История фотографии в контексте ТРИЗ

 

 
Добрый день, уважаемые читатели и слушатели Кафедры Прогнозов и журнала «Методолог».
Представляю сегодняшнего автора и работу.
Александр Привень – д.т.н., специалист по физическим свойствам стекол, живёт и работает в Южной Корее. Работал два года на Самсунг Корнинг, сейчас занимается разработкой специализированных баз данных в области химии, материаловедения, медицины и смежных дисциплин.

С книгой Г. С. Альтшуллера «Алгоритм изобретения» познакомился давно, но систематически начал изучать ТРИЗ только сейчас. Законами эволюции начал интересоваться в 1990-х годах, когда активно изучал феномен психического развития человека, но не рассматривал возможность использования своих тогдашних исследований применительно к техническим системам.

Недавно подготовил квалификационную работу на 3ий уровень сертификации МАТРИЗ, которая состоит из трёх частей. Первая часть посвящена анализу использования 40 приёмов разрешения ТП и ФП в области химии и материаловедения, третья часть посвящена разбору некогда решённой им задачи в области измерения теплового расширения стекла с помощью АРИЗ 85-В, а вторая часть демонстрирует его уровень понимания в области ЗРТС на примере анализа истории фотографии.
Все части будут опубликованы, но начнём мы со второй части. По нашему мнению, работа написана на более высоком уровне, чем третий, поскольку для анализа использована авторская система интерпретации процесса эволюции техники. Сопоставляя свою систему из восьми основных стадий развития с процессом эволюции человека, автор попутно рассматривает и другую возможную модель эволюции, опирающуюся на представления о фрактальности. Согласно этой системе, в пределах каждой выделенной стадии система проходит в свёрнутом виде весь цикл развития, от «зачатия» до «старости», а сами фазы не «сменяют» одна другую, как обычно принято считать, а «переплетаются» друг с другом, протекая порой параллельно. Две выделенные дополнительные метафазы «появление систем-наследниц» и «Повторение пути» описывают общий ход эволюционного цикла на надсистемном уровне и дают новое толкование феномена спирального развития техники.

Полагаю, что эта работа даст новый импульс к исследованиям в области нашей профессии.
Приятного чтения, ведущий рубрики КП,
Юрий Даниловский

 
На примере фотографической техники, прежде всего системы фиксации оптического изображения, прослежены взаимосвязи между фазами эволюционного пути системы. Для описания эволюционного пути предложена восьмифазная классификация, которая позволяет более точно, чем традиционная четырехэтапная, определить текущую координату системы на этом пути. Эта классификация хорошо согласуется также с известными классификациями фаз эволюции (этапов, стадий, эпох) нетехнических систем. С помощью предложенной классификации установлены взаимозависимости между ритмами системы и ее частей на разных фазах ее развития и показаны прямые аналогии с фазами развития человека как биологического индивида, начиная с пренатального (дородового) периода и заканчивая старостью. Показана фрактальность эволюции систем не только в пространстве, но и во времени – в виде расщепления отдельных фаз развития на микрофазы, последовательность которых подобна эволюционному пути системы в целом. Сами фазы эволюции предложено рассматривать не как дискретные промежутки времени, последовательно сменяющие друг друга в некоторые конкретные моменты, а как взаимопереплетающуюся цепь, в которой середина одной фазы может «накладываться» во времени на конец предыдущей (или нескольких предыдущих) и начало последующей (или нескольких последующих) фаз. Выявлены два предельных сценария развития системы, названных «сценарием преобразования» и «сценарием пережидания», которые, переходя друг в друга при достижении системой соответствующих характеристик, обеспечивают неразрывность эволюционного пути на всех его фазах. Показано, что эти сценарии синхронизируют развитие системы и ее частей на разных, не пересекающихся друг с другом микрофазах, что дает системе возможность относительно гладко проходить как периоды глубоких структурных преобразований (таких периодов в жизненном цикле технической системы, как и в человеческой жизни, выделено три), так и более спокойные периоды развития. Найденные закономерности могут быть использованы для прогнозирования эволюционного пути системы как в целом, так и на сравнительно короткой перспективе.
Введение
В настоящей статье сделана попытка проследить историю одной из технических систем, ныне используемых доброй половиной населения Земли, - устройства для фотосъемки. Эта система является одной из сравнительно немногих технических систем, сочетающих общеизвестность, наглядность и богатую событиями историю, простирающуюся с древности до наших дней. При этом, в отличие, например, от истории средств передвижения, эта история, насколько известно автору, еще не была предметом серьезного рассмотрения в контексте ТРИЗ (конкретные задачи, касающиеся фотосъемки, например, в условиях слабого освещения [2], в расчет не берутся). Между тем, по мнению автора, данная система весьма наглядно демонстрирует некоторые общие закономерности эволюции систем, которые автор и хотел бы рассмотреть.
 
Целью работы было проследить взаимосвязь развития системы и ее подсистем на разных фазах эволюционного процесса и выявить общие закономерности их согласования друг с другом на разных фазах развития.
1.   Классификация фаз эволюционного цикла
Среди классификаций, выделяющих фазы эволюционного процесса, наиболее известной в ТРИЗ является четырехфазная классификация Любомирского – Литвина (см., например, [16, 17]), основанная на широко известном феномене «S-образности» кривой эволюционного развития.
 
Сама идея S-образного хода эволюционного цикла используется в разных областях знания уже очень давно; насколько известно автору, ее первое последовательное описание применительно к техническим системам содержалось в [5]. В [16, 17] содержится наиболее подробное (из известных автору работ) обсуждение особенностей этой кривой применительно к техническим системам, и ниже мы будем неоднократно ссылаться на эти работы; поскольку они в значительной мере дублируют друг друга, в качестве источника будет указана одна из них [16].
 
В вышеупомянутой классификации выделяются следующие этапы:
 
Этап 1: Медленный рост – с момента создания до начала быстрого роста основных показателей системы (main parameter values);
Этап 2: Переходный этап – быстрый рост показателей системы;
Этап 3: Замедление развития системы;
Этап 4: Вытеснение системы из ее рыночных ниш.
 
Авторы также указывают на наличие переходных периодов между этапами – прежде всего между первым и вторым, когда развитие системы зависит от самых, казалось бы, незначительных факторов. Представляется достаточно очевидным, что аналогичные переходные периоды (возможно, не столь ярко проявляющиеся) должны быть и между остальными фазами. По мнению автора, эти периоды заслуживают не менее серьезного рассмотрения, чем сами вышеозначенные этапы.
 
Кроме того, автор исходит из того, что появлению любой эволюционирующей структуры (и в особенности системы технической) предшествует появление ее основной функции: системы не возникают из ниоткуда, а появляются, как ответ на запрос о выполнении конкретной функции в надсистеме. Это отражено и в  [16], когда авторы указывают, что «до возникновения системы для удовлетворения определенной потребности человек выполняет функции на всех уровнях. Это нулевой этап – система отсутствует, человек выполняет все функции сам».
 
При описании фаз эволюционного цикла автор также исходил из принципа аналогии фаз эволюции биологических и технических систем. Этот принцип был многократно обсужден в литературе (см. например, [12]); он упоминается и в [16]. Его суть сводится к тому, что, строение эволюционирующих систем имеет фрактальный характер и, соответственно, все части системы имеют принципиально сходное строение и сходные (хотя и различающиеся, в частности, по скорости) фазы эволюционного цикла. В случае технической системы (ТС) эволюционирует не она сама, а надсистема «ТС + человек» - а, значит, эволюция обеих частей этой надсистемы, т.е. ТС и человека, должна развиваться по сходным сценариям. Рассматривая далее человека как отдельную эволюционирующую систему, приходим к выводу о том, что его подсистемы (в частности, индивидная, психологическая, социологическая в качестве надсистемы) тоже должны иметь некоторое сходство в сценариях развития.
 
Такой подход дал автору основание воспользоваться при описании эволюции технической системы перечнем 10 фаз развития, хорошо наблюдаемых у человека как биологической системы. Этот перечень состоит из восьми основных фаз (фазы 1 – 8 ниже), описывающих эволюцию самой системы, и двух дополнительных «метафаз» (фазы 9 и 10), описывающих развитие систем-«наследниц», возникающих на базе исходной системы и воспроизводящих основные элементы ее структуры. Перечень фаз указан в табл. 1, а их схематическое (примерное) положение на S-кривой – на рис. 1.
 
Соотношение между восемью основными фазами, указанными выше, и этапами эволюции по Любомирскому – Литвину [16] указано в табл. 2.
 
Такое представление последовательности фаз эволюции хорошо согласуется с ходом развития системы, известной всем нам лучше большинства других эволюционирующих систем: это эволюция самого человека (табл. 3).
 
В приложении приведена таблица соответствия предлагаемой классификационной системы с известными аналогами, описывающими фазы эволюции нетехнических систем разной природы. К сожалению, сколько-нибудь подробная характеристика этих классификаций далеко выходит за рамки настоящей работы; автор лишь отсылает читателей к соответствующим оригинальным публикациям – все они находятся в Сети в свободном доступе по соответствующим ссылкам. Отметим лишь, что восьмифазная классификация, в отличие от четырехфазной, позволяет найти четкие и однозначные эквиваленты с элементами других известных классификаций.
 
 
Таблица 1. Авторская классификация фаз эволюции сложных систем
Фаза №
Наименование фазы
Краткая характеристика фазы
Основные фазы
1
Появление функции
в надсистеме появляется новая функция, для выполнения которой в ней еще нет соответствующей структуры.
2
Материализация
Система, выполняющая данную функцию, выделяется в качестве отдельного материального объекта, не являющегося пока еще целостной жизнеспособной системой.
3
Актуализация
Новая система обретает все необходимые для ее функционирования элементы и начинает развиваться самостоятельно.
4
Экспансия
Происходит быстрый рост основных характеристик системы.
5
Преобразование
Структура системы претерпевает существенные изменения, связанные с необходимостью выполнения основной функции в новых условиях, существенно отличающихся от первоначальных.
6
Оптимизация
Параметры системы приходят в наилучшее соответствие друг с другом, обеспечивая оптимальное функционирование.
7
Скрытие
Система «уходит» из «поля зрения», передавая свои функции другим элементам надсистемы.
8
Завершение жизненного цикла
Система продолжает развитие в специфических нишах, постепенно уступая место другим системам.
Метафазы
9
Появление систем-«наследниц»
Система продуцирует новые системы, структурно похожие на себя самое, но с несколько иными функциями и/или иными надсистемами.
10
Повторение эволюционного цикла в системах-«наследницах»
Системы-«наследницы» повторяют общий ход эволюционного цикла системы-предшественницы.
 
 
Таблица 2. Соотношение между классификацией этапов эволюционного цикла по Любомирскому – Литвину [16] и авторской классификацией
Авторская классификация
Классификация Любомирского – Литвина
Фаза №
Наименование фазы
Этап №
Характеристика этапа
1
Появление функции
0
Предыстория
2
Материализация
1
Медленный рост
3
Актуализация
1 à 2
Переходный этап
4
Экспансия
2
Быстрый рост показателей системы
5
Преобразование
2 à 3
-
6
Оптимизация
3
Замедление развития системы
7
Скрытие
3 à 4
-
8
Завершение жизненного цикла
4
Вытеснение системы из ее рыночных ниш
 
Таблица 3. Сопоставление авторской классификации эволюционных фаз с фазами онтогенеза человека как биологического индивида
Фаза
Реализация в онтогенезе человека
1
Появление функции
Сперматогенез, овогенез, акт зачатия
2
Материализация
Эмбриогенез
3
Актуализация
Младенчество
4
Экспансия (быстрый рост)
Детство
5
Преобразование
Пубертат (наступление половой зрелости)
6
Оптимизация
Детородный период
7
Скрытие
Климакс
8
Завершение жизненного цикла
Старость
 
 
Рис. 1. Схематическое положение фаз эволюционного цикла на S-образной кривой
2.   Рука – плита – пластинка – пленка – «цифра»: эволюционный цикл системы фиксации оптического изображения в фотографии
Вводный комментарий
Для подробного разбора фаз эволюции автором была выбрана важнейшая система фотографического устройства, которая, собственно говоря, и обеспечивает выполнение его основной функции: это система фиксации оптического изображения. Именно наличием этой системы фотоаппарат в любом его варианте отличается от всех прочих технических систем, «работающих» с изображениями, таких, как, к примеру, микроскоп, телевизор или веб-камера (последняя, будучи оснащена такой системой, по существу становится и фотоаппаратом).
 
Фактический материал по эволюции фотографии вообще и светочувствительного слоя в частности можно найти в многочисленных публикациях (см., например, [14, 22, 23, 25] и др.). Помимо этих работ, автор также использовал любезно предоставленную А. Т. Кыниным составленную им хронологическую таблицу основных дат истории фотографии.
 
Автор попытался выделить из этой и другой информации только ту часть, которая относится к системе фиксации изображения, абстрагировавшись от рассмотрения других частей системы, именуемой фотографическим устройством.
 
По ходу изложения мелким шрифтом будут приводиться сведения о типовых приемах устранения противоречий, использованных в рассматриваемых технических решениях [3], и иные дополнительные сведения.
 
В целях большей наглядности, автор также указывает фазы развития человека как биологического индивида, аналогичные рассматриваемым фазам развития ТС.
 
Поскольку «четные» фазы достаточно детально описаны Любомирским и Литвиным [16], их общие особенности рассмотрены лишь кратко. «Нечетные» фазы, а также «метафазы», которые в [16] отдельно не представлены, описаны нами более подробно.
Основные этапы эволюции системы фиксации фотоизображения - от камеры-обскуры до цифровой матрицы
Фаза 1: Появление функции
 
Фаза 1: Появление функции
 
 
Рис. 2
 
Один из общих законов эволюции сложных систем гласит, что у эволюционирующей системы вначале появляется новая функция, и только затем - обслуживающая ее структура. То же самое произошло и со светочувствительным слоем как структурой, выполняющей основную функцию фотографии (дословно, «светописи»): фиксировать («записывать») оптическое изображение.
 
Рассмотрим стадию появления этой функции, когда светочувствительного слоя как такового еще не было, но его функция - уже была.
 
При эволюции человека как биологической системы аналогичной фазой в филогенезе стали прямохождение и, по некоторым данным, изменение голосового аппарата у человекообразных обезьян. В онтогенезе фаза появления функции соответствует появлению на свет половых клеток - яйцеклеток и сперматозоидов.
 
Как отмечается, в частности, в статье П. Черепашука [22], первым (или, во всяком случае, одним из первых) общую идею фотографии описал Аристотель, который заметил, что свет, проходящий через маленькое отверстие в оконных ставнях, рисует на противоположной стене (в перевернутом виде) пейзаж, находящийся за окном. Это наблюдение породило естественную идею - зафиксировать полученное изображение.
 
