Раздел третий.
Творческий человек и научно-технический прогресс

Владимир Гершов. Цивилизация будущего.

Реомар Ровинский. Основы естественно-научной концепции развития. Новые представления о процессах развития в природе.

Юлий Рубенчик. Проблемы экологической безопасности и защита жизнедеятельности человека в современном индустриальном мире.

Вильям Сандеров. Сопротивление новому в науке.

Анна Иомдин. ХХ1 век. Как учить математике.

Константин Бравый, Александр Розенжак. Разумные управляющие системы (РУС) для обеспечения готовности и безопасности самолетов и турбин.

Вячеслав Фоменко. Система вибродиагностики на основе имитационной модели объекта.

Михаил Милов, Алексей Попадин. Установка по производству концентрата загрязнителей жидких промышленных отходов и производству обессоленной воды.

Марк Зискин. Обеспечение постоянной готовности системы внешних траекторных измерений космических летательных аппаратов.

Давид Метревели Спасательная платформа вертикального взлета и посадки "Орел".

Владимир Гершов
Цивилизация будущего

Глобальные проблемы предполагают, что их научное исследование может успешно осуществляться лишь благодаря сотрудничеству ученых разных специальностей,Представителей естественных, технических иОбщественных наук. Работа Всеизраильской конференции “Интеллект и творчество” (2002),

Являющейся продолжением Международной конференции “Индустрия будущего” (Ашдод, 2001), тому подтверждение.

В каждом веке встречались умы, которые предчувствовали грядущие перемены; эта пророческая способность постепенно росла, а сила традиции ослабевала. Что готовит нам будущее, всегда угадывается по той борьбе, которая происходит между его зарождающимися элементами в настоящем. Все, чего не было в прошлом, осуществится в будущем.

Исследования Ашдодского Центра Науки и Технологии, на базе которого проводятся конференции, опираются на т.н. теории поля, согласно которым индивид рассматривается как бы в определенном “поле”, где действуют силы притяжения и отталкивания. Групповая сплоченность рассматривается не просто как результат действия “сил притяжения”, но как направленное на обеспечение устойчивого экономического развития Израиля в ХХ1 веке единство ценностных ориентаций ученых. Деятельность, результатом которой является создание новых материальных и духовных ценностей, - главная магистраль Ашдодского Центра Науки и Технологии.

Термин “Искусственный интеллект” еще недавно рассматривался как метафора. Профессор Константин Бравый и его группа создали не только системы гибридного интеллекта, но и применили новые способы, позволившие использовать совокупность функциональных возможностей собственно электронно-вычислительной машины решать задачи, ранее требовавшие участия человека.

Накопленный экспериментальный материал позволил ученым Ашдодского Центра Науки и Технологии прийти к заключению, что в то время, как созданные людьми операционные системы приближаются по своим возможностям к разуму человека, а психологическая познавательная сфера человека подвержена воздействию всевозможных мотивационных и эмоциональных факторов, сама по себе компьютерная программа является суверенной в своем подходе к проблемам. Феномен бессознательного ашдодские ученые используют в процессе создания компьютерных моделей мышления, в разработках искусственного разума. Бессознательное как проявление законов природы в области обеспечения жизнеспособности нашего мира обнаруживает свои возможности.

В школе профессора Константина Бравого была развёрнута система методов, позволяющих изучать глобальные проблемы интеллектуальной революции ХХ1 века и прогнозировать перспективы развития мирового сообщества с учётом создания современных инструментов усиления интеллектуальных способностей Человека. По мнению учёных Ашдодского Центра, результаты этих исследований имеют огромное значение как для специалистов в области технических и общественных наук, так и в гуманитарной сфере. К разделу

Реомар Ровинский
Основы естественно-научной концепции развития.
Новые представления о
процессах развития в природе.

Научная революция ХХ века.
Новые представления о процессах развития в Природе

Недавно завершившийся ХХ век был насыщен величайшими открытиями. Значение этих открытий и вытекающих из них следствий столь велико, что они получили название научной революции ХХ века. Но единое Знание разделено на отдельные научные дисциплины. Поэтому научная революция предстает как серия революций, протекавших в каждой из таких дисциплин и полностью менявших их научные парадигмы. Вот краткий перечень таких событий.

На рубеже XIX-XX веков началась революция в физике, вызванная проникновением науки в глубины строения вещества, открытием странных с точки зрения классической физики законов микромира, новыми представлениями о пространстве, времени, о природе гравитации и многого другого, что составило содержание новой физики.

В 20-х годах произошла революция в космологии, вызванная открытием расширения вселенной. Родилась новая космологическая парадигма. Вместо бесконечной в пространстве и времени Стационарной Вселенной, состоящей из случайно возникших объектов, таких, например, как звезды, связанных между собой только силами гравитации, появилась Развивающаяся Вселенная, имеющая некое начало и историю своего развития от начала до сегодняшнего дня. На протяжении истории происходили существенные трансформации этой Вселенной.

В начале 50-х годов произошла кульминация революции в биологических науках, вызванная величайшими открытиями в области генетики, молекулярной биологии, появлением новых представлений о развитии организмов и их сообществ, окончательным внедрением в науку понимания того, что существует тонкий геологический слой на поверхности Земли, получивший название биосферы. Слой состоит из сообщества растений, животных и микроорганизмов вместе со средой их обитания.

В самом конце 60-х годов – кульминация революции в науках о Земле. Она вызвана замечательными успехами в проводившихся в 50-е годы интенсивных исследованиях Океана. В результате вместо прежней геосинклинной геологической парадигмы, базировавшейся на данных геологических исследований континентов, утвердилась новая глобальная геологическая парадигма, получившая название Тектоники литосферных плит. Земля рассматривается как естественное тело, проходящее путь своего развития, в основе которого лежит тепло- и массообмен, протекающий между глубинными сферами Земли – ядром и мантией, и ее внешними оболочками – земной корой, гидросферой, атмосферой и биосферой.

Наконец, в начале 70-х годов произошло революционное событие, не очень известное широким научным массам. Было открыто природное явление, получившее название самоорганизации материи. Между тем, его значение для понимания характера протекания процессов развития в природе исключительно велико.

Научная революция ХХ века привела к формированию новой научной картины Мира и породила новое научное мировоззрение. Окончательно утвердилось понимание того, что мы живем в развивающемся Мире и наблюдаемое развитие носит направленный характер – от исходного неупорядоченного состояния к нарастающему порядку, от исходного однообразия только что родившегося Мира – к все большему разнообразию возникающих в ходе его развития систем и протекающих в них процессов.

В сложившихся к концу XIX века казалось бы незыблемых научных представлениях о Стационарной Вселенной присутствовало представление о ее развитии, но оно носило странный характер. С определенными оговорками космологи рассматривали такую Вселенную как изолированную систему, не обладающую «внешней средой» и поэтому не обменивающуюся с ней энергией и веществом. Процесс же развития любой изолированной системы предопределен вторым началом классической термодинамики: любые события в ней сопровождаются деградацией высших форм энергии, их необратимым преобразованием в энергию самой низшей формы, в тепловую энергию, которая равномерно распределяется между элементами системы. При этом разрушаются ранее случайно возникшие упорядоченности, и система в конечном счете переходит в самое простое свое состояние – в состояние полного термодинамического равновесия. В прошлой концепции развития такое состояние считалось базовым состоянием материи. Следовательно, процесс эволюции Стационарной Вселенной представлял собой однонаправленный процесс умирания. Отсюда в те времена возникло утверждение о финальной тепловой смерти Вселенной.

Процессы в Развивающейся Вселенной, сменившей модель Стационарной Вселенной, конечно же не могли опираться на прежнюю концепцию развития, противоречившую наблюдательным фактам. Отсюда с неизбежностью произошло утверждение новой естественнонаучной концепции развития в Природе, отразившей изменения научной картины Мира и согласующейся с новым научным мировоззрением. В формирование новой концепции развития внесли свой вклад все перечисленные выше революционные события. Но важнейший вклад принадлежит новой физике и новой космологической парадигме.

Реконструкция истории Вселенной.
Открытие направленного характера ее развития.

Чтобы понять суть новой концепции, необходимо подробно рассмотреть историю развития Вселенной, выделив главные особенности такого процесса и доказав универсальность природных законов развития. Здесь возникает каверзный вопрос: насколько можно доверять проведенной наукой реконструкции процесса развития Вселенной, протекавшего примерно на протяжении двадцати миллиардов лет? Наука сегодняшнего дня смогла реконструировать основные этапы такого исторического процесса, использовав три могучие опоры. Первая опора – наблюдательные данные астрономии и астрофизики, воссоздающие в общих чертах строение современной наблюдаемой Вселенной. Вторая опора – современная теория гравитации, Общая теория относительности. Эта теория позволяет в физическом и математическом плане проследить динамику расширения Вселенной. Третья опора – Физика высоких энергий, позволяющая проследить все изменения, происходившие с формами вещества при изменении условий в расширяющейся Вселенной. Но ввести в действие эти опоры можно лишь при условии, что существует достаточно обоснованная гипотеза, определяющая исходное состояние вещества в только что появившейся Вселенной.

Такая гипотеза была выдвинута в 30-е годы Г.Гамовым, она получила название Гипотезы горячей Вселенной. Впоследствии ироничный английский астрофизик Хойл ввел в обиход полушутливое второе название этой гипотезы – Большой Взрыв. Невзирая на иронию, это второе название укоренилось в научной лексике. Согласно этой гипотезе через мгновение после своего появления Вселенная представляла собой сгусток очень горячего и очень плотного вещества. Температура в сгустке превышала примерно 1027 К, а плотность достигала предельно возможной планковской плотности, равной 1094 г/см3. При таких фантастических параметрах вещество могло пребывать только в самом простом состоянии, его правильнее назвать протовеществом. Высочайшая температура означает и высочайшую кинетическую энергию частиц протовещества, что позволило разорвать могучие цепи гравитации и начать расширение. Но гравитация продолжала действовать в сгустке, притормаживая разлет частиц.

Далее вступают в действие упомянутые выше могучие опоры. Общая теория относительности детально описывает динамику расширения исходного сгустка в пространстве и времени, устанавливает законы, по которым снижается температура и плотность вещества. А физика высоких энергий предсказывает, что при строго определенных значениях температуры и плотности, называемых критическими значениями, скачкообразно совершаются переходы простейших форм вещества во все более сложные. В конечном счете, примерно через 500 – 700 тысяч лет после начала, возникают атомы водорода и гелия. На этом завершается ранний период развития Вселенной.

Насколько можно доверять гипотезе горячей Вселенной и реконструированной на этой основе истории ранней Вселенной? Приводятся достаточно веские основания для такого доверия. Гипотеза естественным образом объясняет, почему современная Вселенная на 98% состоит из водорода и гелия и почему в этой смеси доля гелия лежит в интервале от 22 до 28%. Она позволяет детально проследить все этапы трансформации вещества от исходных форм к конечной основе современной водородно-гелиевой Вселенной. Гипотеза с самого начала предсказала, что на завершающей стадии раннего периода развития, в момент появления атомов водорода и гелия, произошло отделение излучения от атомарного вещества и возникло то, что теперь называют реликтовым излучением. Теоретически показано, что к настоящему времени из-за расширения Вселенной это излучение «остыло» до температуры примерно 3о К, что соответствует длинам волн излучения в миллиметровом и сантиметровом диапазонах. В 1964 году два английских радиофизика Пензиас и Вильсон, испытывавшие новые антенны, работавшие в этих диапазонах длин волн, обнаружили странные однородные шумы, принимавшиеся антеннами со всех направлений небосвода. Для объяснения этого феномена они обратились к специалистам, и те сразу же сообщили, что они открыли то самое реликтовое излучение, которое предсказала гипотеза горячей Вселенной. Оба исследователя получили за это открытие Нобелевскую премию по физике. Как не раз случалось в истории присуждения Нобелевских премий, по неясным причинам ее не получил ни один из теоретиков, ранее предсказавших эффект и объяснивших экспериментаторам, что они обнаружили. Открытие реликтового излучения рассматривается как один из наиболее веских доводов в пользу справедливости гипотезы горячей Вселенной.

В 70-е годы теория Большого Взрыва дополнилась так называемой теорией инфляционной (раздувающейся) Вселенной, позволившей практически вплотную приблизиться к «началу» и даже объяснить физическую природу «первотолчка», ставшего причиной ее рождения и расширения. Совсем недавно завершилась обработка наблюдательных результатов трех групп исследователей, проводивших астрономическое изучение тонких особенностей реликтового излучения. Результаты подтверждают справедливость инфляционной теории, что одновременно служит и подтверждением гипотезы горячей вселенной.

