Общий закон эволюции ресурсов

 
Развитие любых систем в направлении повышения идеальности происходит путем все более эффективного использования системой все более разнообразных и сложных ресурсов, как «собственных» так и получаемых из окружения, от других систем и т.п.
 
Ресурсы - вещества, поля, потоки, процессы, пространство и т.п. имеющиеся в системе и ее окружении, которые могут быть использованы для улучшения или развития системы. На начальных этапах развития обычно используются наиболее очевидные, простые и легкодоступные ресурсы. По мере развития системы начинают использоваться менее очевидные, сложные (комбинации нескольких исходных) и производные (то есть полученные из исходных каким-то преобразованием) ресурсы.

Развитие любых систем в направлении повышения идеальности происходит путем все более эффективного использования системой все более разнообразных и сложных ресурсов, как «собственных» так и получаемых из окружения, от других систем и т.п.

Эволюция нелинейных систем происходит в результате накопления системой «знания», способности, возможности для более эффективного использования ресурсов, как внутренних, имеющихся в данной системе, так и ресурсов других систем и/или окружающей среды.

Каждый эволюционный шаг в развитии системы обеспечивается использованием тех или иных ресурсов и каждый шаг порождает новые ресурсы, которые могут быть использованы непосредственно самой системой или другими системами. Таким образом изобретения (природные или человеческие) открывающие новые ресурсы очень часто порождают лавины дальнейшего развития. Именно это и делает процесс развития непрерывным и все ускоряющимся
 
Пример. Развитие теплокровных организмов способных поддерживать стабильную температуру тела обеспечило возрастание доступной для использования организмом, энергии и большую независимость от температурных условий, это привело к вспышке видообразования, появлению массы видов животных способных жить в самых разных условиях, вытеснению ими динозавров и т.п.
Пример. Начало промышленной добычи нефти для керосинового освещения превратило ее в огромный ресурс, который в свою очередь подтолкнул развитие новых отраслей индустрии, что активизировало развитие науки и улучшение той же нефтедобычи и т.п.
 
Главной особенностью человеческой цивилизации стало создание ресурсов, более долговечных чем жизнь человека. Не только сделанные изобретения и добытые знания, но и построенные людьми города и дома, заводы, шахты и рудники, добытые металлы, дороги, окультуренные поля, продуктивные породы растений и скота и т.п. передаются от поколения к поколению, увеличивая (несмотря на разрушения и естественный износ) общий запас ресурсов и улучшая жизнь людей.
 
Любая эволюционирующая система обладает ресурсами, большими, чем необходимо для выполнения ее «повседневных» функций (избыточность). Для биологических систем это вызвано тем, что они должны обеспечить выживание вида в очень широком диапазоне условий, для технических систем – тем, что их создатели используют имеющиеся возможности, не стараясь обычно их уменьшить. Очень часто создатели системы и не представляют, что у созданной ими системы есть неизвестные и непонятные им возможности, которые могут стать ресурсами . На первых этапах развития новой, только что возникшей данной системы, ресурсы кажутся неограниченными но в процессе развития системы постепенно происходит два противоположных процесса:
• Исчерпание ресурсов, повышение трудности их получения, уменьшение избыточности системы и т.п. В конечном итоге это приводит к замедлению и остановке развитии, переход на третий этап по S-образной кривой.
• Умножение и накопление ресурсов за счет привлечения к использованию новых ресурсов и улучшения технологии использования имеющихся
 
То есть, все системы избыточны и поэтому практически любую систему можно «форсировать», заставить работать более эффективно, выполнять дополнительные функции и т.п.
 
Системы, эволюционирующие в рамках одной надсистемы и особенно системы связанные соотношениями коэволюции способны создавать ресурсы друг для друга.
 
Пример. Несколько килограммов бактерий процветают в нашем желудке и кишечнике благодаря пище, которую мы едим. И перерабатывают эту пищу таким образом что мы можем ее использовать. Такова основа любого полезного симбиоза.
Пример. Развитие автомобилей в 19 веке привело к созданию легких и мощных моторов, что позволило братьям Райт создать самолет. Впоследствии разработка авиационных моторов позволила найти множество технических идей, которые потом находили применение в автомобильных двигателях.
Ресурсы и «кошмар Мальтуса»

В начале XIX английский экономист Томас Р. Мальтус сформулировал закон, «Народонаселение растет в геометрической прогрессии, а производство продуктов питания - только в арифметической». По его теории скорость роста ресурсов всегда должна отставать от скорости роста населения, значит уровень обеспечения людей пищей и другими важными продуктами должен постоянно падать. Если говорить шире, главная идея всех мальтузианцев - ресурсы (земли, пищи, нефти, металлов, воды, человеческих сил и способностей и т.п.) принципиально исчерпаемы и близки к истощению. Очень рационально, логично – и бессмысленно. Ко времени публикации работы Мальтуса уже началась активная технологическая революция и можно было увидеть и предвидеть, что лавинообразное развитие технологий постоянно порождает и будет порождать новые ресурсы быстрее чем растет народонаселение. Наверное можно было предвидеть и возможность ограничения роста народонаселения.

