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Schéma universel d'évolution. Informations générales sur l'évolution des organismes vivants Réduction de l'idéalité du Système

"…Plus fructueux une approcheà l'unification transdisciplinaire des sciences peut être en acceptant l'évolution comme concept principal. Une théorie unifiée décrira les différentes phases et facettes du processus évolutif par des lois générales invariantes. Ces lois permettront aux chercheurs de décrire le comportement et l'évolution des quanta, des atomes, des molécules, des cellules, des organismes et des systèmes d'organismes selon schéma unifié cohérent…".
Ervin Laszlo. Fondements de la transdisciplinarité
théorie unifiée.

Basé sur la théorie inventive de résolution de problèmes connue (TRIZ) lois de développement systèmes techniques et à l'aide d'une analyse de l'évolution des systèmes de la nature la plus diverse, un tel schéma universel d'évolution a été créé.

I. Description du schéma universel d'évolution

1. Viabilité réduite du système

Identification d'un problème qui menace la survie du système. Toute l'histoire de la nature, de la flore et de la faune, de la civilisation humaine, de la technologie et de la science est l'histoire du refus (mort, délivrance, etc.) des organismes imparfaits, des coutumes et des fondements, des mécanismes, des idées et des théories. Si nous nous tournons vers l'art populaire oral, nous nous souvenons immédiatement: "Malheur au vaincu!", "Laissez le perdant pleurer ..." ou quelque chose comme ça.

Le bloc 1 correspond à la formulation de la contradiction administrative selon Altshuller : « Il faut faire quelque chose ! ».

2. Idéalité réduite du Système

La raison qui menace la survie du système est la faible idéalité, qui se traduit par une valeur réduite du rapport des fonctions utiles du système aux fonctions coûteuses et nuisibles. Dans la vie, cette situation se produit très souvent. Nous évaluons constamment les systèmes et tirons des conclusions: «Le jeu n'en vaut pas la chandelle», «Le jeu n'en vaut pas la chandelle», «À travers la mer, une génisse vaut une moitié, mais un rouble est transporté», «Pas un cheval feed », « Un cap pas pour Senka… » etc.

Après avoir évalué l'idéalité du Système, il y a 2 façons :

3. Création d'un nouveau système (si le système avec les fonctions requises n'existe pas ou si le système existant n'a pas de ressources)

Création d'un nouveau système, pour lequel le problème de survie qui s'est posé en raison des facteurs identifiés disparaît complètement, ou n'a pas d'importance, ou n'est pas si aigu.

Lors de la création d'un nouveau système, il est nécessaire de satisfaire aux exigences La loi de complétude des parties du véhicule : assurer l'ensemble nécessaire d'éléments du système et les connexions entre eux, leur performance minimale.

4. Amélioration du système existant (si le système a les ressources)

Un tel changement dans le système existant, dans lequel le problème de survie qui s'est posé en fonction des facteurs identifiés disparaît complètement, ou n'a pas d'importance, ou n'est pas si aigu.

5. Consolidation des systèmes existants

En règle générale, nous utilisons ce chemin lorsqu'au moins un des systèmes n'a pas les ressources (capacités) pour changer. Les systèmes fusionnés (combinés) peuvent être :

  • exactement le même;
  • avec une différence dans certaines caractéristiques (par exemple, avec des principes de fonctionnement différents);
  • hétérogène;
  • avec des fonctions opposées.

    Nombre de systèmes combinés (combinés) : 2→bi-système ; plus de 2 → poly-système.

    Après la fusion, tout naturellement, on passe du bloc 5 "Fusionner le véhicule" au bloc 3 "Créer un nouveau véhicule". Après tout, reçu Nouveau système , avec de nouveaux systémique qualité. Nouveau le système, ayant satisfait à la loi de complétude des parties, commence un nouveau cycle de développement comme existant, qui est illustré par une autre transition du bloc 3 au bloc 4.

    Après avoir analysé le système pour le degré de viabilité, l'idéalité et choisi une autre voie pour son développement, un travail concret commence pour améliorer le système.

    6. Identification des facteurs néfastes (effets indésirables - NE) de l'interaction du Système avec le Supersystème

    Recherche d'éléments de réseau externes entre les composants (éléments et/connexions) du système et du supersystème.

    7. Identification des facteurs nocifs (effets indésirables) d'interaction au sein même du Système

    Rechercher des éléments de réseau internes, c'est-à-dire inadéquations entre les éléments et/ou les liens au sein du système.

    Après détection dans le système par analyse du nombre maximal possible de NE, nous procédons à un tel changement dans les composants, dans lequel les NE disparaissent complètement, ou ils n'ont pas d'importance, ou leur effet n'est pas si aigu (nocif).

    8. Modification des composants (éléments et/ou connexions) du Système

    Le bloc 8 correspond à La loi d'augmentation du dynamisme du véhicule, qui est implémenté :

  • changements quantitatifs et / ou qualitatifs dans les éléments et / ou les connexions du TS - une diminution (ou une augmentation) du nombre de composants, le passage d'éléments rigides à des éléments à charnières et élastiques, le passage du macro au micro niveau (l'utilisation de propriétés toujours plus profondes de la matière), le déplacement d'une personne de TS
  • modifier les propriétés du véhicule - gérabilité, maintenabilité, etc.
  • un changement dans les processus temporels dans le TS - la transition de processus uniformes dans le temps vers périodiques, impulsionnels, résonnants, etc.; transition vers les caractéristiques et propriétés du véhicule (masse, densité, température, conductivité, propriétés chimiques, etc.), qui ont un gradient temporel
  • changements spatiaux dans le TS - la transition des caractéristiques et des propriétés du TS qui sont uniformément réparties dans l'espace à un gradient spatial

    Le changement peut être mis en œuvre sans aucun obstacle (détériorations, problèmes, nouveaux éléments de réseau) du système ou du supersystème. Mais souvent la modification nécessaire du composant (son amélioration) conduit à l'apparition d'un nouveau NE. Dans ce cas, il est nécessaire de résoudre la contradiction à l'aide des outils TRIZ.

    Les blocs 6 à 8 montrent le mécanisme d'amélioration du système.

    9. Élimination des facteurs nocifs (NE) d'interaction entre le système et le supersystème

    Établir le fait que les facteurs nocifs externes (HE) dus aux changements (dynamisation) des composants du système ont disparu ou ont perdu leur signification, ou leur effet est devenu moins aigu.

    10. Élimination des facteurs nocifs (NE) d'interaction au sein du système lui-même

    Établir le fait que les facteurs internes nocifs (NE) dus aux modifications (dynamisation) des composants du système ont soit disparu, soit sont sans importance, soit que leur effet est devenu moins aigu.

    Les blocs 9 et 10 montrent le résultat de l'amélioration du système. Les blocs 6 à 10 peuvent être "cachés" dans le bloc 4.

    11. Système existant amélioré

    Établir le fait d'améliorer tout dans le système dans son ensemble.

    12. Système avec idéalité accrue

    Établir le fait d'augmenter l'idéalité du Système (augmenter le rapport des fonctions utiles du système aux fonctions coûteuses et nuisibles).