Так появилась camera obscura, т.е. «темная комната» (рис. 3) - первый фотографический прибор, представлявший собою темную комнату с маленьким отверстием в одной стене и экраном у противоположной стены. В роли «светочувствительного слоя» выступал человек, зарисовывавший контур полученного изображения.
 
 
Рис. 3 Camera obscura – первый фотографический прибор.
Фаза 2: Материализация
 
 
Фаза 2: Материализация
Рис. 4
 
Система фиксации изображения в камере-обскуре не вполне удовлетворяла Закону полноты частей системы. В ней в принципе были все необходимые части (напомним, мы рассматриваем только систему фиксации изображения, а не фотографическое устройство в целом): двигатель (мышцы руки), трансмиссия (сенсомоторная система, преобразующая сигнал, формируемый органами чувств человека, в механическое движение его руки или иных частей тела), рабочий орган (рука), орган управления (мозг), - но, по крайней мере, один из элементов системы был нежизнеспособным. Этим элементом, имеющим «двойку по качеству работы данной части в составе системы» [1], был рабочий орган - рука человека, обрисовывающего контур изображения. Этот орган не удовлетворял, как минимум, двум требованиям: его движения были слишком медленными (движущийся объект за время фиксации изображения успевал изменить свое положение, а чаще всего и вовсе исчезнуть с экрана) и не очень точными (обрисованный контур не вполне повторял контур самого изображения).
 
Требовалось, таким образом, заменить рабочий орган системы, фиксирующий изображение.
 
Идеальный конечный результат (ИКР) можно в данном случае выразить так: «оптическое изображение само себя точно и быстро фиксирует, сохраняя себя видимым после того, как световой луч, формирующий изображение, исчезнет».
 
Так появился светочувствительный слой - отдельный объект, содержащий светочувствительное вещество, которое выступало в качестве преобразователя изображения, формируемого световым лучом, в статическое, не исчезающее со временем изображение.
 
Первая полноценная фотография с использованием светочувствительного вещества была получена в 1826 (или, по другим данным, 1827) году французом Джозефом Нисефором Ньепсом (Joseph Nicéphore Niépce, 1765-1833). Материал, использовавшийся для этой цели, представлял собой продукт переработки нефти, называемый «иудейским битумом» (bitumen of Judea), который был нанесен на оловянную пластину. Под действием солнечных лучей битум затвердел после 8-часового нахождения на солнце, превратившись в полимер, а не засвеченные участки остались мягкими и были легко смыты с пластины. Затем пластина с затвердевшим битумом (образовавшим объемное «негативное» изображение) была отполирована и покрыта печатной краской, которая, отпечатавшись на бумаге при контакте с пластиной, дала уже нормальное, «позитивное» изображение.
 
Описанный фотопроцесс, хотя и позволил в какой-то мере автоматизировать процедуру фотосъемки, основных проблем не решил. Фотографирование как было, так и осталось медленным процессом (и даже, более того, стало еще медленнее!), да и точность проработки деталей была существенно хуже, чем у рисовальщика, обводящего контур.
 
По существу, заменив «рабочий орган» (руку) «химическим полем» (таким термином в ТРИЗ называют распределенное в пространстве химическое взаимодействие), система лишилась органа управления, а «внутреннее» самоуправление (светочувствительное вещество само регулирует процесс создания изображения) оказалось неэффективным.
 
В терминах вепольного анализа, изначально условно-вепольная система (камера-обскура, в которой «оптическое поле» действовало на «вещество» человеческого глаза, а последнее - через мозг - на «вещество» руки) сменилась невепольной системой из того же поля и только одного вещества (фотопластинки).
 
Блокирующим фактором, как это обычно и бывает в таких случаях, стало невыполнение закона «энергетической проводимости» системы. Действительно, процесс твердения битума является неуправляемым, то есть он не допускает передачи энергии к светочувствительному слою от чего бы то ни было, кроме внешнего воздействия (световых лучей). Отсутствие «двигателя» стало лишь следствием потери «энергетической проводимости»: в самом деле, если в системе нет возможности передавать энергию, то зачем ей двигатель?
 
Однако, не приведя к практическому результату, это изобретение дало результат совершенно иного плана: оно показало принципиальную возможность сохранения изображения в статическом виде, доступном для наблюдений в будущем, без участия человеческого глаза и руки в качестве рабочего органа. По существу, именно здесь был сделан первый и очень важный шаг в направлении повышения идеальности этой (пока еще нежизнеспособной) технической системы: механическая система с непосредственным участием человека была заменена системой химической.
 
В биологической системе (у высших животных и человека) на сходной фазе развития, при образовании эмбриона, также происходит переход от условно-вепольной системы (сперматозоид) к невепольной (эмбрион). Хотя последний физически и не лишен «двигателя», его перемещения в пространстве очень сильно ограничены, а «проводимость энергии» затруднена как внешними факторами (пуповина далеко не отпускает, да и внутреннее пространство матки ограничено), так и внутренними (рабочие органы движения у эмбриона еще не вполне сформированы).
Фаза 3: Актуализация («появление на свет»)
 
 
Фаза 3: Актуализация
Рис. 5
 
Эта фаза - самая важная для любой системы: она выходит в надсистему и начинает в ней «жить» (в прямом или переносном смысле). В биологическом онтогенезе она соответствует первому году жизни (младенчество), в филогенезе - появлению сформировавшегося нового вида (рода, семейства и т.д.), в развитии технической системы - ее становлению в качестве цивилизационного феномена.
 
В классификации Любомирского – Литвина [16] эта фаза, как указана выше, выделена в качестве так называемого «переходного этапа». Как указано в цитируемой работе, до этой фазы «доживают» далеко не все технические системы: подавляющее большинство из них останавливаются на одной из предыдущих фаз, доходя, максимум, до уровня патента, но, так и не дойдя до его практического внедрения. Необходимым условием внедрения, по Любомирскому – Литвину, является достижение всеми показателями системы минимально приемлемых значений.
 
Для этого, в случае системы фиксирования фотоизображения, необходимо было решить две указанные выше проблемы, или, в крайнем случае, хотя бы одну из них: ускорить процедуру фотосъемки с нескольких часов до, максимум, нескольких минут (о современных выдержках в сотые и тысячные доли секунды тогда, разумеется, речи не было).
 
Решение лежало в области химии: надо было найти такие вещества, которые бы быстро изменяли свои свойства под действием света.
 
Такие вещества к тому времени, вообще говоря, были уже давно известны: светочувствительность хлорида серебра была обнаружена еще в шестнадцатом (!) веке. Более того, еще в 1802 году Т. Юнг и Х. Деви фактически получили первое фотоизображение с использованием этого вещества: они положили бумагу, пропитанную этим веществом, под микроскоп, и через некоторое время обнаружили, что в местах, наиболее прозрачных для светового потока (т.е. где не было поглощающих свет препятствий), бумага потемнела. По существу, это и была первая фотография! Но… во-первых, процесс съемки также был довольно длительным (порядка часа), а, во-вторых, изображение было нестабильным, поскольку при выдержке (просмотре) на обычном солнечном свету темнела и та его часть, которая не подвергалась действию света в ходе съемки, - то есть картинка исчезала.
 
Одно из двух решающих открытий было сделано Л. Дагерром, который обнаружил, что если пластинку с солями серебра, обработанную светом, но еще не содержащую видимого изображения (ввиду недостаточности количества попавшего на него света), опустить в ртуть и нагреть, то частицы ртути осаждаются именно на засвеченных участках пластины, которые при этом твердеют. После этого остаток «незасвеченной» серебряной соли можно просто смыть раствором обычной поваренной соли.
 
Это открытие позволило в разы сократить время экспозиции, поскольку теперь не надо было дожидаться, пока изображение на пластине станет видимым: ртуть была первым проявителем, то есть усилителем изображения.
 
По сути своей, Л. Дагерр использовал прием № 16 (принцип частичного или избыточного решения): он сначала получал «чуть меньший», чем надо, результат, и затем, после съемки, когда время уже не было критичным ресурсом, «доводил» результат до нужного.
 
Данное открытие является также иллюстрацией синтеза веполя: к слабому неуправляемому полю (световому потоку, формирующему изображение) было добавлено сильное («химическое») хорошо управляемое поле и, соответственно, вещество (ртуть), на которое это поле непосредственно воздействовало. В результате из невепольной системы вновь получилась вепольная.
 
Недостаток этого решения состоял в том, что после промывки либо какое-то количество солей серебра оставалось не удаленным и впоследствии, засвечиваясь и чернея, портило изображение, либо, если смывать больше времени или под бОльшим напором, частично вымывалось и само изображение. Возникло противоречие: надо было сделать промывку одновременно длительной (или интенсивной), чтобы вымыть остаток не засвеченной соли, и короткой (или неинтенсивной), чтобы не повредить изображение.
 
Второе решающее открытие было сделано Д. Гершелем в 1819 (по другим данным, 1837) году: он обнаружил, что водные растворы солей тиосернистой кислоты (тиосульфаты) способны растворять хлорид серебра. Таким образом, обработав пластинку с видимым («проявленным») изображением в виде металлического серебра, можно было просто погрузить ее в этот раствор - ненужный уже хлорид серебра при этом растворялся, а серебряное изображение оставалось на пластине, где его можно было затем рассматривать в течение неограниченного времени. При этом никакого напора воды не нужно было: серебряная соль растворялась сама, под действием химических сил. Тем самым был реализован Идеальный Конечный Результат: остаток серебряной соли удалялся из пластины сам, не портя изображение. Был сделан решающий шаг в направлении повышения идеальности системы.
 
Этот шаг можно рассматривать как использование приема № 25 (принцип самообслуживания).
 
Изображения, получаемые по такой технологии, получили название дагерротипов. Одно из первых сохранившихся изображений такого рода показано на рис. 6.
  
 
"Мастерская художника" – один из первых сохранившихся дагерротипов. Дагерр, 1837.
Рис. 6
 
Фаза 4: Экспансия
 
 
Фаза 4: Экспансия
Рис. 7
 
Предыдущая фаза № 3 выводит эволюционирующую систему на наклонный участок S-образной кривой развития, на котором наблюдается наиболее быстрый рост.
 
У человека как биологической системы четвертая фаза соответствует периоду интенсивного роста, начинающемуся вскоре после рождения и заканчивающегося ко времени полового созревания, - после этого большинство наблюдаемых характеристик индивида в течение жизни меняется уже мало.
 
Согласно Любомирскому и Литвину [16], система на этой фазе развития начинает захватывать пространство и иные ресурсы, отбирая их у других, конкурирующих систем. Наиболее важные решения, позволяющие системе преодолеть критические недостатки, практически всегда направлены на дальнейшее повышение идеальности системы, причем значительное снижение издержек нередко сочетается со значительным повышением основных характеристик системы.
 
На аналогичной фазе, например, у телефона появился автоматический номеронабиратель, что, помимо удобства набора номера, позволило увеличить число абонентов в разы без увеличения численности обслуживающего персонала, и в результате он приобрел свой по существу окончательный вид, сохранившийся, в общем и целом, на многие десятилетия. В [16] приводится ряд других примеров – одним из них является персональный компьютер.
 
То же было и с системой фиксации фотоизображения. Критическим недостатком у нее была производительность, причем это проявлялось как в чрезмерной длительности самого процесса съемки (что не позволяло фотографировать подвижные объекты), так и в длительности процесса перезарядки пластинок в фотоаппарате.
 
Два из трех решающих изобретений, которые перевели фотографию в фазу экспансивного роста, были сделаны как раз в системе фиксации фотоизображения.
 
Одно из них касалось собственно химического процесса обработки изображения: в 1851 г. Ф.С.Арчер изобрел способ усиления негативов сулемой - так называемое «мокрое проявление» (wet colloid process), который затем в 1878 г. был существенно упрощен Дж. Истменом. Вместо нагревания пластинки в ртути (что к тому же и очень вредно для человеческого организма) фотопластинка помещалась в раствор вещества, реагировавшего с бромидом серебра (именно эта серебряная соль в итоге стала основной в фотографии), превращая его в металлическое (черное) серебро, в присутствии самого металлического серебра. Последнее выполняло в фотопроцессе роль катализатора.
 
Как результат, в «проявляющем» растворе соль превращалась в металлическое серебро лишь в местах, подвергшихся засветке (в этих местах образовывались зародыши кристаллов серебра, т.е. формировалось «скрытое изображение»), причем со временем эта реакция локально ускоряла сама себя: чем больше проявлялось изображение (т.е. образовывалось больше металлического серебра), тем быстрее шла реакция и, соответственно, тем темнее становилось изображение.
 
Таким образом, даже при очень коротких выдержках (доли секунды) действия света оказывалось достаточно для формирования «скрытого» изображения, которое затем можно было «проявить».
 
Это очень «сильное» изобретение вряд ли может быть отнесено к какому-либо одному типовому приему - оно иллюстрирует целый ряд приемов: прием № 3 (принцип местного качества: в разных местах изображение проявляется с разной скоростью), прием № 25 (принцип самообслуживания: серебряная соль сама указывает, в каких местах кадра нужно ее проявлять, т.е. восстанавливать до металлического серебра), прием № 23 (принцип обратной связи: по существу, автокаталитическая реакция восстановления серебра в проявляющем растворе реализует положительную обратную связь между количеством металлического серебра в кристаллике и локальной скоростью его образования в результате проявления).
 
Второе изобретение решало проблему быстрой перезарядки фотоаппарата. Оно было сделано Л. Варнеке, который в 1880 г. предложил наносить светочувствительный слой не на стеклянную пластинку, а на прозрачный гибкий материал, сворачивающийся в рулон. Вскоре, в 1882 г., И. В. Болдырев разработал способ изготовления прозрачной гибкой пленки, на которую наносился фотографический слой.
 
Это изобретение можно рассматривать как одновременную реализацию приемов № 30 (использование гибких оболочек и тонких пленок) и № 17 (принцип перехода в другое измерение): смотанная в рулон пленка стала компактной, в результате чего появилась принципиальная возможность, разматывая рулон, производить съемку многих кадров подряд без перезарядки аппарата.
 
Сам фотоаппарат для рулонной фотопленки был создан в 1888 г. будущим основателем фирмы KODAK Дж. Истменом и, затем, усовершенствован им же, совместно с У. Уоркером. Благодаря их изобретению в задней части фотоаппарата можно было установить систему катушек фотоплёнки на бумажной основе. Позднее именно Истмэн стал использовать для основы плёнки целлулоид. На рис. 8 показано одно из первых пленочных фотографических изображений, сохранившихся до наших дней.
 
 
Одно из первых пленочных фотографических изображений
Рис. 8
 
 
Наконец, третьим изобретением, сделанным в те же годы (1880), стало применение в качестве проявляющего вещества дешевого и относительно безвредного вещества гидрохинона взамен дорогих и токсичных солей ртути. При этом значительно повысилась и управляемость системы: проявители на основе гидрохинона, в зависимости от его концентрации и добавок в растворе, можно сделать и «быстрыми», и «медленными», что дает возможность оптимизировать процесс проявления как по интенсивности, так и по качеству изображения.
 
