Системы и законы их развития , как основа познания

Окружающий нас мир - – это мир систем (С₁ - С _n), которые развиваются закономерно, причем, как самим человеком, для своих потребностей, так и в силу природы самих систем, т.е. физических свойств материи, из которой они состоят.

Что такое система? Охарактеризуем её.

Система - – это объект, обладающий следующими признаками:

- создан для определенных целей (набора функций) или одной главной полезной функции (ГПФ);

- состоит из частей (подсистем), иерархически взаимосвязанных друг с другом и работающих на ГПФ системы, входя при этом в надсистему, состоящую из одинаковых (однородных) или разных (Разнородных) систем;  

- имеет определенную структуру.

Совокупность всех частей (соборное их состояние) во взаимодействии обладает таким качеством, каким не обладаетни одна из её частей:

- существует огромное разнообразие систем, но в основе своей все они, состоя из одних и тех же частейтех же частей, и функциональных структур.

При этом системы в своей основе и функциональной наделённости подобны друг другу и отличаются лишь особенностям, присущими конкретным типам системам. В первом случае человек развивает системы, исходя из закономерностей, выявленных им в процессе изучения и познания систем, из которых состоит наш мир, т.е. изначально все закономерности и системные зависимости, вытекают из законов развития самого нашего мира. 

Каждая система состоит из множества подсистем (ПС), к которым подводятся потоки Э нергии, В ещества и И нформации. При этом часть потоков ЭВИ перерабатывается с целью получения полезной работы или эти полезные потоки Эп, Вп, Ип, могут быть в дальнейшем использованы в безотходном производстве полезной работы [1]. При этом часть потоков ЭВИ используются как перерабатываемые отходы – Э_о, В_о и И_о, а часть – как не перерабатываемые.

 

Переход от технологий с отходами к технологиям безотходного производства:

– задача техники и технологий ближайшего будущего. Создать эти технологии – значит войти в гармоничные отношения с биосферой.

    Развитие материи можно представить следующей схемой, на которой показана последовательность развития косной и живой материй (рис.4.)..).

 

 

Материя вечна и находится в постоянном движении и развитии, в процессе которого она переходит из одной формы в другую. При этом можно предположить, что имеется состояние немерного своего небытия переходящее в целесообразное бытие мерной масштабности в зависимости от неинерционного или инерционного своих состояний, определяющих последующую нематериальную (невещную) или материальную (вещную) форму своего Конструктивного воплощения в среде окружающего принуждения в виде первоосновных частиц и энергии и минимально неделимых действий, из которых поэтапно формируется то, что мы называем материей и энергией в их проявлении в инерциальном и неинерционном состояниях. Познание материи происходит поэтапно методами диалектического материализм – на начальных этапах, далее методами материалистического идеализма и, наконец, – методами энергоинформационной диалектики (рис. 5) [3].

Минимальная модель системы

    Система, состоящая из взаимодействующих условного поля (П) и д

вух веществ (В₁ и В₂), называется ВЕПОЛЕМ [4] и является минимальной моделью технической или природной систем. А система представлений о том или ином явлении будет называть научной системой. При этом одно вещество в веполе выполняет функцию активного элемента (в технической системе – инструмента, прибора и т.п., а в природной – системообразующего элемента - ядро в атоме), а второй – пассивного элемента (изделия) или условно фокального (находящегося в фокусе нашего внимания) объекта. Сама система

состоит из двух звеньев (П à В), каждое из которых даёт результат R в виде поля, вещества или информации. Примеры научной (НС) и технической (ТС) систем:

Здесь: П à В₁ = R  (результат, явление,  действие, эффект и т.п.) и R à В₂ = ФЦ. à направление стрелки показывает направление действия (двусторонняя – взаимодействия);

- вредная связь или взаимодействие;

- - -à - отсутствующая связь;

----- - безразличная связь.

Научные системы

В научной системе мы описываем фактически природную систему:

Пример 1. При падении на металлическую пластинку пучка света, кванты света выбивают из неё электроны. НС: металлическая пластинка содержит свободные электроны, состоящие из магнитных частиц и фотонов, при столкновении фотона с электроном, электрон, преодолевая работу выхода электрона (энергию удержания электрона), выбивает его, и он вылетает из металла с определенной скоростью, как мячик от стенки, обладая кинетической энергией. На схеме, изображенной ниже, представлены схема природной системы (а) и её минимальной модели научной системы (б), в которую входят представления о потоке фотонов (hv) в виде частиц электрической материи, наличия свободных электронов (е) в металлической пластинке (В) и потока вылетающих из пластинки электронов, обладающих кинетической энергией (Т).

 В данном примере модель природной систем совпадает с моделью научной системы. При введении в систему вместо (*) объекта, на который может воздействовать поток В_е, можно получить минимальную модель технической системы. Следует обратить внимание на то, что в основе минимальной модели природной и технической системы лежит физическая структура.

