Но противоречия преследуют велосипед, красной нитью проходя через его биографию. Новое увеличение скорости — новое противоречие! Теперь от рабочих органов управления отстает трансмиссия: разогнавшись, велосипедист не успевает крутить бешено вращающиеся педали. Можно, конечно, снять ноги с педалей, но как потом ловить их на ходу? И снова, забыв обо всем остальном, изобретатели совершенствуют трансмиссию, только трансмиссию! Наконец, в 1897 году изобретен механизм свободного хода: теперь, набрав скорость, велосипедист может держать педали неподвижными.
Так велосипед приобрел знакомый нам вид.
Дальнейшее развитие велосипеда сдерживалось ограниченной мощностью двигателя — человека. Тут были только две возможности: либо сохранить схему велосипеда неизменной, «законсервировав» техническую систему, либо объединить велосипед с другой машиной, образовав новую и более сложную систему. Использованы были оба пути. Велосипед остался велосипедом. И велосипед, объединившись с двигателем внутреннего сгорания, превратился в мотоцикл: появилась возможность совершенствовать новую систему.
Третья группа законов отражает тенденции развития современных технических систем:
Развитие технических систем идет в направлении
— увеличения степени вепольности;
— перехооа с макроуровня на микроуровень.
Мы уже говорили о том, что технические системы стремятся стать «вепольнее»: неполные веполи превращаются в полные, а те, в свою очередь, развиваются в цепные веполи или превращаются в феполи. А вот о второй тенденции надо сказать несколько слов.
В технике до сих пор преобладают системы, рабочие органы которых представляют собой «железки», имеющие макроразмеры, например винт самолета, колесо автомобиля, резец станка, ковш экскаватора и т. д. Изобретения могут совершенствовать эти «железки», сохраняя их макроразмеры. Но с какого-то момента эффективное решение задач требует перехода на микроуровень: рабочими частицами становятся молекулы, атомы, ионы, электроны и т. д., управляемые полями. Типичный пример: «Вибрационный гироскоп с массами, приводимыми в колебательное движение внешними переменными магнитными или электрическими полями, отличающийся тем, что в качестве колеблющихся масс применены электроны или заряженные ионы» (авторское свидетельство № 438 327).
Сравним два изобретения:
Авторское свидетельство № 489 662. Устройство для нанесения полимерных порошков, содержащее камеру, пористую перегородку, вибратор и коронирующий электрод, отличающееся тем, что, с целью повышения качества наносимого покрытия, коронирующий электрод выполнен в виде кольца, снабженного средством перемещения, выполненным, например, в виде микрометрических винтов.
Авторское свидетельство № 518 219. Устройство для вытеснения жидкости, содержащее резервуар, например микропипетку, с сердечником, размещенным внутри катушки индуктивности, связанной с генератором тока ультразвуковой частоты, отличающееся тем, что, с целью обеспечения микроинъекции жидкости б биологический объект, например клетку, сердечник выполнен в виде короткозамкнутой спирали из магнитострикционного материала.
Первое изобретение — совершенствование системы на макроуровне: несмотря на свое название, микрометрический винт — обыкновенная «железка», в принципе не отличающаяся от любого другого винта. А вот во втором изобретении отражен переход с макроуровня на микроуровень: вместо «железок», перемещаемых винтами, для сдавливания пипетки использовано изменение размеров кристаллической решетки металла под действием магнитного поля. Меняются микропараметры — расстояния между атомами в кристалле, решетка растягивается и сжимается.
Основываясь на законе перехода от «макро» к «микро», можно уверенно прогнозировать развитие устройства, описанного в авторском свидетельстве № 489 662: потребуется дальнейшее увеличение точности, и микрометрический винт будет заменен растяжением — сжатием кристаллической решетки в результате магнитострикции, обратного пьезоэффекта или теплового расширения. |