Три вышеуказанных изобретения, в совокупности с другими изобретениями, касающимися оптической и механической схемы фотоаппарата, позволили сделать фотографию доступной массовому (то есть неквалифицированному, в меру ленивому и не слишком богатому) потребителю, что в итоге и обеспечило Дж. Истмену финансовый успех, а самой фотографии - быстрое распространение, сделавшее ее существенной частью мировой культуры. Началась эта фаза в 1888 году.
 
Автор считает необходимым особо подчеркнуть один важный момент, часто выпускаемый из виду изобретателями, в том числе и хорошо знакомыми с ТРИЗ: переход на фазу экспансии возможен только при доступности для массового потребителя, в том числе и по критерию необходимой квалификации. Такой параметр, как “usability”, становится также критичным. Если на третьей фазе система часто может использоваться только профессионалами, то выход на массовый рынок требует радикального упрощения эксплуатации системы и, как правило, снижения минимальных требований к квалификации потребителей данной продукции, пусть даже и в ущерб всем остальным характеристикам системы. Не будь пленочный фотоаппарат не только дешевым и удобным, но еще и (в отличие от дагерротипа) «неприхотливым» к квалификации фотографа, едва ли он мог бы рассчитывать на столь стремительный рост.
 
В этой связи можно отметить гениальное предвидение Билла Гейтса, который в конце 70-х годов прошлого столетия осознал, что удобство использования программных продуктов является для массового потребителя намного более важным фактором, нежели надежность их работы (usability beats reliability): программу, неудобную в использовании, массовый потребитель просто не купит, сколь бы надежной и функциональной она ни была. Именно упор на удобство использования в решающей мере помог Б. Гейтсу захватить и по существу монополизировать рынок программного обеспечения для персональных компьютеров - вплоть до того, что ценовой демпинг со стороны конкурентов вплоть до нулевой (!!!) цены выпускаемых ими продуктов не привел к сколько-нибудь значимому перераспределению рынка в их пользу.
 
Другой характерный пример, касающийся самой ТРИЗ, - это небезызвестная Таблица применения приемов устранения типовых противоречий [4], часто называемая в ТРИЗ «матрицей Альтшуллера» или просто «матрицей». Эта таблица позволила инженерам, не имеющим глубоких познаний в области ТРИЗ, легко подбирать нужные им приемы устранения противоречий, не вдаваясь глубоко в сущность самих этих противоречий, а только лишь указывая хорошо видимые, «внешние» характеристики проблем и «проблемных» объектов, такие, как «объем подвижного объекта» или «потери энергии». Многие ТРИЗ-специалисты высказывались против использования этой таблицы, полагая (не без оснований), что ее использование выхолащивает самую суть ТРИЗ, заменяя творческое мышление бездумным тыканием в клетки таблицы, а сами приемы, подобранные таким образом, чаще всего не оптимальны, не говоря уже о том что и сами эти приемы являются лишь инструментом начального уровня. Тем не менее, именно это предельное упрощенное, выхолощенное подобие того, что обычно именуется «инструментами ТРИЗ», только и позволило вывести использование саму ТРИЗ на сколько-нибудь массовый уровень, сделав ее более или менее узнаваемой за пределами узкого сообщества разработчиков.
 
Другим проявлением принципа перехода системы в новое измерение явилась цветная фотография.
 
Вообще говоря, потребность в получении цветного фотоизображения была очевидной разработчикам фототехники с самого начала, а первые опыты, свидетельствовавшие о принципиальной возможности получения фотографии в натуральных цветах путем использования конечного и притом очень небольшого числа красителей, были поставлены еще М. В. Ломоносовым, в 1756 г. выдвинувшим гипотезу о трехцветности человеческого зрения. Д. Максвелл в 1855 г. на основе этой гипотезы, к тому времени уже подтвержденной, разработал теорию цветности и аддитивного смешения цветов. Таким образом, для получения полноцветного изображения (вне зависимости от его природы) в принципе достаточно сложить друг с другом (или вычесть из белого цвета) изображения всего трех цветов - задача, в принципе решаемая еще на уровне «битумной» фотографии, если сфотографировать объект поочередно с тремя светофильтрами и последовательно отпечатать их на одном и том же листе бумаги с использованием трех разных красителей. Эту идею, безотносительно к техническим средствам ее реализации, предложил в 1850-х годах Л. Дюко дю Орон, а в 1861 г. Дж. Максвеллом было получено первое цветное изображение (рис. 9).
 
 
Первое цветное изображение, сфотографированное Дж. Максвеллом (James Clerk Maxwell), 1861.
Рис. 9
 
В 1892 г. братья Люмьер предложили идею цветного растрирования - разделения изображения на три цвета внутри кадра. Однако в практической фотографии эта идея долгое время технического воплощения не получала - в том числе не была она использована и для промышленного производства цветной фотопленки. Как мы увидим ниже, система еще не дошла тогда до следующей, пятой фазы развития, на которой подобные решения обычно реализуются в эволюционирующей технической системе, а само предложенное решение было для этой фазы недостаточным (хотя общая идея была верной).
 
Для того чтобы реализовать цветную фотосъемку как процесс, доступный широкому кругу фотографов, потребовалось осуществить переход в новое измерение не снаружи, а внутри самой пленки.
 
Это можно рассматривать также как вариант использования приема № 1 (дробление) либо №7 («принцип матрешки»): в ней появились три светочувствительных слоя, разделенные светофильтрами и содержащие особым образом обработанное («сенсибилизированное») светочувствительное вещество. Такая фотопленка давала цветное изображение в одну стадию, а не в три (прием № 5: объединение). Аналогичным образом производилось проявление бумажных отпечатков (позитивов).
 
Первые промышленные цветные фотопленки появились в 1930-х годах. Однако в течение очень длительного времени цветная фотография сосуществовала с традиционной черно-белой: конкурентными качествами последней были более высокая светочувствительность (дававшая возможность производить съемку в худших условиях освещения), лучшее разрешение (дававшее отпечатки более высокого качества, с меньшим размером зерна и, соответственно, бОльшим числом различающихся точек - пикселей - на снимке) и, главное, дешевизна.
 
Окончательно цветная фотография вытеснила черно-белую (во всяком случае, в массовом, любительском секторе) только на закате существования фотопленки - в преддверии следующей фазы развития.
Фаза 5: Преобразование
 
Фаза 5: Преобразование
Рис. 10
 
Эта фаза в развитии любой системы является сравнительно быстрой, хорошо наблюдаемой и очень «яркой», иногда - в прямом смысле этого слова (например, у эволюционирующих звезд эта фаза соответствует началу свечения). В биологическом развитии человека как индивида эта фаза соответствует пубертату (половому созреванию), также являющемуся обычно очень ярким и запоминающимся периодом жизни. Эта фаза предшествует выходу S-образной «траектории развития» системы на плато.
 
Следует заметить, что Любомирский и Литвин [16] в принципе описывают в своей работе и эту фазу, трактуя ее как «возврат с третьего этапа на второй», но рассматривают ее не в качестве одного из самостоятельных этапов эволюции, а только лишь как один из возможных вариантов развития. В принципе в этом есть определенный резон, поскольку не все системы «доживают» до фазы преобразования – некоторые остаются на предыдущей фазе, переходящей в свою «вырожденную», стагнирующую форму (см. ниже, пример с зонтиком), которая также выводит кривую эволюции на плато. Однако, судя по известным автору данным об эволюции систем разной природы (прежде всего психологических и социальных, но также и биологических и иных), данная фаза имеет принципиально важное значение для всей последующей эволюции системы – аналогично тому, сколь важное значение для биологического организма имеет фаза полового созревания.
 
Отметим, что именно здесь таится наиболее ловушка для предсказателей развития систем: основываясь на предшествующей, почти линейной (либо, в других координатах, почти экспоненциальной) динамике развития в течение длительного времени, они порой сильно «промахиваются», не замечая, что система подошла к новой фазе своего развития.
 
В эту ловушку, в частности, угодила компания Microsoft, которая в 2002 году, не сумев правильно проанализировать ход эволюции компьютерного «железа», продолжала разрабатывать программное обеспечение «на вырост», в надежде, что производители этого «железа» будут, как и в прежние 20 лет, увеличивать производительность процессоров на порядок каждые пять лет. В результате появилась операционная система Windows Vista - заведомо нежизнеспособный монстр, которого удалось ненадолго «оживить» только благодаря агрессивной, по существу антирыночной политике компании-монополиста, потерявшей на этой неудаче многие миллиарды долларов недополученной прибыли.
 
В эту же ловушку регулярно попадают прогнозисты развития мировой экономики, для которых системный кризис почти всегда наступает совершенно неожиданно…
 
В самом деле, динамика внешних, хорошо видимых наблюдателю параметров системы перед этой фазой, как правило, не обнаруживает никаких признаков надвигающихся резких изменений. Но именно здесь, на данной фазе эволюции, и проявляется второй закон диалектики: увеличение количественных характеристик приводит в конечном итоге к качественному преобразованию системы. Система просто перестает справляться с возрастающими нагрузками, являющимися следствием ее быстрого роста. Наступает предельное состояние, выходом из которого может быть только качественное преобразование системы.
 
Чаще всего таким качественным преобразованием является переход главной функции системы на микроуровень. Таким способом происходит половое созревание у человека и животных; таким же способом реализуется в современных высокоорганизованных государствах представительная демократия.
 
Неумолимость действия второго закона диалектики в случае фотографии была вызвана наступающим истощением ресурсов. Таким ресурсом было серебро: его природные запасы стремительно сокращались и, по некоторым прогнозам, в 1990-2000-х годах это должно было вызвать коллапс традиционной фотографии.
 
В связи с этим, было поставлено множество научных исследований, ставящих целью заменить соли серебра другими (бессеребряными) светочувствительными веществами (прием № 26 - копирование). Иногда такой способ в принципе проходит: так, например, замена поташа содой в стекольном производстве сохранила леса от угрозы истребления и создала стекольной промышленности запасы на многие столетия вперед [21] (чем, возможно, существенно замедлила исследования в области синтеза новых стекол). В случае с фотографией такой прием не прошел: все опробованные альтернативы оказались по своим характеристикам на порядки величин хуже традиционных серебряных.
 
Решение сегодня известно почти каждому жителю планеты: это цифровая фотография. Система фиксации фотоизображения перешла на микроуровень, а «химическое поле» (напомним, так в ТРИЗ обычно называют распределенные в пространстве химические взаимодействия) в качестве движущей силы было заменено полем электромагнитным.
 
Так почему же идея растровой цветной фотографии не нашла широкого практического применения? По мнению автора, потому, что эта идея, тоже предполагавшая в принципе переход на микроуровень, не изменяла систему по существу, что является одной из основных особенностей данной фазы развития, - а на других фазах переход на микроуровень редко бывает востребован.
Фаза 6 (текущая): Оптимизация
 
Фаза 6: Оптимизация
Рис. 11
 
В развитии человека как индивида эта фаза соответствует наиболее длительному периоду - примерно от 20 до 45-55 лет, вплоть до наступления климактерических изменений, свидетельствующих о наступлении следующей фазы развития.
 
На S-образной «траектории эволюции» систем эта фаза соответствует плато. Любомирский и Литвин [16] рассматривают ее в качестве третьего этапа эволюции и дают очень подробное описание конкретных механизмов эволюции технических систем на этом этапе их развития.
 
Они же отмечают, что именно слово «оптимизация» было бы содержательно наилучшим для одного из законов, наиболее ярко проявляющихся именно на этой фазе, - закона оптимизации потоков. Однако в связи с тем, что слово «оптимизация» имеет негативный оттенок для ТРИЗ-специалистов, они вынуждены были заменить это слово в названии закона на более длинную, но нейтральную для указанных специалистов формулировку: «закон повышения эффективности использования потоков».
 
Отметим, что именно на этой фазе развития у биологических организмов (включая человека) обычно появляется потомство, что свидетельствует о наступлении условно выделяемой нами девятой фазы (см. ниже) - эти фазы, как правило, протекают во времени параллельно друг другу, аналогично тому, как в биологических системах рождение потомства всегда происходит именно в период между половым созреванием и климаксом.
 
Поскольку в настоящее время в рассматриваемой нами системе шестая фаза только начинается, имеет смысл рассмотреть ближайший прогноз ее эволюции именно в рамках этой фазы.
 
Прежде всего, следует отметить, что данная фаза является в эволюционном цикле наиболее спокойной - на ней не происходит резких изменений количественных характеристик системы.
 
В биологических системах этому в какой-то мере способствует необходимость рождения здорового потомства, что требует стабильности системы. Однако такая же особенность наблюдается и в небиологических системах, включая звезды на стадии свечения, которые ни с какими детородными процессами, разумеется, не связаны. Это дает основание считать деторождение неосновным фактором, обуславливающим особенности этой фазы.
 
В связи с этим, представляется примечательным тот факт, что «гонка мегапикселей» (быстрое, по существу лавинообразное увеличение разрешающей способности светочувствительной матрицы - вначале до одного мегапикселя, затем до двух, трех, пяти, десяти… - сейчас уже пятнадцати и даже двадцати), будучи критически важной на предыдущей фазе развития, сегодня в наиболее массовом секторе фототехники потеряла всякий реальный смысл. Дело в том, что реальное качество фотографического изображения определяется сегодня уже не разрешением матрицы, а оптическими характеристиками объектива: именно его разрешение определяет, сколько пикселей можно будет реально различить на фотографии (см. [6]). Реальное оптическое разрешение «навороченных» «цифромыльниц» составляет обычно 3-5 мегапикселей - то есть ровно столько же, сколько и в самом начале данной фазы развития. Однако дальнейшее, по инерции, наращивание «мегапиксельности» по-прежнему является хорошим рекламным ходом: человеческое мышление инертно, и осознать, что ситуация давно уже (и, тем более, совсем недавно) изменилась, способны, к сожалению, очень немногие…
 
Данный факт отнюдь не является единичным. Не будучи способной на кардинальные изменения по существу, техническая система на этой фазе развития часто «кардинально модернизируется» маркетологами. Для этого они выдумывают всевозможные количественные характеристики, якобы «принципиально улучшающие» то или иное техническое устройство: сниженная «мощность излучения» (у телевизионных мониторов), сниженный уровень шума (у самолетов), пониженный выброс СО (у автомобилей) и т.д. Все эти характеристики, конечно, улучшают систему, но отнюдь не настолько принципиально, как это рекламируют производители и их лоббисты.
 