    13. Système à viabilité accrue

    Établir le fait d'augmenter la viabilité du système : le système reçoit des avantages par rapport à d'autres systèmes qui n'ont pas changé (pas changé) pour le mieux.

    Il est clair que le schéma montre un cycle de développement un systèmes sur sa niveau hiérarchique, en fait - un cas idéal de développement. En réalité, tout est beaucoup plus compliqué - il faut considérer le développement d'au moins 3 "niveaux" de la hiérarchie - le développement du système lui-même, le développement de ses sous-systèmes, et le développement de son supersystème. Mais cela n'enlève rien à l'importance d'utiliser le cas idéal - c'est comme un concept " gaz parfait" ou " corps noir " aide à faire le bon premier pas dans la compréhension de l'évolution.

    Il est clair que le système, ayant passé le 1er cycle d'augmentation de la capacité de survie, recommence immédiatement à "mourir"! Les systèmes techniques, ne quittant même pas la planche à dessin (maintenant moniteur) du concepteur, sont déjà obsolètes - de nouvelles solutions de circuits, de nouveaux matériaux, de nouvelles technologies sont apparues ... Par conséquent, le 2e cycle d'augmentation de la capacité de survie est obligatoire, . .., Nième, etc.. tant que la société a besoin du système. Et puis la vraie mort vient - le besoin du système, plus précisément, de la fonction du système - a disparu.

    En attendant, nouveau cycle, "...le système ne rêve que de paix...":

    Initialement, le schéma d'évolution a été proposé pour structurer les lois de développement des systèmes techniques révélées dans TRIZ. Mais le schéma s'est avéré invariant - des processus similaires se produisent dans la nature inanimée et vivante, dans des systèmes dotés de conscience ou sans aucun signe de celle-ci.

    La nature inanimée, avec ses lois de conservation, est un cas extrême d'évolution, lorsque les objets qui violent les lois ne peuvent tout simplement pas apparaître. Les objets violants ne peuvent pas "commencer à vivre et à survivre" en principe.

    Doter tous les systèmes, sans exception, de la capacité d'évoluer selon le schéma proposé conduit à accepter l'universalité du principe de sélection naturelle avec tous ses mécanismes de mise en œuvre - mutations, recombinaison, compétition, etc. Le résultat de la sélection sous la forme d'une durabilité accrue, ou, en application à des systèmes vivants - sous forme de survie, peu importe - conscients ou au niveau de l'instinct, a aussi un caractère universel.

    II. Systèmes dont le développement peut être représenté à l'aide du schéma universel d'évolution

    La nature

    Reprenant les idées de Bertalanffy et travaillant avec Ilya Prigogene, le pionnier de la théorie du chaos Erwin Laszlo a développé une vision large de l'évolution, la résumant dans Evolution: The Grand Unification (1987).

    L'une des sciences les plus importantes aujourd'hui est la théorie générale de l'évolution. il l'évolution de TOUTES les choses - de la matière à la vie des sociétés, au cosmos en général. E.Laszlo soutient qu'un avenir véritablement durable nécessite plus qu'une technologie de pointe. Notre civilisation terrestre nécessite un changement de conscience pour survivre. Une transition est nécessaire pour passer d'une réflexion à court terme, centrée sur la personne et axée sur la gestion, à une vision à long terme, systémique et évolutive, où les gens ne sont qu'une partie du tout.

    Tout au long de l'histoire de la planète, la complexité de la biosphère en tant que système n'a cessé d'augmenter. Notez que tous les composants de la biosphère ne sont pas en constante évolution, certains écosystèmes (biocénoses) cessent de se développer, puis se dégradent et meurent, incapables de résister à la concurrence. Au lieu de cela, d'autres formes de vie se développent...

    Récemment publié les résultats d'une étude qui explique pour la première fois l'origine et la prévalence dans la nature de la loi "taille en degré?". Les chercheurs Brown et Enquist essayaient de résoudre l'énigme - pourquoi le taux métabolique des plantes montre la même dépendance à la loi de puissance que celle observée chez les animaux. La loi connue sous le nom de loi de Kleiber était connue depuis des décennies, mais personne ne pouvait en comprendre la cause.

    Les chercheurs ont construit le modèle sur la base des hypothèses suivantes :

  • un réseau de ramification de type fractal est nécessaire pour fournir des fluides vitaux à toutes les parties du corps
  • l'énergie utilisée pour transporter les ressources à travers le réseau est minimisée.

    Pour minimiser l'énergie nécessaire au transport des ressources à travers le système, le réseau doit avoir une structure de ramification fractale. En ce qui concerne les systèmes de transmission de puissance, le système adopte une structure arborescente.

    La loi de l'idéalité croissante dans sa forme la plus pure : l'énergie pour transporter les nutriments à travers le réseau doit être minimale. Et alors les animaux ou les plantes qui ont des coûts minimes pour fournir de la nourriture aux cellules du corps auront des avantages, survivront .

    Les systèmes dotés d'un réseau fractal de transmission et de distribution d'énergie ont plus de chances de survivre, car ce sont précisément de telles structures qui minimisent la quantité d'énergie nécessaire à son transport.

    Nous soulignons point important: l'évolution est la sélection d'organismes avec des coûts de transfert et de distribution d'énergie minimaux (c'est-à-dire plus idéaux), qui est réalisée par des systèmes appelés fractals. Ce n'est pas la fractalité qui rend le système plus idéal, mais le développement du système dans le sens de l'idéalité le fait devenir fractal.

    Ainsi, SSE donne une explication de la raison (pourquoi ?) et du mécanisme (comment ?) de la fractalité de la nature : avec la concurrence à tous les niveaux de la hiérarchie de la Nature, la sélection (c'est-à-dire la survie est réalisée) des plus efficaces (c'est-à-dire des systèmes idéaux) est réalisée. Manifestation externe du résultat l'évolution des systèmes, fruit d'une sélection sur concours et est une fractale.

    Univers

    Lee Smolin, professeur au Center for Gravitational Physics and Geometry (Pennsylvania State University), a proposé une nouvelle théorie de l'univers à la fois élégante et complète, et radicalement différente de toutes celles proposées précédemment. Smolin a coupé le nœud gordien de la cosmologie avec une idée simple mais puissante : "Les structures de base de notre monde doivent être vues à travers la logique de l'évolution."

    Les lois de la nature que nous observons peuvent être le résultat de le processus de sélection naturelle. Notre univers est si parfaitement adapté à la vie parce qu'il a évolué de cette façon. Ce n'est qu'un parmi des milliers d'univers qui sont engagés dans une lutte cosmique dans laquelle les plus aptes survivent. "La nouvelle vision de l'univers est un rayon de lumière, dans tous les sens, car ce que Darwin nous a donné, et ce à quoi nous pouvons tendre en généralisant le cosmos dans son ensemble, c'est une façon de penser le monde...".