Мальтузианские идеи часто служили обоснованию войн и революций как метода передела «несправедливо распределенных» ресурсов. На идеях Мальтуса основан закон падения нормы прибыли К. Маркса , который таким образом обосновывал неизбежность классовой борьбы. На этих же идеях основаны катастрофические прогнозы «Римского клуба» бывшие очень популярными среди либеральной интеллигенции в семидесятых - восьмидесятых годах и более поздних алармистов.

Мальтузианство оно основано на классической парадигме современных точных наук - законах сохранения. Фактически мальтузианцы вводят «закон сохранение ресурсов». Любое выступление против законов сохранения кажется ересью и нарушением здравого смысла, однако:

• В большинстве случаев говоря о законах сохранения забывают что они верны только в закрытой системе в течение бесконечного времени. А в реальной жизни эти условия далеко не всегда соблюдаются. Например, в систему вошло определенное количество энергии в виде электрического тока - и не вышло, а запаслось в аккумуляторе. Человек нажал кнопку, затратил милливат энергии - а в результате раздался взрыв, в котором высвободились гигаваты… С точки зрения теории закон не нарушен, а для практических применений эффект огромен, на таких кажущихся нарушениях законов сохранения основана почти вся наша техника.
• Законам сохранения «не подчиняются» разные субъективные характеристики, важнейшая из них - «полезность» или «ценность» (value). Конечно, затраченный труд, редкость и оригинальность объекта, условия производства или добычи и т.п. могут добавить ценность объекту, например, ценность полученного из многих тонн руды грамма урана значительно выше ценности всей руды. Но в конечном итоге ценность определяется только спросом потребителя.
• Информация также не подчиняется закону сохранения. Мы в этой книге делимся с читателями информацией о законах развития - но это не уменьшает наших знаний.
• Использование и создание новых ресурсов то есть биологическая эволюция, изобретательство, другие творческие проявления есть постоянное нарушение мнимого «закона сохранения ресурсов».
• Развитие ресурсов описывается в основном степенной статистикой, то есть представляет собой ситуацию когда малые усилия могут давать несоизмеримо большие результаты. При положительном развитии экономики, совершенствовании технологий и росте производства продуктов ресурсы растут с опережающей скоростью
В теории игр часто рассматриваются игры с постоянной сумой, наподобие карточных. В них все достаточно просто - если кто-то выиграл, значит кто-то другой проиграл. Однако жизнь гораздо чаще предлагает нам игры с переменной суммой, то есть в некоторой игре (например, в войне, в том числе ценовых войнах между компаниями) могут проиграть обе стороны. А в некотором слиянии компаний обе могут выиграть, при этом может выиграть и все общество, получив лучший сервис. Такие игры называются «игры с положительной сумой» и они лежат в основе стратегии Win-Win (победы для всех играющих)

К счастью, сама история двух последних веков позаботилась о том, чтобы отбросить «кошмар Мальтуса». По мере эволюции науки и техники и развития общества, люди находят все более и более эффективные способы организации производства, добычи и использования ресурсов.

• Достигнуто огромного повышения урожайности за счет развития агрикультуры, разработки удобрений и пестицидов, селекция растений и животных и т.п.
• Постоянно открываются все новые виды ресурсов (полезные ископаемые, новые месторождения, источники энергии и т.п. Только в 19 и 20 веках люди стали использовать нефть, алюминий, пластики, кремний, электричество, ядерную энергию и т.п.
• За счет новых технологий снижается стоимость и трудозатраты получения ресурсов (добыча нефти с глубин километров сегодня дешевле чем столетие назад с десятков метров), становится возможным использовать ресурсы ранее недоступные - труднодоступные регионы Земли, дно океана, большие глубины
• Резко уменьшается расход ресурсов для получения тех же результатов (конструкции становятся легче, растет количество миль на галлон горючего и т.п.)
• Появляются методы безотходного или малоотходного производства, эффективной переработки отходов и т.п.
• Возникают эффективные методы восстановления ресурсов (восстановление и повышение урожайности почв с ростом агрикультуры, замкнутые технологии в производстве и т.п.)
Нет ни малейших оснований думать что этот процесс вдруг остановится. Вообще переход к индустриальной а за нею информационной цивилизации может быть определен как переход к умножению ресурсов за счет знаний и интеллекта вместо их разделения за счет силы и переход от использования первичных (природных ресурсов) к высшим, искусственным ресурсам, созданным интеллектом и трудом человека.
 