Еще одним проявлением того же порядка является явление «технической мимикрии», описанное Ю. Э. Даниловским ([10]), когда техническая система приобретает визуальные признаки другой системы и/или физически совмещается с ней без видимой практической пользы, но с вполне осязаемым коммерческим эффектом: так появляется авторучка с лазерной указкой или мобильный телефон в форме научных часов (рис. 12).
 
 
Мобильный телефон в форме наручных часов. Фото с сайта http://watch-mobile.ru/
Рис. 12
 
Все вышесказанное не означает, что системы вообще и технические системы в частности на данной фазе развития не совершенствуются. Просто реальное развитие технических идет, увы, меньшими темпами, чем этого хотелось бы их производителям.
 
Происходит это развитие, согласно Любомирскому и Литвину [16], главным образом в направлении «вылизывания» характеристик системы, подгонки ее основных частей друг к другу, поиска оптимальных сочетаний ее параметров, - одним словом, в выискивании «тысячи мелочей», которые могут дать системе экономические или иные преимущества, такие, как удешевление эксплуатации, комфорт или безопасность.
 
Понятие «комфорт» не следует путать с близким по смыслу понятием «удобство»: последнее подразумевает, прежде всего, простоту и «интуитивность» использования, в то время как первое относится скорее к сфере сугубо субъективного восприятия потребителя, получающего удовольствие (в том числе и эстетическое) от использования данной системы. Именно по этой причине на данной фазе появляются решения, главным «функциональным» отличием которых является дизайн.
 
Так чего же можно ожидать в ближайшей перспективе от цифровых фотоматриц?
 
Совершенно точно - не их перехода в новое измерение (в виде, например, голографической съемки), хотя обычная стере-фото-киносъемка, известная уже много десятилетий, вполне может быть в них технически реализована уже в самое ближайшее время - главным образом, в качестве рекламного хода, ибо практическая польза от такой съемки не вполне очевидна, в отличие от потерь в виде снижения разрешающей способности и/или увеличения размера объектива (по существу, это был бы обратный тренд в сторону уменьшения идеальности системы).
 
Аналогично, трудно ожидать лавинообразного повышения светочувствительности (хотя это с небольшой вероятностью и возможно): это означало бы новый переход на микроуровень и перевело бы данную систему в принципиально новое качество, дав огромный практический эффект, - что для данной фазы, особенно для ее начала, является совершенно нетипичным. При этом, опять-таки в качестве рекламного хода, такой «положительный эффект» широко используется уже сейчас: рекламируемая чувствительность любительских «цифромыльниц» нередко достигает заоблачных (для нынешнего уровня цифровой фототехники) цифр, вплоть до пятизначных значений ISO. И это даже иногда является правдой - но только при этом производители «скромно забывают» упомянуть, что такая сверхвысокая светочувствительность возможна только при минимальном разрешении (менее одного мегапикселя) и ярком солнечном свете, и достигается она ценой значительного увеличения уровня «шумов» в матрице. Реальная же светочувствительность таких аппаратов остается такой же, как и раньше: при 5-мегапиксельном разрешении аппарат с размером матрицы ¼ оптического дюйма (что типично для «цифромыльниц» «полупрофессионального» класса) обычно дает светочувствительность в пределах 100-200 единиц ISO - при более высоких значениях ISO шумы матрицы «съедают» ее разрешающую способность.
 
А вот тенденция к миниатюризации, то есть в направлении повышения идеальности, вполне может проявиться, и она сейчас наблюдается: относительно «малопиксельные» матрицы, чье разрешение не лимитируется разрешением оптики, становятся все более миниатюрными, легко помещаясь в мобильный телефон, нетбук или дверной глазок. Вполне вероятно, что эта тенденция продолжится и далее, хотя ожидать дальнейших кардинальных изменений все же вряд ли стоит: становясь миниатюрными, матрицы опять попадают в «тиски» между «шумами» с одной стороны и разрешающей способностью оптики – с другой.
 
Также можно ожидать появления, например, ударопрочных и/или влагозащищенных матриц: такое решение лежит в русле общего тренда к повышению безопасности, в данном случае - безопасности самой матрицы.
 
В целом же кардинальных изменений технических характеристик на этой фазе развития, повторим, вряд ли следует ожидать.
Фаза 7 (прогнозная): Скрытие
 
Фаза 7: Скрытие
Рис. 13
 
Эта фаза в эволюции многих систем самая таинственная: в самом деле, именно ее наступление бывает труднее всего предугадать прогнозистам. По ряду характеристик она сходна с пятой: обе фазы протекают довольно быстро (хотя седьмая обычно все же не настолько скоротечна, как пятая), обе сопровождаются качественным преобразованием системы и обе выводят ее на новый уровень. Однако если пятая фаза предшествует переходу «траектории эволюции» на плато, то седьмая предшествует, наоборот, сходу с него.
 
В случае развития человека как индивида седьмая фаза соответствует приближению старости - сравнительно недолгому периоду времени (обычно несколько лет), когда человек еще сохраняет большинство своих способностей, но при этом уже ощущает приближающиеся перемены, вызванные старением. Физиологически это проявляется в форме климакса. Одно из общеизвестных проявлений аналогичной фазы в психологии - так называемый «кризис среднего возраста», один из трех наиболее значимых кризисов в развитии личности (двумя более значимыми кризисами являются рождение и пубертат, соответствующие третьей и пятой фазам по нашей классификации).
 
В технических системах седьмая фаза наступает обычно тогда, когда они под «давлением» систем-конкурентов приходят к истощению своих внутренних «конкурентных» ресурсов - в этом ее основное отличие от пятой фазы, на которой преобразование происходит главным образом под «давлением» внешних факторов.
 
Причины истощения внутренних ресурсов в технических и биологических системах, в общем, также сходны, особенно если рассматривать оба типа систем не в онто-, а в филогенезе (ибо изобретение всегда действует на филогенетическом уровне, устраняя противоречие на уровне «вида» технической системы, а не ее конкретного экземпляра). Одной из непосредственных причин как в технических, так и в биологических системах обычно выступает рассогласование характеристик частей системы: в ней появляется неустранимое «слабое звено», сводящее на нет все попытки улучшения других звеньев, а если это звено удается каким-то образом «усилить» до нужного уровня, то проблема не исчезает, а роль «слабого звена» просто переходит к другому элементу.
 
На этой фазе вновь становится возможным переход эволюции на микроуровень (если таковой имеется) и переход к использованию более управляемых полей (например, замена ключевого акустического поля электромагнитным), но «главенствует» обычно обратный тренд: развитие переносится с уровня элементов системы (и/или ее подсистем) на уровень надсистемы.
 
При этом сама система зачастую «скрывается» из виду, переходя в свою более или менее узкую нишу: точно так же человек, уходя на пенсию, перестает быть на виду и посвящает себя семье, детям и внукам, а свою производственную или общественную функцию передает надсистеме.
 
Наступление этой фазы свидетельствует о скором и неизбежном завершении эволюционного цикла («старость не лечится»). Однако точно так же, как человеческая жизнь обычно не заканчивается с наступлением климакса, эволюция технических систем на этой фазе тоже чаще всего не заканчивается. Наступает третья (после актуализации на третьей фазе и преобразования на пятой) и последняя глубинная реорганизация системы. В настоящее время эту фазу развития проходят многие изделия бытовой техники.
 
Одним из механизмов (возможно, основным) осуществления такой реорганизации является объединение с альтернативной системой, как правило, более молодой, с образованием новой системы. Этот процесс подробно рассмотрен в [8]; он сводится к переносу в надсистему не столько элементов, сколько их свойств, которые на надсистемном уровне могут быть в принципе достигнуты и иными способами.
 
С этих позиций попытаемся представить, что ждет систему фиксации фотоизображения после того, как фаза оптимизации ее функционирования закончится.
 
Какие же конкретные подсистемы цифровой фотоматрицы могут оказаться рассогласованными через несколько десятков лет? Увы, автор не является специалистом в данной области техники и оставляет этот вопрос без ответа. Можно лишь в самом общем виде предположить, что, вероятнее всего, это будет конфликт в сфере «энергетики»: дальнейшие попытки улучшить ее характеристики будут наталкиваться на ограничения «энергетической проводимости», что приведет к уменьшению управляемости, а принципиальное решение будет связано с интеграцией с какой-то другой системой и, соответственно, передачей части функций от подсистем к системе как целому или ее надсистеме.
Фаза 8 (прогнозная): Завершение эволюционного цикла
 
Фаза 8: Завершение жизненного цикла
Рис. 14
 
Согласно Любомирскому и Литвину [16], на завершающей фазе своего жизненного цикла система переносит свою дальнейшую эволюцию на уровень надсистемы.
 
Для системы фиксации фотоизображения такой надсистемой, казалось бы, с очевидностью является фотоаппарат, - однако в таком «прямолинейном» понимании данного закона кроется еще одна достаточно типичная ловушка. На самом деле, завершая свое развитие, система переносит свою эволюцию в другие системы, частью которых она прежде не являлась. Именно там следует ожидать ее собственной дальнейшей эволюции, а не эволюции ее прежней надсистемы: последняя, безусловно, может продолжать эволюционировать и далее, но только к развитию этой конкретной системы она уже будет иметь мало отношения.
 
Как указывают далее Любомирский и Литвин [16], на этой фазе система часто объединяется с другими, более молодыми системами, выполняющими сходные функции и впоследствии вытесняющими старую систему, – этот путь ведет, в конечном счете, к гибели системы.
 
Развитие же возможно только в другой надсистеме, выполняющей иную главную функцию. В этой новой надсистеме - сейчас очень трудно сказать, какой она будет, - функция фиксации изображения может обрести «новую жизнь», ввиду того, что характеристики этой системы, ее функции и требования к подсистеме фиксации изображения могут оказаться совершенно иными, нежели в традиционной фотокамере. Соответственно, в этой новой надсистеме рассматриваемая система вновь будет проходить все восемь фаз своего развития, частично повторяя при этом какие-то особенности своего прежнего пути.
 
Именно смена надсистемы отличает данную фазу от пятой, в которой «выход на качественно новый уровень» происходит в пределах старой надсистемы.
Фаза 9 (также текущая): Появление систем-«наследниц»
 
Фаза 9: Повление систем-«наследниц»
Рис. 15
 
Предыдущая, восьмая фаза завершает «физический» цикл эволюции системы. Однако следует отметить, что в биологических системах, которые, как было показано в начале этой статьи, являются эволюционными аналогами систем технических, смерть индивида не ведет к прекращению эволюции вида: индивид воспроизводит свои основные характеристики в потомстве. Это потомство обычно появляется при живых (и еще не очень старых) родителях. Как было отмечено ранее, это происходит на шестой, обычно наиболее длительной фазе эволюционного процесса - фазе «плато» на S-образной кривой.
 
Эта фаза для системы фиксации фотоизображения сейчас как раз началась. Соответственно, исходя из диалектических представлений о спиральном развитии систем вообще и технических систем в частности (см. [11]), автор полагает, что одним из основных трендов развития системы фиксации фотоизображения на этой фазе будет уже сейчас переход на «новый виток спирали».
 
При этом сам термин «новый виток спирали» представляется автору не вполне точным. Скорее эта фаза может быть проиллюстрирована образами «полета через пропасть», «жизни после смерти», - другими словами, это процесс с разрывом. Аналогом этого процесса в природе является, например, процесс продолжения жизни растения (иногда после его смерти) новыми растениями, выращенными из его семян.
 
На этой фазе развития появляется другая система (другие системы), наследующая (-ие) какие-то признаки данной системы. Эти новые системы, по всей видимости, также будут выполнять функцию фиксации чего-либо, что в каком-то отношении подобно оптическому изображению, или даже будет являться в каком-то смысле таким изображением.
 
Одна из таких систем-«наследниц», уже появившихся у фотопленки и цифровой матрицы, - это оптические компакт-диски, те самые CD, DVD, Blue Ray и т.д., которые в настоящее время стремительно развиваются в качестве средств хранения данных - в том числе и оцифрованного (движущегося или неподвижного) оптического изображения. Эта система, будучи вполне «цифровой» по своему содержанию, фактически возвращается на предыдущий, химический уровень фиксации изменений, вызванных лучом света, только луч этот передает не оптическое изображение, а закодированные данные. По существу, мы опять имеем «фотопластинку» на стеклянной подложке, только выполненную в форме круга и, в отличие от традиционных фотопластинок, подвижную в ходе эксплуатации.
 
Автор ожидает появления и других систем, «наследующих» признаки «классического» фотослоя для решения каких-то иных задач.
Фаза 10 (прогнозная): Повторение пути
 
Фаза 10: Повторение пути
Рис. 16
 
В жизненном цикле систем-«наследниц» чаще всего воспроизводятся те или иные особенности систем-предшественников (см. [11]). Соответственно, в оптических дисках можно ожидать появления чего-то, что позволит использовать для хранения информации весь объем, а не только поверхность диска, а сам диск превратит в шар или другую трехмерную геометрическую форму, например, пленку в рулоне.
 
Впрочем, аналог «компакт-пленки» - магнитная лента - используется для записи данных уже очень давно. «Обратный тренд»?..
 
Анализ эволюции этих систем, однако, выходит далеко за рамки настоящей работы.
3.   Пленка и «цифра»: пример фрактальности фаз эволюции
 
Фрактальность фаз эволюции
Рис. 17
 
Исходя из принципа фрактального подобия, можно ожидать сходства фаз развития системы (фотографическое устройство) с развитием ее подсистем (системы фиксации изображения и системы фокусировки изображения). Такое понимание фрактальности является в ТРИЗ вполне устоявшимся, и его не так сложно проследить.
 
Мы, однако, этого делать не будем, а попробуем распространить принцип фрактальности далее - на сам процесс эволюции.
 
Как показано выше (и автор является далеко не первым, кто это осознал), эволюция системы протекает скачкообразно, через ряд достаточно четко отличимых друг от друга частей - фаз эволюции, которых автор насчитал восемь (не считая «метафизических» девятой и десятой фаз, на которых развитие системы продолжается уже в других системах).
 
Попробуем распространить принцип фрактальности на временной цикл: в результате получим тезис о том, что на отдельных фазах своего развития система повторяет в сжатом виде все фазы своего развития как целого.
 
Как только такой тезис был сформулирован автором, сразу же оказалось, что он давно уже известен: по существу, это не что иное, как закон сжатого повторения фаз филогенетического развития в онтогенезе. Этот закон изучается еще в школьном курсе общей биологии…
 
Тем не менее, автор (возможно, по незнанию) не встречал пока что работ, в которых бы такой принцип последовательно применялся к эволюции технических систем. Соответственно, примем это утверждение в качестве рабочей гипотезы и постараемся проверить, соответствует ли она истине.
Эволюция фотопленки
Представляется самоочевидным, что в наиболее четком виде данный принцип должен наблюдаться на той фазе эволюции, на которой сам процесс эволюции идет наиболее интенсивно и «линейно». Как нетрудно понять, это - четвертая фаза, фаза экспансии, сопровождаемая значительным ростом всех или большинства количественных характеристик системы.
 
