Уровни изменений

Ю.Мурашковский, 2009 г.
Понятие «инновация» неразрывно связано с понятием «изменение». Изобретение, открытие – это изменение прототипа. Но величина этого изменения может быть разной.
Мы рассмотрим изменения по двум параметрам. В первую очередь – на каком ранге систем произведено изменение. Когда мы говорим об изменениях в самолете, мы можем иметь в виду инновации в авиастроении как таковом, а можем говорить об изменениях в конструкции пассажирского кресла.
Кроме того, речь пойдет о величине отклонения от прототипа даже на одном ранге. Сделать кресло из неподвижного откидным это изменение гораздо большее, чем вставить в подлокотник пепельницу.
Вверх по лестнице, ведущей вниз
Условно разобьем весь возможный спектр изменений в системах на пять диапазонов, пять уровней. И рассмотрим их в трех крупнейших областях деятельности человека – технике, науке и искусстве. В технике на примерах из авиации, ЭВМ и парового двигателя, в науке – из астрономии, атомной физики и теории поля, в искусстве – из станковой живописи, музыки и кино.
Пятый уровень изменений (синтез).
Система приобретает или формирует комплекс качественно новых ресурсов. Создается новая отрасль человеческой деятельности.
5.1.   В технике – изобретение новой отрасли техники (конкретного прототипа нет):
5.1.1.      Изобретение летательного аппарата тяжелее воздуха (Дж. Стрингфеллоу). По сравнению с предыдущими видами транспорта впервые для опоры используется воздух. Появилась идея авиации. (11)
5.1.2.      Счетно-аналитический комплекс Голлерита. По сравнению с предыдущими механическими конструкциями вычислительных устройств впервые применен электромагнитный принцип (реле). Появилась идея электронно-вычислительных устройств. (2)
5.1.3.      Изобретение парового двигателя. По сравнению с предыдущими машинами впервые использован неживой источник энергии. Появилась идея индустриального производства. (15)
 
5.2.   В науке – создание новой парадигмы, направления научного мышления (конкретного прототипа нет):
5.2.1.      Небесная сфера, на которой закреплены планеты и звезды. Впервые использована аналогия между движением небесных тел и земным объектом – колесом. Появилась наука астрономия. (5, c.71)
5.2.2.      Модель структура атома Резерфорда. Впервые использована аналогия между строением атома и Солнечной системой. Появилась новая отрасль физики – атомная физика. (38)
5.2.3.      Понятие «поля» (невидимая сущность, передающая воздействие на расстоянии). Впервые использована идея нематериального объекта для передачи воздействия. Появилась новое направление физики – теория поля. (19)
 
5.3.   В искусстве – это очень большое изменение, изобретение нового вида, рода, жанра искусства (конкретного прототипа нет):
5.3.1.      Изобретение холста и рамки для картин. Впервые использована плоскость с рамкой для изображения объектов. Появился жанр станковой живописи. (8)
5.3.2.      Введение музыки в качестве постоянного элемента драматургии. Впервые использован комплекс драматургии и музыки, как инструментальной, так и вокальной. Появился жанр оперы. (35)
5.3.3.      Изобретение принципа сменяющихся картинок со сдвинутыми фазами движения. Впервые использован комплекс быстро сменяющих друг друга картинок для изображения движения объектов. Изобретен новый вид искусства – кино. (31)
 
Четвертый уровень (развертывание).
Система полностью осваивает весь объем нового комплекса ресурсов. В частности, используются эффекты, присущие новому ресурсу. Отрасль деятельности остается, но принципиально изменяется.