Все это дало основание одному из соавторов теории Большого Взрыва, лауреату Нобелевской премии по физике Стиву Вейнбергу так подытожить сложившуюся ситуацию: «Мы уже подошли к тому рубежу, когда для нас становится посильным обсуждение природы материи и истории Вселенной вплоть до температур порядка планковской (т.е. почти до самого «начала» Р.Р.), однако мы еще не достигли такого уровня понимания, чтобы полностью доверять всем деталям полученных результатов».

Современные научные представления о раннем периоде развития Вселенной достаточно подробно и доступно рассмотрены в первом и во втором разделах моей книги «Развивающаяся Вселенная». Какие выводы можно сделать из этого рассмотрения, положенные в фундамент современной научной концепции развития? Главный вывод состоит в том, что по мере расширения и вызываемого этим процессом охлаждения и разрежения первоначально горячего и очень плотного вещества, шли процессы усложнения элементов, нарастания уровня организованности Вселенной в целом. Иначе говоря, история ранней Вселенной обнаруживает направленный характер ее развития, протекающего от исходного самого простого из всех последующих состояний к нарастающему порядку.

По завершению раннего периода возникшая водородно-гелиевая Вселенная все еще остается однородной, но сильно остывшей и относительно разреженной. В такой Вселенной невозможно протекание процессов последующего нарастания упорядоченности. Любая линейная экстраполяция развития такой Вселенной в будущее предсказывает переход от нарастания в ней упорядоченности к ее деградации. В конечном счете, предсказывается образование фотонно-лептонной пустыни, что равносильно полному хаосу. Но вместо этого через 1-2 миллиарда лет после начала Вселенная предстает как структурированная система, породившая в дальнейшем ходе своего развития иерархию разномасштабных структур. Сегодня они выглядят как сверхскопления галактик, скопления галактик, отдельные галактики, в галактиках звезды и газопылевые облака и т.д.

Образование структур означает качественное изменение в организации Вселенной, открывающее новые возможности для продолжения направленного ее развития. В некоторых из звезд первого поколения реакции звездного нуклеосинтеза протекали так, что образовывались элементы, более тяжелые, чем водород и гелий. Эти звезды имели короткий жизненный цикл. Примерно через 10 миллионов лет они взрывались, выбрасывая в межзвездную среду внешнюю оболочку с накопившимися в ней шлаками, а эти шлаки и были образовавшимися тяжелыми элементами. Вместе с некоторыми другими звездными процессами это привело к тому, что во Вселенной появились все элементы таблицы Менделеева вплоть до урана. Сегодня по данным астрономии доля тяжелых элементов составляет примерно 2% от общей массы вещества. Появление тяжелых элементов открыло путь для образования молекул с практически неограниченными возможностями их усложнения. А также образование около некоторых звезд, например, нашего Солнца, «аномальных» планет типа Земли, состоящих почти исключительно из тяжелых элементов со сравнительно небольшими добавками водорода и гелия. На таких планетах могут протекать процессы геологической и химической эволюции. При определенных условиях они порождают биохимическую эволюцию, отсюда при определенных условиях может возникнуть жизнь, а жизнь при соответствующих условиях способна породить Разум. Такой ход событий, определяющий эпоху структурообразования, излагается в третьем разделе книги. При этом четко указываются те трудности, которые испытывает наука сегодняшнего дня, пытаясь найти объяснение конкретным сложнейшим процессам структурообразования в Мире. Пока неясного намного больше, чем того, о чем можно говорить уверенно. Тем не менее, прослеживаются определенные обобщения.

Направленный характер развития Вселенной от исходного хаоса к нарастающей упорядоченности означает, что кроме тенденции разрушения упорядоченных структур, связанного с присущим материи стремлением достигать равновесные состояния, в Природе проявляется созидательная тенденция, причем от рождения Вселенной до настоящего времени эта тенденция господствует. Следовательно, существует некий фактор, также изначально присущий материи, обеспечивающий ей возможность созидательной деятельности.

Самоорганизация как фактор созидания в Природе

Большинство из нас давно не удивляется тому обстоятельству, что, по современным представлениям разрушительная тенденция базируется на присущем материи стремлении к достижению равновесных состояний. Такие представления обосновываются эмпирическим вторым началом классической термодинамики. Однако, эмпирика не раскрывает причин, по которым материи присуща такая способность. Но некоторых из нас почему-то настораживает основанное на наблюдательных данных утверждение, что в Мире проявляет себя также созидательная тенденция, и в ее основе лежит некий фактор, обеспечивающий протекание процессов нарастания упорядоченности. Возникает три принципиально важных вопроса: 1) что это за созидающий фактор? 2) какими средствами выполняет он свои функции? 3) каким образом этот фактор обеспечивает наблюдаемое направленное развитие Вселенной от «начала» до наших дней?

Ответ на первый вопрос был найден в начале 70-х годов ХХ века, когда экспериментально был открыт эффект усложнения открытых развивающихся систем при достижении ими крайне неравновесных состояний. Этот фактор получил название самоорганизации материи. Самоорганизация проявляется лишь в открытых системах, обменивающихся энергией и веществом с окружающей средой. Но в доступной нашим наблюдениям Вселенной мы не находим систем, которые обладали бы полной изоляцией от своего окружения, т.е. все встречаемые нами системы являются открытыми и в той или иной степени неравновесными. Это дает основание говорить, что самоорганизация является всеобщим свойством, проявляющимся в известном нам вещественном Мире. Пока наука не знает, какова природа самоорганизации, возможно, что это удастся узнать после более глубокого, чем сегодня, проникновения науки в природу вещества и физического вакуума. Но существование такого свойства подтверждается наблюдениями за протекающей в Природе созидательной деятельностью.

Итак, в процессе развития элементов и систем выявляются две противоположные тенденции. Одну из них условно назовем разрушительной, она базируется на присущем материи стремлении к достижению равновесных состояний. Вторая тенденция созидательная, в ее основе проявляет себя способность материи к самоорганизации. Эта тенденция реализуется при определенных условиях, что можно продемонстрировать на двух примерах.

В процессе раннего развития расширяющейся Вселенной наступает момент, когда температура снижается до 3000К. Тогда начинается быстрый процесс устойчивого соединения отрицательно заряженных свободных электронов с положительно заряженными ядрами водорода (протонами) и гелия. В результате образовались атомы водорода и гелия. При более высоких температурах этого не могло произойти, так как кинетическая энергия частиц превышала энергию связи электронов с ядрами. Атомы обладают новыми качествами, не присущими в отдельности ни электронам, ни ядрам, а именно, способностью к оптическим и химическим эффектам. Таким образом, при вполне определенном значении температуры, являющейся одним из основных параметров, характеризующих Вселенную как систему, совершается скачкообразный переход в качественно новое состояние с более высоким, чем прежде, уровнем упорядоченности. Такое значение параметра называют критическим.

Другой пример. Звезды образуются в газовых облаках, состоящих в основном из водорода. Согласно наблюдательным данным, процесс их образования протекает в волокнистых структурах облака. Двумя астрофизиками, Х. Альвеном и Г. Аррениусом, выдвинута теория, согласно которой волокнистые структуры образуются под действием присутствующих в облаке магнитных полей. При этом возникают токовые струи, порождающие пинч-эффект, стягивающий вещество в плотные сгустки. Разбиваясь на части, эти сгустки образуют центры звездообразований. В центрах под действием гравитационного и электромагнитного сжатий происходит рост температуры, образуются горячие шары вещества, а когда температура внутри шара достигает определенного критического значения, начинают протекать реакции звездного нуклеосинтеза. Так в волоконном образовании возникает группа молодых звезд, т.е. часть слабо упорядоченного облака переходит в качественно новое состояние с возросшим уровнем упорядоченности.

Обобщая эти примеры, можно утверждать, что переходы элементов и систем в качественно новые состояния происходят скачком при строго определенных значениях характерных параметров. Все такие переходы осуществляются либо через объединение частей, как в случае образования атомов, либо через фракционирование (разделение) слабо упорядоченного целого, как в случае рождения звезд.

Силы, участвующие в созидательных действиях
самоорганизации

На второй вопрос дается такой ответ. Проявление самоорганизации зависит от уровня сложности и условий развития конкретных открытых неравновесных систем. На каждом уровне сложности и упорядоченности системы в ее развитии участвуют силы казалось бы разной природы, но в их основе проявляются четыре фундаментальные силы. Так, на субъядерном уровне сильное (цветовое) взаимодействие объединяет кварки в протоны и нейтроны, а слабое взаимодействие разрушает, например, нейтроны, трансформируя их в другие частицы. На ядерном уровне сильное взаимодействие в облике ядерных сил объединяет протоны и нейтроны в ядра, а слабое взаимодействие в облике радиоактивного распада способно разрушать определенные такие образования. На атомном уровне функции объединения и распада переходят к электромагнитным взаимодействиям в форме притяжения разноименных и отталкивания одноименных электрических зарядов. На молекулярном уровне электромагнитные силы выполняют те же функции в облике короткодействующих химических и ван-дер-ваальсовских сил. Объединение и фракционирование макроструктур Вселенной опирается на гравитационные и электромагнитные силы. В основе любых других самых сложных форм происходящих процессов объединения частей и распада структур обнаруживаются все те же четыре фундаментальные силы. Таким образом, самоорганизация располагает четырьмя фундаментальными силами Природы для выполнения своих созидательных функций.

Два этапа развития.
Точки бифуркации. Закономерность
и случайность в процессах развития

Наличие двух противоположных тенденций в развитии систем стало первым камнем, заложенным в фундамент современной научной концепции развития в Природе. Вторым камнем стало открытие того факта, что любые качественные изменения, происходящие в развивающихся открытых неравновесных системах, протекают в форме скачкообразных переходов, напоминающих известные физике фазовые переходы вещества из одного агрегатного состояния в другое. В развивающихся системах выделяются два циклически следующих друг за другом этапа развития. Вначале наблюдается относительно продолжительный эволюционный этап, на протяжении которого качественное состояние системы не меняется. Этот этап довольно жестко детерминирован, на его протяжении возможно прогнозировать будущие состояния, исходя из сиюминутных тенденций. Следует отметить, что на этом этапе сохранение стабильности, устойчивости системы требует протекания определенных процессов, происходящих во взаимодействии с окружающей средой, благодаря которым система сохраняет внутреннее равновесное состояние при сильной неравновесности по отношению к внешней среде. В биологических системах такие процессы получили название гомеостазиса. Примером подобных процессов в неорганическом мире может служить протекание реакций нуклеосинтеза в звездах, сохраняющих их стабильность на довольно длительные отрезки времени.

Но в ходе эволюционного этапа из-за изменения внешних условий, или из-за нарастающих внутренних противоречий система приходит в крайне неравновесное состояние и теряет устойчивость. Такое состояние называется критическим. Долго пребывать в критическом состоянии система не может, тогда начинается относительно короткий второй этап скачкообразного ее перехода в одно из возможных качественно новых устойчивых состояний, в том числе и состояний с более высоким уровнем упорядоченности, чем в исходном положении. Именно такой переход получил название самоорганизации (в узком понимании этого термина). Следовательно, самоорганизация осуществляет свои деяния только в критических точках развития. Сам переход протекает в форме гигантского коллективного процесса, объединяющего в едином действии многочисленные элементы системы, до того существовавшие разрозненно.

В кризисном состоянии прежний закономерный эволюционный путь развития системы разветвляется на несколько дискретных переходов в качественно новые состояния. Такое ветвление получило название точки бифуркации. В этой точке возникают многочисленные флуктуации, и одна из них случайным образом толкает систему к «выбору» одного из возможных продолжений пути. Но возврата назад не существует, и после перехода стартует новый эволюционный этап развития вплоть до следующей точки бифуркации.

Существование точек бифуркации имеет следствия, важные для понимания особенностей развития в нашем Мире. Прежде всего, возникает новое понимание соотношения случайного и закономерного в развитии. Случайным оказывается только то, что происходит в критической ситуации, сопровождаемой переходом системы в качественно новое состояние. Далее, разветвление путей развития и случайность «выбора» продолжения делает невозможным точное предсказание будущего системы на основании существовавших до перехода тенденций развития. Это принципиально. Наконец, весь процесс развития есть движение системы от одной точки бифуркации до следующей, процесс, в котором только между точками бифуркации существуют относительно стабильные условия ее существования.

Можно считать, что с фактором, обеспечивающим протекающую в нашем Мире созидательную деятельность, мы разобрались в пределах, определенных научным знанием сегодняшнего дня. Теперь предстоит поиск ответа на третий кардинальный вопрос, поставленный выше: каким образом самоорганизация обеспечивает направленный характер развития определенных систем? Вопрос очень непростой, и нам придется двигаться к ответу на него непростыми путями.

