Учебное пособие 800198

изменчивость в зависимости от времени работы (старение) и от комплексного действия факторов, каждый из которых непосредственно деструктивным не является (например, износ деталей машины в условиях повышенной влажности и химической загрязненности воздуха). Появление подобных новых видов расчетов машин подготавливает, таким образом, возникновение новой, системной концептуальной основы теории.

Дальнейшее развитие технической теории в XX веке позволило перейти к отображению единого обобщающего системного свойства, а именно, надежности работы машины. Надежность как обобщающая характеристика системы проявляется как таковая при иррегулярном действии [38] на данную систему самых разнообразных деструктивных факторов и количественно характеризуется вероятностными величинами. Там, где исчезает иррегулярность воздействия, там статистический, вероятностный способ расчета превращается в монодетерминистический, динамический, а надежность как общее системное свойство машины конкретизируется в частное ее системное свойство. Например, расчет на прочность есть не что иное, как расчет надежности при постоянстве свойств материала и значения нагрузки. Вместе с тем, конкретная реализация надежности всегда остается статистической, если хотя бы один из составных ее процессов остается процессом случайным или становящимся, определяющимся. Таким образом, везде, где объектом изучения служит надежность, она отображается в системного вида теории, носящей статистический характер. Но способ отображения различен в каждом конкретном случае.

Применительно к условиям Севера специфичность вида теории надежности определяется явлением хладноломкости. В условиях Севера все элементы машин работают в критической температурной зоне прочности и вывести их в состояние разрушения может любая комбинация наличных случайных

153

факторов, таких как изменение направления и силы ветра, изменение закона распределения температуры и т. д. И поскольку пока не существует возможности выбором материала обеспечить устойчивую работу элементов машины, постольку теория надежности машин Севера, возможно, будет отображать надежность машин при "неконтролируемом" переходе элементов машин в запредельное состояние, т. е. при "неконтролируемой" устойчивости структурно-элементарной основы. "Неконтролируемое" изменение состояния элементов машины под действием разнообразных случайных факторов не может быть отображено монодетерминистическим уравнением и это уже осознается участниками создания теорий надежности и хладноломкости. Так, рассматривая термомеханическое уравнение состояния металлов, Д.И. Федоров, Б.А. Бондарович и В.И. Перепонов приходят к выводу, что "термомеханическое состояние металлов не может быть описано одним уравнением, так как является функцией не только температуры и физических констант металлов, но и функцией изменения напряжений во времени" (81. С. 175). "Термомеханические уравнения состояния металлов в зависимости от функции напряжения во времени будут иметь различный вид" (Там же, с.169). Таким образом, выявляется, что в монистической теории хладноломкости основное уравнение состояния должно быть вероятностным и иметь матрично-операциональный характер. Это позволяет предположить о некотором сходстве вида искомой теории с видом квантовой теории, что может служить ориентиром в ее построении. Если предположение о характере теории подтвердится, то можно предположить, что основным принципом построения машин Севера будет не принцип абсолютной устойчивости элементов, не принцип блочного резервирования, а принцип регенерации докритических состояний элементов в работающей машине с той

154

существенной оговоркой, что в металле это должно выглядеть иначе, чем в живом организме.

Рассмотрим теперь общую методологию построения искомой теории. Методология, как известно, представляет собой способ определенного пользования разнообразием принципов и приемов для получения нового знания. При этом известные принципы и приемы переносятся на изучаемые явления с целью теоретического оформления последних. Философские принципы не являются исключением, так что каждая теория, формируясь, аккумулирует определение философские представления о способе бытия материи. Метод построения теории должен вытекать из ее концепции и ей соответствовать. Отсюда следует, что в построении теории надежности машин Севера необходимо руководствоваться системной методологией. Уяснению сути системной методологии поможет сопоставление ее с методологиейпредшественницей, вытекающей из атомизма.

Создание теории − сложный процесс, предполагающий множество разнообразных операций. Для построения искомой теории наиболее важно сосредоточить внимание на таких операциях как: а) выделение объекта исследования; б) установление объективности рождающейся истины. Рассмотрим системную методологию сравнительно с методологией атомизма в этих операциях.