Дополнительный материал по "кошмару Мальтуса см. Джулиана  Саймона «Неисчерпаемый ресурс» Джулиан Саймон и Мальтус

 

Неисчерпаемость ресурсов
В 1981 году вышло первое и в 1996 году – второе издание блестящей книги Джулиана  Саймон
а «Неисчерпаемый ресурс» (The Ultimate Resource-2 ). Профессор экономики Мэрилендского университета Джулиан Саймон
на огромном статистическом материале показал что по мере исчерпания любого ресурса его цена растет, и как только становится слишком высокой, наука и инженерия находят способы удешевить его добычу, сократить расход или заменить его чем-нибудь более дешевым. Поэтому начиная с 1800 года (начало технологической революции) цена на все ресурсы, в том числе: руды и другие минеральные ресурсы, энергоносители, чистая вода, пахотная земля, чистый воздух и вода и т.п. постоянно падает, а это значит, что ресурсы вовсе не исчерпываются, а нарастают!

А это означает, что многочисленные алармистские заявления и тревоги о необратимом загрязнении среды, глобальном похолодании (до конца семидесятых) а потом глобальном потеплении, исчерпании биологических и минеральных ресурсов и т.п. есть злонамеренная ложь, являющаяся в одних случаях свидетельством малограмотности и простой глупости авторов, а в других – направленная на достижение тех или иных корыстных целей.

И те, кто верит алармистам и делает ставку на удорожание ресурсов всегда проигрывают – от неудачливых биржевых игроков до целых стран. Социальная программа кандидата в президенты Чили Сальвадора Альенде была феерически щедра именно в расчете на подорожание меди (Чили располагает чуть ли не крупнейшими в мире ее запасами). Но медь начала дешеветь вскоре после избрания Альенде. А отменить щедрые посулы социалист, подпираемый слева коммунистами из правящей коалиции, не рискнул. И за три года довел страну до такого разорения, что даже дисциплинированный генерал Аугусто Пиночет не выдержал и 11 сентября 1973 года возглавил первый за добрую сотню лет мятеж чилийской армии - иначе республику разорвала бы в клочья гражданская война. С начала 1970-х Мексика и Венесуэла брали большие кредиты, чтобы профинансировать свою нефтедобывающую промышленность, а другие страны Южной Америки брали в долг в ожидании роста цен на экспортируемые ими сельскохозяйственные продукты. Но индекс цен на продукты, экспортируемые Латинской Америкой, резко упал в конце 1980-х гг. усугубив долговой кризис 1980-х гг. Ничему не научившийся диктатор Уго Чавес уже в последние годы сделал ставку на рост цен на нефть – и в результате оказался перед жестоким кризисом и вынужден теперь «закручивать гайки». Страна идет по давно накатанному пути к построению социализма - жуткой социальной катастрофе, .

Только один ресурс, как показал Джулиан, весь этот период постоянно рос в цене – труд людей. И это значит, что именно людей всегда не хватало и продолжает не хватать.

Последовательность «привлечения» ресурсов

Эволюция применения ресурсов идет в направлении перехода к использованию все более разнообразных и сложных ресурсов.
 

• От «низших ресурсов» - простых веществ, потоков энергии и информации к все более сложным и изощренным.
 