Организованность систем
и направленность их развития

Прежде всего уточним смысл употребляемых нами, казалось бы, расхожих понятий. Под термином «материя» имеем в виду те конкретные формы материи, которые реализуются в нашем Мире. Физика сегодняшнего дня знает две такие формы: вещество и физический вакуум. Вещество – это реальные поля и сопряженные с ними реальные частицы (дуализм волновых и корпускулярных свойств, существующий в микромире). Вещество, в свою очередь, предстает в двух различных формах: либо в форме частиц (полей), называемых фермионами, либо в форме частиц (полей), называемых бозонами. В классическом приближении, т.е. при переходе от микромира к макромиру, наблюдатель воспринимает фермионы как реальные частицы, из которых состоит атомарное вещество, а бозоны воспринимаются как излучения (например, электромагнитные). Такое разделение вещества на две разновидные формы делает возможным существование наблюдаемого нами вещественного мира.

Физический вакуум представляет собой материальную среду, тесно связанную с веществом, но принципиально от него отличающуюся. В квантовой механике вакуум определяют как среду, в которой отсутствуют реальные частицы, но которая обладает минимальной плотностью энергии. Такая среда описывается как квантовые поля, амплитуды которых совершают флуктуирующие колебания около нулевого значения и порождающие при этом сопряженные с полями виртуальные частицы, непрерывно рождающиеся, существующие чрезвычайно короткое время и тут же исчезающие. Не будем задерживаться на подробностях, важно то, что физический вакуум является базовой формой материи, он способен в определенных состояниях порождать вещество, формирует основные свойства вещественных частиц и определяет характер их взаимодействий друг с другом.

Существование двух различных форм материи позволяет нам уточнить, что именно мы понимаем под термином «Вселенная». Это наблюдаемая нами в пределах видимости вещественная среда, содержащая атомарное вещество вместе с излучениями. Вещественную Вселенную следует рассматривать как систему, способную к самоорганизации. Она не является изолированной, она открытая, для нее «внешней средой» служит физический вакуум, с которым она тесно взаимодействует. Более того, эта система находится в процессе развития, она имеет свою историю от «начала» до наших дней и далее. В ходе своего исторического развития Вселенная создала иерархию разномасштабных подсистем, образующих единое целое, но при определенной автономии в своих индивидуальных процессах развития.

Теперь зададимся естественно возникающим вопросом: какие системы, известные нам, мы считаем направленно развивающимися? Согласно наблюдениям, направленный характер развития отмечается нами у всех самоорганизующихся высокоорганизованных систем, включая также саму вещественную Вселенную. Высокая степень организованности Вселенной прежде всего проявляется в историческом пути ее развития, о чем говорилось выше. Если Стационарная Вселенная представлялась в виде случайного набора каким-то образом упорядочившихся систем, таких, например, как звезды, связанных между собой только силами гравитационного взаимодействия, то в Развивающейся Вселенной все элементы возникали на определенных этапах развития в едином процессе. Единство всех частей Вселенной подтверждается проводившимися в последние десятилетия усилиями выявить общую организационную структуру Вселенной. Пока еще далекие от полноты результаты таких усилий тем не менее показывают, что скопления галактик в пределах видимой Вселенной образуют четко различимую структурную организованность, исключающую их случайное независимое образование. Все это как-то отдаленно напоминает процесс развития многоклеточного организма, начинающийся с появления единственной зародышевой клетки, последующего ее деления и прохождения закономерных этапов роста, усложнения и нарастания упорядоченности.

В связи с обсуждением высокой степени организованности Вселенной имеет смысл рассмотреть феномен, получивший название «тонкой подстройки Вселенной». Современная космология тесно связана с физикой вещества, поскольку появилось понимание того, что устройство и путь развития Мегамира (Вселенной) определяется свойствами составляющих его частиц Микромира. При описании Микромира физики используют определенные константы, получившие название физических постоянных (ФП). К ним относятся скорость света в вакууме, определяющая предел достижимых скоростей в Мире, постоянная Планка, фактически определяющая минимальные значения порций энергии в микромире, гравитационная постоянная, определяющая удельную силу гравитационного притяжения между частицами, обладающими массами, заряд и масса электрона и протона и т.д. В физических справочниках перечисляется примерно 30 таких констант. Значения всех ФП получены экспериментально, и пока нет теоретических подтверждений как их величин, так и того, что такие величины связаны друг с другом. Тем не менее постулируется, что ФП неизменны во всех уголках Вселенной и во все времена. Правомерность таких постулатов не бесспорна. В связи с этим у физиков возник «наивный» вопрос: почему значения ФП такие, и что стало бы с Вселенной, если бы значение одной или нескольких из них оказались бы иными?

Теоретическая физика располагает расчетными методами, обоснованными современным знанием Микромира, позволяющими проверить подобные предположения. Задавая те или иные отклонения конкретной ФП от ее известного значения, определяют следствия, к которым такое отклонение приводит микромир и Вселенную. Результаты расчетов показали, что достаточно изменить даже одну константу в пределах всего 10 – 15%, и Вселенная выродится, в ней не смогут образовываться основные устойчивые структуры – ядра, атомы, звезды, галактики и другие упорядоченные системы. Оказывается, Природа с высокой точностью "подогнала" большое число представляющихся нам независимыми параметров микромира, при которых возможно существование Развивающейся Вселенной.

Но это еще не всё, существование взаимосогласованного пакета значений ФП еще не обеспечивает направленное развитие Вселенной. Можно долго перечислять факты "случайных" совпадений обстоятельств, без которых направленное развитие оборвалось бы на некотором промежуточном этапе и не получило бы завершения, которое наблюдается сегодня. Так, небольшая асимметрия между веществом и антивеществом позволила на ранней стадии образоваться вещественной Вселенной, без чего она выродилась бы в фотонно-лептонную пустыню; неустойчивость нуклонов с атомными числами 5 и 8 прервала первичный нуклеосинтез на стадии образования ядер гелия, благодаря чему смогла возникнуть водородно-гелиевая Вселенная; наличие у углерода 12С возбужденного уровня с энергией, почти точно равной суммарной энергии трех ядер гелия (?-частиц), создало возможность для протекания звездного нуклеосинтеза, в ходе которого образовались все элементы таблицы Менделеева, более тяжелые, чем водород и гелий; расположение у ядра кислорода энергетических уровней опять же случайно оказалось таким, что не позволило в процессах звездного нуклеосинтеза превратиться всем ядрам углерода в ядра кислорода, а углерод, как известно, это основа органики и жизни. Перечень подобных "случайностей" далек от завершения. Вероятность каждой из них очень мала, но совместное их случайное возникновение просто невероятно.

Совокупность многочисленных случайностей такого рода вместе с наличием строго определенного пакета взаимосогласованных значений ФП и была метко названа П. Девисом "тонкой подстройкой Вселенной". Существование этого феномена указывает на высочайшую степень организованности Вселенной.

Высокая степень организованности отмечается и в ряде доступных нашему изучению подсистем, рожденных в ходе исторического развития Вселенной. Так, для планетологов серьезную проблему представляет вопрос о причинах высокой устойчивости Солнечной системы. На протяжении примерно пяти миллиардов лет эта система сохраняется, несмотря на то, что находится под воздействием внешних и внутренних возмущений. То, что за столь длительный срок не произошел ее распад или серьезная деформация, можно объяснить только наличием особой ее организованности.

В последние годы назревает понимание того, что наша Земля находится в процессе развития и обнаруживает при этом также высокую степень организованности. В начале статьи я уже говорил, что процесс такого понимания определился новыми фактами, приведшими к смене прежней геологической парадигмы, к установлению теории Тектоники литосферных плит. Но и это теперь не является последним словом. В геологии назревает новая парадигма, новая теория, получившая условное наименование Глобальной геодинамики. Дело в том, что Тектоника литосферных плит рассматривает только поверхностные процессы, а в их основе лежат глубинные процессы теплообмена и массообмена между ядром, мантией и литосферой, образующей поверхностный блок вещества Земли. Между тем, глубинные процессы изменяются со временем, что отражается и на поверхностных слоях. Развитие Земли носит исторический характер. В ходе этой истории возникало и претерпевало изменения организационное состояние планеты. В определенном отношении это отражается различными геологическими эпохами, составляющими геологическую историю.

Не вызывает сомнений высокая степень организованности биосферы Земли, нараставшая в ходе ее исторического развития. Биосфера прошла нелегкий путь от исходных простейших одноклеточных организмов до возникновения разнообразнейшего животного и растительного мира, в котором организовались многочисленные биоценозы, в котором появился носитель разума – Человек.

Таким образом, существует обширный список высокоорганизованных развивающихся подсистем, порожденных Вселенной на протяжении своей истории. И в каждой такой подсистеме, как и во Вселенной в целом, проявляются явные признаки направленного развития. Следует лишь отметить, что направленное развитие, являющееся результатом созидательной деятельности самоорганизации, господствует на протяжении определенного периода времени. Но оно, достигнув кульминации, может смениться деградационными процессами, господством разрушительной тенденции. Однако, во Вселенной в целом пока прочно господствует созидательная тенденция.

Роль информации
в направленных созидательных процессах

Ответ на третий вопрос – каким образом самоорганизация обеспечивает направленное развитие систем – способен вызвать серьезные споры, он непривычен для «традиционного» научного мышления. Ведь направленное поведение любого объекта предполагает достижение некоей цели, предполагает «целенаправленное» поведение. Между тем, философы определенного идеологического направления долгое время убеждали нас, что в природе не может осуществляться «целенаправленное» поведение без участия в таких процессах человека с присущим ему разумом. Против таких утверждений выступали многие видные ученые, которые в своей практике наблюдали явно выраженное стремление материи осуществлять в процессах развития направленное стремление к достижению все более высоких уровней сложности и упорядоченности. Можно привести пример В.И.Вернадского, или П. Тейяра де Шардена, к ним можно добавить и многие другие блистательные имена. Согласившись с тем, что в нашем Мире созидательные процессы протекают через самоорганизацию, мы должны объяснить, каким образом оказались возможными направленные процессы развития. Дело в том, что сами по себе четыре фундаментальные природные силы, через которые выполняет свои функции самоорганизация, не способны обеспечить направленное развитие. Самоорганизация случайным образом может осуществить при подходящих условиях единичный процесс перехода системы из более простого в более сложное состояние. Но направленный процесс развития состоит из цепочки единичных процессов, последовательность которых должна быть жестко регламентирована. Никакие случайные переборы серии из отдельных переходов системы через процесс самоорганизации в качественно новые состояния с более высоким уровнем упорядоченности не могут обеспечить направленности развития, поскольку каждый последующий переход не связан с наблюдаемым общим направлением.

Исходя из научных знаний сегодняшнего дня и присущей нам способности к логическому и ассоциативному мышлению, направленное развитие любой организованной системы, а именно таковыми мы считаем Вселенную, планетную систему типа Солнечной системы, Землю, биосферу, каждый живой организм, протекает при участии самоорганизации, теснейшим образом связанной с информацией, с «моделью будущего» таких систем. Решающую точку в споре о способности самоорганизации совместно с информацией обеспечить целенаправленное протекание определенных процессов развития поставила появившаяся в 1953 году в журнале “Nature” статья Ф.Крика и Дж.Уотсона, раскрывавшая одно из величайших таинств Природы – тонко организованный механизм стабильной и надежной передачи наследственных признаков из поколения в поколение. Подозрение, что за вскрытыми Менделем эмпирическими законами передачи наследственных признаков стоит некое «организующее начало», воплотилось в реальность во всей своей красоте и сложности. Биологи сумели выявить материального носителя программы такого развития – двойную спираль дезоксирибонуклеиновой кислоты. Они расшифровали четырехбуквенный код, в котором записана программа развития, он составлен из четырех типов аминокислот. Был отрыт и механизм считывания нужного участка программы с помощью полимеров рибонуклеиновой кислоты, переносящих нужную информацию в среду, где с ее участием создается белок определенного типа и т.д.

Идея о важной роли информации в природных процессах развития проникла в сознание ученых разных специальностей. Возник прецедент, опираясь на который подозрения, что за каждым сложным явлением, в котором проявляется закономерный порядок, стоит некое организующее его начало, опирающееся на информацию, перестали быть плодом фантазии. В развитии биосферы, Земли, Солнечной системы, да и в самой Вселенной обнаруживаются признаки закономерной организованности. Не стоит ли за каждым из таких примеров некий свой вариант «генного механизма»? Сегодня можно строить лишь предположения о том, как информация участвует в направленном развитии подобных самоорганизующихся систем. Пожалуй, ситуация несколько напоминает период в 100 лет, прошедших между открытием Менделя и открытием генного механизма. Можно не сомневаться в том, что генный механизм программного развития не является единственным образцом такого рода. Возможно, что в не слишком далеком будущем наука откроет содержание «модели будущего» в некоторых других направленно развивающихся системах. К разделу

Юлий Рубенчик
Проблемы экологической безопасности
и защита жизнедеятельности человека
в современном индустриальном мире

Вторая половина XX века характеризовалась стремительным развитием науки и индустрии.