а) "Атомистическое" выделение объекта предполагает жесткое отграничение содержания данного объекта от всей "остальной" материи. Подобное отграничение, объективно обусловленное дискретностью элементов как качественных первоначал, первоосновы вещи, предполагает, что содержание объекта исчерпывающе сосредоточено в нем самом, в его элементах. Устойчивость существования данного объекта объясняется, исходя исключительно из устойчивости его элементов (его состава), а механизм нарушения этой устойчивости представляется как действие разрушительной

155

внешней силы. При выделении условий существования в качестве теоретически значимых и дифференциации их на благоприятные и неблагоприятные с неблагоприятными условиями связывается изменчивость, а с благоприятными − устойчивость объекта, причем, причиняющая роль первых представляется четко в качестве разрушительной внешней силы, а роль вторых − нечетко, лишь как "благоприятного" для данной вещи фона, не детерминирующего ее существование.

При пользовании системной методологией условия существования объекта предстают не безразличным и безликим фоном, а совокупностью определенных материальных объектов, благодаря взаимодействию с которыми данный объект и проявляет устойчиво некоторые свои целостные свойства. Так что с известной осторожностью можно говорить, что система внешних объекту вещей участвует в формировании его свойств так же, как и его элементы. При системном выделении объекта, следовательно, границы его раздвигаются в принципе беспредельно. В самом деле, говоря о работающем в условиях Севера экскаваторе, неправомерно ограничивать его как объект лишь его конструктивным содержанием. Объект, именуемый исправно работающим экскаватором на Севере, включает в свое содержание и грунт, и метеоусловия, и человека, и даже психофизиологическую и моральную надежность последнего. А коль скоро при системном подходе изменяется выделение объекта, то это должно найти отражение в изменении схватывающих этот объект начальных теоретических идеализаций. Какими будут идеализации в искомой теории, пока неизвестно, но можно предположить об их вероятностнооператорном характере.

б) Известно, что объективность рождающейся истины устанавливается в материальной практике, превращающей вещь-в-себе в вещь-для-нас. В методологии атомизма практическое установление объективной истинности знания, т.

156

е. вызывание предмета − по выражению Энгельса − из его условий, понуждение предмета служить нашим целям [96. С. 284] достигается воздействием исключительно на его элементы. Вещь-в-себе становится здесь вещью-для-нас, если ее можно воссоздать из наличного набора элементов. С помощью этой же операции устанавливается истинность знания об объекте. Длительное пользование методологией атомизма привело к образованию специфических правил познания: 1) если известны исходные элементы и их свойства, то наперед известны свойства всех возможных из них "объектов"; как следствие этого, если практически выявлены элементы, то теория любого объекта может быть создана априори, без дальнейшего обращения к практике; 2) теория может возникнуть лишь как "считывание" объекта; между теорией и практикой проводится резкая грань, вследствие чего в технике подчас предпочитают сначала практическое, а затем теоретическое освоение объекта, или наоборот, или параллельно.

При пользовании системной методологией установление объективности рождающейся истины существенно изменяется. Поскольку в системе главное − не фиксация сохраняющихся и неизменных свойств, а объяснение возникновения новых свойств при соединении элементов, то первое правило здесь уже неприменимо в прежнем виде. Действительно, если известны все свойства элементов, то при системном подходе невозможно предвидеть полный спектр объектов из них, он оказывается гораздо шире, чем при подходе атомистическом, ибо при соединении элементов в систему проявляются совершенно новые, неизвестные ранее свойства, да и сами элементы при соединении видоизменяются, приобретая новые элементарные свойства. Вследствие этого, теория объекта при системном подходе может быть создана априори только, если известны элементы, способы и последствия их соединения. Значит, теория

157

надежности машин в условиях хладноломкости не может создаваться по пути все более исчерпывающего познания лишь элементов явления надежности, таких как совершенство конструкции, прочность материала, качество изготовления и т. д. без изучения связи элементов и результатов этих связей. Чтобы теоретически учесть и свойства, и связи, и последствия связи элементов, она должна изучать такое явление, в котором все указанные компоненты находятся в единстве и в то же время поддаются вычленению. Таким явлением, по моему, может служить совокупный опыт эксплуатации машин в условиях Севера, так что создание искомой теории должно происходить на основе статистического изучения этого опыта, как объекта теории.