Пример. Примитивнейшие организмы (прокариоты) использовали солнечную энергию, тепло океана и химические вещества, синтезированные в результате протекавших в воде под действием света, электрических разрядов, излучений и т.п. химических реакций. Потом появились более сложные организмы, гетеротрофы способные питаться другими организмами, используя накопленные и трансформированные ими вещества. Далее развивались все более сложные трофические (пищевые) цепи, разные, все более «умные» способы добычи и использования питания и т.п.
Пример. Одно племя в Африке столетиями делало горшки из глины с высоким содержанием урана. Уран для них не был ресурсом. Только накопление научных знаний позволило превратить его в ресурс как для оружия так и для мирного применения

 
• От использования «готовых к применению» ресурсов - к ресурсам «производным», то есть каким-то образом заранее подготовленных, накопленных и/или физически или химически измененных
 
Пример. Животные и растения в процессе эволюции «научились» из более или менее простых исходных материалов синтезировать сложнейшие биополимеры, включая разные протеины, витамины, яды, антибиотики, вещества создающие те или другие вкусы и запахи и т.п.
Пример. Множество различных пластмасс, синтезируемых на базе нефти стали огромным ресурсом в развитии всех отраслей промышленности – от изоляции электрических генераторов до материала для красивых платьев, от труб для воды до бутылок для кока-колы.
 
• От использования «тупых», к использованию «умных» связанных с применением «умных инстинктов», интуиции, интеллекта и творческих решений ресурсов. Использование разных (физических, химических, биологических, психологических, социальных и т.п. эффектов), способных на избирательное действие.
 
Пример. Больная кошка инстинктивно находит лечебные травы. А первые люди открыли, что несъедобные в сыром виде растения или слишком жесткое для мясо могут стать отличной пищей после поджаривания на костре.
Пример. Множество различных пластмасс, синтезируемых на базе нефти стали огромным ресурсом в развитии всех отраслей промышленности – от изоляции электрических генераторов до материала для красивых платьев, от труб для воды до бутылок для кока-колы.

Пример. Любое произведение литературы, реклама, пропаганда (как вид политической рекламы) и т.п. апеллируют к ресурсам человека – его потребностям и желаниям (в том числе и подсознательным), знаниям, эмоциям, инстинктам. В романах Джеймса Джойса (James Joyce) «Улисс» и «Поминки по Финнегану» (Ulysses and Finnegans Wake) автор рассыпает множество намеков, упоминаний, цитат, которые обращаются к памяти читателя, привлекают его к внимательному, аналитическому чтению и очень обогащают и без того мощный текст. Правда и читать Джойса очень непросто, это – серьезная работа. Аналогичные приемы использует блестящий русский поэт и музыкант Тимур Шаов. Его песни настолько наполнены цитатами как вербальными так и музыкальными, что иногда кажутся тестами на интеллект, для их понимания нужно хорошее знание российской истории и литературы, развитый интеллект, и нередко многократное прослушивание. И это чрезвычайно увеличивает удовольствие от них!
 
В процессе развития также происходит:
1. Использование все большего количества доступных готовых ресурсов
2. Получение ресурсов из все большего количества разных источников, самой системы, ее подсистем и надсистем, окружающей среды, других доступных систем
3. Уменьшение затрат на получение ресурсы, включая отыскание более доступных источников этих ресурсов и технологий их получения
4. Повышение эффективности использования ресурсов, снижение потерь ресурсов в процессе их добывания, транспортировки, переработки и т.п..
Все эволюционирующие системы, а особенно системы высокого эволюционного уровня (общественные насекомые, некоторые животные и люди) способны не только потреблять те или иные ресурсы, но и повышать эффективность их использования, экономить и умножать их. Основными путями для этого являются:
1. Специализация систем, превышающая их эффективность
2. Биологические или технические усовершенствования самой системы снижающие расход ресурсов для создания заданных функций
3. Исключение или уменьшение потерь ресурсов, в том числе их недостаточного использования и/или уничтожения
4. Динамическое управление производством и расходом ресурсов в соответствии с потребностями системы
5. Эффективная организация распределения и потребления продуктов, оптимизирующая расход ресурсов
6. Восстановление ресурсов с помощью систем ресайклинга.
Замечательной особенностью эволюции является возможность замещения ресурсов одного вида ресурсами другого вида, что резко увеличивает выбор «эволюционных альтернатив». В биологии это проявляется в широких возможностях изменения питания, в развитии техники – в возможностях достижения целей самыми разными путями и т.п.

Простые ресурсы в основном подчиняются законам сохранения, если кто-то этот ресурс использовал, другой его использовать уже не может. Это порождает конкуренцию, борьбу за ресурсы. Более сложные, «высшие» ресурсы – определенные знания, специальные реакции инстинктивные или сознательные и т.п. часто нарушают законы сохранения и аддитивности (то есть не складываются и не делятся по простым правилам арифметики, способны создавать сверхэффекты и т.п.). Среди «высших ресурсов» наиболее важными являются различные нелинейные эффекты, включая системные эффекты, возникающие при объединении элементов в систему.