И действительно, проанализировав более подробно четвертую фазу развития рассматриваемой системы - фазу фотопленки - мы легко можем отыскать в ней микрофазы, аналогичные фазам развития самой системы.
 
Начинается этот процесс, как и процесс эволюции самой системы, еще на предыдущей, третьей фазе, до появления фотопленки как таковой, с появления ее функции - гибкого фотослоя: в 1880 г. Л. Варнеке предложил способ нанесения фотографической эмульсии на гибкую подложку – прорезиненный шелк.
 
Вскоре последовала микрофаза материализации: в 1882 г. И.В.Болдырев разработал способ изготовления прозрачной гибкой пленки, на которую наносился фотографический слой.
 
Однако эта фаза не была еще фазой появления самой фотопленки, поскольку ее основная отличительная характеристика от фотопластинки - возможность свертывания в рулон - Болдыревым реализована не была.
 
Моментом актуализации можно считать только 1884 г., когда Дж. Истмен разработал рулонную фотопленку с отделяющимися слоями.
 
Решающими изобретениями, которые перевели фотопленку на четвертую микрофазу (фазу экспансии), были предложение использовать целлулоид в качестве подложки для фотоматериалов (Х. Гудвин, 1887) и изобретение фотоаппарата для рулонной пленки (Дж. Истмен, 1888). С этого, собственно, и началось триумфальное шествие фотопленки по планете.
 
Следующая микрофаза - фаза преобразования - была связана с переходом к цветной фотопленке. Автор настоящей работы в начале своего исследования даже принял было эту пятую микрофазу за пятую фазу самой рассматриваемой им системы - настолько яркой (в том числе и в буквальном смысле этого слова) она была. Эта фаза также сопровождалась переходом на микроуровень: структура пленки, ранее однородная, стала многослойной (прием № 1 – дробление), что и обеспечило возможность получения на ней многоцветного изображения в один «заход». Примерно тогда же был изобретен и «обратимый» фотопроцесс, позволивший после проявления и фиксирования фотопленки сразу получать на ней изображение в натуральных цветах, а не в виде негатива.
 
На следующей, шестой микрофазе - фазе оптимизации - решалась главным образом задача сделать процессы фотосъемки, проявления и фиксирования изображения более комфортными для массового потребителя. Наиболее значимыми здесь явились три изобретения:
 
(1)   Одноступенчатый процесс получения цветного фотографического изображения с диффузионным переносом красителей (Е. Ленд, 1951), нашедший свое применение в продукции фирмы “Polaroid” (1963), - это позволило потребителю избежать стадии проявления пленки как таковой, но жестко ограничило размеры самого изображения;
(2)   Фотоаппарат, на экспонометрическую систему которого автоматически подается значение светочувствительности, указанное специальным образом на самой фотопленке, - это позволило потребителю не беспокоиться о том, что используемые им пленки могут иметь разную чувствительность, что сделало съемку более удобной (прием № 25 - «принцип самообслуживания»);
(3)   Стандартный фотопроцесс, при помощи которого в специализированной лаборатории можно было быстро, удобно и дешево проявлять пленки и печатать кадры фактически без участия человека.
 
Следующая, седьмая микрофаза развития фотопленки - фаза реструктуризации и скрытия - совпала по времени с переходом ее надсистемы (системы фиксирования фотоизображений в целом) на пятую, «цифровую» фазу. При этом фотопленка, вопреки общераспространенному мнению (но в точном соответствии с общими закономерностями, указанными в [16]), не «умерла» - она продолжила (и сейчас продолжает) свое развитие в скрытой от массового потребителя нише профессиональной и технической фотосъемки.
 
В частности, автору известно, что именно на фотопленку по сей день производится, например, скоростная фотосъемка: специальные фотослои обеспечивают ей светочувствительность и разрешение, недостижимые (в том числе и в обозримой перспективе) для цифровой фототехники. Идет последняя, восьмая фаза ее развития…
Эволюция цифровой фотографии
Не будучи профессионалом в области физики полупроводников вообще и цифровой фотографии в частности, автор ниже использовал материалы из статьи [15]. Автор не уверен, что в этой статье нет фактологических ошибок, но, тем не менее, общий ход эволюции цифровой техники представляется вполне соответствующим приведенной выше классификации.
 
Фаза появления функции для цифровой фотографии наступила, по мнению автора, в 50-х годах прошлого века, когда стала очерчиваться угроза исчерпания запасов серебра на планете (см. выше). И хотя первая публикация А. Свинтона о возможности создания электронного устройства для фиксации фотоизображения появилась намного раньше (1908), как-либо повлиять на развитие традиционной фотографии она не могла: на фазе экспансии, на которой тогда находилась рассматриваемая система, подобные возмущения проходят практически бесследно. Не бесследным оказалось это решение для несколько другой системы – телевидения, функцию которого такой подход, по сути, и решал. Мы, однако, говорим о фотографии, в которой новая функция (фиксация изображения без помощи серебра) появилась лишь почти полстолетия спустя.
 
Фаза материализации для цифровой фотографии началась в 1969-1970 годах, когда была создана первая ПЗС-матрица и на ее основе произведен на свет прототип видеокамеры разрешением в семь пикселей. Никакого практического значения это устройство не имело.
 
Фаза актуализации приходится на 1973 год, когда компания Fairchild начала промышленный выпуск черно-белых ПЗС-матриц с разрешением 100х100 пикселей. Такая матрица уже могла фиксировать и хранить то, что можно назвать изображением.
 
Фаза экспансии началась в 1994 г., когда компания Apple выпустила фотокамеру, способную снимать кадры с разрешением 640х480 пикселей (на тот момент – де-факто стандарт для мониторов персональных компьютеров) и хранить 8 кадров с таким разрешением. Стоила такая камера менее 800 долларов, что делало ее доступной для достаточно широкого круга американских фотолюбителей. Как и в случае появления 35 мм фотопленки, цифровая фотография преодолела рубеж, дающий возможность использовать технику непрофессионалам. В дальнейшем основной параметр таких устройств – разрешающая способность матрицы – увеличился на порядки величины.
 
Заметим, что переход от черно-белого изображения к цветному, состоявшийся спустя несколько лет, не знаменовал собою фазу преобразования системы, как это было в случае фотопленки: по существу, матрица осталась самой собой, а функции фиксации изображения разных цветов просто перешли к разным ее элементам. Перехода на микроуровень не было: просто к имеющимся элементам на том же самом уровне структуры добавились новые – светофильтры, располагаемые к тому же снаружи светочувствительного слоя, а не внутри него.
 
Переходом к фазе преобразования мог бы в принципе явиться выпуск трехслойной матрицы Foveon компанией Sigma в 2002 г. В этой матрице цветоделение на аддитивные цвета RGB проводится послойно, по толщине полупроводникового материала, с использованием физических свойств кремния. Толщина каждого слоя выбрана по результатам экспериментальных исследований по глубине проникновения квантов соответствующего спектрального диапазона в кремний. Слои, в которых происходит фотоэффект, разделены дополнительными тонкими зонами низколегированного кремния и имеют отдельные выводы сигнала.
 
Эта матрица, казалось бы, вполне удовлетворяет требованиям, предъявляемым к системе на пятой фазе: она сопряжена с переходом на микроуровень (как и в случае цветной пленки, матрица стала многослойной), что улучшило ее основную характеристику – соотношение между разрешением и светочувствительностью.
 
Однако мировые лидеры в области фотографии не спешили (да и сейчас не слишком спешат) гнаться за первооткрывателем. Матрица Foveon лишь ненадолго всколыхнула рынок, но не перевернула его. Человечеству, по большому счету, сегодня вполне хватает характеристик обычных цифровых матриц.
 
В то же время фаза экспансии цифровых матриц с очевидностью сходит на нет: все возрастающее число мегапикселей в любительских камерах (а именно непрофессиональный сектор наиболее важен для фазы экспансии) является скорее рекламным ходом (или даже трюком) производителей, нежели отражает реальное улучшение качества матриц. Внешние ресурсы системы близки к исчерпанию – на этот раз таковыми стали возможности оптики. Любительская оптика пока что не способна давать изображение с разрешением более 5-6 мегапикселей – соответственно, 10-15-20 и более мегапикселей, выдаваемых матрицей (даже если отбросить фактор «шумов» изображения, весьма сильных на таких разрешениях), оказываются в наиболее важном (для данной фазы) секторе не востребованными.
 
Система по существу выжидает, пока ее «собрат» - оптическая система фотоаппарата – достигнет сбалансированных с нею характеристик. Надсистема же – то есть сам фотоаппарат – как раз проходит сейчас шестую фазу – фазу оптимизации. На этой фазе, согласно Любомирскому и Литвину [16], основной тенденцией развития системы является как раз согласование характеристик ее элементов.
4.   Фотопленка и зонтик: о согласовании фаз развития системы с ее микрофазами
 
Сценарий преобразования
Рис. 18
 
Принцип фрактального подобия эволюционных фаз может быть использован для более точного прогнозирования хода развития системы, с учетом не только текшей фазы, но и ее текущей микрофазы. Мы, однако, не будем подробно останавливаться на деталях такого прогнозирования (оно в принципе является достаточно очевидным следствием разбиения фаз на микрофазы, а рассмотрение деталей требует, как минимум, отдельной статьи), а попытаемся подойти к проблеме с несколько иной стороны, а именно – понять, как текущая фаза и ее текущая микрофаза связаны друг с другом и с микрофазами остальных фаз.
 
Как показано выше (см. рис. 18), начало пятой фазы (фазы преобразования) системы фиксации изображения – переход от «пленки» к «цифре» - совпало по времени с седьмой фазой эволюции (фазой скрытия) предыдущей системы - фотопленки и прохождением третьей фазы эволюции (фазы актуализации) новой системы - цифровой фотографии, переходящей тем самым на следующую фазу экспансии. Представляется достаточно очевидным, что такое совпадение отнюдь не является случайным. Действительно, переход от одной фазы к другой по существу означает, что подсистема, обеспечивающая основную функцию системы на предыдущей фазе, «скрывается», а сменяющая ее в этом качестве новая подсистема, появившись на свет, начинает быстрый рост.
 
В случае системы фиксации фотоизображения обе эти микрофазы подоспели практически одномоментно: пленка уже почти исчерпала свои возможности, а «цифра» этих возможностей как раз достигла (повторимся, мы рассматриваем, прежде всего, любительский сегмент рынка). Этот момент совпал также с объективным надсистемным требованием: получать фотографии без использования становящегося остродефицитным серебра.
 
Совпадение этих трех составляющих – исчерпания возможностей старой системы, принципиального роста возможностей новой системы и объективной необходимости замены старой системы – привело к бурному росту цифровой фототехники, который мы наблюдали в течение последнего десятилетия.
 
Такое совпадение, однако, случается далеко не всегда. В качестве контр-примера можно указать такую техническую систему, как зонтик – наиболее распространенное средство для защиты от дождя. Эта система уходит своими корнями, возможно, в еще более древние времена, чем фотография: в XI веке до нашей эры властители Древнего Египта уже защищались с его помощью – правда, не от дождя, а от солнца. Это изобретение, известное во всем мире под французским именем «парасоль», и ныне активно используется, а само это слово означает зонт от солнца в таких не самых близких к французскому языках, как, например, украинский и корейский (в украинском языке это же слово обозначает и зонтик от дождя).
 
Между тем, использование зонтика для защиты от дождя началось лишь сравнительно недавно – лишь в XVIII веке, когда англичанин Джоан Ханвэй, отчаянный путешественник и отчаявшийся модник, придумал складной зонт. С этого технического решения началось триумфальное шествие зонтика по всему миру – типичный пример четвертой фазы, фазы экспансии. Однако, начавшись более 200 лет назад, эта фаза так и не перешла в следующую: зонтик, которым пользуемся мы, по сути, весьма незначительно отличается от изобретения Дж. Ханвэя. Зонтики двойного и тройного сложения могут быть рассмотрены лишь как пятая микрофаза в пределах вышеуказанной четвертой фазы – на статус преобразования структуры самого зонтика с переходом на микроуровень эти решения никак не могут претендовать. Сейчас идет шестая микрофаза - очень, очень медленная оптимизация характеристик традиционного зонта.
 
Почему же эта система не спешит переходить на следующую фазу развития – казалось бы, давно ожидаемое качественное преобразование? По мнению автора, ответ заключается в том, что система не столкнулась с проблемой нехватки внешних ресурсов. В самом деле, на фазе экспансии дешевизна зонта (его стоимость в развитых странах соответствует зарплате среднестатистического работника за несколько десятков минут работы) в совокупности с вполне удовлетворительным функционалом по существу перекрывает прочим системам всякую иную возможность конкурентной борьбы, кроме значительного снижения цены устройства. Но даже если более дешевые средства защиты от дождя и будут изобретены, этого будет недостаточно, чтобы вытеснить традиционный зонтик с рынка: пока человек не считает для себя ношение зонтика большим неудобством, зонтику ничего не угрожает. Его развитие возможно лишь на уровне микрофазы - а нынешняя микрофаза оптимизации резких изменений не предполагает.
 
Следует отметить, что с точки зрения традиционных представлений об S-образной «траектории» развития технических систем зонтик сейчас с очевидностью находится на фазе «плато»: в течение многих десятилетий он, по сути, не меняется, продолжая стабильно удерживать свою долю рынка. Это «плато», однако, является по существу искусственным, «вырожденным», и не соответствует фактической фазе развития системы. Проблема нехватки ресурсов неактуальна – а в этих условиях стагнация может продолжаться в течение неограниченного времени – увы, отнюдь не только в технических системах...
 
Таким образом, можно выделить два крайних, предельных сценария перехода от фазы к фазе. Первый из них реализуется в случае системы фиксации фотоизображения: наиболее важная пятая фаза (преобразование) системы совпадает с началом седьмой фазы (скрытия) уходящей системы и четвертой фазы (экспансии) системы, приходящей на ее место. Для этого нужно, однако, чтобы смена фаз стала жизненно необходимой для системы вследствие нехватки внешних ресурсов. Если же ресурсов в прежней системе хватает, то вновь появившиеся системы будут вынуждены (возможно, очень долго) дожидаться того момента, когда они закончатся, - реализуется «сценарий зонтика», то есть возникают «системы-долгожители», которые прогресс обходит стороной. Отметим, что подобные системы есть не только в технике, но и в природе: одним из типичных примеров является акула, практически не изменившаяся за многие миллионы лет эволюции.
 
В качестве наглядного образа автор вспоминает одноколейный трамвайный путь, на котором трамваи, идущие в противоположные стороны, могли разминуться только на остановке: трамвай, пришедший на остановку первым, был вынужден ждать встречного трамвая. Последний чаще всего приходил довольно быстро, и тогда движение продолжалось по существу в прежнем ритме, но он мог и задержаться на несколько часов из-за поломки – и тогда движение на всей ветке останавливалось...
 