    Les idées de Smolin sont basées sur les dernières avancées en cosmologie, théorie quantique, théorie de la relativité et théorie des cordes. Et, en même temps, ils offrent également une vision sans précédent de la façon dont toutes ces réalisations peuvent être combinées pour former une nouvelle théorie cosmologique : théorie de l'évolution des structures des galaxies.

    La vie dans la Terre

    Dans le processus d'évolution de la vie, la masse totale de matière vivante augmente et devient plus complexe dans son organisation. La complexité de l'organisation des formes biologiques est obtenue par essais et erreurs. Les formulaires existants sont reproduits en de nombreux exemplaires, mais ils ne sont pas identiques aux formulaires originaux. Au contraire, les copies s'en distinguent par la présence de petites variations aléatoires.

    Ces copies servent alors de matériel pour la sélection naturelle. Ils peuvent agir comme des organismes vivants séparés, auquel cas la sélection conduit à une accumulation de changements utiles, ou comme des éléments de formes plus complexes, auquel cas la sélection est également dirigée vers la formation de nouvelles formes (par exemple, vers la formation de formes multicellulaires). organismes). Dans les deux cas, la sélection est le résultat d'une lutte pour l'existence dans laquelle les formes les plus viables prennent le pas sur les moins viables. Ce mécanisme d'amélioration de la vie, découvert par Charles Darwin, peut être appelé la loi fondamentale de l'évolution.

    L'ensemble du processus de développement de tous les êtres vivants peut être imaginé comme un processus de fonctionnement d'un certain MARCHÉ. Tous les êtres vivants inventent en permanence de nouvelles formes d'organisation, de nouvelles possibilités d'association (coopération ou interaction coopérative), de nouveaux modes d'action, créent et mettent en œuvre des rétroactions, c'est-à-dire ajuste les règles de son activité vitale lorsque les conditions extérieures changent. Et ces initiatives sont nombreuses et variées, et toute cette diversité est dominée par des mécanismes de sélection.

    Dans le processus d'interaction compétitive, certains éléments du système périssent inévitablement. Ils sont remplacés par de nouveaux, plus adaptés aux conditions modernes. Ainsi, le MARCHÉ agit comme un système hiérarchiquement organisé consistant à éliminer les anciennes structures et à les remplacer par de nouvelles structures qui émergent continuellement. La nature n'a inventé aucun autre mécanisme d'auto-organisation, à l'exception de ce mécanisme - le MARCHÉ. Le MARCHE est le seul moyen naturel de comparer la qualité des différentes formes d'organisation de la matière vivante et leur rejet. Il est le principal facteur déterminant le développement non seulement de la société, mais de l'ensemble du monde vivant.

    Le Schéma Universel d'Evolution reflète les processus de ce MARCHE généralisé, montrant les directions du changement chaque systèmes sur toutes les personnes niveau hiérarchique, processus de sélection du système, c'est-à-dire leur survie ou leur mort, selon le niveau d'idéalité des systèmes.

    Le fonctionnement du système endocrinien du corps humain

    Le système endocrinien fournit une composition constante de fluides qui baignent certaines cellules du corps. Même de petits changements dans la composition de ces fluides et / ou leur processus de circulation provoquent une réponse correspondante (rétroaction négative) du système endocrinien, visant à rétablir une concentration / circulation normale.

    L'organisme entier ou un sous-système spécifique évolue particulièrement sensiblement dans un moment de danger. Si "le niveau de capacité de survie de l'organisme est réduit", par exemple, s'il est déterminé dangereusement niveau faible sucre dans le sang, alors l'hypophyse produit immédiatement un signal pour modifier (diminuer) la productivité du pancréas, ce qui réduit la libération d'insuline. Ainsi, par dynamisation du système - diminution de l'activité du pancréas et diminution du taux d'insuline, la concentration de sucre dans le sang devient normale. Cela signifie la réussite d'un cycle de contrôle - la viabilité de l'organisme est revenue à son niveau d'origine, c'est-à-dire Rose.

    Société et organisations

    Dans les sociétés aux hiérarchies strictes et aux traditions rigides, le code de conduite était en principe toujours le même. Vous devez être honnête, courageux, fidèle à votre parole, fort, travailleur. Un comportement cultivé leur a permis de se tenir debout et de s'élever dans la lutte contre la nature et les ennemis. Ce qui contribue à la survie et à la prospérité de la société, c'est-à-dire la plupart des gens, et c'est vrai, sinon nous périrons tous. Ici le critère de la vérité est la pratique, tout s'éclaire et s'établit à travers l'expérience des générations.

    Théorie de l'organisation évolutive

  • La théorie de l'évolution biologique moderne peut être utilisée dans les études organisationnelles au niveau métathéorique
  • Les principes de base de l'évolution sont le désir de préserver l'identité et de s'adapter à l'environnement extérieur
  • L'entreprise évolue simultanément à plusieurs niveaux internes et externes

    Les chercheurs se tournent de plus en plus vers une direction évolutive : s'efforcer fructueusement sortir les analogies du domaine de la théorie de l'évolution biologiqueà d'autres domaines, dans ce cas, dans la théorie des organisations.

    L'approche de la population est basée sur un modèle stochastique dynamique, parties constitutives qui sont trois processus - modification, sélection et préservation des fonctionnalités utiles. L'objet de l'étude est population d'organisations.

    En étroite analogie avec la création d'espèces en biologie, l'attribution de branches est envisagée, conduisant à la formation d'organisations d'un nouveau type. La variation de nouveaux types d'organisation est le point de départ du processus de sélection dans une population donnée. Cela examine, par exemple, le taux de mortalité des types d'organisation. Là encore apparaît l'analogie avec le concept biologique de la théorie de la sélection naturelle.

    La théorie de l'évolution pénètre également dans d'autres disciplines scientifiques et philosophiques. Donc, direction évolutive se manifeste dans l'analyse du développement de la science(théorie du changement de paradigme).

    C'est cette considération qui est consacrée au travail "Schéma de ZRTS et le développement d'un système de connaissances - science, théorie, paradigme". En mai 1999, le terme Universal Scheme of Evolution n'était pas encore utilisé dans le titre de l'ouvrage.

    Si nous nous tournons vers les concepts de la sociobiologie moderne, il est facile de voir la prédominance de l'idée de la ressemblance à un organisme de la société humaine en elle. Dans les années 30. Au XXe siècle, le scientifique américain W. Kennon a écrit sur la similitude de la régulation et du contrôle dans le corps avec tout type d'organisations créées par des personnes ( systèmes complexes), y compris industriels, économiques et sociaux. Dans les années 50. XX siècle N. Wiener a commencé à se développer la cybernétique, basée sur la similitude du contrôle et de la communication dans tous les systèmes organisés, machines et organismes vivants.

    Ayant pris connaissance des travaux du parlement anglais en 1689, le tsar Pierre Ier a fait remarquer: "C'est amusant d'entendre quand des sujets disent ouvertement la vérité à leur souverain: c'est ce que vous devez apprendre des Britanniques." Cependant, le tsar Pierre n'a pas commencé à transférer cela sur le sol russe. La comparaison du chemin historique de développement des monarchies des deux pays montre pourquoi on géré mais pas sans difficulté, s'adapter à l'évolution des conditions internes et externes, survivre et s'intégrer dans la structure d'une société qui a subi de grands changements, tandis que l'autre s'est effondrée en raison de l'ignorance de la réalité, de l'adhésion aveugle au passé.