Наиболее характерные ее черты в резком сокращении сроков реализации научных предсказаний, что позволило многократно увеличить возможности индустрии, решить те проблемы, которые еще совсем недавно относились к области чистой фантастики. Увеличение обьемов промышленного производства, рост ( и весьма ощутимый ) материализованных благ все в большей мере воздействуют на окружающий мир и часто негативно настолько, что суммарные итоги технического прогресса становятся объективно не столь уж и велики, а в перспективном плане опасны для окружающей природной среды, здоровья и жизни населения. Именно поэтому проблемы экологии как сферы защиты жизнедеятельности приобретают в современном индустриальном мире особое значение. Экологическая безопасность это многофакторное понятие, включающее технические, социальные и экономические вопросы, объединенные единством цели.

Задачу настоящей публикации мы видим в ограниченном анализе условий или причин, когда производительная, полезная деятельность человека приходит в противоречие с ее результатами. Речь идет об экологических нарушениях более или менее масштабных, явившихся следствием (или продолжением) промышленного прогресса. В большей мере мы коснемся техногенных, как бы рукотворных катаклизмов , так как именно на них приходится подавляющая часть потерь в системе человек-природа.

Танкеры с нефтепродуктами разваливаются в море, создавая катастрофическую ситуацию у обжитых берегов; взрываются трубопроводы и нефтехимические объекты, принося огромные материальные потери и унося жизни людей; происходят аварии на атомных объектах с трудно поддающимся учету ущербом; падают самолеты и разбиваются механизмы транспорта, унося ежегодно значительно больше человеческих жизней, нежели такие природные явления как извержения вулканов и землятресения. В значительной части публикаций на экологическую тематику подчеркивается тезис о необходимости повышения надежности индустриальных объектов как основном средстве экологической защищенности. Очевидно, что с усложнением индустриального производства и многократным увеличением его физической массы должны объективно возрастать требования надежности к производимым изделиям. Все это так, но только ли в этом гарантия их безаварийной эксплоатации и соответственно безопасность жизнедеятельности? Не уходим ли мы от главной причины аварий и катастроф, абсолютизируя казалось бы безусловную их причину-недостаточную надежность индустриальных объектов.В понятие надежность любых потенциально общественно опасных изделий должны входить и другие компоненты уже не технического содержания, однако не менее существенные с позиции безопасности. Прежде чем их обозначить приведу конкретный пример из практики. Поясню читателю, что автор длительный период сталкивался в качестве эксперта с различного вида нештатными ситуациями, вызванными непрогнозируемым разрушением индустриальных конструкций, чаще всего на объектах с повышенной экологической опасностью. Именно это обстоятельство привело автора к мысли рассматривать безаварийность (следствие надежности) не только с механической точки зрения.В огромном сельскохозяйственном регионе России произошло разрушение бытового газового баллона в жилом доме. Погибла семья, было разрушено жилье. Явление хотя и печальное, т.к. гибель людей всегда потеря не восполнимая, но по сути случай достаточно обычный. Когда эксперты из областной прокуратуры изучали обстоятельства дела они обнаружили в сварных соединениях разрушенного баллона множество недопустимых дефектов и сделали заключение, что именно они явились причиной этой трагедии. За этим последовал запрет на эксплоатацию в этом регионе такого типа газовых баллонов, а завод производитель был остановлен на определенный срок.Что тут необычного? А необычным оказалось то, что дефекты в швах не явились причиной разрушения и с ними баллон проработал бы еще очень долго.На самом деле была скрыта истинная причина.Детальный анализ состояния балона и механизма его разрушения показал, что причина была в его переполнении при заполнении сжиженным газом. В этих условиях разрушился бы и совершенно бездефектный баллон. Совершенно очевидно, что в сварных соединениях баллонов не должно быть недопустимых дефектов, но ясно и другое – оценка только качества баллона, без совокупности факторов, обеспечивающих надёжность его эксплоатации, всегда оставляет место для неопределённости. Вывод – необходимы иные критерии защиты, основанные на иной информативной базе и иных подходах.

Второй пример: крупногабаритный сварной сосуд – реактор установки по производству кокса, диаметром 5,5 м., и высотой 30м. Как показали последующие исследования, с точки зрения качества изготовления, он был безупречен и полностию соответствовал техническим нормативам. И тем не менее, произошло разрушение сосуда. В установке собрано 4 реактора, располагающихся вертикально, каждый на своём основании. В процессе эксплоатации на рабочем режиме при температуре сырой нефти более 500 градусов по Цельсию один из сосудов оторвался от основания и без днища как ракета поднялся вверх (примерно на 15 м.). В полёте эта конструкция наклонилась и опустилась на расположенное неподалёку здание, в котором располагались службы управления и контроля. Более 600 м3 горящей нефти, гибель всего персонола и пожар на нефтеперерабатывающем заводе. Ущерб аварии (а как измерить гибель людей в мирное рабочее время) составил более 40 млн. долларов США. Причина оказалась проста и банальна, но технически, при существовавшем уровне наблюдения и информации, не устранима – в систему трубопроводов обвязки кем-то, когда-то была врезана труба, по которой в самый неподходящий момент была подана вода.Мы подчёркиваем ещё раз, что не рассматривается вопрос о снижении качества и ресурса надёжности сложного оборудования, основного производителя материальных благ. Мы хотим только убедить читателя, что вкладываем в это понятие ещё и фактор социальный, человеческий, как не менее существенную компоненту надежности в проблеме защиты природы и человека. Особенно важно это в современном индустриальном мире, когда защита среды обитания и жизнедеятельности человека от самого человека, его непродуманных действий становится всё более актуальной задачей. Продолжить рассмотрение этого вопроса целесообразно с проблемы, которая приобретает в последнее время всё большее значение, в том числе, по нашему мнению, важна она и для Израиля. Подходы к её решению напрямую зависят от умения объективно анализировать ситуацию на основе правильно построенной системы информационного обеспечения и выработки решений, учитывающей действущие и прогнозируемые (возможные) факторы и процессы.

Речь идёт о проблеме сероводородной опасности. До последнего времени она связывалась преимущественно с поиском, разработкой и транспортировкой сероводородсодержащих углеводородов. Первые сернистые нефти во Франции (месторождение Лак), затем Канада, Россия, Казахстан, Узбекистан, Норвегия, Ирак, США и т.д. обозначили её достаточно остро. Дело в том, что по достоверным прогнозам геологов преимущественный прирост добычи углеводородного сырья на ближайшую перспективу ожидается именно за счёт серосодержащих нефтей и газов. Почему опасен сероводород? Сероводород относится к активным отравляющим веществам нервно-паралитического и удушающего действия, губительно воздействующим на всё живое. В то же время, это уникальный компонент, способствующий разрушению (или потере свойств) контактирующих с ним материалов и конструкций. Самое характерное то, что в отличии от большинства коррозионных веществ, разрушительно взаимодействующих с поверхностью материала, сероводород в ряде случаев создаёт условия для разрушения материала изнутри. Этот процесс трудно фиксировать как при зарождении очагов разрушения (микродефекты), так и при их развитии. Часто он скрыт от внимания наблюдателя вплоть до непрогнозируемого катастрофического разрушения материала или конструкции в целом. Степень опасности при освоении сероводородосодержащих нефтей и газов хорошо иллюстрирует конкретный пример из нашей практики. В конце прошлого столетия на крупном нефтяном месторождении в Казахстане при вскрытии продуктового пласта на глубине около 5000 м. возник открытый фонтан, поднявшийся вверх до 3000 м. и воспламенившийся через 38 часов.Авария могла быть устранена до возгорания фонтана, но персонал не был готов к оперативному принятию решения, отсутствовали управляющие системы.В результате скважина была заглушена только через 1 год, 1 месяц и 4 дня. За это время было сожжено более 7 млн. тонн нефти и 4 млр. м3 газа. Погибла буровая вышка с комплектом устьевого и приустьевого оборудования, израсходовано более 2000 теплоотражательных костюмов.Суммарные экономические потери составили более 1 млр. долларов США. Значителен ущерб, который был нанесен окружающей природной среде выбрасываемыми при фонтанировании высокотаксичными газами: сероводородом, угарным газом, сернистым ангидридом. Загрязнение воздушного бассейна в безветрие распространялось более чем на 16 км. Наблюдалось закисление почв, массовый мор птицы.И вновь, как и в предыдущих примерах, причиной аварийной ситуации была не техника, а тот же самый "человеческий" фактор, неготовность к мгновенному приему эффективных решений. Мы привели только один пример разовой аварии на сероводородном месторождении. Таких примеров большое количество и в стационарных условиях, и на пловучих платформах. При этом, очень часто аварии сопровождались не только материальным ущербом, но и мгновенной гибелью людей. Не случайно на оборудовании в сероводородном исполнении западныпе фирмы крепят таблички с записью-"один вдох-смерть". Прогнозируемое увеличение разработки и эксплоатации сероводородных углеводородов требует новых подходов к системе безопасности и, в частности, создания и использования "разумных" контролирующих систем, способных самостоятельно принимать эффективные оперативные решения.

Загрязнение окужающей природной среды соединениями, содержащими серу приобрело в мире глобальные масштабы, это касается и Израиля. Мы видели, что разведка, освоение и эксплоатация сероводородных месторождений при отсутствии четкой системы охранных мероприятий представляет серьезную угрозу. Однако, неблагоприятное воздействие серосодержащих веществ и, в частности сероводорода, отмечается также при определенных природных явлениях, не связанных с поиском или разведкой полезных ископаемых и в результате непреднамеренной деятельности человека. Ущерб в этом случае может быть не только большим , но, что самое существенное с трудно прогнозируемым результатом. Предупреждение возможных последствий сероводородной агрессии в режиме непрерывного мониторинга важная техническая и социально-экономическая задача для ведущих индустриально-развитых стан и в том числе для Израиля, несмотря на то что значительных объемов сепроводородных углеводородов в стране не разрабатывается. Целесообразно рассмотреть конкретный пример природного воздействия сероводорода, который в той или иной мере может наблюдаться и в Израиле.

В конце 70-х начале 80-х годов в грунтах восточных мелководий Северного Каспия фоновое содержание сероводорода отмечалось на уровне предельно допустимых значений. Начавшееся в 1978г.повышение уровня Каспийского моря привело к подтоплению этих территорий и усилению микробиологических процессов деструкции биологических веществ в грунтах, чему способствовала также и повышенная температура. Уже в 1984 году на восточном побережье Каспия впервые была обнаружена зона зараженных сероводородом грунтов. Сероводородное заражение было причиной массовой гибели водоплавающих птиц, скапливающихся на мелководье в период линьки в жаркий период лета. Гибель птиц систематически регистрировалась в течение длительного периода. В 90-х годах наблюдался уже массовый замор рыбного молодняка. Замор был вызван сероводородным отравлением воды и грунтов подтопляемых озер.

В принципе подобные процессы возможны в любых неочищаемых водоемах, особенно при повышенной температуре воды, что характерно для стран с теплым климатом. Опасность сероводородных сред, помимо указанных, в стимулировании при определенных условиях выделения активного атомарного водорода. Статистика технологических катастроф показывает, что только в течении года например на Украине произошло 149 промышленных аварий 1 и 2 категорий, сопровождавшихся огромным экономическим ущербом. Среди основных причин техногенных катастроф подземных технических сооружений, связанных с водородной деградацией металла, важную роль играла биокоррозия под действием анаэробных микроорганизмов (сульфатредуцирующих, стимулирующих восстановление сульфат-анионов до серы, гидросульфида и сульфид-ионов) и аэробных (тио-и железобактерий, интенсифицирующих окисление сульфидной серы до сульфат –ионов и железа 2-х и 3-х валентного соответственно). В результате резко возрастала агрессивнось среды. В ряде случаев локальная концентрация серной кислоты достигала 10-12%.Высказывается мнение, что более 50% потерь от коррозии стальных подземных сооружений происходит за счет биокоррозии, осложненной наличием сероводорода-активного стимулятора коррозии и наводороживания. Мы видим насколько опасно сероводородное воздействие, если оно не учитывается в реальной жизни.В Израиле имеется целый ряд экологически опасных объектов и производств,представляющих непрерывную угрозу сероводородного воздействия. К ним прежде всего относятся :

- подтопляемые низменные территории и неочищаемые водоемы;
-места хранения бытовых и неорганических отходов;
-крупные тепловые электростанции и сточные воды хранилищ угля;4
-предприятия химической и нефтяной промышленности, где возможны сероводородные проявления и ряд иных объектов;

При незначительных территориях и ограниченных ресурсах пресной воды загрязнение их сероводородом крайне опасно. Проблема важна еще и потому, что нет единого рецепта сероводородной защиты. Органам надзора, экологам и коррозионистам необходимо ориентироваться в совокупности факторов стимулирующих или сдерживающих процессы сероводородного воздействия применительно к конкретным условиям. Вряд ли целесообразно учиться на собственных упущениях, тем более что они могут очень дорого обойтись стране. Значительно продуктивнее пользоваться имеющимся опытом, для чего необходимо:

-оценить наличие природных и техногенных объектов и условий, представляющих для Израиля опасность сероводородного поражения;

-сформировать государственную карту возможных сероводородных проявлений, сопоставив ее с действительной медико-биологической ситуацией;

-разработать и внедрить разумную общегосударственную систему анализа, сбора информации и принятия объективных (в том числе и моментальных) решений применительно к защите природы, индустриальных объектов и человека от возможных экологических возмущений. К разделу

Вильям Сандеров
Сопротивление новому в науке

Наука – это сфера человеческой деятельности, функция которой – выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о действительности. Приметой современного развития индустриального производства является рост “научной составляющей”, связанной с развитием фундаментальной и прикладных наук, которые объединены сегодня в единый фронт научно-технических знаний. Технические науки стали двухсторонним связующим каналом, через который осуществляется связь между наукой и общественной практикой.

