины образовывалась зона окисления, где железо и мышьяк осаждались сами.

Для получения воды в пустыне можно воспользоваться свойством некоторых солей жадно втягивать пары воды с образованием кристаллогидратов. Именно присутствие в почве таких солей вызывает интересный эффект - некоторые участки солончаков под утро становятся влажными, а в середине дня высыхают. Пористую ткань, пропитанную хлористым кальцием, на ночь вывешивают на воздухе, а днем помещают в темном ящике на солнце, конденсируя выделившиеся пары воды. Так можно получить до 1 л. воды с 1 м² ткани.

ЛИТЕРАТУРА

1. Богданов А.А. Тектология. Кн.2. - М.: Экономика, 1989.
2. Антомонов Ю.Г. Размышления об эволюции материи. - М.: Советская Россия, 1976.
3. Лимаренко А.В. Законы организации и социальные алгоритмы: Монография. - Владивосток: Изд-во Дальневосточного ун-та, 1989.
4. Грэм Р.Л., Спенсер Дж.Х. Теория Рамсея // В мире науки (Scientific American). - 1990. - N 9.
5. Саламатов А.А., Курдюмов С.П. Парадоксы многовариантного нелинейного мира - мира вокруг нас // Будущее науки. Выпуск 22. - М., 1989.
6. Альтшуллер Г.С. Найти идею. - Новосибирск: Наука, 1986.
7. Альтшуллер Г.С., Злотин Б.Л., Филатов В.И. Профессия - поиск нового. - Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1985. - 196 с.
8. Альтшуллер Г.С., Злотин Б.Л., Филатов В.И. Поиск новых идей: от озарения к технологии. - Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1989.
9. Саламатов Ю.П. Как стать изобретателем. - М.: Просвещение, 1990.
10. Волкова В.Н. и др. Теория систем и методы системного анализа в управлении и связи. - М.: Радио и связь, 1983.