Экзистенциональные ресурсы

(От лат. exsistentia — существование). Типичные ресурсы, необходимые для существования и функционирования систем:
 
Вид ресурса
Характеристика ресурса
1. Ресурсы вещественные
Любые вещества и/или материалы, из которых состоит система и ее окружение, включая окружающую среду, выпускаемую продукцию, полуфабрикаты, отходы и т.п.
2. Ресурсы энергетические
Любая энергия, имеющаяся в системе и ее окружении - механическая, тепловая, электрическая, химическая, электромагнитная и т.п.
3. Ресурсы пространственные
Имеющееся в системе или ее окружении свободное место. Наиболее эффективный способ использования пространственных ресурсов - использование пустоты вместо вещества
4. Ресурсы временные
Промежутки времени до начала, после окончания и между циклами технологического процесса, неиспользованные или использованные частично
5. Ресурсы функциональные
Возможности системы или ее окружения выполнять "по совместительству" дополнительные функции, а также доступные системы для выполнения каких-то специальных функций, например, батарейки, картриджи, подшипники, крепления, кабели и т.п.
 6. Ресурсы полевые
 Любые поля, имеющиеся в системе или ее окружении в том числе механические, тепловые, электромагнитные, гравитационные, поле запахов и т.п
7. Ресурсы информационные
Любая информация о системе или ее окружении, которая может быть получена с помощью выходящих из системы веществ и полей, в том числе полей рассеяния
8. Ресурсы - эффекты
Физические, химические, биологические, психологические, социальные и т.п. механизмы, способные реализовать разнообразные, часто весьма сложные причинно-следственные связи
9. Ресурсы системные (сверхэффект)
 Новые полезные функции или свойства системы, которые могут быть получены при изменении связей между подсистемами или при объединении систем по-новому
10. Специфические ресурсы
Не используемые специфические особенности и свойства, характерные именно для данной системы: особые физические, химические, геометрические и т.п. Свойства, например, резонансные частоты, намагниченность, радиоактивность, прозрачность для определенных частот и т.п.
11. Ресурсы структуры
Имеющиеся в системе структуры, либо структуры, которые могут быть легко построены в системе, определенная организация, расположение или ориентация элементов т.п
12. Ресурсы связей
Имеющиеся связи между элементами системы и связи элементов системы с элементами надсистем или других систем
13. Ресурсы дифференциальные
Разница каких-то параметров, которая может быть использована для создания потоков, выполняющего нужное действие: разница скоростей течения в центре и на периферии трубы, разность температур, падение напряжения на сопротивлении, перепад высот и т.п.
14. Ресурсы изменения
Новые свойства или особенности системы (часто неожиданные), возникающие благодаря тем или иным изменениям, произведенным в ней, в ее отдельных элементах
15. Ресурсы развития
"Задел", наработки, опыт, обеспечивающий возможность дальнейшего развития: патенты, know-how, квалификация и опыт исполнителей и т.п.
16. Ресурсы самоорганизации
Способность сложных нелинейных систем к самоорганизации, возникновению в них тех или иных структур, прохождению неожиданных потоков и т.п. Может быть как очень полезным качеством, так и источником опасностей
17. Ресурсы психологические
Особенности психологии людей и животных, способные повышать их способность к выживанию, в том числе скорость реакции, наличие инстинктов, способность к коммуникации, память и интеллект и т.п.
18. Ресурсы социальные
Разделение труда и обмен продуктами, стремление к кооперативному поведению и к конкуренции, возможность создания социальных структур и т.п.
19. Ресурсы неограниченные
Ресурсы среды, которые имеются в избытке, например, воздух, морская вода на кораблях, солнечная энергия и т.п.
20. Ресурсы "копеечные"
Имеющиеся в достаточном количестве в системе или вне ее дешевые ресурсы, например, вода, ветер, песок, отходы каких-то производств, рассеиваемая энергия и т.д.
21. Вредные ресурсы
Отходы системы или других систем, которые при использовании обезвреживаются
22. Комбинированные ресурсы
Объединение использования разных видов ресурсов таким образом чтобы при этом возникали сверхсуммарные эффекты
 
Эволюционные ресурсы
Особым видом ресурсов являются Эволюционные ресурсы - новые знания и возможности, позволяющие системе сделать следующие шаги в ее эволюции
Пример. Эволюционные ресурсы в биологии – крупные «биологические изобретения», такие как объединение одноклеточных существ в многоклеточные организмы, появление кислородного дыхания, способности летать, теплокровности, формирование мозга и т.п.
Пример. Эволюционные ресурсы в социальном развитии – появление новых принципов построения общества – государство как таковое, демократия, новых стимулов и потребностей, новых видов маркета и т.п.
Пример. Эволюционные ресурсы в технике – появление новых материалов, освоение новых источников энергии, применение ранее не применявшихся физических, химических и других эффектов и т.п.
Пример. Эволюционные ресурсы в науке – появление новых концепций, например, законов сохранения, вариационных принципов, принципа относительности, эволюционных теорий, методов обучения ученых, техники экспериментов и т.п.