Характерно, что получая интенсивную подпитку со стороны фундаментальной и прикладной наук, а также со стороны практики, сами технические науки не только ускорили свое развитие, но буквально за короткий срок претерпели качественные изменения, затронувшие их структуру и методологию.

Наиболее существенные изменения в структуре системы технических наук произошли в связи с самоопределением и стремительным развитием энергетики, кибернетики, как общей теории управления и гомеостата, электроники, систем связи, информатики, ракетной техники.

Важно отметить, что при всех исторических трансформациях технические науки сохраняли свои социальные функции. С момента зарождения они являются своего рода интеллектуальным инструментом общества, предназначенным для формирования искусственных материальных средств, образующих основу материальной культуры общества (антропогенную среду). Таким образом, расширение и углубление научно-технических знаний никак не самоцель, а средство осуществления через производство социальной функции технических наук.

В связи с этим, сопротивление новому в науке объективно превращается в способ “перекрытия крана питания” в системе “наука – техника – производство”.

Известно, что трудности восприятия новых идей в науке и технике обусловлены не только особенностями человеческой психики, но и такими факторами, как организационная структура современной науки и логика развития научного знания.

Проблема искусственного противодействия новым идеям уже давно привлекает внимание мировой научной общественности, причем, при обсуждении этих вопросов к понятию “сопротивление” добавляют “феномен”, “парадокс”, “парадигма”, “проблема”. Характерно, что все эти термины в семантическом плане усиливают пафос осуждения такого явления, как “сопротивление новому”.

Со времен философа и поэта Джордано Бруно, новые идеи которого рассматривала “экспертная комиссия” в лице суда инквизиции, признавшая его гелиоцентрическую космологию и концепцию бесконечности Вселенной ересью, после чего Бруно в 1600 году был сожжен в Риме – проблема сопротивления новому в науке не утратила своей актуальности до настоящего времени.

В данном обзоре приведены взгляды известных ученых, сумевших в конце-концов успешно преодолеть сопротивление своих коллег, добившихся высоких научных и практических результатов, но сохранивших недобрую память об этом периоде.

Знаменитый немецкий физико-химик и философ, лауреат Нобелевской премии В.Оствальд, размышляя о сопротивлении новому в науке, пришел к выводу, что прежде всего помехой для восприятия и внедрения новых идей служит сама организация науки, т.е. система научных учреждений и населяющих эти учреждения “чиновников от науки”. Не последнюю роль здесь играет иерархия репутаций, чинов и званий. В.Оствальд считает, что на пути новой идеи встает “ожесточенный противник – опытный специалист”. Его знание накоплено по крупицам, ценою собственных ошибок и неудач. Чем глубже он погружен в изучение “своего детища”, тем беспомощнее становится он перед лицом принципиально нового, тем ревнивее и враждебнее встречает любую идею, которая грозит превзойти и обесценить его собственную.

По мнению Оствальда, развитие знаний идет двумя способами: путем интерполяции и экстраполяции. В первом случае происходит упорядочение элементов знания, организация их в систему с четко определенным местом каждого элемента и его структурными связями. После канонизации системы основной задачей становится обнаружение системообразующего принципа, а затем оставшиеся “пробелы” заполняются с помощью конкретных исследований.

Экстраполяция предполагает выход за рамки “канонической” системы знаний. Естественно, что такой рывок рискованнее, чем интерполяция, но одновременно неизмеримо эффективнее. Именно этот путь часто приводит к открытиям, которые позже становятся ядром новой, самостоятельной системы знаний. Однако “концептульное обновление” влечет за собой изменение иерархии ученых: признанные столпы, возглавлявшие то или иное направление в науке или технике, вынуждены потесниться или отойти в тень. Иногда ученые “находят в себе силы встать выше уязвленного самолюбия и поддержать истину”. Но чаще, отмечает Оствальд, “объявляется война” новой идее и ее автору.

Чем смелее новая идея, тем упорнее сопротивление косной научной среды и тем позже приходит официальное признание. Если же замалчивать открытие по какой-либо причине невозможно, используется другая тактика – яростная критика. После того, как идея все же завоевала признание, начинается новая фаза противоборства: признается истинность идеи, но отрицается ее новизна. Ситуация становится не столь драматичной, однако автору новой идеи, иронизирует Оствальд, благоразумнее вовремя умереть: в этом случае коллеги будут более уступчивы в вопросах приоритета. Вильгельм Оствальд придавал особое значение выработке психологического отношения к мнениям “знатоков” и “экспертов”: чем больший эффект сулит спорная идея, тем большую настороженность должны вызывать негативные отзывы оппонентов, которые не всегда свободны от эгоистических мотивов. По его мнению, “чрезвычайно полезной была бы система поощрений, призванная превратить старых специалистов из противников новой идеи в ее заинтересованных союзников”. Следует отметить, что предложение создать систему поощрений для ученых, занятых экспертизой, высказывают многие исследователи.

Соображения В.Оствальда перекликаются со взглядами известного ученого А.Гирера. По его мнению, в современной “бюрократизированной” науке неизбежно происходит процесс формирования сплоченных элитарных групп, где признаются притязания каждого члена группы на исключительную важность проводимых им исследований и полученных результатов. Такие группы постепенно перерождаются в “клубы для избранных”. Члены их – вполне почтенные люди, добившиеся положения исключительно талантами и трудом. Однако, положение “жрецов”, монопольно контролирующих научно-техническую деятельность, превращает этих ученых, -даже если они субъективно сохраняют наилучшие намерения, - в противников любого нестандартно мыслящего исследователя, если он работает самостоятельно, вне “солидных” научных учреждений (так получилось в отношении молодого эксперта патентного бюро А.Эйнштейна, работавшего в “несолидном учреждении”).

Л.Кларка называли “Эдисоном медицины”. Он добился огромных успехов в области конструирования медицинской аппаратуры, в частности, изобрел аппарат “сердце-легкие”, который используется при операциях на открытом сердце. Но когда он впервые доложил о своем аппарате на съезде хирургов в США, то виднейшие специалисты по сердечной хирургии обрушились на него с критикой, отнеслись к его идее как к “пустой и бесплодной фантазии” и предложили, как он вспоминает, “спуститься с небес на землю”. Только благодаря упорству ему удалось все-таки добиться своего. Кларк написал: “для того, чтобы продолжить в таких условиях научные изыскания, нужно иметь несокрушимое желание открывать и создавать новое, терпеливо трудиться ради редких минут, когда, наконец, “засветятся огни”. Ему вторит биохимик С.Фокс, открывший в лунном грунте вещества, которые оказались предшественниками аминокислот, Фокс столкнулся со скепсисом своих коллег. Он пишет: “Нужно уметь противостоять духу “пораженчества в науке”. Я полагаю, что первоначальное прозрение будущего едва ли может появиться одновременно у нескольких человек. Оно появляется у одного. Этот единственный довод в пользу того, чтобы начать исследование, весит больше, чем тысячи доводов против. Этот единственный довод должен опираться на тот луч надежды, который у других был погашен пессимизмом; в этом и состоит истинное противоядие против пораженчества”. Фокс считает, что пределы своих достижений ученые, главным образом, устанавливают сами: “ученый, знакомый с историей науки, должен знать, что все так называемые непреодолимые препятствия бывали преодолены”.

Неизбежность периода недоверия и вызванных этим трудностей подчеркивает известный канадский врач Ганс Селье; поэтому, считает он, так важно выработать в себе правильное отношение к критике, учитывая, что критика далеко не всегда бывает дружественной. Ученый должен извлекать пользу из любой критики и развивать свои теории, учитывая замечания, пусть даже высказанные в недружелюбном тоне.

Венгерский ученый Д.Унгер, работая в Париже в 30-х годах, сделал выдающееся открытие: он синтезировал первые препараты, которые вошли в практику лечения аллергии. Исследования молекулярного кода памяти, которые проводил Унгер в США в 70-е годы, не получили признания. В связи с этим ученый заинтересовался мотивами сопротивления новому в науке и отметил: “Широко распространено ощущение, что новое несет в себе угрозу общепринятым идеям”. Так, один известный нейробиолог отказался знакомиться с данными, которые представил ему другой ученый: “Все равно я не поверю Вашим результатам”. Нередко ученые, даже не познакомившись как следует с новыми идеями, утверждают, что это “абсурдно”, “химеры”, “вздор”. Зачастую, злобная критика и неприятие чужих идей, утверждает Унгер, вызваны подсознательной ревностью: “Если бы это было верно, я бы первый до этого додумался”. Еще хуже, если эксперт или его организация уже пытались решить данную проблему, но не смогли.

А теперь примеры из советской практики. Академик Л.Кошкин, один из разработчиков теории автоматических поточных линий, предложил идею создания роторно-конвейерных линий, в которых обработка изделий производится в процессе непрерывного их транспортирования совместно с обрабатывающим инструментом.

Многим идея роторных машин казалась далеко не бесспорной. Когда Д.Устинов вынес обсуждение идеи Кошкина в свое Министерство вооружения СССР, крупнейшие специалисты, представители предприятий, научные и другие ответственные работники – все до единого ее отвергли.

Однако, дальше произошло то, о чем написал биохимик С.Фокс: Важно, чтобы “прозрение появилось хотя бы у одного”. В данном случае, оно появилось у Министра, и этот “единственный довод” в пользу Л.Кошкина решил все дело. Устинов спросил у Кошкина, что ему нужно, чтобы сделать образец линии? Когда же линия заработала, Министр снова собрал всех, кто был на экспертном совещании в первый раз. Кошкин доложил о результатах. Дальше все было, как в Гоголевском “Ревизоре”.

Идея создания роторных машин оказалась исключительно плодотворной: роторно-конвейерные линии пришли в штамповочное и литейное производство, производство резинотехнических изделий и изделий из порошковых материалов, пластмассы, стекла, фарфора, хрусталя, древопластиков, асбоцемента. Эти машины пришли в производство строительных материалов, в пищевую промышленность и др. отрасли.

П.Фейерабенд, известный специалист по методологии науки, считает, что успех новых идей в науке зачастую зависит от “хитроумных уловок, риторики и пропаганды”. В частности, подробно изучив методы борьбы Галилея с его научными противниками, Фейерабенд пришел к выводу, что Галилей добился успеха благодаря тому, что был “хорошим агитатором”.

А вот что недавно рассказал в статье “С чего начиналась планарная технология” директор предприятия перспективных исследований проф. С.Гаряинов о проявленной им “хитроумной уловке” в драматической борьбе идей при выборе базовой технологии изготовления твердых схем (микротранзисторов на кремнии), в борьбе, развернувшейся на заре создания советской микроэлектроники.

“В марте 1963 г. я приступил, вспоминает Гаряинов, к разработке технического задания по созданию твердой схемы, выбранной мною на базе планарной технологии. Это была непростая задача. Дело в том, что Ф.Старос – директор научного центра, а вслед за ним И.Букреев – директор НИИ, где я тогда работал, а также все чиновники Министерства электронной техники придерживались ориентации на тонкопленочное направление в технологии создания твердых схем. Нужно было придумать такое название для НИР, чтобы какой-нибудь ретивый начальник, на этапе согласования, не вычеркнул работу из плана. Остановился на таком варианте: “Исследование и разработка методов создания матриц активных микроэлементов на активной подложке”. И никакой планарной технологии! Только специалист мог догадаться, что речь идет о разработке основ планарной технологии. Хотя начало работы планировалось в 1-ом квартале, директор НИИ подписал ТЗ только в сентябре. Затем оно застряло в Министерстве. Пришлось ехать в Москву. ТЗ оказалось у симпатичного старичка. У него были вопросы:

“Что за штука…твердые схемы?”
Он действительно хотел знать о них в популярном изложении. Я объяснил…Он поблагодарил и, прощаясь, пожелал, чтобы наши твердые схемы были бы самыми твердыми в мире! Милый старичок… Возвращался я в приподнятом настроении”.

