Коллектив Авторов - Цифровой журнал «Компьютерра» № 95

Простейшая поделка позволяет удобно пользоваться дешевизной массовой памяти, выполненной в стандартах открытой компьютерной архитектуры. Но узких мест в этих устройствах – навалом. Охлаждение дисков. Надёжность контактов. Есть куда приложить руки и голову…

Дальше, по Альтшуллеру-Шапиро, в труде изобретателя наступает оперативная стадия. Исследование типовых и поиски новых приёмов решения задач. Ну, исследование известных приёмов решения задач ныне упрощено и удешевлено до предела. Ещё лет тридцать назад шутили, что исследование проще проделать снова, нежели найти результаты прошлого. Поисковые машины и сетевая информация ситуацию изменили в принципе.

Сегодня проведение информационно-патентного исследования опять-таки доступно каждому, кто может корректно сформулировать поисковый запрос так, чтобы не утонуть в море информации, подобно лемовскому дипломированному космическому разбойнику. Стоит отметить, что в соответствии с духом времени Альтшуллер и Шапиро рекомендовали заимствовать решения у живой природы, предвещая будущую моду на бионику. Так что тем, кто возжелает модернизировать док-станцию для жёстких дисков, возможно, будут интересны дешёвые и бесшумные пассивные системы охлаждения, способные удержать начинку винчестера в приемлемом диапазоне температур.

Ну а третьей предлагалась синтетическая стадия. Введение функционально обусловленных изменений в систему и методы её использования, с последующей оценкой изобретения. Так, для оценки того, что получилось, весьма эффективно использовать перед переходом к изготовлению образца в металле или кремнии полномасштабное имитационное моделирование.

Перед тем как заказывать китайскому или таиландскому производителю партию док-станций с контактами, для надёжности покрытыми толстым слоем добротного материала, вполне адекватно собрать статистику использования таких устройств – сколь часто в них меняются диски? – и оценить, будет ли действительный выигрыш от повышения их долговечности, или всё равно большая часть их отправится на помойку по причине морального старения, связанного с появлением новых стандартов… И надо ещё оценить, сможет ли покупатель оценить добротную вещь или, в массе своей, безропотно схавает поделку-эфемериду…

Так что давнишние приёмы изобретательского творчества вполне актуальны и для нынешнего информационного общества. Но статья Альтшуллера и Шапиро ставит и ещё один очень важный, почти мировоззренческий вопрос. Насколько изобретения, которые делает человек, обусловлены свойствами объективного мира, а насколько обусловлены теми субъективными моделями, которые человек выбирает для описания этого мира и на основе которых в немалой степени занимается изобретательским трудом.

Скажем, электромагнитные волны существуют объективно, но вот изобретения Герца, Попова и Маркони были бы невозможны без теории Максвелла. Та – без использованного математического аппарата, без кватернионов Гамильтона, в создании которых академик Крылов отмечал как роль ирландской фантазии, так и ирландских напитков…

И вот насколько объективен путь, которым идёт техника, насколько объективны изобретения (не патентные войны, а именно изобретения…)? А ведь именно это, похоже, определит участь человечества во Вселенной…

К оглавлению

Дмитрий Шабанов: Костенеющая свобода

Дмитрий Шабанов

Опубликовано 15 ноября 2011 года

Прошлую колонку я начал с того, что существуют адаптации «старые» и «молодые». Здесь мы обсудим эту тему, а для завязки разговора я расскажу кое-что о ранней эволюции рыб.

В моём рабочем кабинете стоит в воплощённом виде моя давнишняя мечта: аквариум с каламоихтами — почти неправдоподобными африканскими рыбами. Их русское название происходит от калама, тростника, а латинское (в свете последних веяний систематики), Erpetoichthys, означает «змеерыба». Каламоихты и многопёры (Polypterus) — современные представители кладистий, самой архаичной группы лучепёрых рыб.

Каламоихт и схема строения его лёгких (в поперечном разрезе и сбоку, по А. Ромеру и Т. Парсонсу)

Каламоихт — конечно, современная рыба, но он сохранил то строение лёгких, которое было характерно для девонских рыб, осваивавших загрязнённые мелководья (и для наших давнишних предков!). Суша тогда была практически голой, и растительный покров не закрывал её от разрушения водой. Замедляя свой бег у моря, речные воды откладывали песок и глину на дно. Когда отложения пережимали водоток, место их осаждения перемещалось дальше. Приливы прокатывались по широким дельтам — переходным между сушей и морем местообитаниям. Через эти влажные низменности, регулярно заливаемые водой, выходили на сушу и растения, и животные. Богатая растительность поставляла в эти воды немало органики, за её счёт существовала богатая фауна. Рыбы осваивали эту среду.

