|
|
 |
| |
О естественных пределах развития систем
с ограниченными ресурсами |
| Ю. И. Лобановский |
| |
Краткое содержание |
| Анализ развития современных авиации и космонавтики на основе общих концепций развития сложных систем показывает, что эти виды человеческой деятельности в их нынешнем виде уже приблизились к своему потолку. Только качественные изменения, связанные с решением принципиально новых задач, таких как обеспечение дешевого доступа в космос, - единственный способ преодолеть возникший в них застой. |
| |
| Сама постановка вопроса, в чем причины застоя в современной космонавтике, предполагает, что застой - это ее неестественное состояние. Однако бросим свой взгляд на другие технические, а также и природные системы. История техники, человечества, да и просто биология дают нам бесчисленные примеры того, как быстрый первоначальный рост биоценозов, этносов и технических систем постепенно затухает. После этого развитие останавливается, а затем происходит деградация и система или исчезает совсем, вытесняемая конкурентами, или переходит в так называемую мемориальную фазу. При этом она продолжает существовать масштабах, на порядки меньших, чем максимальный, не демонстрируя ничего похожего на первоначальную экспансию. |
| Империя Чингисхана, парусное судоходство, австралийские кролики, железнодорожный транспорт, немецкие национал-социалисты, современная космонавтика, консорция участников форума журнала "Новости космонавтики", стая леммингов на острове Врангеля, лесной пожар - все они возникали практически как бы из ничего и развивались по описанной выше схеме. Кое-какие из упомянутых систем еще не закончили полный цикл своего развития, а иные уже исчезли, или находятся в мемориальной фазе своего существования. |
| Уже, по крайней мере, более трех десятилетий назад Г. Альтшуллер, создатель теории решения изобретательских задач, писал, что рост технических систем в первом приближении происходит по S-образной кривой, представляющей собой комбинацию из растущей и затухающей экспонент [1]. Система уравнений, описывающих развитие сообществ организмов в ареале с ограниченными ресурсами, дает аналогичное решение. Историков техники, насколько мне известно, обычно не слишком интересовало поведение технических систем после выхода их на участок насыщения (максимального развития). Просто утверждалось, что новые конкурентные технологии, развиваясь по уже описанным законам, вытесняют старые. |
| Однако, выдающий русский ученый Л. Гумилев в своей книге "Этногенез и биосфера Земли" [2], а также и в других своих работах на основе огромного исторического материала использовал аналогичные способы для описания развития человеческих этносов. При этом он внимательно рассмотрел и поведение этносов после достижения ими естественных пределов развития. Его исследования показывают, что этот период делится на несколько фаз, и, в целом, он более сложен, чем период роста. К сожалению, анализ аналогичного периода развития технических систем, насколько я знаю, до сих пор не проводился. |
| Тем не менее, переходя к нашим прагматическим задачам, из всего вышесказанного можно сделать минимум два вывода. Первый: кривая роста в первом приближении состоит из двух более или менее симметричных частей, и, если мы правильно определим точку ее перегиба, то по параметрам этапа ускорения развития можно оценить параметры этапа его затухания с выходом на участок насыщения. Второй: предсказать перспективы современной космонавтики может помочь изучение истории более старых и наиболее по существу близких к ней областей человеческой деятельности. |
| На мой взгляд, за точку отсчета начала латентной (скрытой) фазы развития современной космонавтики можно принять 1903 год - год выхода научной работы К. Циолковского, в который впервые была высказана идея об использовании жидкостных ракет для освоения космического пространства. Эта идея практически не вызвала тогда никакого отклика, и, несмотря на своеобразные попытки Р. Эно-Пельтри в 1912 - 1913 годах, идея полетов в космос на ракете не взволновала общество. Однако после Первой мировой войны в 1923 году по этой теме вышла книга Г. Оберта, которая вдруг вызвала в Германии огромный резонанс. В 1913 - 1914 годах начал свои работы американец Р. Годдард, уже в 1915 - 1916 годах перейдя к экспериментальным исследованиям, которые в 1926 году закончились запуском первой ракеты на жидком топливе. Далее - первый пуск в Германии (1931 год), в СССР (1933 год), и развертывание полномасштабных исследований в этой области [3]. |
