CC BY
9Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского
Серия «Философия. Культурология. Политология. Социология». Том 24 (63). 2011. № 3-4. С. 62-70.
УДК 629.33.000.141
МЕТОДОЛОГИЯ ПОСТНЕКЛАССИКИ В КОНСТРУИРОВАНИИ
АВТОМОБИЛЯ КАК ЭЛЕМЕНТА ТЕХНОГЕННОЙ ЦИВИЛИЗАЦИИ
Гончарова O.E.
Целью работы является обоснование возможности применения методологии постнеклассики при конструировании автомобиля для увеличения безопасности, а также снижения травматичности и ресурсозатрат в системе «водителъ-автомобилъ-среда» [В-А-С]. В статье выдвигается гипотеза о необходимости при конструировании автомобиля учитывать степень соответствия/несоответствия систем данного типа, входящих в макросистему [В-А-С].
Ключевые слова: безопасность, автомобиль, постнеклассические технологии, человекомерность, управляющий параметр.
Каменный век может вернуться на сияющих крыльях науки
Уинстон Черчилль
Объект исследования - методология постнеклассики, позволяющая учитывать человеческий фактор при совершенствовании конструкции автомобиля. Цель исследования - проследить динамику изменений методологических подходов к совершенствованию конструкции автомобиля в историческом контексте и обосновать возможность применения постнеклассических технологий при разработке методологии конструирования безопасного для человека и природы автомобиля.
Автомобиль, несомненно, является продуктом техногенной цивилизации, воплощающим ее ценности и идеалы. Идея преобразования мира и подчинения человеком природы нашла выражение не просто в создании сложных технических объектов, а превращении их в самоцель техногенной цивилизации [6]. Безусловно, современный высокий уровень экономики и качества жизни человека достигнут во многом благодаря автомобилю. Это стало одной из причин так называемого «технического оптимизма», который разделяют, однако, далеко не все. Официально годом рождения автомобиля считается 1886. Создание автомобиля как такового приписывают одновременно двум немецким конструкторам Карлу Бенцу (1844 -1929) и Готлибу Даймлеру (1834-1900). С тех пор прошло всего 125 лет, и сегодня по данным экспертных оценок во всех странах мира эксплуатируется свыше 700 млн. автомобилей. Ежегодный выпуск автомобилей составляет 42 млн., прирост -15 млн. автомобилей в год. Увеличение автомобильного парка и его техническое
совершенствование стало одним из мощных факторов экологического кризиса. Однако наиболее серьезную опасность автомобиль представляет для человека. По различным данным, в мире более 3,5 тысяч человек ежедневно погибают в дорожных авариях, а за год - более миллиона человек, и каждый пятый из них -ребёнок. Для привлечения внимания к этой проблеме ООН выступила с инициативой объявить 2011 - 2020 годы десятилетием по обеспечению безопасности дорожного движения.
Для выявления доминирующего фактора, который приводит к ДТП, в исследовании Я.Н. Нефедьева [5] проанализированы статистические показатели ЕЭК ООН, характеризующие безопасность дорожного движения стран с разным уровнем автомобилизации. Из полученных результатов следует, что факторы, вызывающие ДТП, в различных странах имеют сходную природу, связанную отнюдь не со злым умыслом, а лишь с неизбежной вероятностью ошибок оператора в сложных человеко-машинных комплексах. Иными словами, в росте аварийности на первый план выходит человеческий фактор. Сложившаяся ситуация требует изменения методологических подходов к конструированию автомобилей.
Первый этап в автомобилестроении (1886 - 1914 гг.) получил название изобретательского. Особенность этого этапа - материализация самой идеи создания действующих машин, накопление и обобщение опыта. Целью автомобилестроения этого этапа было создание автомобиля как технической системы для улучшения качества жизни человека. Такие требования, как безопасность, экологичность не были определяющими. Автомобиль являлся объектом классической науки, исследование и конструирование которого проводилось без учета субъекта, для которого он производился.