В воде с обилием гниющей органики часто не хватало кислорода. Как его получить? Некоторые рыбы просто выставляли из воды богатую кровеносными сосудами спину. Иные заглатывали пузыри воздуха, которые задерживали затем в пищеводе, в специальном углублении, служащем для газообмена. У ранних костных рыб орган газообмен отшнуровывался от пищеварительного канала, чтоб не мешать питанию. Смена воздуха в таком примитивном лёгком не требовала особых приспособлений, вроде нашей грудной клетки, работающей как меха. Всплывая к поверхности, рыба выпускала пузырь из лёгкого, набирала воздух в ротовую полость и, опускаясь на глубину, позволяла давлению воды протолкнуть этот пузырь куда надо.

Итак, лёгкие возникли как органы дыхания воздухом из воды. Заодно у них появилась ещё одна функция, гидростатическая: они уменьшают плотность тела рыбы, делая её невесомой в воде. Те рыбы, которые выходили на сушу, вначале не могли пользоваться лёгкими, ведь их тело было прижато к земле. Помогли конечности, способные приподнять тело...

Судьба лёгкого у рыб, оставшихся в воде, была разной. Некоторые из них перешли со временем в чистую морскую воду. Проблемы с газообменом отошли на второй план, дыхательная функция лёгкого отпала, гидростатическая осталась, и лёгкое превратилось в плавательный пузырь. Некоторые рыбы переходили к придонной жизни и теряли ставший ненужным плавательный пузырь. Некоторые лишённые пузыря рыбы (например, сомы, вьюны etc) осваивали пресные воды и оказывались в загрязнённой органикой воде, где сложно дышать. Они начали заглатывать пузыри воздуха с поверхности; в пищеводе у них развилось углубление, служащее для газообмена. Если у вас есть аквариум с рыбами, которые заглатывают воздух, вы знаете это характерное движение: вверх, по поверхности, чуть высовываясь из воды, и вниз, совсем как на иллюстрации. Круг замкнулся, но следующий виток спирали не начался: лёгкие у современных рыб не возникли.

Почему те изменения строения пищевода, которые достаточно быстро произошли в девонских мелководьях, оказались недоступными для современных рыб?

Перед тем как отвечать, скажу, что эта ситуация вполне типична. Изучение палеонтологической летописи показывает одну и ту же картину. Пока какая-то группа молода, её представители показывают изменчивость по существенным особенностям своего строения, демонстрируют так называемое архаическое разнообразие. Со временем из многих эволюционных линий внутри рассматриваемой группы остается лишь несколько. Группа достигает своего расцвета. Среда меняется, но это слабо отражается на строении интересующих нас существ; лишь под самый конец существования группы, перед её вымиранием, в ней появляются уклоняющиеся от общего тренда представители. Молодость, расцвет, старость и дегенерация... Представления о «возрасте» и «старении» отдельных групп были широко распространены среди палеонтологов конца XIX — начала XX века.

Пример перехода от архаического разнообразия к сохранению небольшого количества устойчивых групп даёт тип Иглокожие. Это замечательный тип животных, являющийся, кстати говоря, самым близким из «больших» типов к нашему — типу Хордовые.

Развитие организма — вовсе не механическая реализация чертежа, находящегося в генах. Это сложный процесс, для которого важен и поток управляющих сигналов от наследственной программы, и взаимодействие со средой. Новоприобретённые приспособления наследуются достаточно неустойчиво, зачастую только в специфичных условиях среды. Если какая-то адаптация оказывается удачной, её поддержит отбор. Со временем на смерть и выживание интересующих нас организмов будут оказывать большее влияние уже другие признаки, более молодые адаптации. Относительно старых признаков отбор будет нацелен только на одно: на поддержание их нормального развития. Всё новые адаптации будут развиваться у организмов, обладающих этими стабильными признаками. Теперь уже их изменение будет означать глубокую перестройку множества свойств организма, которая, скорее всего, будет малосовместимой с жизнью.