Одним из методологических достижений ХХ столетия является эволюционный подход к изучению технических систем. Основным здесь является открытие того факта, что любой технический продукт от мясорубки до истребителя развивается по S-образной кривой. Если отложить по оси Х ресурсы, затраченные на развитие какой-либо технической системы , а по оси У - ее производительность (или основные технические показатели), то обычно получается график, изображенный на рисунке 2.
Это и естественно. Еще раньше было замечено, что по S-образной кривой происходит увеличение во времени веса плода растения. А великий французский микробиолог Луи Пастер показал, что по этой же закономерности в колбе растут микроорганизмы. Кстати, именно авторитет великого Пастера и побудил инженеров проверить, не действует ли данный закон и в технике. Оказалось действует. Но у микробов на каждом отрезке S-образной кривой работают разные гены, и они принципиально отличаются от самих себя на других стадиях этой кривой. То же происходит и с техническими системами. В самом упрощенном общеизвестном виде S-образная кривая состоит из четырех этапов.
На первом этапе S-образной кривой зарождается принципиально новая техническая система, что бывает в двух случаях. Это может быть продукт, выполняющий новую функцию, например, первый самолет братьев Райт. Или это продукт, выполняющий уже известную функцию, но за счет реализации нового принципа, например, первые автомобили. Задача первого этапа в том, чтобы продукт заработал. С точки зрения стороннего наблюдателя на первом этапе развития технической системы вообще ничего не происходит. Поставили на телегу мотор, а он не работает. Разобрались с мотором, а телега все равно не едет, потому что у нее еще не работает трансмиссия. Сделали трансмиссию, телега стала настолько тяжелой, что не выдержали оси и колеса. Поменяли оси и колеса, но ехать все еще нельзя, так как нет руля. И пока не заработает последний из необходимых узлов, обеспечивающих минимальную функциональность, все посторонние видят лишь, что инвестиции потребляются, а телега сама так и не едет. Продукта все еще нет.
При этом, появившись, работать новый продукт будет пока явно хуже, чем предшествующая ему конструкция, давно отлаженная и успешно реализовавшая старый принцип действия. Зачем же тогда, спрашивается, стоило вкладывать столько сил и средств в такой продукт? А затем, что он, основанный на новом принципе действия, может потенциально достичь большего, чем его предшественник, уже работающий на пределе своих возможностей. Например, к концу XX века стало ясно, что принципиально увеличить скорость торпед и подводных лодок, лишь изменяя их форму и увеличивая мощность двигателя, уже не удастся. Все ресурсы исчерпаны. Тогда в России была создана новая техническая система - торпеда, меняющая свойства среды, в которой она движется. Эта торпеда создает перед собой облако пузырьков (явление суперкавитации), и ее движение происходит уже как бы не в воде, а в пене. Предел скорости такой новой торпеды принципиально превосходит максимально возможный и уже достигнутый для торпед предыдущего поколения.
Когда минимальное функциональное ядро создано и новая техническая система как-то заработала, реализуя новый принцип действия, система переходит на второй этап своего технического развития. Ее производительность, или основной технический параметр, растет пропорционально вложению капитала (в том числе и интеллектуального). Новый продукт обгоняет товары, предшествовавшие ему, и становится все более надежным и удобным в работе. У него появляются многочисленные вспомогательные системы, делающие работу с ним удобнее. На первом этапе вспомогательные системы были еще не нужны. Ну, зачем спидометр автомобилю, который пока не едет? Примером "второэтапной" технической системы могут служить персональные компьютеры в 90-х годах. У них постоянно увеличивался объем памяти, быстродействие, стали широко использоваться многочисленные периферийные устройства (принтеры, сканеры и т.п.).
На втором этапе техническая система может начать разветвляться на разные продукты, предназначенные для работы в различных условиях или выполняющих несколько различные функции. Самолеты разделяются на пассажирские, истребители, бомбардировщики, пожарные и т.д. Но это произойдет только при наличии рыночного спроса и будет рассмотрено ниже.
Когда же потенциально возможные ресурсы повышения производительности исчерпаны и с помощью вспомогательных устройств продукт доведен до максимума возможной производительности и удобства, он переходит на третий этап. "Третьеэтапными" техническими системами являются как веками известный кувшин, так и недавно появившаяся компьютерная мышь. На третьем этапе продукты развития имеют тенденцию объединяться с другими продуктами, образуя полезные гибриды. Например, стоявший во многих гостиницах прибор, совмещавший в себе часы, будильник, радиоприемник и СД-плейер. "Третьеэтапная" система не отмирает, пока не исчезает социальная потребность в ней или не появляется "первоэтапная" система, ориентированная на те же задачи, но реализующая их за счет нового, более эффективного принципа.
Наряду с истинным третьим этапом возможен и ложный третий этап. Как показано на рисунке 3, продукт может перестать расти по своим основным техническим показателям и начать видоизменяться только за счет дизайна задолго до того, как достигнут реальный предел его технических возможностей. Это происходит или под воздействием рынка, когда на более технически совершенный вариант продукта просто нет спроса, или потому, что технический уровень каких-то других продуктов тормозит дальнейший прогресс вашего.
Примером первого может служить гражданская авиация. Если за критерий взять скорость полета пассажирского самолета (или время полета через Атлантику), то за последние 30-40 лет она росла очень медленно (и время перелета в целом тоже мало сокращалось) - явно выход на третий этап. В тоже время с технической точки зрения возможны сверхзвуковые самолеты (пример Конкорда). Развитие военной авиации и аэрокосмической техники тоже доказывает техническую возможность надежного полета со скоростями, в несколько раз превышающими скорость звука.
Но отсутствует рыночная потребность и готовность платить за это повышение скорости. Цена билета на Конкорд в несколько раз выше цен на билет в обычном самолете, а время полета короче только в 2-3 раза. Если в будущем возникнет потребность в таком быстром транспорте, то уже имеются технические решения и заготовки по созданию сверхзвуковых и воздушно-космических систем для межконтинентальных полетов.
Второй, более специфический пример - сравнительно короткая история развития ядерной энергетики. К моменту Чернобыльской аварии она была на четком втором этапе, причем довольно продвинутом, и интенсивно развивалась. В настоящее время развитие свернуто. И если посмотреть на цифры установленной мощности АЭС или вырабатываемой ими энергии, показанные на рисунке 4, то они практически перестали расти или сокращаются из-за вывода из эксплуатации старых АЭС и прекращения строительства новых почти во всех развитых странах. В данный момент рыночные и политические факторы (оценка обществом степени безопасности) прочно держат ядерную энергетику на третьем этапе с вполне реальной перспективой ухода на четвертый этап (специализированные АЭС для удаленных объектов, подлодок и другие нишевые сферы применения).
С другой стороны, если по политическим или рыночным соображения будет решено возобновить развитие атомной энергетики, то за эти годы накоплен большой опыт обеспечения более надежной работы оборудования, появились новые материалы и технологии , методы контроля и обеспечения надежности. С точки же зрения потенциальных возможностей развития и роста атомная энергетика как отрасль есть техническая система второго уровня. В настоящее время она может быть гораздо более надежной и производительной, чем во времена Чернобыля. Но все будет решаться отношением рынка (в глобальном смысле).