4.1.   В технике – изобретение нового принципа работы технической системы (прототипом является предыдущий принцип работы той же системы):
4.1.1.      Крыло самолета каплевидного сечения. В самолете Стрингфеллоу крыло было плоским. Воздух, как опора, остался, но впервые для создания подъемной силы использован поворот потока воздуха. (1)
4.1.2.      Двоичный сумматор Стибица. Электромагнитный принцип остается, но впервые электрический сигнал используется для выполнения арифметических вычислений. (20, 13)
4.1.3.      Изобретение золотника – устройства, которое возвращает поршень обратно. В предыдущих паровых двигателях приходилось ждать, пока цилиндр остынет. (30)
4.2.   В науке – создание улучшенной новой модели, которая устраняет основные пробелы в новой парадигме (прототипом является исходная парадигма):
4.2.1.      Несколько небесных сфер для каждой планеты и звезд. Аналогия с колесом осталась, но для каждой планеты использовано свое «колесо». (4)
4.2.2.      Понятие стационарных орбит для электронов, на которых они не испускают и не поглощают энергию. Планетарная модель осталась, но принципиально изменен характер орбит. (28)
4.2.3.      Структура поля – силовые линии. Идея поля осталась, но впервые предложена его структура. (19)
4.3.   В искусстве – изобретение нового типа средств выражения (прототипом для таких изобретений являются предыдущие типы средств выражения в том же жанре, виде искусства):
4.3.1.      Бесконтурное письмо в живописи. До этого обязательным элементом живописи был предварительно проведенный контур. Идея изображения объектов на плоскости с рамкой осталась, но сами изображения за счет отказа от контура стали более «живыми». (24)
4.3.2.      Введение в оперу принципов полифонии, дуэтов, хора. Идея музыкально-драматургической постановки осталась, но принципиально изменилась структура музыкальной части. (35)
4.3.3.      Монтаж в кино (до этого кинематограф снимал сплошные сюжеты). Идея сменяющихся картинок осталась, но впервые часть сюжета не показана, а оставлена для «додумывания» зрителем. (34)
Третий уровень (адаптация или общее приспособление).
Система полнее использует уже освоенные или сформированные ресурсы за счет их перестройки. В частности, используются эффекты, сопрягаемые с новым ресурсом. Отрасль деятельности не меняется. Но принципиально меняются основные подсистемы.
3.1.   В технике – это принципиальное изменение одной подсистемы исходной технической системы (прототипом служит предыдущая подсистема):
3.1.1.      Закрылки – подвижная задняя часть крыла для управления высотой полета. (33)
3.1.2.      Замена реле электронными лампами. Увеличилась скорость работы машины. (20)
3.1.3.      Подвижное крепление оси поршня (кривошипно-шатунный механизм) – это дало возможность получать вращательное движение. (14)
3.2.   В науке – гипотеза или частная теория, согласующая парадигму с конкретным наблюдением или результатом эксперимента (прототипом является предыдущее объяснение этих результатов):
3.2.1.      Дополнительные сферы (эпициклы) для каждой планеты – это дало возможность объяснить возвратное движение планет. (12)
3.2.2.      Дополнительные орбиты (орбитали) для разных групп электронов – это дало возможность объяснить явление валентности. (6)
3.2.3.      Объяснение распространения поля в виде поперечных колебаний – это дало возможность объяснить явление поляризации света. (23)
3.3.   В искусстве – это изобретение конкретного средства выражения, или принципиально новое применение известного средства (прототипом являются предыдущие средства выражения того же типа):
3.3.1.      Чтобы усилить впечатление движения, Леонардо да Винчи в «Даме с горностаем», а затем в «Моне Лизе» вводит кроме лица еще и руки. Причем их «действие» не совпадает с «действиями» персонажа. (16, с.31)
3.3.2.      Введение интонирования в оперный вокал. (35)
3.3.3.      В фильмах о войне убитые падают, вращаясь. В фильме «Летят журавли» вращается не персонаж, а пейзаж вокруг него. (21, с.51)
Второй уровень (идиоадаптация или частное приспособление).
Система незначительно перестраивается сама, чтобы полнее использовать уже освоенные или сформированные ресурсы без их перестройки. Меняются мелкие, непринципиальные подсистемы.
2.1.   В технике – это непринципиальные изменения в подсистемах, облегчающие эксплуатацию или изготовление (прототипом является предыдущий вариант этой же подсистемы):
2.1.1.      Переход от винтовых креплений к заклепкам при сборке самолетов – это облегчило сборку и уменьшило вес самолета. (Само по себе изобретение заклепок – изменение 4 уровня. Но применение уже изобретенных заклепок для сборки самолетов – 2 уровень.)
2.1.2.      Применение «мыши» для увеличения удобства управления компьютером. (10, 7 )
2.1.3.      Отверстия в шарнирах для удобства смазки – это дало возможность экономить смазку.
