Прием перевода реальной ТС в идеальную, как мы уже говорили, имеет вполне материальное основание. Это главная тенденция развития техники, она имеет многократное подтверждение в истории техники и справедлива для всех современных ТС. Используя прием в воображаемом изменении объекта, мы "перескакиваем" множество промежуточных ступеней преобразования и получаем вполне нормальную "дикую" идею. Чтобы получить ее, нужно смелое мышление, а чтобы свыкнутся с ней, требуется некоторое время.
Для того чтобы увидеть цепочку таких преобразований, полезно применить простой прием: разместить все события (изменения в ТС) на сжатой (короткой) оси времени и посмотреть, что происходит с ТС, какова самая общая закономерность ее развития. Такое исследование было проведено в самых разнообразных, совершенно не похожих друг на друга системах – из теплотехники, транспорта, связи, вооружения и др.
Рассмотрим основные теоретические положения и проиллюстрируем их примерами.
В наиболее общем виде процесс развития можно представить как ряд последовательных событий (изобретений) на оси времени от момента возникновения ТС до сегодняшнего дня и далее в будущее:
Рис. 2. 3. Общий вид развития систем.
Поскольку всякое изобретение является полезным, т.е. увеличивающим главную полезную функцию (ГПФ) системы (в противном случае изобретение никому не нужно и его нельзя считать изобретением), то целесообразно совместить ось времени со шкалой роста ГПФ системы:
Рис. 2. 4. Развитие систем с ростом ГПФ.
Таким образом, вся история развития ТС – это непрерывная цепь изобретений и усовершенствований с единственной неизменной целью: увеличение ГПФ. Но одна координатная ось мало что дает, можно заметить лишь неравномерность развития: точки (изобретения) расположены то чаще, то реже. Введем вторую ось – сложность ТС. Сложность очень общий показатель, он отражает всю иерархическую организацию системы: ТС (например, автомобиль) всегда возникает "в одиночестве" и состоит из нескольких простых элементов (закон полноты частей системы), с течением времени она усложняется, "обрастает" множеством подсистем, которые, в свою очередь, делятся на еще более мелкие подсистемы и т.д. - до вещества. Одновременно идет количественный рост однотипных ТС (много автомобилей), появляются системы для их обслуживания (автодороги, гаражи, ремонтные службы и т.п.) - все это объединяется в надсистему (автотранспорт), у которой возникает множество дополнительных систем по управлению (светофоры, ГАИ), производству (автозаводы, нефтеперегонные заводы), сервису, обучению, продаже, уничтожению отработавших ТС и т.д. Все эти изменения, происходящие с ТС, имеют, повторим, одну цель - увеличение ГПФ, например, для автомобиля это будет увеличение скорости, комфорта и безопасности перемещения человека (грузов) в пространстве. Итак, вторая ось - сложность ТС:
Рис. 2. 5. Схема «эволюции ТС».
Переход технических "организмов" от вида А к виду Б подчиняется закономерностям, и ни один изобретатель не может существенно изменить ход развития: перейти, например, от А к Х или повернуть развитие вспять - от Б к А. Развитие системы А идет мелкими "шагами", изменения постепенно накапливаются, и система, в уже сильно измененном виде, превращается в систему Б.
В самом общем виде закономерность развития ТС выглядит так. Начиная с момента своего возникновения, система увеличивает свою ГПФ за счет увеличения сложности, она "обрастает" массой вспомогательных подсистем - это период развертывания ТС. Затем развитие ТС наталкивается на объективные ограничения роста сложности (физические, экономические, экологические) и начинается период свертывания ТС - внешне это выглядит как упрощение ТС; на самом деле, полезные функции, найденные на предыдущем этапе развития и воплощенные в дополнительных подсистемах, начинают выполняться "умным" веществом (идеальным веществом). Идеальное вещество (ИВ) может поглотить в себя одну или несколько частей ТС - мы уже рассматривали такие примеры.
Самое интересное - разобраться: как делается шаг от одного изобретения к другому? Каков механизм продвижения ТС от точки к точке? Ответив на эти вопросы, мы узнаем сущность процесса развития.
Анализ истории развития многих ТС показывает, что все они развиваются через ряд последовательных моментов:
- Возникновение потребности.
- Формулирование главной полезной функции - социального заказа на новую ТС.
- Синтез новой ТС.
- Увеличение ГПФ - попытка "выжать" из системы больше, чем она может дать.
- При увеличении ГПФ ухудшается какая-то часть (или свойство) ТС - возникает техническое противоречие, т.е. появляется возможность сформулировать изобретательскую задачу.
- Решение изобретательской задачи с привлечением знаний из области науки и техники (и даже шире - из культуры вообще).
- Изменение в ТС в соответствии и изобретением.
- Увеличение ГПФ (см. шаг 4).и т.д.
Возникновение потребности. Все, что делается в мире техники, делается ради удовлетворения потребности человека и общества. Если в ТС нет нужды, то она никогда не возникает, а если потребность появляется, то с течением времени она становится все более острой и ничто не остановит человека в ее создании.
Потребности общества постоянно увеличиваются (закон возвышения потребностей), к системе предъявляются повышенные требования. Попытка увеличения ГПФ системы наталкивается на очередное противоречие, и разрешение этого противоречия приводит к очередному шагу в развитии ТС. Так из одного единственного самолета братьев Райт возникла сложная иерархическая система – современная авиация.
Истинные потребности общества следует отличать от надуманных, искусственных и просто глупых. По мнению американского социолога У. Тофлера, около 80% всех произведенных с начала века в США товаров не отвечали истинным потребностям или вообще не были нужны обществу.
За любой современной ТС стоят десятки, сотни, тысячи последовательных (постепенно развивающих) изобретений: за столетнюю историю автомобиля по этой ТС было сделано более 1 млн. изобретений, по велосипеду – более 100 тыс., даже по такой "системе", как карандаш, - более 20 тыс.