Второй этап совершенствования автомобиля (1915 - 1950 гг.) получил название инженерного. Это «золотой век» мировой автомобильной промышленности. В этот период разрабатываются основы теории и расчета автомобилей; осуществляется их массовое производство. В связи с введением массового производства значительно снижается стоимость автомобилей и увеличивается их выпуск, достигший во всем мире в 1937 году 6 млн. автомобилей в год (из них около 4 млн. в США). Автомобильный парк к началу второй мировой войны достигает 45 млн. автомобилей (из них около 30 млн. в США). В этот период устанавливается современная конструкция автомобиля со всеми ее особенностями и различием направлений в Европе и США. Совершенствуется конструкция автомобиля, больше внимания уделяется его комфортабельности, увеличению скорости, способности к быстрому разгону. Комфортабельность автомобиля определяет время, в течение которого водитель способен управлять автомобилем без утомления. Тем самым, она позволяет включить в автомобиль человека только как физическое тело - речь идет об эргономике рабочего места водителя (хороший обзор дороги, минимальные шумы и вибрации) и удобство управления. При этом не учитываются психологические особенности человека, он по-прежнему не является активным элементом системы «водитель/человек - автомобиль», а выступает в роли независимого пользователя.
Следует отметить, что выделенные два этапа конструирования автомобиля не включают в систему «водитель/человек - автомобиль» природу, что также объяснимо с позиций классической науки. Главная роль в ней отводилась
наблюдению, экспериментированию и преобразованию природы, которая была лишена самоценности. В производстве автомобилей природе отводилась роль сырьевой базы, а то, насколько совершенна конструкция автомобиля, свидетельствовало о силе человеческого интеллекта, преобразовавшего природу в конкретный технический объект.
Неклассическая наука привела к двум, по крайней мере, принципиальным следствиям: показала, во-первых, неединственность первой, казавшейся универсальной картины мира, тем самым значительно расширила горизонт человека XX в., и во-вторых, неклассическая наука своими технологическими воплощениями сделала человека универсальным существом, способным с помощью атомной бомбы уничтожить человека как Homo sapiens и всю человеческую цивилизацию. Не случаен призыв Б. Рассела и А. Эйнштейна к тому, чтобы забыть, что мы принадлежим к различным классам, нациям и конфессиям, и помнить, что принадлежим к человеческому роду и что нам угрожает всеобщее самоуничтожение.
Этот период развития науки характеризуется разработкой и широким использованием системного подхода к решению различных задач техники. В конструировании автомобиля проходит осознание его сложности как системного объекта, «целого», включающего множество «частей». Системный подход основан на принципе «чем сложнее, тем точнее», являющимся, вообще говоря, далеко не конструктивным. Этот принцип противоречит вездесущему принципу самоорганизации. Да и само понятие сложности в то время трактовалось чрезмерно упрощенно. А за последние полстолетия существенно изменилось понимание сложности, связанное не с количеством составляющих его частей, а со сложностью их функционирования в структуре целого.
Третий этап совершенствования автомобилей (1950-2000гг.) получил название стилистического (или дизайнерского). В этот период внимание автомобилестроителей обращается к проблеме соответствия автомобиля запросам потребителя, удобство и безопасность дорожного движения. Конструирование автомобиля как сложного технического объекта предполагает исследование отношений «водитель/человек - автомобиль - среда».
Развитие автомобильной промышленности после второй мировой войны характеризуется необычайной концентрацией автомобильных предприятий не только в США, но и в Европе. К 1955 году в США исчезли все самостоятельные заводы, а оставшиеся объединились в шесть концернов, из которых три являются наиболее крупными (Дженерал Моторс, Форд и Крайслер) и производят основную массу автомобилей. По данным 1960 года, эти три концерна, так называемая «большая тройка», выпустили 91,07% всего числа легковых автомобилей. В европейском автомобилестроении в этот период продолжается стремление повысить экономичность автомобилей и обеспечить при небольшом литраже двигателя достаточную скорость и элементарную их комфортабельность.
В стилистическом этапе совершенствования автомобилей можно выделить три характерных подэтапа:
1. Повышение конструктивной безопасности (с начала 60-х годов). В этот период на автомобиле стали применяться ремни и подушки безопасности,
безопасные стекла, двухконтурные тормозные системы, ударопоглощающие бамперы и т.д.
2. Уменьшение расхода топлива (после нефтяных кризисов 70-х годов). В это время началась борьба за снижение собственной массы автомобиля, придание ему аэродинамических форм. Совершенствуется конструкция двигателей, шин, исследуется вопрос применения альтернативных (не нефтяного происхождения) видов автомобильного топлива.