2.2.   В науке – это уточняющие объяснения (прототипом является предыдущее, чуть менее точное объяснение):
2.2.1.      Введение эпициклов второго и третьего порядка – это дало возможность еще немного уточнить траектории движения планет. (37)
2.2.2.      Парное расположение электронов на орбиталях – это дало возможность согласовать представления химиков и физиков о движении электронов. (22)
2.2.3.      Уточнение распределения частот колебаний электромагнитного поля по всему спектру – это облегчило расчеты энергий электромагнитных излучений. (29)
2.3.   В искусстве – это непринципиальные изменения уже известного средства выражения, в частности, замена «материала» без замены структуры (прототипом является предыдущее средство выражения):
2.3.1.      Картина Рейснера «Леда» отличается от одноименной картины Рубенса непринципиальными изменениями поз Леды и лебедя. Характер картин практически одинаков.
2.3.2.      Первый автор русских опер итальянский композитор Кавос писал в известном тогда стиле Singspiel — водевили с куплетными ариями, редкими ансамблями и диалогом вместо речитатива. Только оркестровка Кавоса была звучнее и богаче, чем у его предшественников… (32, с.697)
2.3.3.      Киностудия Fathom Studios намерена подать судебный иск, в котором создатель «Аватара» Джеймс Кэмерон, вероятно, будет обвинен в плагиате. Руководство студии считает, что видеоряд «Аватара», продемонстрированный в выпущенном недавно трейлере, чрезвычайно похож на видеоряд созданного Fathom Studios в 2008 году трехмерного мультфильма «Дельго». (3)
Первый уровень (регресс).
«Косметические» изменения. В работе системы не меняется ничего, но несколько повышается удобство пользования ею.
1.1.   В технике – это незначительные изменения в непринципиальных подсистемах (прототипом являются те же подсистемы до этих изменений):
1.1.1.      В 80-х годах 20 века компания Western перестала красить свои самолеты – обработка поверхностей и так достаточно гладка. Это немного облегчило самолеты и снизило расход топлива. (18)
1.1.2.      Персональный компьютер IBM. По сравнению с прототипами несколько увеличена мощность за счет простого увеличения транзисторов, а также применен модульный дизайн. Все это не изменило принципы работы компьютера и его основных подсистем. (17)
1.1.3.      Поддон под двигателем – это дало возможность повторно использовать смазку.
1.2.   В науке – это объяснения отдельных мелких явлений, не связанные в общую систему (ad hocи «лингвистические объяснения»):
1.2.1.      Птолемей уточнил расстояния до небесных сфер, что еще немного повысило точность предсказаний движения планет. (9)
1.2.2.      Орбитали и электронные пары получили свои обозначения, что облегчило проведение расчетов. (22)
1.2.3.      Участки спектра электромагнитного излучения были разделены и получили свои названия. (29)
1.3.   В искусстве – это мельчайшие, «косметические» изменения при повторе уже известных средств выражения (прототип — удачные средства выражения других авторов):
1.3.1.      Картины «Леда» Сезаре де Сеста и Леонардо да Винчи практически одинаковы и отличаются только мельчайшими деталями фона.
1.3.2.      В Италии XVIII века любой переписчик нот считал своей непременной обязанностью сочинить две-три оперы. В результате оперы были похожи друг на друга, как близнецы. (35)
1.3.3.      Поклонники космической саги обвиняют Джей Джей Абрамса, режиссера нового фильма «Звездный Путь», в плагиате. Все как один вторят о том, что он буквально один в один переснял «Звездные Войны», не удосужившись при этом внести хоть малейшие изменения в сюжет киноленты. (39)
Подчеркнем, что оценивая величину изменения. Следует иметь в виду ранг рассматриваемой системы. Введение пепельницы в подлокотник кресла существенно изменило центральную часть подлокотника. Но по отношению к самолету это изменение ничтожно.
Дороги, которые мы выбираем
Если мы сравним уровни изменений по задачам, которые они выполняют, становится очевидным, что их можно разделить на три резко отличающиеся группы.
Изменения 5 уровня (группа I или группа синтеза) создают принципиально новые системы, основанные на использовании нового, ранее неиспользовавшегося ресурса. Воздух, как опора для транспорта; наличие или отсутствие тока в цепи для записи элементарной информации; фазовый переход воды для создания больших сил – все это новые технические ресурсы. Изменения этой группы открывают новый принцип действия, но еще не создают работоспособную систему.