В ТРИЗ хорошо известен «закон энергетической проводимости»: «необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является сквозной проход энергии по всем частям системы» [1]. Суть этого закона состоит в том, что при наличии «блокировки» в подводе энергии к одной из подсистем (или отводе энергии из нее) нежизнеспособной становится, как правило, и вся система в целом; альтернатива состоит в отбрасывании «непроводящей» подсистемы с передачей ее функций другим подсистемам.
 
Разумеется, к статическим системам типа того же зонтика это напрямую не относится, за неимением потоков энергии, циркулирующих в этой системе (не считая моментов раскрытия и складывания зонтика). Однако в данном случае можно провести аналогию с развитием системы во времени: если на одной из фаз «микроэволюции» возникает «затор», то стопорится и «макроэволюция», и, наоборот, при отсутствии запроса на смену фаз на уровне эволюции системы в целом «стопорится» эволюция и в ее подсистемах. При этом, как в случае с зонтиком, текущая фаза устойчиво переходит в микрофазу оптимизации, на которой она может «эволюционировать» (а по сути – стагнировать) неограниченно долго – до тех пор, пока не сложатся условия для перехода на следующую «большую» фазу.
 
Таким образом, фаза оптимизации является своеобразным «демпфером эволюции»: на этой фазе система может «пережидать до лучших времен», причем эта фаза может быть как основной фазой развития системы, так и «микрофазой» в другой фазе, как это мы наблюдаем в случае зонтика, затормозившего свое развитие на микрофазе оптимизации в фазе экспансии.
 
Вместе с тем следует заметить, что даже в такие моменты стагнации ход эволюции не прерывается. Как явствует из вышеизложенного, эволюция любой системы начинается с двух «скрытых» (латентных) фаз – фазы появления функции и фазы материализации. Появление функции диктуется недостатками прежней системы – такие недостатки есть у любой системы, в том числе и у системы-«долгожителя». Например, один из очевидных недостатков зонтика состоит в необходимости его держать, что уменьшает ресурсы надсистемы (человек лишается свободной руки). Известны и технические решения, направленные на устранение этого недостатка: например, крепление зонтика к поясу, на спине (к одежде) или на головном уборе. Однако эти решения практически не доходят до потребителя, так и оставаясь на фазе материализации: система не дает запроса на «прохождение» следующей микрофазы.
 
Другими словами, фаза материализации может выступать в качестве «демпфирующей» фазы эволюции на уровне подсистемы, когда надсистема не дает «запроса» на ее актуализацию.
 
Подводя итог, можно выделить два сценария текущего развития системы с разными предельными состояниями и разными механизмами внутренней синхронизации ее развития:
 
(1)   Сценарий преобразования, когда синхронизация осуществляется на нечетных фазах: система проходит пятую фазу (преобразование), причем ее третья микрофаза (актуализация в новом качестве) совпадает по времени с третьей микрофазой (актуализацией) в следующей фазе, а пятая микрофаза (пик преобразования) – с началом седьмой микрофазы (скрытия) в предыдущей фазе;
 
(2)   Сценарий пережидания, когда синхронизация проходит на четных фазах: сама система может находиться на четвертой (как зонтик), шестой (как, например, автомобиль) или, реже, восьмой (как акула) фазах, при этом текущая фаза «пережидает» на своей шестой микрофазе, предыдущая фаза переходит (в своем собственном ритме) на восьмую микрофазу угасания, а сменяющая ее фаза «застревает» на своей второй микрофазе материализации, не доходя до следующих микрофаз, требующих интенсивного развития.
 
Эти предельные сценарии способны при соответствующих условиях переходить друг в друга, что и обеспечивает неразрывность хода эволюции как системы в целом, так и ее частей.
Заключение
 
 
Авторская классификация фаз эволюции
Рис. 19
 
На примере системы фиксации оптического изображения в фотографии мы рассмотрели основные фазы эволюции технических систем и проследили их аналогии с фазами развития хорошо знакомой нам нетехнической системы – онтогенеза человека как биологического индивида. Такие же аналогии можно выявить и с фазами развития других систем, связанных с человеком, в частности, психических и социальных систем, а также фазами развития систем иной природы, таких, как звезды (см. Приложение). Эволюционирующие системы фрактально подобны друг другу не только сами по себе – в значительной мере похожи и фазы их развития, что, собственно, и составляет сущность ЗРТС (Законов Развития Технических Систем) как научной дисциплины.
 
Вместе с тем, мы проследили и фрактальное подобие иного рода: каждая фаза эволюции распадается на микрофазы, последовательность которых содержательно повторяет последовательность фаз эволюции системы в целом. Фрактальность распространяется, таким образом, не только на пространство, но и на время.
 
Этот принцип находит свое отражение и в живой природе, в виде известного «биогенетического» закона Э. Геккеля (1866), постулирующего «сжатое» повторение ранее пройденных филогенетических фаз в онтогенезе. Однако фрактальное подобие фаз с микрофазами внутри каждой фазы имеет два существенных отличия от вышеупомянутого закона.
 
Во-первых, микрофазы в составе каждой фазы повторяют не ранее пройденные фазы развития системы, а полный список, то есть каждая фаза, с первой и до восьмой, распадается на все те же восемь микрофаз.
 
Во-вторых, в отличие от «биогенетического» закона, по которому повторение филогенетических фаз в онтогенезе имеет четкие пространственные и временные рамки, здесь мы имеем дело со сквозным, взаимопроникающим процессом. По существу, каждая фаза развития системы начинается задолго до того, как она станет «видимой» для стороннего наблюдателя. Первые две ее «микрофазы», как и первые две фазы развития всей системы в целом, протекают латентно (скрытно), параллельно с протеканием предыдущих фаз (обычно нескольких). Точно так же латентно протекают и последние две микрофазы, которые накладываются во времени на последующие фазы развития системы как целого.
 
По существу, эволюция предстает не как процесс смены дискретных фаз, а как процесс их переплетения – подобно тому, как переплетаются стебли цветов в орнаменте и как сменяются человеческие поколения.
 
Любомирский и Литвин [16], говоря об этом феномене, указывают, что на первом этапе (из четырех) новая система сосуществует с предшествующей, а на четвертом – с последующей, сменяющей ее системой.
 
Эта латентность и взаимопроникновение фаз друг в друга, их параллельное протекание во времени, и обеспечивает системе, по мнению автора, тот «люфт», то «пространство для маневра», которое дает ей возможность продолжать развитие, как бы не продолжая его. Противоречие решается вынесением части микрофаз за пределы самой фазы, что дает им возможность протекать в относительно «свободном» ритме, накапливая, условно говоря, потенциал для последующих, наиболее значительных преобразований системы: актуализации в начале «видимой части» эволюционного пути и выхода в надсистему в его конце.
 
Чередование сравнительно быстрых (за исключением первой, бывающей иногда длительной) «нечетных» фаз со сравнительно длительными «четными» (за исключением второй фазы, длительность которой также мало предсказуема) позволяет реализовать два сценария синхронизации ритмов в системе, названных нами сценариями преобразования и пережидания. В первом случае синхронизация идет по быстрым «нечетным» фазам, во втором – по более длительным «четным». Эти сценарии могут безболезненно для системы переходить друг в друга за счет наличия вышеупомянутого «временнОго люфта» на «четных» фазах. Тем самым, по мнению автора, обеспечивается кажущаяся порой таинственной синхронность эволюционных процессов на разных уровнях организации систем на протяжении всего их жизненного цикла. Система не повинуется каким-либо «божественным импульсам свыше» - согласование ритмов ее развития в пространстве и времени изначально заложено в ней самой.
Постскриптум: А был ли мальчик?
Опытным исследователям хорошо известно, что не каждая теория содержит зерно истины, но каждая содержит, по крайней мере, одно заблуждение. Нередко в роли последних выступают результаты идеализации или абсолютизации ранее открытых закономерностей, распространение их далеко за пределы применимости той или иной теории. Такие заблуждения есть, по-видимому, и в ТРИЗ – см., например, [18].
 
В принципе, разработку теории того или иного процесса или явления тоже можно рассматривать как эволюционный процесс, во многом аналогичный процессу эволюции технических систем: в обоих случаях развивается не сама рассматриваемая система (которая сама по себе пассивна и развиваться не может), а надсистема, включающая человека в качестве активной «составляющей».
 
В этом случае, в соответствии с результатами настоящего исследования, логично предположить, что процесс разработки новой теории – такой, как теория эволюции технических (и не только?) систем, - будет состоять из тех же самых фаз, что и эволюция самих этих систем.
 
И в самом деле, если посмотреть на развитие такой дисциплины, как законы развития технических систем (ЗРТС), то можно легко обнаружить проявления вышеуказанных фаз:
 
1. Появление функции: функция прогнозирования развития техники появилась с развитием конкуренции в промышленности, когда тот, кто предугадывал тенденции такого развития, получал значительные конкурентные преимущества – как вышеупомянутый Билл Гейтс.
 
2. Материализация: законы эволюции, открытые первоначально в биологии, во многом применимы и к техническим системам – но сами по себе они не дают прогноза их развития, то есть не выполняют основной функции ЗРТС.
 
3. Актуализация: труды Г. С. Альтшуллера и его коллег открыли возможность использовать законы эволюции (с некоторыми довольно существенными дополнениями) для построения (более или менее) достоверных прогнозов хода развития технических систем, которые можно было продавать заинтересованным организациям. Система вышла на рынок.
 
4. Экспансия: прогнозирование тенденций развития технических систем начинает постепенно завоевывать рынок – сейчас система проходит микрофазу актуализации на фазе экспансии, становясь все более и более узнаваемым феноменом.
 
Следующая микрофаза – экспансия в экспансии – предполагает максимальную скорость развития системы, а следующая «большая» фаза – преобразование - ...
 
... Сделаем пока что остановку. Нынешняя, четвертая фаза (или второй этап по Любомирскому и Литвину) подразумевает «ощупывание» системой ее фундаментальных ограничений – тех самых, которые в итоге и приведут к замедлению ее развития. Наверняка такие ограничения есть и в ЗРТС как научной дисциплине, и, тем более, в предлагаемой классификации фаз развития. Едва ли можно предположить, что все высказанные выше положения будут в равной мере применимы для всех без исключения эволюционирующих систем – а ведь выше не делалось никаких допущений о том, к каким из них можно применить данную классификацию. Не вполне определенна в этом отношении и классификация Любомирского и Литвина: термину «техническая система» можно дать весьма разные определения, и не очевидно, что, принимая любое из этих определений, мы сможем применить указанные ими закономерности к любой из конкретных систем, подпадающих под то или иное определение «технической системы». Предлагаемая автором классификационная система претендует на еще большее – на описание общих закономерностей развития систем разной природы, от психических процессов до жизни звезд. Нет ли здесь системной ошибки?
 
Автор убежден, что такая ошибка в его построениях в самом деле есть. Более того, ее наличие является прямым следствием его собственной теории: ведь пятую фазу, на которой, как указано выше, начинают обычно обрисовываться и становиться видимыми пределы развития системы, этой самой классификации еще только предстоит пройти. При этом – если данная классификация не «погибнет» еще раньше от других причин – должно выясниться, что она сама является частным следствием каких-то более общих законов, и именно эти законы, скорее всего, и укажут границы применимости конкретной классификационной системы, равно как и ее аналогов, представленных, в частности, в табл. 2, 3 и в Приложении.
 
Автор отдает себе отчет в том, что отсутствие информации о границах области применимости является существенным недостатком любого теоретического построения, в том числе и основанного на эмпирических данных. Но в то же время он убежден, что незнание лучше ложного знания, а потому оставляет вопрос о вышеуказанных границах открытым.
 
В ходе решения одной из серьезных практических задач – предсказания физических свойств стекол и их расплавов в зависимости от их химического состава и температуры [24] – автор столкнулся с аналогичной проблемой: выведя систему прогнозирования свойств на четвертую фазу эволюционного процесса, он не смог определить границ применимости своей модели. Модель оказалась «всеядной» - она с более или менее приемлемой точностью описывала практически все доступные данные. Под давлением оппонирующих ему специалистов он был все же вынужден ввести пределы, исходя из [очень широких] границ изученной к тому времени области составов. Однако где находятся эти границы на самом деле – другими словами, до каких пор его модель позволяет экстраполяции – автору понять не удалось. Пятая фаза процесса моделирования концентрационных и температурных зависимостей свойств стекол еще не наступила...
 
«А был ли мальчик?» - Автор уверен, что «был»: приведенные им примеры (включая также и примеры из работ, на которые он ссылается) едва ли могут быть результатом случайного совпадения. А вот где именно «был» этот «мальчик» и, главное, где его «не было» (то есть какие из эволюционирующих систем и почему не подчиняются вышеуказанным закономерностям) – это как раз и предстоит выяснить... на соответствующей фазе, на которой, как автор надеется, многие из высказанных им положений станут более понятными и наглядными – а какие-то, возможно, перейдут в разряд преодоленных заблуждений. Какие именно – покажет время.
Благодарность
Автор благодарит д. т. н., мастера ТРИЗ А. Т. Кынина за помощь в подборе хронологического материала по истории фотографии и ТРИЗ-эксперта 4 уровня Л. А. Каплана за помощь в подготовке статьи к публикации.
 