    Il paraît que La survie de la monarchie en Grande-Bretagne s'explique aussi par les traits nationaux du peuple anglais, son « éducation » dans l'esprit de compromis, l'harmonie sociale développée au cours des trois derniers siècles.

    Schéma universel d'évolution dans tous les détails - système d'état(le type d'état n'a pas d'importance) pour survivre, il faut changer, s'adapter à l'évolution des conditions internes et externes !

    Les problèmes urgents du monde- l'alimentation, l'énergie, la maîtrise des armements, la population, la pauvreté, les ressources naturelles, l'écologie, le climat, les problèmes des personnes âgées, l'effondrement des communautés urbaines, le besoin d'un travail créatif qui apporterait satisfaction, - ne trouvent plus leur solution au sein d'une société industrielle.

    Une société industrielle n'a pas de ressources de développement, sa survie est donc en cause. Décision sur l'ESS - passage au bloc 3 "Création d'un nouveau système", - la création d'une société bâtie sur de nouveaux principes, sur l'utilisation de nouvelles ressources.

    Affaires

    Dans de nombreux exemples, nous voyons des entreprises comme un système vivant. Avec une solide formation en anthropologie et en économie, le Dr W. Frederick a passé des années et des années à réduire les affaires à l'essentiel, non pas à la personne, mais au processus de la vie en général. Tous les êtres vivants, comme il l'a montré dans son travail en 1995, s'efforcent d'économiser de l'argent, d'obtenir plus pour moins. "Cette le processus de l'économie est le seul moyen de survie, de croissance, de développement et de prospérité."

    "Le marché n'est pas une invention du capitalisme, comme l'a fait remarquer Mikhaïl Gorbatchev. C'est une invention de la civilisation." Il pourrait aller plus loin dans sa définition : la civilisation est l'invention des affaires, et les affaires sont l'invention de la vie.

    Internet est devenu une illustration du fait que l'entreprise est un organisme vivant. Les biologistes connaissent la croissance exponentielle - c'est ainsi que ces courbes décrivent les systèmes biologiques. C'est une des raisons pour lesquelles L'économie de réseau est souvent décrite avec plus de précision en termes de biologie. Il est clair que le Réseau est perçu comme une sorte de frontière - après tout, pour la première fois dans l'histoire, nous assistons à la croissance biologique d'un système technique.

    Au début du XXe siècle, on trouve dans la littérature économique et sociologique des tentatives d'élargir le champ des concepts originellement purement économiques d'"optimum" et d'"efficience" et d'interpréter l'histoire et les activités sociales des personnes, par exemple, basé sur le concept d'extrême (c'est-à-dire maximum et minimum).

    En 1922, le sociologue et économiste allemand F. Oppenheimer publie son ouvrage "Le système de sociologie", dans lequel il formule essentiellement principe sociologique et économique extrême - "principe du moindre moyen". Oppenheimer le considérait comme le principe le plus important de la sociologie et la base de l'activité humaine rationnelle. Il coulait d'un point de vue encore plus général du principe énergétique bien connu de W. Ostwald : "Ne gaspillez pas d'énergie !" Grâce au principe d'Oppenheimer, on peut déduire mathématiquement toute activité économique du « désir humain d'utiliser le moindre moyen ». Dans un sens généralisé, cette formulation exprime l'idée de l'optimal, dont le critère est le but humain, le désir d'économie et la minimisation des moyens pour y parvenir.

    Les premiers travaux sur philosophie de l'optimalité aux États-Unis, il y a eu les études méthodologiques de G. Simon sur le comportement optimal des entités économiques sur le marché.

    Lorsqu'une entreprise devient une société indépendante (firme), les dispositions suivantes s'appliquent à elle : conditions d'existence (c'est-à-dire la vie):"Pièce jointe entreprises aux produits standards traditionnels, aux mêmes marchés et modes de distribution ne peut assurer son succès commercial à long terme, et est parfois la principale raison de son effondrement (c'est-à-dire non-survie). L'entreprise doit être en état de recherche permanente de nouveaux marchés, de nouveaux clients, de nouveaux produits et de nouvelles applications pour leurs produits traditionnels.

    La preuve encore et encore : les affaires se développent selon les lois de la vie, survit au sens littéral du terme, chercher à sauver obtenir plus pour moins croît de façon exponentielle.

    Systèmes techniques

    Les méthodes technologiques, plus précisément la connaissance de la façon de produire des biens ou des services, sont à certains égards analogues aux espèces biologiques, et leurs changements sont de nature évolutive. Une invention, l'émergence d'une nouvelle technique technologique, équivaut à l'émergence d'une nouvelle espèce.

  • De l'océan d'objets artificiels créés par l'homme, seuls quelques-uns ont été sélectionnés, qui sont devenus partie intégrante de la partie matérielle de la vie de la société. Dans la nature, cela se manifeste sous la forme de la capacité des espèces à survivre - un organisme, en particulier une espèce, peut prospérer et se reproduire dans son monde. Un objet artificiel aussi, pourrait-on dire, survit et prend forme à travers une succession de générations de choses créées.
  • Les chercheurs sont captivés par l'idée qu'une puce informatique, comme un objet biologique, peut être forcée d'évoluer par sélection naturelle « darwinienne ». Le processus pourrait "engendrer" une configuration de commutateurs logiques qui exécutent la fonction souhaitée, même si le programmeur sait peu ou rien sur la façon de configurer le circuit en premier.
  • "Teramak" est un puissant ordinateur parallèle expérimental construit dans le laboratoire Hewlett-Packard pour explorer de larges approches de l'architecture informatique. Cette machine, dont les éléments contiennent environ 220 000 défauts, fonctionne 100 fois plus rapidement qu'une station de travail à processeur unique de haute qualité ayant à peu près la même configuration.
  • Résistant aux défauts L'architecture de Teramaka permet de contourner facilement les défauts, a un grand attrait pour les futurs paradigmes informatiques nanométriques. Il est possible de synthétiser chimiquement des composants électroniques individuels avec un rendement inférieur à 100%, de les assembler dans un circuit avec une instabilité notable dans les connexions, et en même temps de créer un circuit de communication puissant et fiable.
  • Premier atelier de la NASA et du ministère de la Défense sur "Matériel en évolution" a été menée au Jet Propulsion Laboratory du Technical Institute (Pasadena, Californie). Cette industrie en croissance est exceptionnellement importante pour les systèmes spatiaux et de défense qui doivent survivre et fonctionner de manière optimale pendant de longues périodes dans des environnements inconnus, difficiles et/ou changeant fréquemment.

    Retraçons l'évolution séculaire de la technologie. Au début, toute innovation se heurte à des obstacles accrus, à la fois dans son inadéquation et dans la méfiance du public ; mais la publicité exagère son importance, prédisant la vie pour lui, et la mort pour l'ancien. Ensuite, la pratique donne à chacun sa place. Et c'est pourquoi à tout moment nous voyons une masse en compétition entre eux des travaux techniques.

