Навигация
1.2. Техника
Создавать устройства с неизвестными ранее функциями намного труднее, чем исследовать готовые. Можно говорить о двух основных способах поиска новых идей: копировании природы и создании новых идей.
Первый способ ничего особенного не принес цивилизации. История техники свидетельствует, что очень многое человек открыл в природе после того, как изобрел это сам.
Пример 7. Никому не удавалось обнаружить звуковой локатор у летучей мыши, а некоторые особенности поведения этого животного, связанные с работой его локатора, игнорировались. ÿ
Пример 8. Архитекторы обнаружили и начали перенимать у насекомых изящные и остроумные конструкции сооружений после того, как до многих аналогичных идей дошли сами. ÿ
Почему так получилось? Желания и попыток копирования было много, причин неудачи две: непонимание и невозможность воспроизведения из-за примитивности технологии.
Пример 9. Медузы способны воспринимать инфразвуки, и это позволяет им чувствовать приближение шторма. Понять загадку медузы и построить прибор, действующий по аналогичному принципу, было невозможно без инфразвуковой техники. ÿ
Непонимание может касаться не сущности процесса, который используется, а способа использования.
Биологическая цивилизация шла по пути создания сложных гомогенных (клеточных) структур, в то время как машинная цивилизация развивалась на основе гетерогенных устройств (состоящих из различных по составу, форме и принципу действия элементов). Поэтому инженеру трудно понять и воспроизвести биологическую структуру, а биологу не менее трудно посоветовать, как реорганизовать направление развития машинной технологии.
Итак, человек стал изобретать сам. Идя от простого к сложному, он на ощупь или с предвидением, ценой огромных усилий и потерь искал свой путь и построил свой мир – техносферу. Техносфера обладает огромной энергетической базой, которая имеет разные виды силовых полей и излучений. Диапазоны размеров технических устройств и сооружений простираются от одной миллионной метра (микросхемы) до миллионов метров (железные дороги), диапазон энергопотребления или энерговыделения от долей микроватта до миллионов мегаватт. Этот технический мир, в котором мы живем, относительно прост. Вся техносфера проще, чем организм любого млекопитающего, а любое устройство, механическое или электронное, проще единственной биологической клетки. Живая клетка имеет большую удельную (на единицу массы) управляемую энергию, более широкий спектр управления химическими реакциями, лучшую приспосабливаемость, более высокий КПД, лучшее самовоспроизведение. Человек создал благоприятные искусственные условия обитания. Но возросшие потребности человечества нельзя было бы удовлетворить, если бы прогресс шел традиционным путем, тем, которым он шел до середины XX века.
Выводы
В технике наблюдается следующая картина.
1. Отраслевые достижения требуют интеграции и обобщения.
2. Функциональное усложнение машин, производственных комплексов, отраслей промышленности и техносферы в целом связано с учетом влияния тысяч, десятков тысяч, а иногда и миллионов факторов.
3. Сооружение и применение новых технических систем высокого энергетического уровня и высокой управляемости требует всестороннего анализа функций, возможностей и последствий.
4. Перспективы развития техники (как и науки) требуют глубокого знания организации систем и процессов, умения так изменить организацию, чтобы направить развитие по желаемому пути.
1.3. Цели и задачи дисциплины введение в системологию
Системный подход к изучению различных явлений природы, проектированию новых технических объектов, является одним из перспективных направлений в современной науке и технике. Каждый достаточно сложный объект естественно представляется как система со своими элементами и связями, функциями и подфункциями в зависимости от целей исследования, существующая в надсистеме и окружающей среде. Целью изучения дисциплины “Введение в системологию” является ознакомление с основными идеями и принципами системного подхода к моделированию сложных систем.
В результате изучения дисциплины студент должен знать:
* понятие системы, элемента и структуры системы;
* основные методы описания сложных систем;
* основные черты системного подхода к анализу объектов.
