Владимир Петров - Законы развития систем

Пример 7.316. Тенденция развития танкеров.

На рис. 7.232 показана тенденция увеличения удельных параметров танкера. Удельные параметры возрастают с увеличением водоизмещения танкера. Кроме того, у двигателей имеется тенденция к повышению удельной мощности (соотношения мощности и веса), что еще больше повышает идеальность транспортных средств.

Рис. 7.232. Увеличение удельных параметров танкера 407

Пример 7.317. Проект башня-город.

В создании проекте башни-города (см. пример 7.226, рис. 7.169), испанские архитекторы супруги Хавьер Пиоз (Javier Pioz) и Мариа Роза Сервера (Maria Rosa Cervera), использовали бионические идеи. Башня представляет собой динамическую структуру по аналогии с кипарисом. В строительстве башни использовано много оригинальных идей и современных материалов. «Корневая система» башни (фундамент) будет расширяться по мере увеличения высоты и ширины башни (рис. 7.233).

Рис. 7.233. «Корневая система» башни-города

Этот тоже пример увеличения удельных параметров системы (соотношение общей площади всех «помещений» башни к площади, занимаемой на земле).

В разработке телескопов (пример 7.228) используются две противоположные тенденции — переход на макро- и на микроуровень . Размеры телескопов, зеркал или расстояние между телескопами увеличиваются, т. е. осуществляется переход на макроуровень , а принципы фиксирования изображения или объединения телескопов — переход на микроуровень .

Первым приемником изображений в телескопе, изобретенным Галилеем, был глаз наблюдателя. В начале ХХ века в астрономии стали употребляться фотопластинки, чувствительные в различных областях спектра. Затем были изобретены фотоэлектронные умножители (ФЭУ), а потом электронно-оптические преобразователи (ЭОП). В современных телескопах в качестве приемников излучения используют специализированные аналоговые интегральные микросхемы — прибор с зарядовой связью (ПЗС) или ПЗС-матрицы. ПЗС состоит из большого количества (1000×1000 и более) полупроводниковых чувствительных ячеек размером в несколько микрон каждая, в которых кванты излучения освобождают заряды, накапливаемые в определенных местах — элементах изображения. Изображения обрабатываются в цифровом виде при помощи компьютера.

Таким образом, приемники изображений подчиняются тенденции перехода на микроуровень .

Телескопы обсерватории Мауна-Кеа (Гавайи) «Кек I» и «Кек II», которые находятся на расстоянии 85 м, объединены с помощью оптоволоконной оптики , работают как один телескоп, эквивалентный телескопу с 85-метровым зеркалом. Объединение произведено на микроуровне . На примере развития телескопов мы показали объединение законов перехода на макро- и микроуровень и перехода в надсистему . Причем, как и раньше, общее развитие системы подчиняется закону перехода на макроуровень , а принципы объединения телескопов и фиксации изображений, подчиняются закону перехода на микроуровень . Можно отметить также тенденцию перехода к виртуальному объединению телескопов, что соответствует закономерности повышения концентрации информации .

Ярким примером совмещения законов перехода на макро- и микроуроуень является компьютер. Количество производимых им операций в секунду постоянно растет — это пример перехода на макроуровень (увеличение параметров), а уменьшение габаритов, в первую очередь микропроцессоров — переход на микроуровень.

7.12.4. Переход в надсистему и/или подсистему

Сверхбольшая интегральная микросхема — это пример использования одновременно двух противоположных тенденций — закона перехода в подсистему и закон перехода в надсистему.

В микросхеме объединено большое количество транзисторов — переход в надсистему . В тоже время микросхема представляет собой единый кристалл (вещество) — переход в подсистему .

В рассмотренном примере, система в целом подчиняется закону перехода в подсистему , а ее структура и технология изготовления — закону перехода в надсистему .

7.12.5. Динамизация — стабилизация

Часто для стабилизации каких-то параметров, структур или систем требуется динамизировать другие параметры, структуры или системы, т. е. совместное использование тенденций стабилизации и динамизации.

В примерах 7.118 (велосипед) и 7.119 (самолет — истребитель) показано, что для осуществления стабилизации системы или параметров, необходимо динамизировать систему. Т. е. используется закон и анти-закон вместе. Причем для осуществления главного требования — стабилизации, используется динамизация.

Пример 7.318. Чистые помещения.

Производство электроники, медицинских препаратов, некоторые научные исследования и т. д. требуют особо чистых условий. Например, для производства микроэлектроники требуется чистые комнаты в 10000 раз чище операционных в больницах.

«Чистая комната» первого класса — самая чистая и содержит не более одной пылинки на кубический фут (0,0283 м 3). Гигантские системы фильтрации воздуха полностью меняют воздух в чистых комнатах примерно 10 раз в минуту, уменьшая вероятность повреждения микросхем переносимыми воздухом частицами.

Таким образом, для поддержания стабильныхусловий чистоты требуется динамизация(постоянная смена воздуха).

Такие помещения не могут быть полностью герметизированы. Должны входить и выходить люди, поступать материалы для производства и выходить готовые изделия. В связи с этим воздух из нечистых помещений может проникать в чистые помещения. Существует система постепенного перехода из не чистого помещения в более чистые и далее в помещения более высокого класса. Даже эти предосторожности не исключают проникновение пылинок в самые чистые помещения.

В более чистых помещениях создается избыточное давление воздуха по отношению к смежным с ним помещениям (менее чистых). Это основной принцип обеспечения чистоты в «чистых комнатах» (рис. 7.234).

Рис. 7.234. Основной принцип работы «чистой комнаты»

Количество приточного воздуха должно превышать вытяжку минимум на 20% при условии, что самая чистая комната находится в центре здания, и не менее 30% при наличии в помещении остекления, допускающего инфильтрацию. Это обеспечивает движение воздуха из более чистой комнаты в смежные помещения с более низкой степенью чистоты по мере убывания требований.

Пример 7.319. Скелет губки рода Euplectellas.

Скелет губки рода Euplectellas (рис. 7.235) чрезвычайно прочен и гибок и противостоит воздействию хищников.