    Tous les phénomènes ci-dessus imposent à ce point analogie entre l'évolution d'une invention technique et l'évolution du monde vivant. La théorie de l'évolution moderne couvre les dispositions individuelles suivantes :

    1. A partir des principes organiques apparus par génération spontanée, s'est formé successivement tout le monde vivant de notre temps.

    2. Chaque organisme hérite certaines de ses propriétés de son ancêtre.

    3. Les nouvelles acquisitions sont soit conservées et transmises à la postérité, soit elles disparaissent, selon leur utilité, indifférence ou préjudice à l'organisme dans sa vie.

    4. Tous les organismes se battent entre eux pour l'existence (et plus ils sont liés, plus la lutte est féroce). Seul ce qui est le mieux adapté à cette lutte est retenu.

    5. Tout comme l'agriculteur choisit pour la continuation de la race ce qui convient le mieux à ses objectifs, et c'est en quoi consiste la sélection artificielle, la sélection naturelle se produit également dans la nature. À peine perceptibles au début, les modifications se développent et, en résumé, produisent différents types.

    6. Les nouvelles formes restent stationnaires ou changent davantage, et c'est pourquoi l'échelle évolutive persiste à un moment donné.

    Remplaçant partout le mot « organisme » par le mot « invention », nous transférons entièrement cette formule de Darwin à l'évolution de la technologie, qui, de ce point de vue, pourrait être appelée « darwinisme technique ».

    Au cours de la civilisation de la première vague (civilisation agraire), les canaux de communication et en 1628 en Europe le service postal express "Maison des Taxis" comptait 25 000 personnes, n'étaient destinés qu'aux riches et au pouvoir, les gens ordinaires n'avaient pas y accéder.

    La deuxième vague (civilisation industrielle), entraînant pays après pays dans sa sphère, a complètement détruit ce monopole de la communication. C'est arrivé parce que technologie et production de masse deuxième vague exigé un mouvement massif d'information, que les anciens canaux de communication ne pouvaient tout simplement pas gérer.

    Sur le Schéma Universel d'Evolution, le passage au bloc 3 "Création d'un nouveau système", c'est-à-dire en termes de TRIZ, la transition S1 → S2 lorsqu'il est impossible de développer des moyens de communication sur les anciens principes, dans l'ancien cadre.

    Il est connu que pour remplir une fonction spécifique, en règle générale, un grand nombre de structures TS peuvent être proposées, chacune mettant en œuvre cette fonction. Mais "efficace et viable sont des systèmes dont la structure correspond au maximum aux fonctions implémentées.

    On parle directement d'idéalité (synonyme d'efficacité) et de viabilité, c'est-à-dire survie!

    La nouvelle technologie se pose sur la base de l'ancienne, vous devez donc être en mesure d'identifier ce qui est déjà mourant, « a survécu », ce qui peut se développer, quelles solutions techniques et pourquoi sont plus prometteuses, et dans quelles conditions.

    Les compétences les plus importantes d'un ingénieur, les plus appréciées au monde, sont considérées conception et invention. Ce sont les deux faces d'un même processus de création. Construction apporte expérience, connaissances, contexte de la technique précédente, s'appuie sur la science et la pratique établies. L'invention est la voie vers le nouveau, assurer la dynamique du développement technologique.

    Coïncidence totale avec le Scheme : bloc 3 "Création d'un nouveau Système", c'est-à-dire inventer, innover, et bloc 4 "Amélioration du système existant, c'est-à-dire construction en utilisant l'expérience, les connaissances, arrière-plan de la technique précédente.

    Windows 2000. Des menus personnalisés sont apparus dans le nouveau système d'exploitation : instruments, que vous utilisez plus souvent, montez et pas utilisé pendant une longue période et disparaissent complètement de la vue.

    L'applet Ajout/Suppression de logiciels vient de s'améliorer. Il fournit non seulement une liste alphabétique des programmes installés, mais aussi rapporte des informations sur la fréquence à laquelle vous avez utilisé le programme et quand vous y avez accédé pour la dernière fois, indique la quantité de mémoire qui sera libérée après la désinstallation du programme.

    Un exemple d'Evolution Scheme : sous Windows 2000, les icônes des outils inutilisés mais gourmands en mémoire « meurent » en disparaissant de l'écran ; et le programme rend également compte des candidats les plus préférés "pour mourir", c'est-à-dire pour désinstaller le programme.

    L'évolution de l'informatique basée sur le silicium

    Matériel de la revue "The Future of Computers - What's After Silicon?" Le Massachusetts Institute of Technology (MIT) est considéré dans les 5 premières sections (blocs) du Schéma universel d'évolution.

    1. Viabilité réduite des ordinateurs à base de silicium

    Au cours des quatre dernières décennies, les ordinateurs ont présenté une image remarquable. Avec une forte augmentation de leur vitesse et de leur puissance de calcul, la même forte baisse de prix. La croissance exponentielle de la puissance de calcul prédite par Gordon Moore dans les années 1960 décrit l'essor d'Internet et le boom économique.

    Mais le numéro spécial de « MIT : A Review of Technology » soulève déjà la question : que se passera-t-il lorsque la technologie informatique moderne, basée sur le silicium, commencera à atteindre les limites de son taux de croissance ? Aujourd'hui, il y a de nombreuses raisons de penser que "la fête peut finir".

    Ce dernier implique d'identifier le problème de la réduction de la viabilité de la technologie informatique basée sur le silicium. Cela exprime l'incertitude que cette technologie informatique survivra à l'avenir.

    2. Idéalité réduite de la technologie informatique basée sur le silicium

    Paul A. Packan, un éminent chercheur d'Intel, a fait valoir dans Nature (septembre 1999) que la loi de Moore est en grave danger. Il a identifié trois problèmes principaux :

  • L'utilisation d'atomes d'impuretés introduits dans le silicium pour augmenter sa capacité à retenir les zones de charge électrique. Au-delà d'une certaine limite, les atomes d'impuretés commencent à "coller ensemble" et à former des amas électriquement inactifs. Les micropuces d'aujourd'hui sont très proches de ce maximum.
  • Les "portes" qui contrôlent le flux d'électrons dans la micropuce sont devenues si petites qu'elles sont soumises à un effet quantique indésirable. "Gate" dans la puce est aujourd'hui inférieure à 2 nanomètres, c'est à dire. si petits qu'ils laissent passer les électrons (tunnel) même lorsqu'ils sont fermés. Ainsi, la mécanique quantique rend inutiles les dispositifs en silicium plus petits qu'une certaine taille. "Ce n'est pas une difficulté de production ordinaire - nous atteignons une impasse à un niveau plus fondamental"
  • Lorsque les composants de la micropuce étaient plus gros, les fluctuations de la concentration des impuretés introduites avaient peu d'effet. Mais maintenant, les transistors sont si petits qu'ils peuvent être créés dans des régions riches ou pauvres en impuretés, ce qui affecte leurs performances. Et ici, les ingénieurs n'ont pas de solutions connues.