В результате изучения дисциплины студент должен уметь:
* построить функционально-структурное описание системы;
* применить системный подход к анализу заданной проблемной ситуации.
Вопросы
1. Какие методы исследования преобладают в современной науке?
2. Чем обусловлена важность новых факторов в науке?
3. Какие выделяют типы отношения исследователя к объекту? Приведите примеры.
4. В чем суть невозмущающего наблюдения? Приведите примеры.
5. В каком случае эксперимент будет эффективным и почему?
6. В чем заключается позиция потребителя при исследовании объекта?
7. Почему в современной науке узкоспециальная ограниченность недопустима? Приведите примеры.
8. Какие существуют способы поиска новых идей? Приведите примеры.
9. В чем заключаются причины неудач в попытках копирования природы?
10. Чем отличается биологическая цивилизация от техносферы?
11. Какими причинами обусловлена необходимость системного подхода в технике?
12. Что изучает системология?
Глава 2. основные определения
2.1. Модели и моделирование
Термин модель неоднозначен и охватывает широкий круг различных материальных и идеальных объектов. Любая модель, используемая в научных целях, на производстве или в быту, несет информацию о свойствах и характеристиках исходного объекта (объекта-оригинала), существенных для решаемых в данном конкретном случае задач.
Определение. Модель в общем смысле есть создаваемый с целью получения и (или) хранения информации специфический объект (в форме мысленного образа, описания знаковыми средствами, либо материальной системы), отражающий свойства, характеристики и связи объекта оригинала произвольной природы, существенные для задачи, решаемой субъектом.
Замечания по определению модели.
1. Модель состоит из следующих компонент: субъект; задача, решаемая субъектом; объект-оригинал; язык описания или способ материального воспроизведения модели. Вне контекста задач понятие модели не имеет смысла.
2. Каждому материальному объекту, вообще говоря, соответствует бесчисленное множество в равной мере адекватных, но различных по существу моделей, связанных с разными задачами.
Пример. Один и тот же технический объект (например, гидронасос) при расчете его нагрузочных характеристик, тепловом расчете, оценке динамики, прочности или надежности представляется различными моделями. ÿ
3. Паре (задача, объект) соответствует также множество моделей, содержащих в принципе одну и ту же информацию, но различающихся формами ее представления.
Пример. Некоторый физический эффект (например, преломление света) может быть охарактеризован аналитической формулой, графиком, таблицей, алгоритмом, программой для ЭВМ и т.д. Выбор формы описания определяется одним лишь фактором – удобством использования модели по ее прямому назначению. ÿ
Похожие работы
... для эффективной работы и научного поиска в этой области познания. Кибернетика как перспективная область научного познания привлекает к себе все большее внимание философов. Положения и выводы кибернетики включаются в их области знания, которые в значительной степени определяют развитие современной теории познания. Как справедливо отмечают отечественные исследователи, кибернетика, достижения ...
... специфика военной области применения кибернетики наиболее отчетливо проявляется именно в системах управления войсками на поле боя. Таким образом, для военной науки в вопросах, касающихся управления, кибернетика выступает общетеоретической основой. Кибернетика находит широкое применение в проектировании сооружений и военной техники, обучении войск, в решении военно-экономических, военно- ...
... Кибернетика сегодня КИБЕРНЕТИКА (греч. — искусство управления) - наука об управлении, получении, передаче и преобразовании информации в кибернетических системах. Непосредственной предшественницей кибернетики была теория автоматического управления, рассматривающая относительно простые объекты и управляющие системы, описываемые системами дифференциальных и разностных уравнений. С появлением ...
... в мир кибернетики: понятие клеточного автомата и «универсального конструктора» (самовоспроизводящегося клеточного автомата). Результатом этих обманчиво простых мысленных экспериментов стало точное понятие самовоспроизведения, которое кибернетика приняла как основное понятие. Понятие, что те же самые свойства генетического воспроизводства относились к социальному миру, живым клеткам и даже ...
0 комментариев