3. Уменьшение негативного влияния на окружающую среду (с середины 80-х годов). В конце 60-х годов, когда мегаполисы Америки и Японии стали буквально задыхаться от смога, законодательные акты правительственных комиссий об обязательном снижении уровня токсичных выхлопов новых автомобилей вынудили промышленников усовершенствовать двигатели и разрабатывать системы нейтрализации. В 1970 году в Соединенных Штатах был принят закон, в соответствии с которым уровень токсичных выхлопов автомобилей 1975 модельного года должен был быть в среднем наполовину меньше, чем у машин 1960 года выпуска. Аналогичные требования были узаконены в Японии и в Европе. Первым делом инженеры бросились совершенствовать системы питания и зажигания. Совершенствуется рабочий процесс двигателя, применяются различные фильтры и нейтрализаторы отработавших газов, уменьшающие объем вредных выбросов автомобиля. За счет различных конструктивных решений автомобиль становится менее шумным. Возникает вопрос о приспособленности конструкции автомобиля к переработке (утилизации) после прекращения эксплуатации. Исследуются экологически чистые типы силовых агрегатов.
С развитием компьютерной техники и программного обеспечения (с начала 70-х годов) стало возможным проектировать аэродинамически оптимальные кузова автомобилей (все автомобили стали на одно лицо), исследовать вопросы обеспечения пассивной безопасности, ходовые характеристики и т.д. Это привело к тому, что абсолютно все элементы автомобиля рождались в умах мощных процессоров, которыми командовали инженеры-конструкторы и дизайнеры. Но истинная ценность компьютерного моделирования заключается в том, что оно позволяет проверять работоспособность этих механизмов и автомобиля в целом. Кроме того, компьютерные программы позволяли сократить время разработки абсолютно новых моделей до 18 месяцев (!). Стоило только захотеть, и через полтора года новый современный автомобиль был готов к серийному производству. Количество автомобилей неуклонно растет, они становятся все более автоматизированными. В 70-х годах в Японии появляется мехатроника - наука, описывающая закономерности функционирования механических систем, находящихся под управлением микропроцессорных средств. Увеличивается степень автоматизации автомобиля, что впрочем, не оказало большого влияния на безопасность дорожного движения. Совершенствование конструкции автомобиля при проектировании выражается в уменьшении доли присутствия человека в системе. Применение мехатронных систем существенно уменьшает тяжесть последствий благодаря предотвращению ошибок управления (активная безопасность конструкции) и снижению тяжести последствий ДТП (пассивная безопасность конструкции), но не влияет на их количество в виду того, что главная причина ДТП остается не выявленной.
Четвертый этап (с 2000 года) называется этапом рационализации в совершенствовании конструкции автомобиля. Компьютерное моделирование привело к созданию одинаковых, «умных» автомобилей, которые теряют свои индивидуальные черты. Это парадоксальным образом приводит к вытеснению человека из автомобиля как технической системы, поскольку все менее понятной становится роль человека в управлении этой системой.
Новые идеи и средства их реализации (в частности, однообъемные кузова) заметно сместили акценты в полемике о тенденциях совершенствования автомобиля в области: - навигационно-информационного аспекта совершенства (автоматизация управления автомобилем: повышение топливной экономичности, улучшение динамики автомобиля (управление двигателем и трансмиссией); комфортабельности (управление подвеской); - безопасности (активная безопасность: управление тормозной системой).
Современный этап развития научных знаний, который акад. Степин B.C. назвал постнеклассическим, предлагает новые подходы в решении актуальных проблем автомобилестроения. Постнеклассическая наука формируется в 70-х годах XX в. Этому способствуют революция в хранении и получении знаний (компьютеризация науки), невозможность решить ряд научных задач без комплексного использования знаний различных научных дисциплин, без учета места и роли человека в исследуемых системах. Ее главная тенденция - междисциплинарностъ, которая означает, прежде всего, кооперацию различных научных областей, циркуляцию общих понятий для понимания некоторого явления, а главный принцип - принцип самоорганизации [1]. Стало очевидным, что обнаружение системных свойств сложных изменяющихся объектов возможно только при синтезе фундаментального и прикладного, теоретического и экспериментального знания. Новая наука формируется в ситуации, когда, по словам Г. Г. Малинецкого, необходимо учиться слушать и слышать друг друга, учиться говорить на одном языке.