Большинство авторов, пишущих о сопротивлении новому в науке, приводят примеры из личного опыта, рассказывают, с какими трудностями пришлось столкнуться им или их коллегам, и как эти трудности были преодолены. Как правило, речь идет о значимых научных достижениях, которые в конце концов получили признание.

Существует большая группа ученых, которые находят вполне естественным тот факт, что большинство ученых испытывают затруднения, добиваясь признания своей работы коллегами. Солидаризуясь с таким подходом, американский биолог У.Клемм утверждает: “Наука произрастает на сомнении, а не на вере”. В принципе с этим можно было бы согласиться, если бы не многочисленные факты того, что бюрократизированные “жрецы от науки” превращают экспертизу новых научно-технических предложений из “драмы идей” (что нормально) в “драму людей”, что науке противопоказано.

В большинстве зарубежных работ, рассматривающих парадокс противодействия новому в науке, явно преобладает обличительный пафос. Что же касается конструктивных мер, направленных на преодоление и устранение помех и препятствий новому, то предложения вносятся крайне робко и находятся в рамках добрых пожеланий. Не проводя исчерпывающего научного анализа проблемы, авторы не могут предложить конкретных путей ее решения.

Между тем проблема потерь от сопротивления новому в науке – это проблема далеко не личная, так как в конце концов она превращается в противодействие научно-технической революции (НТР), в противодействие качественному преобразованию производительных сил общества.

Феномен сопротивления новым идеям в науке и технике порожден человеком, и поэтому это явление может и должно быть ликвидировано или нейтрализовано только самим обществом.

Без сомнения, в результате последней волны алии, Израиль получил бесплатно большой контингент профессиональных научных работников, инженеров, деятелей культуры. Однако, и это всем известно, их интеграция в науку, культуру и промышленность не организована и проходит неэффективно. Когда Бен-Гурион, написал: “Израиль станет мировым центром науки?”, он, конечно, мечтал о другой технологии интеграции.

Факты свидетельствуют, что сегодня в Израиле эта учёные проходят “обучение беспомощности”. Известный психолог В.Ротенберг в своей книге “Образ Я и поведение” дает объяснение термину “Феномен обученной беспомощности”. Он пишет: “Обученная беспомощность” вырабатывается тогда, когда субъект убеждается, что ситуация, в которой он оказался и которая ни в коей мере его не устраивает, тем не менее совершенно не зависит от его поведения, от принимаемых им усилий эту ситуацию изменить”.

К сожалению, многие репатрианты-специалисты могут сказать про себя, что они оказались именно в этой ситуации.

Для того, чтобы изменить подобное положение в Израильской науке и промышленности, необходимо Министерство науки, культуры и спорта вернуть в состояние Министерства науки и технологии, каким оно было несколько лет назад. А, еще лучше, превратить его в Министерство научно- технической революции, обязательно имеющее четкую программу приоритетных направлений развития науки и техники Израиля.

Это Министерство, совместно с Союзом ученых и инженеров, могло бы учредить независимый Государственный институт научно-технической экспертизы для проведения и отбора перспективных проектов на конкурсной основе.

Победившие проекты должны получать легитимное утверждение. В конечном счете, это способствовало бы укреплению позиций Башана и государственных “теплиц”. Отбор перспективных проектов необходимо проводить путем тайного голосования ученых.

В основе финансирования должно быть сочетание независимой объективной экспертизы научных проектов , отобранных на конкурсной основе, и инвестирование их из госбюджета и частного сектора.

Что касается состава Конкурсной комиссии, то она должна включать экспертов из числа известных в Израиле ученых.

Проекты, получившие долю финансирования из Госбюджета, должны находиться под контролем Министерства науки.

И, вообще, Министерство должно всегда помнить:

“Если тебе корова имя,
У тебя должно быть молоко и вымя.
Если нет молока и вымени,-
Какого черта в твоем коровьем имени?”
В.Маяковский К разделу

Анна Иомдин
Как учить математике

(Творческая лаборатория преподавателя)

Требование уметь дифференцировать и интегрировать простейшие функции является непреложным для сдачи экзамена на аттестат зрелости. Между тем понятия производной и интеграла, пожалуй, сложнейшие из понятий математики. Геометрия Эвклида, которая, к сожалению, всё в меньшей и меньшей степени формирует школьную программу по математике, представляет собой непревзойдённую до сего дня тонкость математических суждений.

Вопрос, который мы затронем в этой статье, несколько другой: можно ли дать ученикам сегодняшней средней школы понятие о достижениях современной математики? Разумеется, этот вопрос не нов. Начиная с шестидесятых годов двадцатого века, во многих странах были предприняты попытки пересмотреть классическую программу математики и внести в неё новые элементы, отражающие прогресс математической мысли за последние три столетия. В этих попытках участвовали выдающиеся математики. Тем более нуждается в объяснении их общеизвестный провал.

В России (тогда СССР) реформы преподавания математики заслуженно связываются с именем одного из величайших математиков двадцатого столетия Андрея Николаевича Колмогорова. В этой статье, не предназначенной для специалистов-математиков, трудно даже упомянуть все те достижения, которыми обязана современная математика Колмогорову. Достаточно сказать, что если среди математиков девятнадцатого века мы упоминаем только Пуанкаре, то вслед за ним в двадцатом веке могут быть упомянуты две фигуры – Зигель и Колмогоров.

Лично автор этой статьи обязан Андрею Николаевичу Колмогорову организацией системы математических олимпиад, которые предопределили профессиональные симпатии, а также вектор и характер семейной жизни. Колмогоров, будучи сам бесконечно талантлив, искал одарённых детей во всех уголках его огромной страны. В этом было величие и обречённость его реформ. Газета “За науку в Сибири” в 1978 году выступила с редакционной статьёй, осуждающей реформу математического образования, примерно в следующих словах: удивительно, дескать, что талантливые русские математики предлагают реформировать математическое образование так, чтобы оно поощряло в наибольшей степени определённую часть нашего населения, характеризующегося ранним созреванием, как, впрочем, и ранним увяданием.

Новосибирский антисемит, написавший эти строки, в то время был вынужден отбиваться от многочисленных обвинений, разумеется, не за то, что ополчился на евреев, а за то, что осмелился напасть на Колмогорова. Но он был прав. Талантливые русские ребята появлялись на физико-математических олимпиадах не иначе как на густом еврейском фоне. А реформу математического образования, предложенную Колмогоровым, ожидал жестокий провал. Сейчас, сорок лет спустя, трудно подавить сомнение: а может быть провал заслуженный?

Мы не собираемся в этой статье разбирать в деталях элементы колмогоровской реформы. Они проникли и на Запад и в Израиль. Многие из нас набили себе шишки, пытаясь объяснить своим детям изыски теоретико-множественной математики. Цель этой статьи скорее в другом: провозгласить, что не все попытки идти в этом направлении были неудачными. Можно надеяться, что определённые элементы теории групп, иногда вводимые в современный курс математики, могут увлечь способных учеников. Есть и другие примеры удачных нововведений. Мы хотим дать пример, относящийся к области математики, считающейся довольно современной – теории динамических систем. Наша цель рассмотреть действительно довольно тонкое и в то же время тривиальное умозаключение, типичное для этой теории. На наш взгляд, оно может быть практически “без потерь” объяснено ученикам старших классов. Ещё одно историческое замечание: динамика занимается предсказанием поведения сложных систем на основе их текущего состояния. Назвать эту науку новой столь же трудно, как и геометрию. Шумерские астрономы, составившие первые известные нам звёздные таблицы, безусловно, занимались динамикой в самом современном смысле слова. Валерий Брюсов обратил к ним слова, полные трепетного восхищения и гордости за мощь человеческого разума:

Божественный пастух,
Ты с вышины холма
За звёздами следишь,
Их узнаёшь и числишь,
Предвидишь их круги,
Склонения. Ты мыслишь –
И таинства миров
Яснеют для ума.

Пример, который мы разбираем ниже, основан на круге идей, восходящем к Анри Пуанкаре. Специфический результат заимствован из недавней статьи профессора Вейцмановского института Сергея Яковенко. Рассмотрим эвклидову плоскость с координатами Х, У и линейное отображение S этой плоскости в себя. Для формулировки задачи нужно зафиксировать ещё некоторую прямую l на плоскости. Вопрос, который нас интересует, следующий: можно ли найти точку Z на плоскости так, что S (Z) принадлежат l; S ( S (Z) принадлежит l и т.д. – 35-ть раз. А после 36-го применения S результат уходит в прямой l.

Удобно ввести обозначения:
S(S(S…….(Z))))…)        обозначается Sk(Z).

Мы можем также написать
Z1= S (Z), Z2= S (Z1)….Zk= S (Zk_-1).

Ясно, что Sk (Z)=Zk

Последовательность точек Z, Z1, Z 2 …Zk называют орбитой точки Z под действием отображения S .

Динамика занимается изучением поведения орбит различных отображений. Вопрос, сформулированный выше, типичен для динамики: мы хотим узнать что-то о поведении длинных орбит, разумеется, не вычисляя явно 35 (или 3035) итераций отображения S.

Обозначим Zn множество тех точек Х в плоскости, для которых
   Sn(X) принадлежит l.

Ясно, что Zn+1     C Zn

Действительно, если    S1(Z),     S 2(Z)….     S n(Z),    S n+1(Z)

содержатся в l , то и S1(Z)…     Sn(Z) содержатся в l.

Кроме того, Zn - это линейное подмножество в плоскости для любого n.

Таким образом, Zn может быть только всей плоскостью, какой-то прямой в этой плоскости или точкой.

Поскольку мы доказали, что Zn убывают с ростом n, единственно возможный сценарий такой: для скольких-то начальных n Zn – это вся плоскость. Начиная с некоторого n1, Zn становится прямой, а затем, начиная с некоторого n2, большего n1, Zn становится точкой. Наконец, начиная с некоторого n3, Zn может стать пустым множеством.

В специальных случаях этот процесс не обязан проходить все стадии. Например, если S отображает всю плоскость в прямую l, а прямую l в себя, то все Zn совпадают со всей плоскостью. После этого объяснения ясно, что наш начальный вопрос сводится к следующему: может ли Zn стать пустым ровно после 35-ти шагов? Естественно, что нужно обобщить этот вопрос и выяснить, могут ли моменты скачков, определённые выше (n1, n2, n3), оказаться произвольно большими? И тут появляется решающее утверждение в этом рассмотрении, на наш взгляд, хорошо передающее дух современной динамики.

Утверждение: если Zn=Zn+1, то с необходимостью
Zn+1=Zn+2=Zn+3= ……
То есть, начиная с этого момента, последовательность Zn стабилизируется, она не может больше меняться.

Отложим доказательство этого утверждения на конец, а сейчас покажем, что оно полностью проясняет всё, что может произойти с точки зрения интересующего нас вопроса. Рассмотрим один из начальных сценариев, описанных выше (остальные рассматриваются точно так же). Пусть, например, Z1 – это вся плоскость. Если Z2 – это тоже вся плоскость, то по утверждению Z3, Z4 … - это тоже вся плоскость … и так до бесконечности. Это значит, что образы всех точек навсегда остаются внутри прямой l. Навсегда! 35 здесь не при чём. Пусть теперь Z2 строго меньше, чем Z1. Это значит, что Z2 – это некоторая прямая Р (в соответствии со сценарием, объяснённым выше).

Рассмотрим тогда Z3. Это линейное подмножество Z2. Поэтому есть две возможности: либо Z3 совпадает со всей прямой Z2, либо Z3 это точка. Если Z3=Z2, то по главному утверждению выше Z4=Z3, Z5=Z4 и т.д. до бесконечности. Это означает, что все точки плоскости остаются под действием S внутри l ровно один раз, а точки прямой Р остаются под действием S внутри l бесконечное число раз. Снова 35 не при чём. Принцип уже ясен. Если на следующем шаге Zn превратится в точку, а Z5 останется равным Zn, то так продолжится до бесконечности. Это значит, что образы точек могут оставаться внутри l 1,2,3,4 или бесконечное число раз. Наконец, если Z5 строго уменьшается и становится пустым множеством, орбита ни одной точки не может оставаться внутри l больше, чем 5 шагов. Окончательно: какие-либо изменения в поведении орбиты точки по отношению к прямой l могут произойти только в течение первых пяти шагов. На 35-ом шаге ничего интересного случиться не может. Это ответ на наш исходный вопрос.