Изменения 4-3 уровней (группа II или группа развития) развивают систему, приспосабливая ее к лучшему, более полному использованию нового ресурса. Создание подъемной силы за счет разницы давлений над и под крылом, использование поворота воздушных потоков для повышения управляемости самолета; использование электрических эффектов в тонких кристаллических пленках, создание непрерывного управляющего сигнала; отделение испарительной части от конденсирующей, расширение видов движения за счет геометрических эффектов – все это более полное использование возможностей нового ресурса. Изменения этой группы делают новую систему работоспособной, но не создают хорошо потребимый товар.
Изменения 2-1 уровней (группа III или группа потребления) направлены не на развитие системы, а на повышение спроса на нее, на повышение потребительской ценности. Система приспосабливается не к ресурсу, а к потребителю. Удобство сборки, небольшое снижение потребления топлива; упрощение ремонта, возможность выполнять функцию движением не всей руки, а одного пальца; удобство эксплуатации и небольшая экономия смазки – все это не имеет отношения к основному ресурсу, но повышает «потребимость» системы. Изменения этой группы превращают работоспособную систему в широко потребимый товар.
Можно заметить, что даже изобретение самолета Стрингфеллоу имело в виду создание товара. Но это был не собственно товар, а скорее дальние планы превращения идеи в товар. Мы же говорим о результатах конкретного изменения. Изменения пятого и четвертого уровней сразу широко продаваемого товара не дают. Изменения третьего уровня находятся на границе «товара» и «не товара». А изменения второго и первого уровней сразу же воплощаются в товар.
Соотношение между уровнем изменения в системе и «потребимостью» этой системы можно проиллюстрировать качественной диаграммой. Подчеркнем, что это не график, с помощью которого можно производить расчеты. Это не более, чем условная иллюстрация, правомерная в общем виде. В каждом конкретном случае могут быть серьезные отклонения от этой диаграммы, которые, впрочем, не меняют ее характер.
Рис. 1. Диаграмма соотношения между вкладами в развитие и в потребление.
Поскольку величину «потребимости» системы мы не можем измерять, пришлось представить ее в виде реакции условного обобщенного потребителя:
А – это ужасно!
Б – что-то в этом есть…
В – хорошо!
Г – просто восхитительно!
Д – массовая популярность, хотя начинает постепенно надоедать.
На диаграмме видно, что чем выше уровень изменения в системе, тем ниже потребимость полученной системы. И наоборот, системы, полученные в результате низких уровней изменений, имеют высокую потребимость. Самолет Стрингфеллоу мог, вероятно, перевозить несколько граммов на несколько десятков метров. Первый самолет братьев Райт перевозил одного человека в неудобной позе на несколько сот метров. Современные самолеты с комфортом перевозят сотни людей и десятки тонн грузов на любые расстояния планетарного масштаба. Но основные принципы все же были заложены Стрингфеллоу и братьями Райт.
Изменения группы III, направленные на увеличение потребимости, неизбежно вторичны. Они невозможны без «непотребимых» изменений группы I. Так современные самолеты, по сути, являются усовершенствованными вариантами самолетов Стрингфеллоу и братьев Райт.
А вот изменения пятого уровня не зависят от изменений группы III в предыдущих системах. Усовершенствования паровоза или кареты не привели к изобретению самолета.
Люди, выбирающие дороги
Как мы уже видели, изменения группы I, группы II и группы III имеют разную природу. А это значит, что от человека требуются разные мыслительные процедуры, чтобы сделать эти изменения.
Изменения группы III требуют широких знаний в своей профессиональной области, и в областях, близких к ней, а также умения выстраивать частные аналогии, переносить решения из одной области в другую, не слишком далекую. Этому учат в хороших учебных заведениях.
Изменения группы II требуют не только профессиональных знаний, но и умения стабильно решать противоречия, выстраивать идеальные модели, работать с вещественно-полевыми ресурсами. Этому учит ТРИЗ.