В постнеклассической науке утверждается парадигма целостности, согласно которой мироздание, биосфера, ноосфера, общество, человек и т.д. представляют собой единое целое. Проявлением этой целостности является то, что человек находится не вне изучаемого объекта, а внутри него, он лишь часть, познающая целое. И, как следствие такого подхода, мы наблюдаем сближение естественных и общественных наук, при котором идеи и принципы современного естествознания все шире внедряются в гуманитарные науки, причем имеет место и обратный процесс. Так, освоение наукой саморазвивающихся "человекоразмерных" систем стирает ранее непреодолимые границы между методологиями естествознания и социального познания. И центром этого слияния, сближения является человек.
Становление постнеклассической науки не приводит к уничтожению методов и познавательных установок классического и неклассического исследования. Они будут продолжать использоваться в соответствующих им познавательных ситуациях, постнеклассическая наука лишь четче определит область их применения [7]. При изучении «человекоразмерных» объектов поиск истины оказывается связанным с определением стратегии и возможных направлений преобразования такого объекта, что непосредственно затрагивает гуманистические ценности. С системами такого типа нельзя свободно экспериментировать. Понятие
«человекоразмерность» имеет два аспекта: познавательный и технологический. Познавательный аспект означает, что изучать подобные системы нужно междисциплинарно. Технологический аспект показывает, как управлять человекоразмерными системами, как использовать эти системы, чтобы сохранить Природу и Человека. Именно понятие человекоразмерности позволяет учесть человеческий фактор при совершенствовании конструкции автомобиля, что было невозможно в условиях неклассической, а тем более классической науки.
Постнеклассические подходы позволяют рассматривать макросистему «водитель-автомобиль-среда» \_В—А—С\ как соединение сложной (автомобиль), сложной саморазвивающейся и самоорганизующейся (водитель, среда) систем. По выражению академика B.C. Степина к саморазвивающимся системам относятся «системы современного проектирования, когда берется не только та или иная технико-технологическая система, но еще более сложный развивающийся комплекс: человек - технико-технологическая система плюс экологическая система плюс культурная среда, принимающая новую технологию, и весь этот комплекс рассматривается в развитии». Степин конкретизирует: «Саморазвивающаяся система сохраняет свою открытость, обмен веществом, энергией и информацией с внешней средой. Но характер этой открытости меняется со сменой типа самоорганизации, адаптирующей систему к окружающей среде. Изменения же типа самоорганизации - это качественные трансформации системы. Они предполагают фазовые переходы» [7, с. 251].
Постнеклассические подходы позволяют также обозначить мега-уровень - 4-ю среду как синтез трех систем: [В], [А], [С]. Мы считаем, что мега-уровень можно рассматривать как самостоятельную целостную систему, образуемую взаимодействием разноклассных систем и степенью их активности, ведущую к подвижности проявления характеристик управляющего параметра [3], что до сих пор никем не рассматривалось и не учитывалось. То целое, у которого проявились характеристики управляющего параметра, управляет составляющими его другими целыми.
Нами предлагается использовать постнеклассическую концептуальную модель «нелинейное целое в нелинейном целом» проф. И.В. Ершовой-Бабенко [2], в которой как нелинейные целые и их сочетания, так и гиперсистема могут становиться и становятся мега-уровнем, выполняющим функцию управляющего параметра, сверхмедленных переменных по Г. Хакену. В работе [2] введено понятие «плавающий» режим управляющего параметра, чтобы подчеркнуть, что очевидность этого параметра, его «ощутимость» не являются непрерывно фиксируемыми, хотя они и могут быть обнаружены при изменении масштабности рассмотрения, выходе на адекватную ему масштабность.