    Tout cela signifie révéler l'idéalité réduite de la technologie informatique basée sur le silicium - révélant un faible ratio de fonctions système utiles et nuisibles. Les fonctions nocives se multiplient !

    Après avoir évalué l'idéalité du matériel informatique construit sur silicium, selon le schéma, il existe 2 façons de surmonter les problèmes notés : créer un nouveau système et/ou améliorer un système existant. Explorons les deux.

    3. Création de nouvelles technologies informatiques

    Il est nécessaire de créer un nouveau système si un système avec les fonctions nécessaires n'existe pas du tout, ou si un système existant, dans notre cas, un équipement informatique construit sur silicium, ne dispose pas de ressources de développement.

    Mettre de plus en plus d'appareils sur une puce signifie créer des éléments de plus en plus petits. La puce la plus récente en production a des sites de gravure d'environ 180 nanomètres (un nanomètre vaut 10 -9 mètres). Pour respecter la loi de Moore, les zones de gravure doivent être réduites à 150 nm en 2001 et à 100 nm en 2005.

    De nombreux experts en semi-conducteurs remettent en question les méthodes commercialement viables de fabrication de transistors en silicium inférieurs à 100 nm. Et même si les fabricants de puces peuvent les fabriquer, les composants en silicium ultra-micron ne fonctionneront probablement pas. Avec des tailles de transistors de l'ordre de 50 nm, les électrons commencent à obéir aux lois de la mécanique quantique, errant là où on ne les attend pas du tout.

    Il existe plusieurs manières alternatives de créer un nouveau système :

    Le principal avantage d'un ordinateur moléculaire est la possibilité de placer beaucoup plus de circuits sur une puce que ce qui peut être fait sur du silicium, et de le faire beaucoup moins cher.

    Les molécules ont une taille de quelques nanomètres, ce qui permet de créer une puce avec des milliards, voire des milliards d'éléments. S'il était possible de connecter un petit nombre de molécules avec des fils, comme les composants électroniques individuels sont connectés pour former des circuits, un tel résultat changerait complètement la conception de l'ordinateur. La mémoire moléculaire pourrait être un million de fois plus dense que la meilleure mémoire à semi-conducteurs actuelle, permettant de stocker toutes les expériences de la vie dans un appareil de la taille d'une montre. Un supercalculateur pourrait être suffisamment petit et bon marché pour tenir dans des vêtements. Les inquiétudes que la technologie informatique se heurterait bientôt à un mur disparaîtraient.

    Le monde subatomique est plein d'éléments qui ont 2 états oui/non, ce qui le rend facile à utiliser. La plupart des particules - électrons, protons et même photons éphémères - ont un mouvement de rotation, un spin. Une fois l'information encodée, le monde subatomique offre un grand nombre de façons de la traiter. En manipulant les propriétés magnétiques du milieu autour des électrons, ou en faisant passer des photons à travers des polariseurs, des miroirs et des prismes, les bits quantiques peuvent être soumis à toutes les opérations nécessaires au traitement informatique.

    3.3. ordinateur biologique

    Les scientifiques cherchent des moyens de créer des cellules capables de calculer, d'avoir des gènes intelligents, d'additionner des nombres, de stocker des résultats sous une forme quelconque, de mesurer le temps et peut-être même d'exécuter des programmes simples.

    Bio-ordinateur :

  • Tout d'abord, il est exceptionnellement rentable. Une fois qu'une seule cellule pourra être programmée, il sera possible de les cultiver par milliards au prix de simples solutions nutritives et du temps du personnel de laboratoire.
  • Deuxièmement, il peut être nettement plus fiable que le "fil de silicium" ; c'est pour cette raison que notre cerveau survit et fonctionne avec la mort de millions de cellules, tandis que le Pentium tombe en panne avec la rupture d'un conducteur.

    Parmi les approches prometteuses figure la "mosaïque intelligente d'ADN" inventée par Eric Winfree. Ce sont les blocs de construction microscopiques de l'ADN, qui non seulement peuvent stocker des données, mais sont construits, en d'autres termes, programmés, pour effectuer des opérations mathématiques en les combinant d'une manière spéciale.

    4. Amélioration du système existant

    Il est possible d'améliorer un système existant - du matériel informatique construit sur du silicium - s'il en a les ressources. Mais, comme on l'a noté, "il n'y a pas de solutions connues" pour surmonter les problèmes fondamentaux émergents.

    5. Combiner les systèmes

    Les chercheurs du MIT s'intéressent depuis longtemps aux techniques de traitement informatique qui utilisent plusieurs micro-ordinateurs au lieu d'un seul ultra-rapide. Lorsque le processeur ne peut plus être réduit, la seule façon, selon les chercheurs, d'obtenir un calcul rapide est de partager plusieurs ordinateurs. Une telle approche peut aider à surmonter la barrière que l'évolution des microprocesseurs au silicium pourrait bientôt rencontrer.

    De nombreux chercheurs en intelligence artificielle pensent également que la seule façon possible de créer un véritable esprit machine est d'utiliser des millions de microprocesseurs connectés ensemble, modélisant le plus précisément les connexions des neurones dans le cerveau humain.

    Il est clair qu'il s'agit d'une transition naturelle du bloc 5 (unification de nombreux microprocesseurs) au bloc 3 du schéma (création d'un nouveau système de microprocesseur) - après tout, lors de la combinaison, une nouvelle qualité de système a été obtenue, un nouveau système de microprocesseur a été obtenu. Après avoir satisfait à la loi de complétude du système, ce nouveau système à microprocesseur entame un nouveau cycle de développement en tant que système existant. Ceci est illustré par la transition du bloc 3 au bloc 4.

    Ainsi, nous avons 5 directions possibles de développement - selon le nombre de types d'ordinateurs. Laquelle de ces directions gagnera sera décidée aux niveaux de la hiérarchie du Marché généralisé. La sélection aura lieu :

  • à un niveau purement technique - par comparaison technique paramètres pour la mise en œuvre des fonctions utiles et nuisibles des structures, comparaison capacités techniques création de supersystèmes informatiques (par exemple, réseaux de communication)
  • au niveau de l'industrie informatique - par comparaison économique des indicateurs de création et d'utilisation de supersystèmes informatiques, comparant les possibilités de leur intégration dans d'autres industries (dans la production de diverses industries, équipements militaires, transports, sciences, éducation, santé, culture, loisirs, etc.)
  • au niveau de la société - par comparaison socialement bénéfique indicateurs d'options "industries informatiques" (comparant les niveaux de résilience sociétale que chaque "industrie informatique" fournit)

    Un autre exemple de l'évolution de la technologie est la sortie d'un ensemble de CD L'anthologie des Beatles. Pour garder l'authentique "son des années 60" pour le premier double CD de cette série, a dû restaurer le célèbre studio numéro 2 d'Abbey Road et acheter des consoles de mixage vieilles de 30 ans.