Список литературы
1.     Альтшуллер Г. С. Законы развития систем // Творчество как точная наука. — М.: «Советское радио», 1979. — С. 122 – 127. Цитируется по официальному сайту Г. С. Альтшуллера: http://www.altshuller.ru/triz/zrts1.asp
2.     Альтшуллер Г. С. Найти идею: Введение в ТРИЗ – Теорию Решения Изобретательских Задач // Альпина Бизнес Букс, 2007, 400 с.
3.     Альтшуллер Г. С. Типовые приемы устранения технических противоречий. // Альтшуллер Г. С. Алгоритм изобретения. – М.: Московский рабочий, 1973. Цитируется по официальному сайту Г. С. Альтшуллера: http://www.altshuller.ru/TRIZ/40_priemov_TRIZ.htm
4.     Альтшуллер Г. С. Алгоритм изобретения: М.: Московский рабочий, 1973. - Приложение 1. Цитируется по официальному сайту Г. С. Альтшуллера: http://www.altshuller.ru/triz/technique2.asp
5.     Альтшуллер Г.С., Злотин Б.Л., Зусман А.В., Филатов В.И. Поиск новых идей: от озарения к технологии. (Теория и практика решения изобретательских задач). Кишинев: Картя Молдовеняске, 1989, http://www.trizminsk.org/r/4117.htm
6.     Афанасьев Ю. Н. Разумно о фото // http://www.afanas.ru/video/photo.htm
7.     Ганзен В. А. Системные описания в психологии, Ленинград, Изд. Ленинградского Ун-та, 1984, 176 с. http://www.lib.com.ua/books/3/474n1.html
8.     Герасимов В. М., Литвин С. С. Зачем технике плюрализм (развитие альтернативных технических систем путем их объединения в надсистему) // Журнал ТРИЗ, т. 1, № 1`90, http://www.metodolog.ru/00594/00594.html
9.     Гумилев Л. Н. Этногенез и биосфера земли. СПб.: Кристалл, 2001. http://gumilevica.kulichki.net/EBE/index.html
10.Даниловский Ю. Э. Как «прогнозисты» читают журналы про мобильные телефоны // Metodolog.Ru, http://www.metodolog.ru/01260/01260.html
11.Даниловский Ю. Э. Модели спирального развития техники в прогнозных проектах // Дисс. на соискание степени Мастера ТРИЗ, Санкт-Петербург, 2009-2010, http://www.triz-summit.ru/ru/section.php?docId=4671
12.Захаров А. Объединение идей эволюционного, иерархического и фрактального строения Природы. // Metodolog.Ru. - http://www.metodolog.ru/00595/00595.html
14.История развития фотографии // LineFoto, http://www.linefoto.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=65&Itemid=27
16.Любомирский А., Литвин С. Законы развития технических систем // Алгоритм, 2003. http://gen3.ru/3605/5454/
17.Любомирский А., Литвин С. Законы развития технических систем, 2003, http://www.metodolog.ru/00767/00767.html
18.Рубин М. Мифы о законах развития технических систем, 2009, http://www.temm.ru/ru/section.php?docId=4384
19.Рыбалко Е. Ф. Возрастная и дифференциальная психология: Учеб. пособие. — Л.: Издательство Ленинградского ун-та; 1990. — 256 с. http://www.koob.ru/ribalko_e_f/vozr_i_differ_psih_ribalko
20.Сотская М. Н. Хрестоматия по зоопсихологии и сравнительной психологии. Изд. МГППУ, 2003. http://imp.rudn.ru/psychology/animal_psychology/13.html
21.Старцев Ю. К. Исследования стекла в России. - СПб.: СПбГТИ (ТУ ), ВВМ, 2009. - 364 с.
22.Черепашук П. Эволюция фотографии. Или «а был ли фотоаппарат?» // Cifrovik, http://www.cifrovik.ru/publish/open_article/12737/
23.Development of Chemical Photogrqaphy, in: History of Photography, http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_photography
24.Priven A. I. General method for calculating the properties of oxide glasses and glass forming melts from their composition and temperature // Glass Technology, 2004, vol. 45, No. 6, p. 244-254, http://www.ingentaconnect.com/content/sgt/gt/2004/00000045/00000006/art00001.
 
Приложение
Сопоставление авторской классификации с известными классификациями фаз эволюции систем разной природы
Фаза
Система, автор классификации фаз развития и источник
Биологический индивид (высшие животные)
Личность
Психика
Наименование
Сотская [20]
Рыбалко [19]
Ганзен [7]
1
Появление функции
-
Период новорожденности
[Пренатальный период]
2
Материализация
Пренатальный период
Младенческий период
3
Актуализация
Постнатальный период
Преддошкольный период
[Рождение]
4
Экспансия (быстрый рост)
Ювенильный период
Дошкольный период
Развитие психики
5
Преобразование
Период полового созревания
Школьный период
[Ок. 20 лет]
6
Оптимизация
Период морфофизиологической зрелости
Период взрослости
Возраст максимальных достижений
7
Скрытие
-
-
[Ок. 60 лет]
8
Завершение жизненного цикла
-
Период геронтогенеза
Угасание психических функций
 
Фаза
Система, автор классификации фаз развития и источник
Этнос
Органическая жизнь на Земле
Звезды
Наименование
Гумилев [9]
Из разных источников
Википедия [13]
1
Появление функции
-
Появление первых биополимеров (катархей)
Холодное разреженное газовое облако
2
Материализация
-
Появление первых самовоспроизводящихся организмов (архей)
Оформленное (шарообразное) облако
3
Актуализация
Рождение этноса
Возникновение полового диморфизма (ранний протерозой)
Переход гравитации в тепло
4
Экспансия (быстрый рост)
Подъем пассионарности
Повсеместное распространение жизни на планете (палеозой)
Разогрев
5
Преобразование
Фаза надлома
Появление высших типов растений и животных (мезозой)
«Рождение звезды»
6
Оптимизация
Фаза инерции
Расцвет высших типов живых организмов (мезозой, кайнозой)
Свечение
7
Скрытие
Фаза обскурации
Появление и господство человека (кайнозой, четвертичный период)
Охлаждение
8
Завершение жизненного цикла
-
Выход в другие миры?
Белый карлик, нейтронная звезда, черная дыра
 
 

 

Алфавитный указатель: 

Рубрики: 

Комментарии

Re: История фотографии в ...

Однако, внушает.
Позвольте прокомментировать фрагмент, касающийся "гонки мегапикселей". У Вас сказано: "реальное качество фотографического изображения определяется сегодня уже не разрешением матрицы, а оптическими характеристиками объектива: именно его разрешение определяет, сколько пикселей можно будет реально различить на фотографии".
Здесь есть маленькое "на самом деле" - все определяет размер матрицы. Независимо от разрешения объектива (на самом деле его разрешающей силы + светосилы) именно размером матрицы определяется разборчивость изображения (и именно по размеру матрицы идет деление на профессиональную - полу - и любительскую технику). К тому же физиологический предел разборчивости находится на уровне 3,5 - 5 мегапикселей, и смысл 12 мегапикселей для "цифромыльницы" (и тем более сотового телефона) видимо, лежит в области сравнения микропроцессоров обработки изображений.

Кстати говоря, о стандартах, возникающих при развитии фотодела, у Вас ничего не сказано, а это весьма существенный момент. В частности, о стандартах размерности. Делать отпечатки с пленки шириной 35 мм или с профессиональной (ширины 61,5 мм) - две большие разницы по качеству изображения. То же самое касается камер под листовую фотопленку. Здесь еще важный момент - появление обращаемой фотопленки (откуда, в частности, целая вереница слайдотехнологий).

И еще: фотография немыслима (и ее развитие определяется до сих пор) без объектива - от т.наз. "монокля" и до - возможны ли безобъективные (lensless) фотоаппараты? Что называется, "оптика без оптики". Кстати, то, что называется камера обскура, сейчас существует и вполне используется как "пинхол-объектив".

А вот для "посмотреть": патент на "Lensless camera viewfinder"

Re: История фотографии в ...

Материал изложен очень доступно. Спасибо.
Правильно ли я понял, что в каждый момент развития системы(на каком бы этапе она не находилась) сосуществуют 3 микрофазы развития ее подсистем?

Re: История фотографии в ...

Очень интересная и кропотливая работа, спасибо!
Целиком присоединяясь к тезису, что развитие системы задает ее функция, не совсем понял какая именно функция "устройства для фотосъемок" подразумевается в статье и, главное, подразумевается ли она одной неизменной? Дело в том, что как с общих позиций (критики плоского эволюционизма, градуализма), так и конкретно в связи с фотографией существуют представления, что функции фотографий (а, значит, и устройств их получения) как минимум становилось больше. По поводу эволюции некоторых функций фото можно посмотреть в работах В.В.Нурковой (автореферат докторской, книга по истории развития функций фото ), а знакомые профессиональные фотографы рассказывали, что цифра не вытесняет полностью пленку примерно так же как кино не вытеснило театр - потому что предоставляют разные средства художественного выражения. Естественно, для массовых "мыльниц" цифре нет альтернатив, но насколько стоит в таком случае говорить об одной и той же линии развития ТС, если функции все же сменились? Может с этой темой как то связана упомянутая в статье "фрактальность", но для меня не совсем понятна как.
Кстати, говоря в эволюционной морфологии (Дорн, Шмальгаузен и т.д.) эта тематика также достаточно актуальна - чуть позднее попробую на эту тему предложить небольшую зарисовку. Пока же хотелось бы понять позицию автора работы и других специалистов в ЗРТС.
С уважением, Александр

От автора

Здравствуйте, уважаемые коллеги.

Спасибо всем за теплые слова - мне приятно, что мое понимание эволюции, сформированное, вообще говоря, независимо от ТРИЗ, нашло у вас поддержку.

Александру Ромащуку:

Спасибо за ссылки - обязательно их посмотрю.

Что касается неполного вытеснения пленки цифрой - спасибо за хороший вопрос. Мне трудно говорить о каких-то конкретных сценариях. Я лишь написал, что в обозримой перспективе полного вытеснения я не ожидаю. Если говорить в общем и целом - восьмая фаза по длительности столь же непредсказуема, как и момент человеческой смерти. Она, смерть, может наступить как от внутренних причин, так и от внешних. Применительно к пленочной фотографии, внутренние причины - это сама пленка, которая на каком-то этапе может перестать удовлетворять предъявляемые к ней требования (они-то всегда только растут, как известно). Но пока что она проходит лишь микрофазу 8-4 (если можно так выразиться, "обратная экспансия"), на которой конкретная причина смерти еще не очень ясна. А из-за внешних факторов она может "умереть" в любой момент. Но тут есть два обстоятельства.

Первое. В отличие от театра и кино, пленка НЕ ИМЕЕТ перед "цифрой" НИКАКИХ принципиальных преимуществ. Ее единственное на сегодняшний момент преимущество - это все еще более высокое соотношение "светочувствительность / (светосила * размер кадра)". Но нет никаких гарантий, что это соотношение и далее останется в пользу пленки. Как только "цифра" догонит ее по этому, последнему показателю, пленка, увы, умрет.

Второе. Даже если "цифра" не догонит - то догонит что-нибудь другое. Восьмая фаза - это фаза пережидания, и она в принципе может переждать и до появления следующего типа устройств. Дедушка иногда переживает смерть своих внуков...
========================

Коллеге с ником lockman:

Вы поняли почти правильно. Разумеется, в начале первой фазы никаих трех микрофаз быть не может: единица на то и единица, что она не делится... А дальше, начиная со второй фазы, - да, система, в моем представлении, проходит параллельно, КАК МИНИМУМ, ТРИ микрофазы. Может проходить и больше: микрофазы 2 и 8 являются фазами «пережидания», и «выжидать» они могут в принципе сколько угодно – пока не придет «запрос» из надсистемы на дальнейшее развитие. Так что на фазе 4 мы запросто можем иметь одномоментно две «восьмых» микрофазы (от фаз 2 и 3), одну «шестую» (от собственной фазы) и три «вторых» (от фаз 5, 6 и 7). Это зависит от конкретной системы – просто я не стал переусложнять статью, чтобы это описать, она и так немаленькая .

==========================

Товарищу Lynx:

Вы правы и не правы одновременно.

По поводу «физиологического предела разборчивости» - это зависит, как минимум, от двух факторов: размера изображения и дистанции просмотра. Если Вы хотите рассмотреть с близкого расстояния деталь на картине, то к разрешению картины в целом этот «предел» не будет иметь ни малейшего отношения. А детали на фотографиях порой смотрят.

По поводу обращаемой пленки я, кажется, написал: это, на мой взгляд, была революция в пределах системы «цветная фотопленка», но не «фотопленка как целое». О сколько-нибудь широком применении черно-белых слайдов я пока еще не слышал.

А эволюция орптической системы и, тем более, фотоаппаратов в целом – это отдельный вопрос, заслуживающий отдельного рассмотрения. Здесь есть один нюанс: фотоаппарат – это все же преобразователь не энергии, а информации. Разумеется, информация передается энергетическим потоком и записывается на материальный носитель, но основная функция фотоаппарата все же никак не энергетическая. А с информационными системами, насколько я понимаю, в ТРИЗ еще не все ясно – соответственно, я и не хотел переусложнять рассмотрение. Иначе, возможно, пришлось бы «перешерстить» еще и закон полноты частей системы, например. Я не думаю, что в данной статье это нужно. А вот система фиксации изображения как таковая – вполне себе обычная «энергопреобразующая» система, и при ее рассмотрении совершенно определенно можно обойтись без пересмотра основ. Но вообще-то Вы задали очень интересный вопрос – надо будет подумать...

С уважением,

Александр Привень.

Re: От автора

Александр, спасибо за развернутый ответ!
Но для меня вопрос пока остался

priven wrote:

Первое. В отличие от театра и кино, пленка НЕ ИМЕЕТ перед "цифрой" НИКАКИХ принципиальных преимуществ. Ее единственное на сегодняшний момент преимущество - это все еще более высокое соотношение "светочувствительность / (светосила * размер кадра)". Но нет никаких гарантий, что это соотношение и далее останется в пользу пленки. Как только "цифра" догонит ее по этому, последнему показателю, пленка, увы, умрет.

Дело в том, что оценка преимущества можно делать только по отношению к определенной функции, а не вообще (с чем, как я понял по тезису о изначальности функции Вы в целом согласны). Между тем, ни в статье, ни в ответе Вы свое понимание функций "устройства фотографирования" не изложили.
Но ведь аналогично кино по отношению к театру не имеет ни одного "технического" преимущества: используется единоразово (каждый раз спектакль надо играть по новой - нельзя без актеров прокрутить пленку и ее размножить), неизмеримо меньшие возможности использования спецэффектов по сравнению с кино, ограничения времени и места (в смысле невозможен киномонтаж)и т.д., и т.п. Именно по этим причинам при возникновении кино театр и "хоронили" (да и продолжают хоронить). Между тем в определенных отношениях указанные ограничения становятся преимуществом - форма используется для эстетического воздействия. К слову, я люблю как хорошее кино, так и театр, но это все же разные сферы искусства при том, что актеры кино могут получать неизмеримо больше, кино больше распространено и т.п. Т.е. экономически кино точно эффективнее, но неужели это главный критерий ЗРТС? Тогда самые большие перспективы у женских прокладок...
Таким образом, вопрос о функциях и их значении для траектории остается.
С уважением, Александр

Re: От автора

Ромащук Александр wrote:
Дело в том, что оценка преимущества можно делать только по отношению к определенной функции, а не вообще (с чем, как я понял по тезису о изначальности функции Вы в целом согласны). Между тем, ни в статье, ни в ответе Вы свое понимание функций "устройства фотографирования" не изложили.
Но ведь аналогично кино по отношению к театру не имеет ни одного "технического" преимущества

Ваша ошибка - в слове "ТЕХНИЧЕСКОГО".

Преимущество театра перед кино техническим совершенно не является: это преимущество лежит в области психологии и является "эффектом сопереживания". В театр ходят не для того, чтобы посмотреть на сценарий, а для того, чтобы увидеть ЖИВУЮ И НЕПОВТОРЯЮЩУЮСЯ игру актера. Если актер играет "как в кино", то есть каждый раз одинаково, то НА НЕГО никто в театр не ходит.