При этом часто модель научной системы совпадает с физической структурой природной системы:

Пример 2: При встрече потока электронов (П _е) с преградой (В), он разбивается на потоки фотонов (П _ф) и магнитных частиц (П _µ) (рис. К-М-1) …

 

 

Полученная физическая структура может быть использована для создания ряда технических систем, нужно лишь подобрать вместоподобрать вместо (*) нужный элемент с соответствующими свойствами.

Пример 3: в атоме Лучина А.А. ядро (из магнитных частиц µ) связаны с электронами с избытком фотонов ф (электрических частиц), образуя систему С – атом (рис. Л-2) [5]. При этом электроны не вращаются, но могут совершать тепловые колебания в радиальном и тангенциальном направлениях

 

В данном случае модель научной системы совпала с моделью природной системы.

К развитию научных систем

 

Б.М. Кедров видит причину научных революций в возникновении и преодолении противоречий, возникающих в период кризисов, причём это происходит диалектически по схеме: от единичного Е (например, натрий и калий – химические элементы) к особенному О (натрий и калий входят в группу щелочных элементов), а затем к всеобщему В (объединение групп элементов по атомному весу и включение их во всеобщую периодическую систему элементов) через преодоление познавательно-психологического барьера (β - ППБ) [1], где роль подсказки выполняет интуиция [6]. Он же видит развитие науки через призму диалектических законов: перехода количественных изменений в качественные, отрицание отрицанием и борьбой и единством противоположностей, т.е. когда назревает диалектическое противоречие (ДП) [2]. Его в теории решения изобретательских и научных задач еще называют физическим противоречием (ФП) или физической несовместимостью представлений (ФН), которые можно сформулировать так:

Чтобы с позиций существующей парадигмы По объяснить факт Ф₁, исследуемый объект О должен обладать свойством С, но, чтобы объяснить аномальный факт Ф₂, объект О должен обладать свойством не-С.

 

 

 

Анализируя развитие химии, В.А. Кузнецов, выделил четыре этапа в развитии представлений об изучаемом объекте в химии: изучение состава вещества, как определяющего его свойства, затем его структуры, проявляющей разные свойства при одном и том же составе; поведения, т.е. динамики у молекул вещества, и, наконец, саморазвития, эволюции молекул [7]. Добавим к этому и проявление свойств веществ в зависимости от положения его составляющих в пространстве Аналогичные этапы проходят в своем развитии и технические системы.

Анализ развития научных систем показывает, что они развиваются через возникновение и разрешения научных противоречий в научных системах, в недрах которого возникает физическое противоречие (ФП) или физическая несовместимость (ФН) [1]. В целом эти виды противоречия относятся к диалектическому противоречию.

Чтобы с позиций существующей парадигмы П_с объяснить факт Ф₁, исследуемый объект О должен обладать свойством С, но, чтобы объяснить аномальный факт Ф₂, объект О должен обладать свойством не-С.

 

                                     

 

 

После синтеза моно-системы начинается этап внедрения и интенсивного ее развития: подъем и разворачивание системы (поиск новых полезных функций (ПФ) и подсистем (ПС)) по линиям: моно-С à би-С à поли-С à сложные системы à … С целью повышения эффективности системы, её КПД. Система в итоге настолько усложняется, что начинают происходить сбои в системе (теории, гипотезе и т.д.) начинается процесс «поглощения» систем более низкого ранга системами более высокого ранга. Накопление количественных изменений приводит к качественным изменениям системы:

В основе НП лежит физическое противоречие или физическая несовместимость (ФП или ФН): к одному и тому же объекту НП или его части предъявляются взаимопротивоположные физические требования. Здесь ФП в научных системах ничем не отличается от ФП в технических системах, т.к. они имеют дело с одними и теми же объектами материального мира. Уже из самого факта совпадения ФП следует, что основная часть арсенала средств ТРИЗ может быть перенесена в научное творчество.

ФП доводит противоположные представления до крайности, указывая на причину их несоответствия, т.е. конкретные физические состояния (свойства) объекта, лежащие в основе представлений о нем.

Научное познание отличается от обыденного своей системностью и последовательностью как в процессе поиска новых знаний, так и упорядоченностью всего найденного ранее.

    Нужно понимать, что наука, как система, не стоит на месте, и она подчиняется определенным закономерностям, которые можно познать и использовать для сознательного решения задач, считающихся творческими.

    Как было отмечено выше, в своем развитии наука проходит четыре этапа: поиск состава, поиск структуры, динамику и эволюцию изучаемого явления. Пример: АТОМЫ- МОЛЕКУЛЫ-ГЕМОГЛОБИН…- ДНК…