 
Одной из важных особенностей эволюции является то, что очень часто она «умеет ставить себе на службу», превращать в эволюционные ресурсы и те факторы, которые ранее не использовались и даже те, которые были вредными для системы. Эволюция «отбирает» то что может оказаться полезным и использует это. Людям было бы стыдно не делать того же.
Пример. В технике часто применяется прием «обратить вред в пользу», например, свойство отдачи огнестрельного оружия, с которым всегда приходилось бороться, было использовано как ресурс энергии для перезарядки. Так появилось автоматическое оружие.
Эволюционные ресурсы, «изобретательские решения» в эволюционирующих системах способны переходить из одной системы в другую. В биологии это осуществляется через горизонтальный перенос генов, в технике – за счет переноса технологий и изобретательских идей между далекими областями, в науке – за счет использования универсальных инструментов (математики, экспериментальных методов) переноса идей и т.п.
 
Пример. В середине 19 века в разных науках распространились эволюционные идеи. Началось с геологии ( Ч. Лайель), продолжалось в биологии (Ч.Дарвин) и социологии (К.Маркс). Интересно, что не только общие идеи, но и ошибки этого направления (в основном – абсолютизация каких-то конкретных механизмов и отвержение других возможностей) в разных областях были очень похожими.
Самые богатые ресурсы системы - ее разнообразие и возможности изменчивости. В любой реальной системе всегда есть очень много различных ресурсов, причем, чем сложнее и неоднороднее система, тем больше в ней ресурсов, тем более вероятны различные системные эффекты, которые могут быть использованы как ресурсы. Особенно богаты ресурсами системы динамического хаоса. Количество возможных нелинейных эффектов и их комбинаций возрастает по мере усложнения систем и на определенном уровне становится практически неисчерпаемым благодаря появлению суммарных и сверхсуммарных обычно неожиданных и непредсказуемых эффектов связанных с разными комбинациями некоторых «первичных» нелинейных эффектов. А это и означает неисчерпаемость эволюционных ресурсов, то есть практически неограниченные возможности развития и совершенствования. Это чрезвычайно наглядно демонстрирует как биологическая эволюция, умудряющаяся заселить любую возможную нишу обитания – от глубинных подземных слоев до верхних уровней атмосферы, горячие и холодные, влажные и сухие и т.п. области.

Это же демонстрирует и история техники. Общее развитие искусственных систем идет в направлении повышения числа используемых в системе видов ресурсов и расширения их источников, либо путем создания принципиально новых систем, использующих ресурсы иначе или использующих другие виды ресурсов и другие их источники. Люди становятся способными реализовать едва ли не любые желательные функции, бороться с вредными эффектами и опасностями и т.п. То что четверть века назад казалось фантастикой, сегодня есть в каждом доме… А что мы будем иметь еще через четверть века?

Ресурсы и неожиданности
Очень высокая «ресурсная избыточность» большинства природных да и искусственных систем и объясняет, почему по мере совершенствования теорий и инструментов исследования растет количество неожиданных научных открытий, почему часто непредсказуемы результаты самых обычных действий, почему при создании новых организаций, машин, самолетов, операционных систем, программ, лекарств и методов лечения и т.п. нередко возникают совершенно непредвиденные эффекты и т.п. Для своевременного выявления таких эффектов оказалась очень полезной техника «диверсионного анализа».

При разработке методов решения исследовательских задач с помощью «диверсионного анализа» было сформулировано следующее положение:
 

Если в тех или иных системах хотя бы иногда, хотя бы изредка возникают какие-то необъяснимые эффекты или происходят необъяснимые действия, значит для этого есть ресурсы, которые при тех или иных условиях «срабатывают».
 
Самое здесь интересное и нередко самое трудное при проведении исследований оказалась не выявление ресурсов, а противоположная проблема: почему при наличии необходимых ресурсов некоторое явление не происходит постоянно?