Осталось доказать главное утверждение. Пусть Zn=Zn+1. Докажем от противного, что Zn+k =Zn+k+1 для любого целого положительного K. Пусть это не так – тогда найдите Х в плоскости такой, что
Sn+k(X) принадлежит l,
в то время как Sn+k+1 (X) не принадлежит l.
Рассмотрим тогда Х1, равный Sk(X).
Мы имеем Sn(X1)= Sn+k(X) принадлежит l,
Sn+1(X1)= Sn+k+1(X) не принадлежит l,

но это значит, что Х1 принадлежит Zn и не принадлежит Zn+1. То есть Zn+1 строго меньше, чем Zn, в противоречии с нашим предположением.

Утверждение доказано.

Мы уверены, что приведённые выше доказательства могут быть поняты учениками старших классов школы, если для объяснения будет предоставлено достаточно времени и будут подчёркиваться лишь существенные моменты доказательств. К разделу

Константин Бравый, Александр Розенжак
Разумные Управляющие Системы ( РУС )
для обеспечения готовности и безопасности
самолетов и турбин

Назначение и основные функции РУС

РУС предназначена для оперативного контроля технического состояния и формирования инструкций и рекомендаций, необходимых для оптимального обслуживания и эксплуатации сложного оборудования с целью обеспечения готовности, эффективности и безопасности этого оборудования в пределах его жизненного цикла.

РУС выполняют следующие функции: а) в реальном времени распознают “скрытые дефекты”, которые еще не привели к нарушению функций оборудования, б) немедленно выявляют аварийные состояния оборудования и формируют рекомендации для выбора правильных действий в аварийных ситуациях, в) формируют оптимальные рекомендации для минимизации продолжительности поиска дефектов, г) определяют оптимальные сроки выполнения текущего обслуживания и капитального ремонта, д) осуществляют оперативную оценку готовности, эффективности и безопасности оборудования и выбирают оптимальную стратегию для повышения качества и сокращения стоимости обслуживания и эксплуатации оборудования.

Новизна и преимущество РУС

РУС – это новое поколение Экспертных Систем (ЭС). Отличительным признаком РУС по сравнению с существующими ЭС состоит в том, что ЭС функционируют на основе формализации бессознательной деятельности мозга в области обеспечения жизнеспособности организма. ЭС, как известно, функционируют на основе формализации сознательной деятельности экспертов в различных сферах.

Преимущество РУС в том, что они функционируют в соответствии с законами природы в области обеспечения жизнеспособности биологических систем и не ограничены узкими рамками предварительного изучения ситуаций, в которых может оказаться сложное оборудование такое, например, как оборудование самолетов или энергетических паровых турбин.

Выгода от использования РУС

РУС позволяют: а) сократить финансовые потери компаний из-за скрытых дефектов оборудования, б) существенно повысить готовность и безопасность сложного оборудования и в) сократить стоимость жизненного цикла оборудования. Например, внедрение РУС на беспилотных самолетах (БПС) позволяет повысить готовность БПС в 4 – 6 раз, безопасность БПС – в 2 –5 раз и сократить стоимость жизненного цикла БПС в 2 – 3 раза.

Ожидаемое сокращение потерь авиационных и энергетических компаний от внедрения предлагаемых РУС составит более 1 миллиарда долларов США в год.

Результаты опытной эксплуатации РУС

Экспериментальный образец РУС был использован для анализа возможных причин поломки лопаток в проточной части энергетической паровой турбины 228МВ. В процессе анализа РУС распознала поломку лопаток в цилиндре среднего давления на 2,5 часа раньше, чем это мог сделать дежурный персонал, который распознает поломку лопаток по увеличению вибрации турбины, и на 3,5 часа раньше по сравнению с моментом фактического распознавания поломки лопаток и выключения энергоблока.

Коммерческий потенциал мирового рынка РУС

Коммерческий потенциал мирового рынка РУС для самолетов и турбин составляет около 18 миллиардов долларов США. Общий коммерческий потенциал РУС в различных отраслях индустрии и медицины по предварительным оценкам составляет более 60 миллиардов долларов США.

Состояние развития РУС и предложение компании

Сегодня мы завершаем разработку второй версии РУС и готовы начать внедрение РУС для повышения готовности и безопасности любых типов самолетов и турбин.

Одновременно мы ищем стратегического партнера для совместного маркетинга и внедрения предлагаемых РУС в России и в других странах пост- советского пространства. К разделу

Вячеслав Фоменко
Система вибродиагностики
на основе имитационной модели объекта

Контроль и диагностика вибраций имеют важное значение не только (а иногда и не столько) с точки зрения ограничения их влияния на работоспоность и точность машин и приборов, но ещё и потому, что характеристики вибраций являются даже в допустимых пределах очень тонким и чувстительНЫм фактором проявления различных дефектов.

Только один пример – витковые замыкания в генераторе. При их наличиипоявляется тепловой дисбаланс, зависящий от нагрузки , т.к. в КЗ витках практически нет тепловыделения, появляется прогиб ротора в сторону, противоположную КЗ виткам, что вызывает характерную составляющую вибраций.

Интересно, что бывают случаи, когда замыкание происходит на определённыхрежимах, а на неподвижном генераторе они не проявляются и стандартные импедансные испытания их не выявляют! Причины многих аварий в ракетно-космической технике выявлены благодаря тонкому и скрупулёзному анализу всего вибропортрета объекта.

Исследование вибраций на ракете производится в режиме ослеполётногоанализа и необходимые меры принимаются к предстоящим пускам.При этом задействуется весь спектр аналитических, расчётных и экспериментальных методов. Иначе обстоит дело для крупных, ответственных, непрерывно работающих промышленных агрегатов типа ТГА, ГЦН, остановка которых влечёт большие потери. Для них необходимы контроль, диагностика и прогноз состо- яния в рабочем режиме, в режиме реального времени.

В большинстве существующих систем диагностики применяется матрица признаков причин вибраций с четырьма входами: измеряемые параметры, обнаруженные (известные) причины вибрации, предполагаемые (априорные)динамические характеристики агрегата и диагностические признаки (определённые экспертные реакции на выбранный перечень дефектов). На выходе стоит решающая логическая схема, определяющая зависимость между неисправностью и количеством симптонов, необходимых для ёё описания. Логические уравнения, вводимые в систему должны « максимально точно описать эксплуатационные характеристики агрегата, поэтому при наладке системы учитывается опыт эксплуатации».

Таким образом, эти системы по существу являются системами классификации и пригодны для оперативной оценки заданного количества и характера дефектов.Выявление непредусмотренных дефектов, определение их величины и прогноз развития по тренду процессов практически невозможны.

В теории и практике адаптивных систем управления известны системы с моделью. Казалось бы по аналогии можно построить и системы диагностики. Однако , на этом пути возникает определённая проблема. Дело в том, что расчётные модели теории колебаний (вибраций) имеют вид системы уравнений в частных производных с необходимыми граничными условиями. Использование этих моделей в контуре системы диагностики в реальном времени и решение обще системных задач весьма затруднительно.

Основу предлагаемой системы составляет интегрированная среда моделирования динамических процессов и систем большой размерности. Оригинальныйматематический аппарат, разработанный к.ф.-м.н. Павлом Фоменко, позволил свести задачу колебаний распределённой механической системы к решению обыкновенных дифференциальных уравнений с заданными начальными условиями.

Это позволяет применить весь аппарат теории систем: структурные, частотные методы анализа, включение нелинейных звеньев, анализ нестационарных и переходных процессов. Ядро системы и её принципиальное отличие состоит в реализации в ней не имеющего аналогов и, по-видимому, самого быстрого алгоритма расчёта динамики агрегата и учитывающего большое число параметров имитационной модели. Алгоритм реализован как дружественный интерфейс пользователя, позволяющий легко «собирать» как из кирпичиков весьма сложные модели динамической схемы, вводить параметры, возмущения, их вариации и, наконец, проводить машинный эксперимент и анализ.

В итоге пользователь (оператор, эксперт) получает уникальную возможностьэпериментировать на персональном компьютере с моделью объекта в режимах, которые на реальном объекте проводить или дорого или , в большинстве случаев, невозможно и недопустимо, использовать систему как тренажёр Для этого в системе предусмотрены также динамические модели - имитаторы датчиков.

Общая структурная схема системы, основные связи и функциональное взаимо-действие её элементов приведены на рисунке ( в английских терминах) .

Цель и задачи системы:

• Анализ вибродинамического состояния агрегатов (ТГА, ГЦН);
• Решение прямой задачи (анализа) «дефект – реакция объекта»;
• Решение обратной задачи ( диагностики ) «реакция – дефект» ;
• Выработка мероприятий по повышению виброустойчивости агрегатов и проверка их эффективности на модели;
• Наработка диагностических признаков и коэффициентов чув – ствительности к различным возмущениям;
• Оценка переходных процессов и динамики развития дефектов;
• Анализ трендов вибропроцессов и формирование данных для оценки ресурса, межремонтных периодов;
• Оценка эффективности системы измерений и выработка рекомендаций по её совершенствованию;
• Цифровая обработка сигналов и представление данных в форме удобной для анализа;
• Создание развитой базы данных и архивации информации;
• Режим тренажёра для операторов и специалистов.

Моделируемые дефекты и возмущения при решении прямой задачи:

• Распределение масс, моментов инерции, жесткостей, эксцентриситетов, крутящего и тормозного моментов;
• Установка грузов в балансировочных плоскостях;
• Статический погиб;
• Дефекты муфт – изломы, коленчатости , неравножёсткости ;
• Дефекты подшипников и опор – геометрии расточек, параметров масляного слоя, заливки баббитом, изменение жесткостей и положения ( расцентровок );
• Обрывы лопаток;
• Неравномерное нажатие упорных подшипников;
• Динамические особенности и дефекты статора и фундамента;
• Взаимодействие ЭМ полей ротора и статора ;
• Неконсервативные гидродинамические силы при перераспределе- нии потоков пара (работа регулирующих клапанов ТГА ).

Система производит идентификацию объекта, т.е. уточняет априорно заданные конструктивные и номинальные параметры, настраивая модель на параметры и характеристики конкретного объекта .

В режиме диагностики в системе решается обратная задача динамики,Определяются изменения параметров динамической схемы агрегата и по

Этим изменениям и классифицированного банка диагностических признаков устанавливается дефект и даётся его количественная оценка.

Установленный диагноз проверяется решением прямой задачи на модели данного объекта, оценивается прогноз его развития и влияния на объект. Формируются данные для оценки ресурса и работоспособности, принимает – ся решение.

Таким образом, предложенная система опирается на модельно-экспериментальный и экспертно - диагностический подход, что позволяет выявить дефекты, проявляющиеся в вибрационных параметрах и характеристиках, сделать прогноз, разработать мероприятия и проверить их эффективность. К разделу

Михаил Милов, Алексей Попадин.
Установка по производству концентрата
загрязнителей жидких промышленных отходов
и производству обессоленной воды

Для выполнения современных экологических нормативов необходимо иметь такие инженерные решения, которые практически исключали бы все выбросы в окружающую среду от действующих промышленных предприятий, какой бы мощности эти предприятия не были. Решение таких задач связано в первую очередь с многократным повторным использованием воды и с концентрацией загрязнителей в жидких промышленных отходах.

Идея использования тепловых насосов для получения конденсата паров жидкостей сама по себе не нова и широко применима в технологических процессах химических производств. Основным их недостатком являются безвозвратные потери энергии в окружающую среду. Одна из последних израильских разработок - установка «Diskop» ( автор М. Тувал, Ариэльская технологическая теплица) реализует принцип возврата энергии в цикл тепловым насосом, встроенным в контур испарения - конденсации морской воды.

Предлагаемая нами установка, (см. рисунок) имеет следующие принципиальные отличия:
1. В схеме задействованы два тепловых насоса, за счет чего
обеспечивается существенное снижение энергопотенциала
используемых сред. Это дает возможность использовать
практически весь диапазон тепловых потоков сбрасываемых от
промышленных предприятий в составе охлаждающей воды в окружающую среду. При этом обеспечивается большой температурный напор, соизмеримый с температурным напором полярных зон теплового насоса.

2. Предусматривается разделение потоков исходной жидкой среды (рабочей среды) на 2-а потока, что позволяет одновременно осуществлять абсорбцию аэрозолей из дымовых газов и испарение в турбулентном воздушном потоке.

3. В исходную среду предусматривается введение необходимых реагентов, позволяющих осуществить защиту оборудования от выпадающих солей жесткости.