| Таким образом, 1930 год - это, приблизительно, начало явной фазы роста интересующих нас здесь и сейчас ракетных технологий. Всего через 12 лет в 1942 году стартовала первая "настоящая" ракета А-4, а еще через 15 лет (несмотря даже на тотальный разгром первого и единственного на тот момент крупного центра разработки больших жидкостных ракет) в 1957 году совершила полет первая "космическая" ракета Р-7. Далее еще 10 - 15 лет - период наиболее быстрого роста ракетной техники, которая вместе с еще некоторыми сопутствующими технологическими областями вдруг чудесным образом (счастливая ошибка Сахарова, упорство Афанасьева, нетривиальность и смелость Королева, амбициозность Хрущева) стала космонавтикой. Наиболее яркие события этого периода связаны, безусловно, с лунной гонкой между Советским Союзом и Соединенными Штатами. Таким образом, завершение экспедиций на Луну и отмена всех дальнейших амбициозных планов по ее освоению - это, на мой взгляд, индикатор прохождения точки перелома на кривой развития космонавтики. |
| Следовательно, этап ускоренного развития современной космонавтики продолжался около 40 лет (1930 - 1970 годы), и время ее выхода на участок насыщения находится где-то вблизи 2010 года. В принципе, он примерно совпадает с завершением тех разработок одноразовых носителей, которые еще ведутся сейчас. |
| Теперь кратко рассмотрим развитие авиации. Латентный период имеет свое начало видимо на рубеже XVIII и XIX веков, когда сэр Джордж Кэйли впервые сформулировал технически приемлемую концепцию летательного аппарата [4]. Начало периода роста - 1903 год, когда впервые взлетел "Флайер" братьев Райт. Через 40 лет авиация братьев Райт, Жуковского, Прандтля и Мессершмитта достигла максимальной скорости развития, то есть точки перегиба на кривой. Дальше последовало бы постепенное затухание скорости роста, однако именно в этот момент классическая авиация стала быстро вытесняться авиацией реактивной. Таким образом, классическая авиация вследствие появления могущественного конкурента преждевременно прекратила свое естественное развитие и перешла в мемориальную фазу. Нельзя сказать, что развитие классической авиации в этой фазе прекратилось совсем (вспомним, например, беспрецедентный полет "Вояджера"), однако на развитие человечества ее влияние, в отличие от влияния реактивной авиации, совсем невелико. |
| В этнической истории также встречаются преждевременные переходы этноса или суперэтноса вследствие перенапряжения сил и влияния соседей в мемориальную фазу, например - арабов VII века, монголов XIII века [2] (надеюсь, что русские не пополнят этот список!). |
| Начало латентной фазы реактивной авиации можно проследить со второго десятилетия XX века (Коанда), в 1930 году первый турбореактивный двигатель был запатентован кадетом летного училища Уиттлом, в 1939 году взлетел первый самолет с таким двигателем конструкции фон Охайна, и начался период явного быстрого роста, который примерно к 1980 году закончился. Таким образом, лет через 20 (практически в тот же исторический срок, что и в современной космонавтике) можно ожидать прекращения практически всякого развития и в реактивной авиации. Примерно те же периоды роста (40 + 40 лет) выделяются и для автомобильной промышленности. |
| Из этого краткого экскурса следует, что единственный способ преодолеть застой отрасли промышленности - это заменить ее на близкого к ней конкурента, который бы помог решить новыми способами новые задачи, или резко облегчил и удешевил решение старых задач. Единственным на данный момент таким перспективным конкурентом-родственником, как одноразовой космонавтике, так и реактивной авиации являются, на мой взгляд, многоразовые аэрокосмические носители. Только они, объединив лучшие качества обеих технологий, способны дать новый импульс их развитию, а человечеству открыть реальный эффективный доступ в космос. |
| |
Ссылки |
- Альтшуллер Г.С. - Алгоритм изобретения. "Московский Рабочий", 1973.
- Гумилев Л.Н. - Этногенез и биосфера Земли. Москва, Рольф, 2001.
- Космонавтика (Энциклопедия), под ред. В. П. Глушко. Москва, Советская Энциклопедия, 1985.
- Кюхеман Д. - Аэродинамическое проектирование самолетов. Москва, "Машиностроение", 1983.
|
| |
| 30.09.2002 - 14.10.2003 Ю. И. Лобановский |
| |
|
| |
|