    La technologie d'enregistrement évolue à un rythme très rapide. atelier numéro 2 sous forme originale et consoles de mixage milieu des années 60 "mort" d'une mort naturelle. Et s'il n'y avait pas eu besoin de reproduire le son des années 60, alors ils seraient restés seulement en mémoire, en photographies, dans les archives de ces années ...

    Théorie du contrôle

    D'un point de vue scientifique, la théorie moderne du contrôle doit être considérée comme une branche de la théorie des systèmes associée à une modification du comportement d'un système complexe donné sous l'influence d'influences extérieures. Le management doit être vu comme une science de la transformation… au sens physique, biologique ou encore social.

    Le contrôle adaptatif est la capacité d'un système à modifier son comportement pour obtenir les meilleurs résultats comportementaux possibles. Selon la définition générale de la commande adaptative, un système adaptatif doit être capable de mettre en œuvre les fonctions suivantes :

  • recevoir des informations constantes sur état actuel système ou processus
  • comparer le fonctionnement actuel du système avec le fonctionnement souhaité ou optimal, et prendre une décision concernant le changement (fonctionnement) du système pour atteindre un fonctionnement optimal donné
  • initier un changement approprié pour amener le système géré à un niveau optimal

    Ces trois principes - l'identification de l'état, la décision de changer et le changement lui-même - sont l'essence de tout système adaptatif. Rappelons, au moins, le travail du système endocrinien du corps humain. Et comme vous pouvez le voir, ces trois principes sont les idées principales du Schéma Universel d'Evolution. Toutes les méthodes utilisées pour augmenter la fonctionnalité ∑F et/ou réduire les coûts ∑C ont la même structure.

    L'un des premiers régulateurs automatiques de l'histoire de la technologie, dans lequel le principe général de fonctionnement de tout régulateur automatique à action directe- régulateur de niveau d'eau dans la chaudière (Polzunov, 1765).

    Un régulateur automatique largement utilisé est le régulateur de vitesse de l'arbre centrifuge d'une machine à vapeur (Watt, 1784). Ce régulateur a une conception différente - un mécanisme centrifuge, et une nature différente de la valeur régulée - la vitesse angulaire, mais exactement le même principe général de fonctionnement du régulateur à action directe.

    L'unité de l'algorithme de contrôle: le capteur est déclenché si le paramètre - le nombre de tours de l'arbre de sortie de la machine à vapeur, est hors des limites de sécurité. Avec un décalage très important, un signal est émis pour la correction - un signal est envoyé à l'actionneur, qui modifie (dynamise) le système afin qu'il revienne à un état sûr. D'ici Le schéma de contrôle automatique (algorithme) coïncide avec le schéma d'évolution universel (USE). Après tout, les dispositifs de contrôle fournissent viabilité systèmes.

    Il s'avère qu'à des moments particulièrement importants de la vie des systèmes (au moment d'une forte augmentation du nombre de tours de l'arbre), ou dans des systèmes particulièrement importants (chaudière à vapeur, avion), il était possible d'automatiser la transition d'un état du système, dangereux d'un certain point de vue, à un autre, sûr. Celles. réussi à automatiser l'évolution d'un TS important à son moment (période) important de la vie. Et dans tous les autres moments (périodes) de la vie, l'ingénieur (inventeur) force le système à évoluer.

    Mais les lois de l'évolution sont les mêmes, aussi bien pour le régulateur automatique que pour l'inventeur : trouver un décalage dangereux pour la viabilité du système, existant ou potentiellement possible, et le réduire à zéro (match the system). Le régulateur et l'inventeur fonctionnent selon le même algorithme !

    À auto-organisation Système de contrôle seul l'un ou l'autre spécifique critère de performance du système ou une combinaison de critères pour différentes conditions externes du système. Le système lui-même par recherche automatique à l'aide d'opérations de calcul ou logiques choisit une structure(parmi les possibles à sa disposition), à laquelle le critère spécifié de la qualité de l'ensemble du système est satisfait. Cela se fait en connectant et en déconnectant divers liens dans une séquence logique. avec fixation (mémorisation) de structures plus réussies.

    Le système de contrôle lui-même cherche sa propre structure, ce qui le rend encore plus vivant. Et quand le mécanisme d'héritage des structures utiles apparaît, et plus encore ...

    Plus l'automatisation de la technologie et des connaissances en biologie se développe, plus analogies du fonctionnement des systèmes automatiques et des organismes vivants, y compris les systèmes d'activité nerveuse supérieure et le cerveau humain.

    Eh bien, ici, des analogies biologiques directes et des parallèles avec la technologie sont apparus parmi les auteurs, ce qui est tout à fait naturel. Après tout, les lois de l'évolution sont les mêmes !

    Les tâches de conception automatique d'ACS incluent la définition facteurs structurels. Pour cela, il est construit le processus de recherche de la structure optimale.

    Si la structure W du système conçu peut être modifiée de manière à respecter les restrictions S imposées à la structure, alors la synthèse d'une telle structure peut être mise en œuvre par ce que l'on appelle méthode évolutive. Le processus d'évolution de la structure W se déroule par étapes :

  • Sont générés structures modifiées(variations aléatoires, c'est-à-dire mutations !)
  • Nouveau les structures sont évaluées selon le critère d'efficacité puis la sélection a lieu, au cours de laquelle les structures avec une plus grande valeur de la fonctionnelle minimisée Q sont éliminées. L'algorithme peut également être appliqué sélection probabiliste, auquel la structure avec une plus grande valeur du critère minimisé est plus susceptible d'abandonner que la structure avec une plus petite valeur du critère.

    D'un tel genre évolution de la structure sera s'efforcer de sélectionner des structures avec une faible valeur du critère de qualité, parmi lesquels il y a aussi une structure optimale. Le caractère aléatoire des variations et de la sélection de W fournit finalité du processus d'évolutionà la solution optimale W op. Direction optimisation évolutive intensivement développé à l'heure actuelle et a reçu le nom modélisation évolutive.

    ESS « en pleine croissance » : l'application du mécanisme de la sélection naturelle pour gérer l'optimisation structurelle.

    Comme l'a montré la cybernétique, pour les systèmes complexes - qu'il s'agisse d'une personne elle-même, d'une entreprise ou d'une économie dans son ensemble - la gestion sur le principe des mécanismes d'autorégulation et d'autodéveloppement est la seule chance de survivre.

    La survie est le but de tout ! Et le mécanisme est le même pour tous les systèmes.

    Processus de prise de décision

    Voici le processus décisionnel le plus complet.

    1. Formulation du problème

    2. Formulation des critères (évaluation) de la solution

    3. Détermination des poids des critères

    4. Développement d'alternatives

    5. Analyse des alternatives

    6. Choisir une alternative

    7. Introduction d'une alternative

    8. Évaluation de l'efficacité de la solution

    Le décideur sélectionne parmi plusieurs problèmes celui qui ne peut être résolu celles. celui qui représente la plus grande menace pour le système. Il est clair que le critère universel d'évaluation d'une solution est le bénéfice maximum au coût minimum - c'est l'idéalité dans la compréhension TRIZ. Bien qu'il puisse y avoir d'autres critères, tous peuvent finalement être ramenés à la valeur du rapport « bénéfice/coût ».