Возможность стабильно, в масштабе непрерывного производства делать изменения группы I требует особых качеств мышления. Это умение выстраивать общие, далекие от прототипа аналогии, умение выделять элементарную модель, одновременное владение онтогенетическим и филогенетическим мышлением, умение оперировать множествами и статистическими множествами и ряд других качеств. В последние годы ведутся активные исследования этих качеств и возможностей обучения им.
(26, 25, 27)
Известно, что развитие систем в историческом времени идет с ускорением. Современные системы, в особенности технические, уже проживают свой жизненный цикл за несколько лет. После чего они заменяются принципиально новыми системами.

Но время, необходимое, чтобы изменение 5 уровня обросло необходимыми изменениями 4-3 уровней и стало работоспособной системой, а затем с помощью изменений 2-1 уровней эта система стала товаром, остается достаточно большим. Поэтому нередки ситуации, когда старая система исчерпывает возможности идиоадаптации, и товар теряет популярность или насыщает рынок. А принципиально новая система, способная заменить старую, еще не готова. Так, например, обстоит дело с фотоаппаратами. Сейчас основная тенденция – увеличение качества изображения, удобство выбора ракурса, объединение фотоаппарата с другими устройствами и т.п. Но нового принципа фотографирования по-прежнему нет. (36)

 

Чтобы обеспечить непрерывность производства новых систем, необходимо разработку изменений первой и второй групп вести задолго до того, как в них возникнет прямая необходимость. Сейчас уже появляется понимание необходимости обучения людей, способных делать изменения второй группы. Обучение ТРИЗ расширяется. Теперь нужно обратить внимание на подготовку людей, умеющих стабильно разрабатывать изменения первой группы.
Выводы:
  1. Инновации можно сравнивать по величине изменения в системе. Предложено 5 уровней таких изменений.
  2. Эти изменения можно объединить в три группы: группа синтеза, группа развития и группа потребления.
  3. Развитие любой системы идет от изменений пятого уровня к изменениям первого. Принципиально новые изобретения появляются независимо от изменений нижних уровней в предыдущих системах.
  4. Изменения 5, 4-3 и 2-1 уровней имеют разную природу. 5 уровень открывает новый вид ресурса, 4-3 уровни адаптируют систему для наилучшего использования этого ресурса, 2-1 уровни адаптируют систему для максимальной прибыли при продаже.
  5. Изобретения 2-1 уровня могут делать люди, имеющие обычную общеинженерную (общенаучную, общехудожественную) подготовку. Изобретения 4-3 уровней могут делать люди, кроме профессиональных знаний обученные ТРИЗ. Изобретения 5 уровня стабильно смогут делать люди, обученные качествам талантливого мышления.
  6. Системы развиваются с ускорением. Полный цикл жизни системы резко сокращается. Чтобы обеспечить непрерывность производства новых систем, имеющих потребительскую ценность, уже сегодня нужно готовить специалистов, которые смогут стабильно делать изобретения 5 уровня.
Список использованной литературы:
 
1. DenkerJohnS. See how it flies, chapter 3[online]. [cited 08.09.2009]. Available:http://www.av8n.com/how/htm/airfoils.html
2. Herman Hollerith[online]. [cited 08.09.2009]. Available:http://www.columbia.edu/acis/history/hollerith.html)
3. «Аватару» Джеймса Кэмерона грозит судебный иск за плагиат [online]. [cited 08.09.2009]. Available:  http://www.lenta.ru/news/2009/08/26/avatar/
4.Асмус, В.Ф. Античная философия [online]. [cited 08.09.2009]. Available:  http://sno.pro1.ru/lib/asmus/5-5.htm
5. Ван-дер-Варден, Б. Пробуждающаяся наука: рождение астрономии. Москва : Наука, 1991.
6.Волков, А. И. Метод молекулярных орбиталей. Москва : Новое знание, 2006. 136 с.
7. Гончаров, Константин. Компьютерной мыши исполнилось 50 лет [online]. [cited 08.09.2009]. Available: http://science.compulenta.ru/26967/)
8. Гренберг, Ю. И. От фаюмского портрета до постимпрессионизма. В кн.: История технологии станковой живописи. Искусство, 2004. 428 с.
9. Ефремов, Ю.Н. Звездные острова: галактики звезд и Вселенная галактик. Фрязино : Век 2, 2005. 272 с.