Аналогично, преимущество кино перед телевидением - в эффекте "интимного в массовом". Это уже другой, но тоже сугубо психологический эффект, к технике не имеющий никакого отношения.

А в чем, по-Вашему, состоит НЕТЕХНИЧЕСКОЕ преимущество пленки перед "цифрой"?

Re: От автора

Мне сложно квалифицированно судить о фотографии - больше с общих функциональных позиций спрашиваю.
Если "перевести" Ваш вопрос о "техническом" преимуществе цифры на аналогию о кино-театре, то он бы мог звучать так: в чем преимущество театральной сцены по сравнению с киностудией? Внешне кажется, что у сцены одни технические недостатки. Чтобы не сводить все к "эффекту живого присутствия" могу спросить о сравнении кукольного мультика и живого фильма - в чем возможное преимущество первого, тогда как прямое сходство с жизнью сниженное. А картины по сравнению с фотографией? А книги по сравнению с кино? Ведь первая с большей абстрактностью материала, большей сукцессивностью и т.п. Между тем эта абстрактность может дать большую возможность для фантазии и т.п. Может быть меньшая четкость пленки тоже играет на некую функцию? Утрирую, конечно. Все эти вопросы только в отношении определения функции. Конкретно, мне фотографы рассказывали, что с пленкой, фильтрами, обработкой раствора и т.д. можно добиться таких художественных эффектов, которые сложно сымитировать цифрой. И, наоборот, кстати. Но конкретику я уже совсем не помню и дело же не в фотографии, а в методическом принципе оценки стадий кривой.
Аналогично, кстати, относится и к Вашим аналогиям онтогенеза, но это я конкретнее в своем материале раскрою.
Так что у меня остается вопрос об учете в Вашем анализе функции и возможности ее изменения
С уважением, Александр

Re: От автора

Не мог удержаться, чтобы тоже не ответить на вопрос:

priven wrote:
А в чем, по-Вашему, состоит НЕТЕХНИЧЕСКОЕ преимущество пленки перед "цифрой"?
Нетехническое, а именно экономическое преимущество пленки перед «цифрой» заключается в ее низкой себестоимости. И добавил бы также, в психологическом «эффекте ощущаемой в руках материальности» :)

Задумавшись над приведенными фазами по осям абсцисс, хотел бы спросить: Вы не размышляли о периодах остановки или «болезнях» в развитии систем??
И еще было интересно узнать: какой параметр рассматривается Вами на всех графиках по осям ординат??

Спасибо за Ваши неожиданные размышления.

Re: От автора

Ромащук Александр wrote:

Так что у меня остается вопрос об учете в Вашем анализе функции и возможности ее изменения

Вообще говоря, как написано в предисловии, данная "фазология" родилась несколько в стороне от ТРИЗ - она в большей мере основана на анализе эволюции психологических процессов (от психики в целом до конкретных проявлений, таких, как формирование восприятий или, скажем, обучение письму). Там-то как раз главная функция, хотя и не просчитывается точно, в принципе ясна: грубо говоря, это адекватность поведения, обусловленного протеканием соответствующего процесса, внешнему раздражителю.

Если перенести эту аналогию на технические системы, то, пожалуй, надо говорить о мере удовлетворения потребностей человека в форме требований, предъявляемых им к соответствующей технической системе. Требования эти, как известно, во времени суть функция неубывающая. Соответственно, если разделить сугубо технические характеристики системы, обеспечивающие выполнение главной функции, на эти самые требования, то легко получим ту самую S-кривую, причем даже в том случае, если сами по себе технические характеристики со временем только растут.

Другой вопрос - как эти требования точно определить? Честно скажу: не знаю. Скажу лишь, что образ S-кривой мною нигде не используется для построения каких-либо умозаключений, - это не более чем удобная наглядная иллюстрация. Хотя как сказать - наглядный образ часто имеет под собой куда более глубинные аналогии, чем это нам на первый взгляд кажется...

Re: От автора

Валман wrote:
Нетехническое, а именно экономическое преимущество пленки перед «цифрой» заключается в ее низкой себестоимости. И добавил бы также, в психологическом «эффекте ощущаемой в руках материальности» :)

Если говорить о себестоимости, то "цифра" уже сейчас не просто дешевле пленки, а дешевле НА ПОРЯДКИ. Вспомните, сколько кадров в день Вы снимали на пленку и сколь бережно относились к каждому из них. А сейчас?

А если рассуждать о психологическом «эффекте ощущаемой в руках материальности» - то после того, как пленку стали проявлять в минилабах, по-моему, этот фактор перестал быть значимым.

Пожалуй, единственный психологический эффект, который я вижу здесь, - это эффект инерции человеческой психики, если проще - "сила привычки". То самое, на что напирают, например, старые компьютерщики, говоря о том, что "настоящая" работа с компьютером - это работа из командной строки. Но - увы и ах - приверженцев этих привычек со временем больше не становится, а те, что есть, родились не вчера...

Валман wrote:
Задумавшись над приведенными фазами по осям абсцисс, хотел бы спросить: Вы не размышляли о периодах остановки или «болезнях» в развитии систем??
И еще было интересно узнать: какой параметр рассматривается Вами на всех графиках по осям ординат??

По поводу оси ординат - см. мой предыдущий ответ, я как раз эту тему там затронул.

А что касается "болезней", то, на мой взгляд, это по существу тоже эволюционный процесс, только на более мелком уровне - не считая восьмой фазы, когда они как раз и выходят на первый план. В частности, очень много таких "болезней" возникает на третьей и четвертой фазах - аналогично тому, как человек больше всего болеет в детстве и в старости. Сама же "болезнь" развивается все по томку же самому сценарию: появление функции (в случае технических систем, в этом качестве, скорее всего, может выступать критический недостаток), материализация (появление скрытых проблем со "здоровьем" системы), актуализация проблемы, экспансия болезни и т.д. по списку.

Если говорить об источниках "болезней" технических систем, то я бы употребил слово "риски". Насколько я могу судить, это очень интересная тема, но не до конца еще раскрытая. Надеюсь, моя классификация фаз жизненного цикла может оказаться полезной и для анализа этих рисков - они ведь с очевидностью свои на каждой фазе.

А что - ведь это идея: анализ рисков развития системы на разных фазах ее развития. Как Вам такой разворот?

Спасибо за хорошие, умные вопросы.

С уважением,

Александр Привень.

Re: От автора

priven wrote:
Если говорить о себестоимости, то "цифра" уже сейчас не просто дешевле пленки, а дешевле НА ПОРЯДКИ. Вспомните, сколько кадров в день Вы снимали на пленку и сколь бережно относились к каждому из них. А сейчас?
Удельная себестоимость изготовления пленки точно ниже :)
Давайте ориентировочно прикинем вместе теперь стоимость одного кадра на пленке и на «цифре».
Так, для обычной матрицы Canon S1IS стоимостью 300USD штатный срок гарантии 3 года (после этого теряется «цветность») можно отснять 4-5 тысяч кадров. То есть стоимость одного кадра составляет примерно 6 - 8,5 центов.
Для обычной пленки с 36 кадрами и общей стоимостью, включая проявку 3,7USD стоимость одного кадра получается примерно 10 центов. Таким образом, цена кадра для пленки и «цифры» могут находится в пределах одного порядка.
priven wrote:
А если рассуждать о психологическом «эффекте ощущаемой в руках материальности» - то после того, как пленку стали проявлять в минилабах, по-моему, этот фактор перестал быть значимым.

О психологическом эффекте говорить долго не стану, сам я сторонник «цифры». Но «материальность» пленки и ее надежное удержание изображения в сильных магнитных полях, например, в некоторых случаях может оказаться ключевым фактором. Как, например, свойство радиолампы в усилителях.
priven wrote:
А что - ведь это идея: анализ рисков развития системы на разных фазах ее развития. Как Вам такой разворот?

По поводу анализа рисков развития системы, на самом деле, интересный «разворот». Но вот на что я хотел обратить Ваше внимание. Остановки в развитии систем или их «болезни» (как и у человека) могут оказаться длительными и соизмеримыми с длительностью рассмотренных Вами фаз. Тогда получается, что один из участков S-кривой может «вытягиваться» параллельно оси ординат, меняя полностью характер кривой. А такие «остановки» бывают обычными у многих систем, см.например, здесь1 или здесь2.

Как считаете??

Re: От автора

Доброго утра.

priven wrote:
В отличие от театра и кино, пленка НЕ ИМЕЕТ перед "цифрой" НИКАКИХ принципиальных преимуществ. Ее единственное на сегодняшний момент преимущество - это все еще более высокое соотношение "светочувствительность / (светосила * размер кадра)".

Одно могу назвать с ходу - пленочные аппараты абсолютно не зависят от компьютерной техники. Весь процесс идет вне компьютера, чего не скажешь о "цифре". Во всех фазах процесса участвует человек. Здесь ценность пленочного процесса по сравнению с цифровым примерно такая же, как ценность предмета ручной работы по сравнению с фабричным производством.

priven wrote:

По поводу «физиологического предела разборчивости» - это зависит, как минимум, от двух факторов: размера изображения и дистанции просмотра. Если Вы хотите рассмотреть с близкого расстояния деталь на картине, то к разрешению картины в целом этот «предел» не будет иметь ни малейшего отношения. А детали на фотографиях порой смотрят.

Если Вы таки заговорили о картине, то деталь картины даст Вам представление о том, как именно лежат краски на холсте. Исключение - разве что картины Филонова и его последователей, но там это был абсолютно сознательный прием. В прочих случаях, что фотография, что картина - это изображение с таких размеров с такой разборчивостью, которые необходимы для создания художественного эффекта. Деталь имеет такую степень детализации, чтобы (когда Вы отходите назад от картины) не ломать художественное целое.
Я же говорю о другом: о том, что, условно говоря, "матрица глаза" обладает примерно размерами полупрофессионального цифроаппарата и разрешением порядка 3-4 мегапикселей. Это и создает разборчивость видения в усредненных условиях освещения.

priven wrote:

Фотоаппарат – это все же преобразователь не энергии, а информации. Разумеется, информация передается энергетическим потоком и записывается на материальный носитель, но основная функция фотоаппарата все же никак не энергетическая. А с информационными системами, насколько я понимаю, в ТРИЗ еще не все ясно – соответственно, я и не хотел переусложнять рассмотрение. Иначе, возможно, пришлось бы «перешерстить» еще и закон полноты частей системы, например. Я не думаю, что в данной статье это нужно. А вот система фиксации изображения как таковая – вполне себе обычная «энергопреобразующая» система, и при ее рассмотрении совершенно определенно можно обойтись без пересмотра основ.

Так это же самое существенное!
Если брать системы фиксации изображений, то их эволюция началась с того угля, которым неолитический человек на скале рисовал. Это изображение человек наделяет информативностью (а информация всегда лишь частично присутствует в изображениях).
Здесь, собственно, корешки проблемы: "история фотографии" (а именно так назван Ваш материал) - это история целого комплекса технических устройств, неотделимых от социокультурных обстоятельств их применения (которые, собственно, и диктуют функции устройств и результатов их деятельности, которых всегда несколько сцепленных). У Ролана Барта, кстати, есть небольшая книжка Camera Obscura, как раз о культурных функциях фотографии. Еще об этом есть большая книга у Пьера Бурдье.
Так вот, если говорить о системах фиксации изображений, то начиная с неолитического уголька, придется рассматривать всю цепочку принципиальных скачков развития, через живопись и скульптуру (а они разве не системы фиксации? Вы, кстати, в своей статье краем касаетесь этого момента, Camera obscura была одно время инструментом у художников в жанре veduta).
И здесь с точки зрения историка, важнейший вопрос, на который Вам следовало бы дать ответ: почему, в силу каких причин, именно в начале XIX века и силами именно указанных людей (а там был не только Дагер сотоварищи, но и Ньепс) именно в тех странах где они жили, возникает то техническое решение, от которого Вы далее тянете нитку в наши дни. Какие функции тех первых технических решений были принципиальны для их создателей. Иначе получается "сферическое фото в вакууме".

Со всяческим уважением, L.

Re: От автора

Валман wrote:

Давайте ориентировочно прикинем вместе теперь стоимость одного кадра на пленке и на «цифре».
Так, для обычной матрицы Canon S1IS стоимостью 300USD штатный срок гарантии 3 года (после этого теряется «цветность») можно отснять 4-5 тысяч кадров. То есть стоимость одного кадра составляет примерно 6 - 8,5 центов.

Видимо, у нас несколько разные ритмы... У меня 4-5 тысяч кадров получается за МЕСЯЦ. Поделите Вашу цифру на 36 - получите те самые порядки величины, которые я и привел. А еще учтите, что в массовом секторе через 3, 4 или даже 10 лет ничего принципиально не теряется - это относится скорее к сектору профи. Теряются разве что потребительские свойства самой камеры из-за выпуска лучших - но как раз этот период теперь подходит к концу. Я не вижу, чем сегодняшние цифромыльницы сильно лучше, чем они были два или три года назад.

Валман wrote:

О психологическом эффекте говорить долго не стану, сам я сторонник «цифры». Но «материальность» пленки и ее надежное удержание изображения в сильных магнитных полях, например, в некоторых случаях может оказаться ключевым фактором. Как, например, свойство радиолампы в усилителях.

А как насчет банального затопления помещения или еще более банальной потери сумки? Цифровой кадр можно выложить на двадцать серверов в разных местах Земного шара и скопировать для надежности на тридцать флешек. И у чего же защищенность выше?

Валман wrote:
По поводу анализа рисков развития системы, на самом деле, интересный «разворот». Но вот на что я хотел обратить Ваше внимание. Остановки в развитии систем или их «болезни» (как и у человека) могут оказаться длительными и соизмеримыми с длительностью рассмотренных Вами фаз. Тогда получается, что один из участков S-кривой может «вытягиваться» параллельно оси ординат, меняя полностью характер кривой. А такие «остановки» бывают обычными у многих систем, см.например, здесь1 или здесь2.

Как считаете??

Считаю, что Вы совершенно правы. Я, заметьте, нпигде S-кривую ни для каких выводов не использовал - напротив, привел пример зонтика с "вырожденной" траекторией развития, с тем самым плато практически на пустом месте. Разумеется, возможны и другие варианты. Моя модель, по-моему, никаких запретов на это не содержит...

Re: От автора

Lynx wrote:

Одно могу назвать с ходу - пленочные аппараты абсолютно не зависят от компьютерной техники. Весь процесс идет вне компьютера, чего не скажешь о "цифре". Во всех фазах процесса участвует человек. Здесь ценность пленочного процесса по сравнению с цифровым примерно такая же, как ценность предмета ручной работы по сравнению с фабричным производством.

Не совсем понял, в каких фазах пленочного процесса участвует человек, и кто этот человек? Напомню -