Существенно изменяется и понимание второго правила. Теоретическое считывание, копирование объекта, как оно понимается в методологии атомизма, при системном подходе утрачивает смысл, ибо в этом случае, вследствие специфичности изменения элементов и их свойств в каждом из соединений, для каждого единичного объекта должна быть создана своя теория. При системном подходе теория остается "считывающей" лишь в том случае, если она описывает инвариантное, сохраняющееся в системах при разнообразных изменениях их элементов. Как показывает опыт современной науки, в содержании теорий на передний план выдвигаются не элементы с неизменными их свойствами, а инвариантные механизмы соединения элементов с разнообразно изменяющимися свойствами (такие элементы сегодня фиксируются в принципиально новых научных понятиях вроде странности, ценности, спина и других). В современных условиях теория, таким образом, оказывается не фотографией, копией явлений, а скорее предписанием для получения таких копий. Вследствие этого изменяется и соотношение теории и практики в процессе установления объективности истины. Если атомистическое видение мира предполагает

158

"последовательно-параллельное" соединение теории и практики, то системное − непрерывный синтез их на основе принципов взаимопроникновения, дополнительности, соответствия, статистичности и других. Стало быть, при системном подходе можно, по крайней мере, отвергнуть путь "подведения теории под практику" и наоборот, и потребовать включения практики (эксперимента, испытаний, моделирования) непосредственно в содержание знания об объекте. Конкретизируя, можно предположить, что для создания теории надежности в условиях хладноломкости необходимо формализовать деструктивные факторы Севера, отыскивая затем математически зависимость надежности от формализованных факторов и осуществляя измерение последних. Таким образом, системный подход к построению теории существенно отличается от атомистического, настолько, что его освоение создает качественно новый стиль научно-технического мышления, в рамках которого открываются принципиально новые возможности решения фундаментальных технических проблем.

Упражнение. При обсуждении проблем создания хладостойкой техники проф. А. П. Гуляев задал мне вопрос: «Так что же, - нам перестать создавать хладостойкие материалы?». Как бы ответили вы?

3. О КОНЦЕПТУАЛЬНОСТИ «ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ» МАТЕРИАЛОВ

Материаловеды намерены создать «интеллектуальные» материалы с функциями, подобными функциям живых организмов. «В отличие от традиционных новое поколение материалов должно быть наделено «интеллектом». Такой материал в процессе службы способен к самодиагностике различных дефектов, их устранению и выдаче информации о

159

сроке службы материала для предотвращения аварии. Представления об интеллектуальных материалах предполагают, что такой материал способен осуществить сенсорную, процессорную и исполнительную функции в процессе его работы в конструкциях или других объектах. Это означает, что разработки материалов нового поколения…требуют использования теории информации. Решение проблемы включает установление связи между функциями и механизмами структурных преобразований на различных масштабных уровнях в условиях неравновесности. Очевидно, что без междисциплинарного подхода к проблеме с привлечением специалистов в области математики, информатики, фрактальной физики, синергетики, материаловедения и др. проблему решить трудно» (44. С. 9). Я посчитал, что в «и др.» уместно включить и философию. Ученые-материаловеды подтвердили правильность этого заинтересованным обсуждением моего выступления.