10. Изобретатель компьютерной мыши [online]. [cited 08.09.2009]. Available:  http://how.sergi.ru/faq/izobretatel.html
12. История астрономии [online]. [cited 08.09.2009]. Available:  http://asolabest.ru/geocentricheskaja-sistema-mira.html
13. История компьютера [online]. [cited 08.09.2009]. Available: http://chernykh.net/content/view/73/129/
14. История кривошипного механизма [online]. [cited 08.09.2009]. Available:  http://innovatory.narod.ru/crank.html
15. История паровых машин [online]. [cited 08.09.2009]. Available: http://www.istex.ru/parovye-mashiny/7-istoriya-parovyx-mashin.html
16. Каменский, А. За мертвой и живой водой. В кн.: Панорама искусств. N 1. Москва : Советский художник. 1978.
17. Карпач, Роман. Ibmpc, взгляд из будущего [online]. [cited 08.09.2009]. Available:   http://fdd5-25.net/publications/?paged=22
18. «Компания «Уэстерн» снизила…» За рубежом, (27 сент./3 окт. 1985).
19. Лавуазье. Фарадей. Лайель. Чарлз Дарвин. Карл Бэр : биографические повествования. Челябинск :Урал LTD, 1998.
20. Левин, В.И. История информационных технологий. 7. Лекция: История компьютера [online]. [cited 08.09.2009]. Available: http://www.intuit.ru/department/history/ithistory/7/2.html
21. Левин, Е.С. Художественный образ в киноискусстве. Киев : Мистецтво, 1985
22. Левицкий, Михаил. Орбиталь [online]. [cited 08.09.2009]. Available:http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/ORBITAL.html
23.Мороз, О.П. Свет озарений. Москва : Знание, 1980.
24. Мурашковский, Ю. Биография искусств : в 2-х ч. Ч.1. Петрозаводск : Скандинавия, 2007. 234 с.: ил.
25. Мурашковский, Ю. Запчасти для таланта [online]. [cited 08.09.2009]. Available: http://www.temm.ru/ru/section.php?docId=3451;
26. Мурашковский, Ю. Исследования и исследователи [online]. [cited 08.09.2009]. Available:  http://www.temm.ru/ru/section.php?docId=3450;
27.Мурашковский, Ю. Кирпичики науки [online]. [cited 08.09.2009]. Available: http://www.temm.ru/ru/section.php?docId=3646)
28. Нильс Хендрик Давид Бор – биография [online]. [cited 08.09.2009]. Available:  http://taina.aib.ru/biography/nils-bor.htm
29. Основные параметры электромагнитных волн[online]. [cited 08.09.2009]. Available: http://lib.qrz.ru/node/1347
30. Паровая машина[online]. [cited 08.09.2009]. Available: http://www.all-inventions.com/allinventions.php?allinventions=1544429096&allinventions2=590421076
31. Польская, Л. Кто делает кино? Москва : Детская литература, 1988.
32. Россия. В кн.: Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона. Санкт-Петербург, 1898. Перепечатка : Лениздат, 1991.
33. Рулевые поверхности самолета и органы управления [online]. [cited 08.09.2009]. Available:http://www.aviadocs.narod.ru/ground/uprav.htm
34. Соболев, Р. Как кино стало искусством. Киев : Мистецтво, 1975.
35.Тарасов, Л. Волшебство оперы. Ленинград : Детская литература, 1979. 192 с., ил.
36. Тенденции развития фотоаппаратов в 2009 году[online]. [cited 08.09.2009]. Available:http://torg.mail.ru/news/4507/
37. Эксцентры и эпициклы: от Птолемея к Проклу [online]. [cited 08.09.2009]. Available:  http://warrax.net/Satan/Books/sci_rel/3.htm
38. Эрнест Резерфорд — биография [online]. [cited 08.09.2009]. Available:http://taina.aib.ru/biography/ernest-rezerford.htm
39. Фанаты «Звездных войн» обвиняют «Звездный Путь» в плагиате[online]. [cited 08.09.2009]. Available: http://donbass.ua/news/culture/cinema/2009/05/14/fanaty-zvezdnyh-voin-obvinjajut-zvezdnyi-put-v-plagiate.html
Ю.С. Мурашковский
07.09.2009
julijsmur@inbox.ru
comments powered by HyperComments