4. Ввод соответствующих реагентов позволяет производить нейтрализацию получаемого конденсата и кислот, абсорбированных из дымовых газов, что позволит защитить оборудование от коррозии.

5. Ввод реагентов и разделение потоков исходной среды обеспечивают «нечувствительность» установки к характеру и количеству загрязнений в жидких промышленных отходах и обеспечивают способность ее работы даже на морской воде.

Работа установки.
Жидкие промышленные отходы ( и морская вода) поступают в приемную емкость после механической очистки, устанавливаемой на каждом потоке. Степень и параметры очистки определяются в зависимости от качества воды потоков в каждом конкретном случае. В емкость подаются реагенты, обеспечивающие защиту оборудования от солей временной жесткости. Рабочая среда двумя потоками подается в нагреватель. Первый поток проходит через трубный пучок, который играет роль конденсатора и оттуда после промежуточной очистки поступает в бак – смеситель. Второй поток диспергируется и вводится непосредственно в дымовые газы, поступающие в подогреватель в качестве греющей среды.

Непосредственный контакт дымовых газов с диспергированной жидкой средой обеспечивает одновременно протекание двух процессов: абсорбция и испарение.

Пары поступают к трубкам, охлаждаемым первым потоком, конденсируются и сбрасываются вновь в зону контакта. Жидкая среда из контактной зоны подогревателя сбрасывается через нейтрализатор в охладитель дренажа.

Первый из разделенных потоков рабочей среды поступает в диспергатор-испаритель, где происходит его интенсивное испарение в потоке горячего воздуха. Пар после сепарации поступает в конденсатор, а отсепарированная влага и среда с повышенным содержанием примесей через регулирующее устройство частично поступает в охладитель дренажа, а остальная часть - в нагреватель дренажей.

Охладитель дренажа и нагреватель дренажа соединены между собой с помощью первого теплового насоса, который основной энергетический (тепловой) потенциал сбрасываемого из цикла концентрата передает части дренажа, который через бак смеситель возвращается в цикл обессоливания. Для активизации испарения в диспергаторе формируется воздушный поток, При этом на входе воздух протягивается через радиатор, который нагревает воздух, снижая его относительную влажность. Воздухонагреватель (радиатор) и конденсатор соединены между собой посредством второго теплового насоса, который обеспечивает температурный напор в конденсаторе 65 – 70 ^C и передает тепловую энергию паровоздушной смеси и теплоту порообразования воздуху на входе в цикл.

Воздушный поток организуется турбодетандером – установкой, состоящей из осевого компрессора с большеобъёмной расходной характеристикой, для которого приводом является газотурбинная установка, излишки мощности которой используются для производства электроэнергии, идущей на собственные нужды установки. Выхлопы турбины (400-450^ C) направляются в подогреватель.

Специфичность технических решений. Впервые для рассмотрения предлагается принципиальная технологическая схема получения концентрата солей, кислот и загрязнителей, входящих в состав промышленных сбросов. Отходами такой технологии является обессоленная вода, пригодная для технологических нужд.

Оригинальность компоновки состоит в том, что сформированы как бы три технологических цикла работающих с разными средами - концентрат загрязнителей, осветленная загрязненная вода и воздух, которые совмещены между собой посредством тепловых насосов.

Впервые предусмотрено два тепловых насоса, участвующих непосредственно в цикле, а не в качестве обеспечивающих узлов.

Рационально использованы тепловые потоки, направленные на регенерацию тепла и интенсивность теплообмена в контактных испарителях, что обеспечивает интенсивный подвод в цикл потенциальной энергии.

Одновременно решается двуединая задача «мокрой очистки» дымовых газов и нейтрализации жидких промышленны отходов.

Установка инертна к характеру загрязнений и легко адаптируется к любым жидким отходам и их смесям, что обеспечивает ее универсальность В зависимости от физико - химического состава загрязнителей и местных условий выбирается степень остаточного содержания воды в рассоле и решаются вопросы дальнейшей утилизации или использования рапы.

Технико - экономичесое обоснование получения обессоленной воды, с нашей точки зрения, является несколько некорректным, ввиду того что обессоленная вода получаемая по данной технологии, является побочным продуктом - отходом, поэтому экономичность установки в целом можно рассматривать только с точки зрения экономического обоснования очистки водного и воздушного бассейнов. К разделу

Марк Зискин
Обеспечение постоянной готовности
системы внешних траекторных измерений
космических летательных аппаратов.

Опыт проведения испытаний навигационных комплексов КЛА показал, что их оценка должна быть комплексной, т.е. одновременно охватывать и бортовое и наземное оборудование во взаимодействии. Такая задача может быть решена только системой внешних траекторных измерений (СВТИ). Система внешних траекторных измерений предназначена для определения точности штатных навигационных средств летательных аппаратов (ЛА). Задача решается путем определения эталонных координат ЛА, сравнения их с координатами, измеренными штатными навигационными средствами.

СВТИ для космической системы «Буран», ввиду высоких точностных требований решалась методами, используемыми обычно в радиокартографии. Была использована триангуляционная структура системы, основанная на измерении дальностей между ЛА и наземными станциями, устанавливаемых в геодезически определенных точках измерительного полигона. Переход к полярным координатам относительно заданной точки осуществлялся путем обращения к геоцентрической системе геодезических координат с учетом широтных поправок с использованием т.н. эллипсоида Красовского. По расчетам (здесь не приводимым) точность измерения дальности при этом должна была иметь погрешность порядка ? = 0,5-1м. Такой измеритель был создан. Это 10-шкальная фазовая структура, измерение дальности, в которой в соответствии с требованиями метрологии, осуществляется на младшей шкале (около 5 кГц), а старшие шкалы обеспечивают нарастающее разрешение неоднозначности младших шкал. Структуры системы обмениваются сложными многошкальными сигналами. Для обеспечения работоспособности системы требуются синхронизация работы на технологическом, организационном и т.д. уровнях.

СВТИ являлся самостоятельным элементом, активно используемым при отработке будущего полета «Бурана». СВТИ развертывалась в нескольких точках страны, каждая в составе 6 наземных станций (НС) и на борту летающей лаборатории (ЛЛ) на самолете ТУ-134. Таким образом СВТИ представлял собой большой комплекс. Поддержание жизнедеятельности его стало серьезной задачей, которая разработчиками не была вначале осознана, а впоследствии привела к созданию специальных групп специалистов по обслуживанию. Поддержание жизнедеятельности не всегда решалось на необходимом уровне, и уж тем более трудно говорить об оптимальности затрат (с точки зрения людских и материальных ресурсов).

Ниже приведены некоторые группы причин, отрицательно влияющие на поддержание точностных, и иных требований жизнеобеспечения:
• Инструментальные погрешности;
• Интерференционные ошибки;
• Геометрические погрешности;
• Рефракционная погрешность;
• Широтная ошибка;
• Действия операторов;
• Техническое обслуживание;
• Разброс объектов на системы на большой площади (150*150 км)- и т.д.

Каждая из перечисленных групп является комплексной и содержит от единиц до десятков единиц разных явлений, как коррелированных, так и некоррелированных.

При рассмотрении этой проблемы с современных позиций, стало очевидно, что в состав СВТИ необходимо ввести еще один элемент, а именно структуру жизнеобеспечения. Научной основой такой структуры является «Теория жизнеспособности сложных систем». Теория разработана проф. К. Бравым. Объектом исследования теории являются технические, производственные, социально-экономические и др. сложные системы, которые подобно биологическим системам объективно стремятся к выживанию, самосохранению и устойчивому функционированию во внешнем мире. В этом случае возможно решение вышерассмотренной многопараметрической задачи поддержания жизнедеятельности системы на всех этапах ее жизненного цикла на оптимальном уровне. К разделу

Давид Метревели
Спасательная платформа
вертикального взлета и посадки
“Орел”

Краткое описание концепции

DM AeroSafe, маленькая Израильская частная исследовательская и конструкторская группа, основанная и возглавляемая доктором Аэронавтики и Космонавтики Давидом Метревели, разработала принципиально новую технологию высотного спасения людей в случае любого возможного бедствия с мест, недоступных для обычной пожарной лестницы, обычного вертолета или вертолета, снабженного подвесной спасательной корзиной .

Спасательная платформа вертикального взлёта и посадки “Орёл” разработана с целью спасения до 10 человек одновременно путём прямого подлёта и причаливания к любому этажу высотного здания или башни в случае различных бедствий (пожар, землетрясение, наводнение и т.д.) Узкие каньоны, городские улицы, дымовые трубы, мосты, телевизионные и другие высокие башни и конструкции становятся досягаемыми с помощью “Орла”. “Орел” может также быть оборудован специальными поплавками для проведения спасательных операций на воде.

Предлагаемая спасательная платформа вертикального взлёта и посадки “Орёл” спроектирована на базе технологии “винт в кольце”. По сравнению с обычным открытым винтом, “винт в кольце” обладает целым рядом преимуществ, такими, как компактность, повышенная эффективность, защищенность самого винта от возможных катастрофических для всего летательного аппарата повреждений и защищенность окружающих предметов от вращающегося винта. Сверху каждый винт в кольце защищен от всевозможных падающих сверху обломков в процессе высотной спасательной операции специальной решеткой Силовая установка
Силовая установка, вокруг которой построен весь летательный аппарат, состоит из четырех радиальных поршневых четырехцилиндровых авиационных двигателей с принудительной воздушной системой охлаждения. Двигатели установлены на четырех сторонах восьмигранной центральной коробки передач. Подъемная сила создается четырьмя горизонтальными многолопастными широкохордными винтами. Все четыре винта связаны между собой по схеме полноприводного автомобиля и управляются через систему валов и коробок передач (Рис.4). Винты имеют переменный шаг. Управление высотой полета осуществляется изменением шага всех винтов вместе. Два других канала управляются дифференциальным изменением шага пар винтов.
Конструкция и Компоновка
Тонкий фюзеляж представляет собой трехмерную легкую трубчатую кострукцию, изготовленную из композиционных материалов. Эта конструкция очень проста и более дешевая, чем конструкция даже легкого вертолета.

На первой палубе двухпалубной обитаемой части платформы размещены 10 универсальных кресел-насилок для размещения спасенных людей и рабочее место второго члена экипажа – оператора по спасению. Эта палуба защищена от падающих обломков вокруг и сверху легковесными перилами и высокопрочной Кевларовой сеткой. Палуба оборудована выдвигающимся входным трапом и складной лестницей. Кабина летчика размещена на второй палубе и защищена трехмерной высокопрочной конструкцией и высокопрочным стеклом.

При стоянке “Орел” опирается на четыре стойки шасси. На каждой стойке установлена пара колес, обеспечивающая свобоное перемещение платформы по земле во всех направлениях. Безопасность полета
“Орел” обладает достаточной тяговооруженностью, для того, что бы продолжать полет и совершить мягкую посадку в случае отказа 2-х двигателей 4-х двигательной объединенной силовой установки. Каждый двигатель соединен с центральной коробкой передач с помощью специальной муфты, которая в случае отказа двигателя расцепляет его с коробкой передач так, чтобы это не сказывалось на нормальной работе остальных исправных двигателей.
Другие возможные применения
Предложенная технология мжет стать началом для нового класса пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов, используемых для безопасных полетов вблизи различных высоких конструкций и небоскребов внутри высоконаселенных районов.

С помощью предлагаемой технологии также возможно выполнение других следующих задач:
Специальные антитеррористические операции;
Воздушная скорая помощь;
Спасаетельные операции на воде;
Горо-спасательные операции;
Видео съемка в режиме реального времени с целью проверки состояния конструкций мостов, небоскребов, телевизионных башень, дымовых труб и других высотных сооружений;
Метеорология;
Наблюдение за автомобильным движением;
Чистка и покраска высотных зданий и конструкций;
Строительство и обслуживание линий электропередач;
Грузовое перевозки;
Личные воздушное средство передвижения.

Статус разработки
Выполнены эскизный и детальный проекты предлагаемой спасательной платформы с использованием современных компютерных CAD/CAM и расчетных программ. Построен уменьшенный статический макет “Орла”, а так же построена и облетана уменьшенная летающая модель, снабженная электрическими двигателями. Опуликовано более 20-ти научных работ, получен 1 патент, два других патента находятся в разработке, в мировой прессе опубликовано более 50 популярных статей в 33 странах мира.

Следующий этап проекта
На прошедшей осенью 2002 года в Нюрнберге ежегодной международной выставке новых идей, изобретений и технологий IENA 2002, где, между прочим, было представлено более 600 проектов из более чем 40 стран мира, "Орёл" был награждены золотой медалью. Это делает возможным выполнить в течение 18-ти месяцев следующий этап проекта. Это должна быть беспилотная дистанционно-управляемая платформа – демонстратор “Орленок”, размером 5.5 x 4.5 метра (Рис.6). К разделу