Объяснение могло быть только одно - есть какие механизмы его тормозят, не дают «запускаться». И, значит, при проведении «диверсионки» надо найти:

• Механизмы, порождающие рассматриваемый эффект или эффекты
• Механизмы не позволяющие этому эффекту или эффектам происходить постоянно
• Ресурсы, как порождающие эффект, так и тормозящие его
• Способы воздействия на эти механизмы, так чтобы предотвращать вредные эффекты и получать полезные
 
Пример. Во время одной из консультаций мы решили проблему сильного скрипа тормозов в одной из моделей автомобиля. Загадка была в том, что тормозная система – диски, колодки, гидравлика и т.п. в этой машине были такими же как в других моделях, у которых проблема скрипа не возникала. Мы предположили, что этот скрип есть у всех моделей но, почему-то слышен только у данной. Диверсионная задача – как сделать шум хорошо слышимым, как усилить его, привела к решению почти немедленно – нужен резонатор. И оказалось несложным установить, что дизайн крыла этого автомобиля по случайности как раз и создавал такой резонатор. И чтобы устранить этот эффект, надо нарушить условия резонанса.
 
Пример. В другом проекте мы решили проблему, связанную с безопасностью, стоявшую перед заказчиком несколько лет. У одного из типов автомобилей при резком торможении на хорошей, не скользкой дороге мог произойти занос влево (никогда вправо) при котором автомобиль оказывался на встречной полосе. Но проблема была в том, что это случалось примерно с одним из 50 автомобилей и примерно в одном из 5 – 10 сильных торможений. Заводским испытателям, несмотря на длительные усилия, ни разу не удалось воспроизвести этот эффект.
Использовав «диверсионную формулировку» - как заставить автомобиль скользить влево мы придумали порядка 20 возможных механизмов, из которых более или менее реальными оказалось 12, зависящие от разных факторов – допусков при сборке, скорости нажатия на тормоз, стиля вождения, веса водителя, накачки шин, положения груза в багажнике, от того, полон ли топливный бак, от некоторых характеристик дороги и т.п. Но каждый эффект в отдельности был слишком слаб чтобы создать занос. Только комбинация 4 – 5 разных механизмов могла «кинуть» автомобиль. И такая комбинация появлялась весьма редко. Кроме того, был один обнаружен один но достаточно сильный механизм, «запрещавший» заносы вправо.
Когда механизмы были выявлены оказалось очень несложно воспроизвести эффект, а потом и найти способ защиты, не допускающий «левого уклонизма».
Достаточно очевидный принцип «если нечто произошло, значит для этого были ресурсы» приводит к довольно нетривиальным выводам, например:
• Если к нам, специалистам по ТРИЗ кто-то скажет: «Есть проблема, очень важная, никогда не была решена, может ли ТРИЗ помочь?», то ответ будет простой –«Ее гарантируем, давайте попробуем».
• Но если этот кто-то скажет: «Есть проблема, я знаю что она была решена, но не знаю как, может ли ТРИЗ помочь?», то ответ будет совсем другой – «Да, конечно, мы можем это сделать лучше!». Потому что теперь ясно, что ресурс существует, найти его – дело ТРИЗ техники, а сделать лучше можно любое без исключения решение…
Эти посылки служит основой множества наших работ по улучшению и/или обходу патентов.

Опасности, связанные с ресурсной эволюцией

Любой шаг в развитии системы порождает новые ресурсы для ее развития и развития других систем. Но при этом могут появляться и вредные ресурсы, порождающие нежелательные явления (немедленные или отложенные). Неразрывная связь полезных и вредных ресурсов и результатов тех или иных действий известна с древности, отражена в пословицах и поговорках. Часто это рассматривают как «расплату за пользу». Причем главная проблема в том, что эти «вредные ресурсы» могут долгое время оставаться не обнаруженными или недооцененными. Их наличие и воздействие могут быть обнаружены достаточно поздно, тогда когда нанесенный ими вред станет существенным.
 

Пример. Прямохождение дало людям множество преимуществ, главное из которых – высвобождение рук. Но едва ли не все мы с возрастом начинаем страдать от болей в пояснице и ногах, проблем с позвоночником, нарушениями кровообращения в ногах и т.п. Это – расплата за прямохождение.