Таким образом, в сложной человекомерной системе \В-А-С\ можно выделить следующие системы:
- [В] - класс человекомерных/человекоразмерных систем (сложная система, открытая, нелинейная, уровень х>0, самоорганизующаяся, скорость трансформации приближается к человеку);
- [А] - класс механомерных, механоэлектронномерных систем (сложная система, открыто-закрытая, линейная, уровень х=0, несамоорганизующаяся, скорость трансформации приближается к механоэлектронномерным);
- [С] - класс природомерных систем (сложная система, открытая, нелинейная, уровень хче»хпр , самоорганизующаяся, скорость трансформации приближается к природ омерным);
- [X] - макро-уровень, синтез трех систем [В], [А], [С];
- [У] мега-уровень - в плавающем режиме проявляется управляющий параметр продукта синтеза трех систем [В], [А], [С] (может быть любая из 4-х систем).
Постнеклассический этап развития науки позволяет учесть разномерность и разноклассность систем, входящих в макросистему \В-А-С\ т. к. существует изначальная несовместимость систем: автомобиля как линейной системы, для которой характерна дихотомия «часть-целое» и человека, среды как открытых, нелинейных, самоорганизующихся сред, для которых характерна концептуальная модель «целое в целом». Именно учет этого фактора позволит разработать новое направление исследования в рамках философии науки - методология создания модели нетравматичного соединения разноклассных макросистем в единую макромодель с мегауправлением. Основная идея - учет показателя критической разности между человекомерной и/или психомерной макросистемой и системой передвижения в данном случае автомобилем, учет принципиального различия систем, входящих в макросистему \В-А-С\.
Учет степени соответствия/несоответствия входящих в макросистему [В-А-С] систем [В], [А], [С], позволит выйти на новый уровень проектирования макросистемы [В-А-С], при котором происходит повышение уровня безопасности для человека за счет:
1) степени соответствия классности систем, объединяемых в макросистему;
2) приближения макросистемы по уровню организации в первую очередь к характеристикам психомерности человека путем задействования его естественных возможностей и/или усиления их в нанометрическом масштабе (нано-техно-научные практики) через трансформацию в т. ч. самих способов развития человека в целом, конвергентного влияния отдельных технологий друг на друга, выходя за границы существующей ЫВ18-модсли. т. к. именно это обеспечит его безопасность, позволит предельно интенсифицировать человекомерные процессы;
3) внедрения ресурсосберегающих технологий, в т. ч. как реальных практических инструментов создания следующего поколения постчеловеческих существ (уровни энергии, экологии, информации, комфортабельности и проч.), также выходя за границы существующей N1318-модели;
4) учета не только преимущества, но и «слабости» этой -мерности. Именно изначальная несовместимость систем «человек», «среда», с одной стороны, и «автомобиль, с другой, в рамках одной макросистемы из-за принадлежности к принципиально разным классам систем (человек, среда - открытые нелинейные самоорганизующиеся диссипативные, автомобиль - закрыто-открытая), является определяющим источником снижения безопасности (увеличения смертности водителей независимо от уровня экономического развития страны) и углубления экологической проблемы (разрушение автомобилей, а свалки - среды, человека).
Концепция «целое в целом» или «среда в среде» позволит учесть человекомерность макросистемы \В А ("| и рассматривать эту мерность как управляющий параметр (УП). Под УП в синергетике Г. Хакена подразумеваются сверхмедленные «вечные» переменные, мегауровень, вышележащий над макроуровнем. Они выполняют роль параметров порядка для макроуровня. Плавно меняя УП, можно менять системы нижележащих уровней. Концепция «целое в целом» позволит учесть имеющуюся степень их неадекватности и возможную степень адекватности, которую можно получить в конструкции автомобиля.
Степень адекватности/неадекватности или согласования/рассогласования классности систем, входящих в макросистему \В—А—С\ становится критерием оценки критической разности/критического порога адекватности, а, следовательно, безопасности/травматичности и ресурсосбережения.
Вывод. Применяя постнеклассические подходы в совершенствовании автомобиля можно весьма обоснованно наметить основные направления и программу совершенствования автомобиля. Это макро- и мегамоделирование в представлении привычной системы «водитель-автомобиль-среда» \В—А—С\ с современных научных позиций, необходимость ее исследования как специфической макросистемы в русле постнеклассики и человекомерности [3]; [4], раскрытие специфичности ее целостности через мировоззренческую позицию и концептуальную модель «целое в целом» [2].