В очерченной исследовательской программе цель исследования очерчена метафорически, из-за употребления понятия «интеллект» в кавычках. Если настаивать на сохранении здесь этого понятия, то указанная программа обретѐт определѐнность лишь при употреблении его без кавычек. Итак, предполагается создание интеллектуального материала, в точном смысле слова. Сразу же возникают вопросы философского характера, и первейший среди них, - возможно ли это в принципе? Среди материаловедов слышатся «да», «нет» и «поживѐм – увидим». Ситуация аналогична давней ситуации в кибернетике, когда обсуждался вопрос Тьюринга, может ли машина мыслить.И пусть сегодня материаловеды, как в своѐ время специалисты по кибернетике, предпочтут «да» и, тем самым, возможность целенаправленного решения сложнейшей задачи. Но при этом выборе необходимо концептуальное осмысление проблемы. Предлагаемая работа – попытка этого.

160

Прежде всего, что такое материал? Эмпирически это всѐ то, что можно использовать для создания вещи с заданными свойствами. Концептуально же материал – это такая наличность, которая воплощаема в другой как первооснова качества этой последней. Поскольку компоненты определения очень вариативны, постольку типов, видов, разновидностей материалов может быть дедуцировано из него великое множество. Сегодня надежда на создание интеллектуальных материалов связывается лишь с материалами с неравновесностью. Почему в этом отказано материалам с равновесностью? Материал с равновесностью – это такая наличность в равновесном (невозбужденном, устойчивом) состоянии, которая сохраняет его и после воплощения в создаваемой вещи. Поскольку интеллектуальность ассоциируется с управлением, а управлять равновесным материалом без предварительного приведения его в неравновесное состояние невозможно, то отсюда следует, что превращение равновесных материалов в интеллектуальные невозможно. Лишь материал с неравновесностью (возбужденностью, неустойчивостью) поддается управлению, а значит, перспективен для достижения заявленной цели. В чѐм сущность существования материала с неравновесностью? Она в том, что он находится в состоянии самоорганизации, т. е. в состоянии нейтрализации воздействия на него посредством возникающего в нѐм самоорганизатора. Этот материал должен быть наделен интеллектом. То есть, чем?

Интеллект по латыни означает рассудок, разум. Сегодня интеллект – это готовность системы к решению задач так, как они ставятся и решаются в науке. Это означает следующее. Система способна синтезировать из воздействий на неѐ условие и вопрос задачи. Последний, – как предписание воздействия на это условие. Далее, она способна преобразовать на основе законов природы, логики и методологии познания условие задачи в еѐ решение, т. е. в

161

систему обретения смысла, ответно тождественного смыслу вопроса задачи. В каких материалах с неравновесностью это возможно? Поскольку интеллект связывается, прежде всего, со способностью материала быть управляемым, то это возможно в материалах, поддающихся управлению. Управление материалом – это направление его внутриматериальных сил на достижение цели в преобразовании материала. Ставка на управление в понимании интеллекта понятна: в аспекте отражения оно предстаѐт подобно процессу решения задачи. Оправданы и надежды на самоорганизацию, ибо она в том же аспекте тоже напоминает процесс решения задачи(самоорганизатором). Коль скоро это так, то необходимо разобраться здесь в соотношении управления и самоорганизации. Как бы «умно» ни отзывалась вещь на управляющее воздействие, до тех пор, пока оно внешне ей, перед нами – не интеллектуальное поведение, а навязанный извне сложный автоматизм. Аналогично, как бы «умно» ни функционировал в вещи самоорганизатор, до тех пор, пока он не управляет вещью, он не порождает в ней интеллекта. Вот, если бы самоорганизатор начал управлять вещью, т. е. если бы управление соединилось с самоорганизацией и превратилось в самоуправление, тогда появилась бы искомая надежда. Возможно ли такое?

Такое возможно не при релаксации, а при регенерации вещи. Здесь вещь не выдерживает мощи внешнего воздействия и нейтрализует его распадом своей целостности. Если область распада столь компактна, что в ней находятся поблизости друг от друга суверенизировавшиеся элементы и продолжающий функционировать самоорганизатор, то последний может превратиться из нейтрализатора дестабилизатора в регенератор целостности по тому же самому способу самосборки вещи и, таким образом, целостность может быть восстановлена. Реализация этой возможности на Земле сначала привела к возникновению материалов, лишь «откликающихся

162