Пример. На складе завода удобрений в Оппау (Германия) хранились большие запасы нитрата аммония (аммиачной селитры) – прекрасного, широко используемого удобрения. От времени они слежались до каменной крепости, и их решили раздробить небольшими взрывами. Ранее так уже поступали, считая это абсолютно безопасным (Несмотря на то, что во время первой мировой войны этот самый нитрат аммония широко использовался как взрывчатка!) , но 21 сентября 1921 года один из взрывов вызвал детонацию во всей массе вещества и произошел самый мощный наземный взрыв доядерной эры. Одним из неожиданных ресурсов удобрения оказалась его способность взрываться.

Пример. В развитии систем управления, могут происходить вредные процессы избыточной бюрократизации, например:
• Появление фактически не работающих или работающих с очень низкой отдачей структур и людей – аналог ожирения организма при нарушения обмена веществ.
• Ухудшение технологии использования ресурсов
• Расход ресурсов на непроизводительные и вредные для общества цели
• Систематическое уничтожение ресурсов

Одной из грозных опасностей эволюции является исчезновение или исчерпание ресурсов, необходимых для существования системы. Причины могут быть разные – изменения климата, природные катастрофы, типа наводнений, землетрясений, извержений вулканов и т.п., появление более успешных конкурентов или паразитов, демографический взрыв и т.п.

Когда расходование ресурсов превышает возможности их восстановления, сперва этого не замечается, система выживает, борется, пока не исчерпает запас прочности. И тогда начинается неожиданная цепная реакция разрушения. Так, например, падает урожайности земли при слишком интенсивном землепользовании. В течение некоторого времени урожаи остаются прежними, возможно немного падают, а потом в какой-то момент падают чрезвычайно резко. Это повидимому было причиной крушения некоторых древних цивилизаций.

Особенно опасно то, что на последнем этапе могут включиться положительные обратные связи, делающие процесс деградации очень быстрым и эффективным. Например, когда дегрессия растительности на пастбищах, особенно в условиях пересеченного рельефа местности, доходит до определенной величины, начинается бурная эрозия почв, потерявших защиту. Начинаются пыльные бури, рост температуры, снижение влажности, поверхность все более оголяется, почва выветривается и т.п.

Во всех этих случаях главная причина кризиса – нарушение баланса потребление – восстановление ресурсов. Сама возможность нарушения этого баланса, как это не парадоксально, связана с устойчивостью природных экосистем, их запасом прочности благодаря которому они реагируют на ухудшение ситуации с большой задержкой, часто тогда, когда уже поздно принимать какие-то меры.
 

**************
 
За миллиарды лет эволюции биологические системы «научились» виртуозно использовать имеющиеся ресурсы, преобразовывая их с помощью сложнейших биохимических реакций. Но сам «дизайн» биологических систем наложил сильнейшие ограничения на использование ресурсов – нельзя использовать ничего, что способно вызвать деструкцию белков и других «кирпичей жизни». В частности, биология не может использовать ресурсы, связанные с теми или иными факторами, способными разрушать органические вещества – экстремальными полями, сильными химическими реагентами и т.п.

Развитие человеческих технологий открыло возможность использовать все эти и многие другие виды ресурсов и тем самым в огромной степени расширило возможности развития человечества как вида.
 

---------------------------------
1. В развитии искусственных систем знание накапливается непосредственно в виде опыта и понимания причинно-следственных связей. В развитии биологических систем «знание» есть информация записанная в генетическом коде
2. Маркс украв идею, всегда это отрицал и ругал Мальтуса. Схема доказательств Маркса такова: постоянно происходит исчерпание плодородия почвы от интенсивного возделывания и исчерпание удобно расположенных месторождений угля, руды и прочих природных ресурсов. Значит получение продукции требует все большего вложения труда и денег, значит прибыль на вложенные деньги падает, значит капиталист стремясь сохранить прибыль должен усиливать эксплуатацию пролетариата по принципу «работайте больше, кушайте меньше», значит будет расти классовая борьба, значит неизбежны революции. Будучи совершенно безграмотным в науке и технике Маркс, конечно не мог предвидеть что правильное земледелие, удобрения, селекция и т.п. могут многократно увеличить плодородность почвы и то, что развитие техники может сделать рентабельным добычу и транспортировку бедных руд, что появятся новые эффективные источники энергии и т.п.
3. Доклад «Пределы роста» 1972 года предсказывает к концу века исчерпание ресурсов для жизни, катастрофическое падение уровня жизни во всех странах, включая США и Европу. Что-то пока незаметно, даже несмотря на экономический кризис
 

Алфавитный указатель: 

Рубрики: 

Subscribe to Comments for "Общий закон эволюции ресурсов"