Такой аспект предопределяет активную созидательную деятельность в противовес пассивной прогностической. Уже первые более глубокие исследования в этом направлении показали, что современный автомобиль очень далек от правдоподобного идеала, что путем его совершенствования с позиций постнеклассической науки можно внести весьма ощутимый вклад в решение и экологической проблемы, и проблемы безопасности. Источником различного рода разногласий в восприятии и трактовке совершенства автомобиля и перспектив его развития являются отсутствие фундаментальной теории, основанной на современных постнеклассических технологиях, и малая продуктивность интуитивных, эвристических начал в поиске средств повышения безопасности и экологичности автомобиля.
Подчеркнем, что совершенство конструкции автомобиля имеет смысл рассматривать именно с позиций поснеклассических. Но для этого необходимы согласованные усилия специалистов всех направлений автомобильной науки и философии науки.
Список литературы
1. Буданов В. Г. Методология синергетики в постнеклассической науке и в образовании / Владимир Григорьевич Буданов. - М.: Издательство ЛЕСИ, 2007. - 232 с.
2. Ершова-Бабенко И. В. Психосинергетические стратегии человеческой деятельности. (Концептуальная модель). Монография / Ирина Викторовна Ершова-Бабенко. - В.: NOVA KNYHA, 2005. - 360с.
3. Ершова-Бабенко И. В. Место психосинергетики в постнеклассике / И. В. Ершова-Бабенко // Постнеклассика: философия, наука, культура. Коллективная монография; [ отв. ред. JL П. Киягценко и В. С. Степин]. - СПб.: Издательский дом «Mipb», 2009 - С. 460 - 488.
4. Гончарова O.E. Методология психосинергетики в постнеклассическом исследовании эргатических транспортных систем / Ершова-Бабенко И.В. Гончарова O.E. // Материалы
третьей Всероссийской научной конференции «Системы и модели: границы интерпретаций». -Томск, ТГПУ, 14-16 февраля 2010. - С. 118-122.
5. Нефедьев Я.Н. О роли конструкции автотранспортных средств в обеспечении безопасности дорожного движения / Я.Н. Нефедьев // Матер1али науково-практично! конференци «Перспективные направления развития конструкции автомобилей». - Харюв, ХНАДУ, 25-27 жовтня2001. - С. 9-12.
6. Степин В. С. Научное познание и ценности техногенной цивилизации / B.C. Степин // «Вопросы философии», №10. - 1989. - С. 3-18.
7. Степин В. С. Классика, неклассика, постнеклассика: критерии различения / В. С. Степин // Постнеклассика: философия, наука, культура: Коллективная монография; [ отв. ред. JL П. Киященко и В. С. Степин]. - СПб.: Издательский дом «Млръ», 2009. - С. 249 - 295.
Гончарова О.6. Методология постнекласики у конструюванш автомобшя як елемента техногенно!" цивЫзащ!" // Вчеш записки Тавршського нацюнального ушверситету ¿м. В. I. Вернадського. Сер1я: Фшософ1я. Культуролопя. Полшшопя. Соцюлопя. - 2011. - Т. 24 (63). - №34. -С. 62-70.
Метою роботи с обгрунтування можливосп використання методологи постнекласики при конструюванш автомобшв для збшынення безпеки, а також зниження травматичное^ i ресурсозатрат в систем! «водш-автомобшь-середовшце» [В-А-С]. У стата пропонуеться гшотеза про необх1дн1сть при конструюванн1 ергатичних систем враховувати Mipy в1дпов1дносп/нев1дпов1дносп систем даного типу, що входять до макросистеми [В-А-С]. Ключов! слова: безпека, автомобшь, постнекласичн1 технолог^, людино Mipmcib, параметр, що управляв
Goncharova.O.E. The postnonclassic methodology in construction of car as element of technological civilization // Scientific Notes of Taurida National V.I. Vernadsky University. Series: Philosophy. Culturology. Political sciences. Sociology. - 2011. - Vol.24 (63). - № 3-4. -P. 62-70. The purpose of work is a reduction of trauma and resources in system «driver - car - environment» [D-C-E] and also increase of safely due to application at car's designing of postnonclassic technologies. In the article a hypothesis is pulled out about a necessity at designing of car to take into account the degree of coordination/unbalance class of systems, falling in makrosystem [D-C-E],
Key words: safely, car, postnonclassic technologies, humanmeasurement, controlling parameter
Статья поступила в редакцию 12.09.2011.