    Développer des solutions alternatives n'est rien de plus que créer une nouvelle solution, améliorer une solution existante ou combiner des solutions. Et l'analyse des alternatives implique leur évaluation de l'idéalité et le choix de la plus idéale. La solution la plus idéale "survit" grâce à la mise en œuvre, les autres sont éliminées...

    Méthodes de conception

    Malgré les nombreux noms et la conception externe différente, il n'est pas difficile de remarquer le même ordre dans les méthodes de conception.

    1. Identification du problème. Identification d'un problème réel ou besoin de fournir des informations et de formuler (le problème) en termes fondamentaux.

    2. Identification et description des caractéristiques essentielles de la conception requise, ainsi que des propriétés et limites souhaitables. (Prendre) une décision sur les coûts monétaires basée sur (la quantité de) valeur - un prix fixe ou la solution la moins chère qui répond à un besoin de base.

    3. Idées préliminaires. Libération de mémoire, augmentation du nombre de méthodes de recherche pour maximiser le nombre solutions possibles.

    4. Rationalisation. Une courte liste d'un certain nombre de solutions possibles. Des croquis et des notes d'ingénierie raisonnablement détaillés sont ajoutés à chaque solution.

    5. Analyse. Appliquer les lois de la science pour déterminer la forme, la taille et d'autres caractéristiques des composants et pour tester la validité globale des solutions proposées.

    6. Résolution. Sélection des meilleures solutions possibles parmi les alternatives.

    Dans l'algorithme ci-dessus des méthodes de conception, il est facile de remarquer toutes les étapes successives selon le schéma universel d'évolution :

  • l'attention au système, dont la solution du problème ne peut être différée, et
  • "... une description des caractéristiques essentielles de la conception requise" en termes de solution la moins chère qui met en œuvre le besoin principal - idéalité sans ambiguïté "à la TRIZ", et
  • l'appel si familier à la "désinhibition de la mémoire" pour augmenter le nombre de techniques de recherche afin de maximiser le nombre de solutions possibles.

    Cela met en lumière le réel Polyvalence du schéma d'évolution proposé - à la fois le S&E et les méthodes non algorithmiques pour activer la recherche de solutions, et les outils TRIZ s'y intègrent. Et ce n'est pas surprenant - les méthodes de création et de transformation des systèmes doivent nécessairement correspondre à l'évolution naturelle des systèmes. Et comme il est constamment souligné, - n'importe lequel. Il est clair que l'ordre d'étude des systèmes doit coïncider avec leur évolution naturelle. C'est juste le moment de passer à la méthode scientifique (au processus) et à la science (au système).

    méthode scientifique

    1. Identification d'un problème de connaissance.

    2. Formulation précise ou reformulation du problème.

    3. Vérifier (toutes) les connaissances existantes en en recherchant une qui peut aider à résoudre le problème.

    4. Choisir ou inventer une hypothèse provisoire qui semble prometteuse.

    5. Tester l'hypothèse au niveau conceptuel…

    L'identification d'un problème de connaissance est un "appel" sur le problème de la connaissance, disons, la théorie. Il y a un fait dans les connaissances existantes qui aide à résoudre le problème des problèmes sans changer la théorie - très bien, la théorie continuera à vivre. Il y aura un fait, mais il faudra une petite restructuration de la théorie en tenant compte de ce fait - eh bien, ça ira. Encore une fois, la théorie perdure.

    Mais il peut arriver qu'il n'y ait pas de tels faits auxiliaires. Ensuite, sur l'ensemble des faits existants (et avec l'ajout de faits hypothétiques, supposés), une nouvelle théorie est construite, dans laquelle il n'y a tout simplement aucun problème identifié. Une nouvelle théorie a commencé sa vie...

    C'est ainsi que le système héliocentrique de Copernic, la loi périodique de Mendeleïev, en général, toutes les connaissances reconnues par la communauté scientifique sont entrées en usage scientifique. Et un tel algorithme est proposé sous la forme du schéma universel d'évolution.

    Au centre de la méthode scientifique se trouve l'expérimentation, c'est-à-dire tester un modèle scientifique nouvellement développé pour expliquer l'anomalie. La plupart du temps, le résultat de l'expérience est en conflit avec le modèle. Il est donc important de prendre du recul par rapport au modèle théorique, de faire un pas de plus en profondeur afin de poser à la nature d'autres questions, meilleures.

    La science

    L'ouverture commence à partir de Détection d'une anomalie, celles. avec la compréhension que la nature a en quelque sorte brisé le paradigme - l'attente enracinée qui régit la science normale.

    La révolution scientifique se produit lorsque un paradigme en remplace un autre après la période de test des hypothèses. Le processus est similaire à la sélection naturelle : une théorie devient la plus tenace parmi les alternatives réelles dans une situation historique particulière.

    Résultat un certain nombre de ces des sélections révolutionnaires - un ensemble d'outils parfaitement adaptés, que nous appelons la connaissance scientifique moderne. Et tout processus entièrement, semble-t-il fait ce que nous pensons que l'évolution biologique fait- sans formuler d'objectif - constamment (donne naissance à) la vérité scientifique, car à chaque étape du développement des connaissances scientifiques, il y a (toujours) un meilleur spécimen.

    Les biologistes, physiciens, cosmologistes et autres se réfèrent directement aux modèles, principes et lois d'optimalité tirées directement des théories du contrôle optimal, biologie et d'autres théories et disciplines, interprétant les quantités correspondantes à leur manière. Après tout, la communauté est importante, unité des lois des systèmes dynamiques complexes !

    La synergétique générale est apparue - une synthèse d'idées issues de la biologie, de la sociologie, de la thermodynamique hors équilibre, de la synergétique physique, de la théorie générale des systèmes, de la cybernétique, de l'informatique et d'autres disciplines et théories. Il est encore trop tôt pour parler de l'apparence théorie unifiée de l'auto-organisation. On ne peut que constater l'existence de divers concepts d'auto-organisation dans différentes disciplines et à leurs intersections.

    Pourquoi ne pas supposer que le schéma universel d'évolution peut aider à généraliser les connaissances et l'expérience de tant de branches de la connaissance ?

    La forme la plus élevée d'auto-organisation est caractéristique des systèmes qui s'améliorent sur la base d'innovations et évoluent dans le temps. Elle peut être considérée optimisation de la propriété d'adaptabilité. Le progrès (et la régression) dans la société est une variété, un type spécialisé d'évolution adaptative. Pour les systèmes intelligents, un type mixte d'auto-organisation peut être fixé. sens général, la forme de manifestation et le but fonctionnel d'une telle auto-organisation est la maximisation de la viabilité de ces systèmes tout en minimisant l'énergie, les moyens, le temps des actions, etc.

    Eh bien, et pourquoi n'est-ce pas une déclaration de la loi d'augmentation de la viabilité du système et non une indication du mécanisme de son action sous la forme d'une exigence de minimiser la consommation de ressources? De toute évidence, nous en savons plus, car TRIZ montre la voie pour augmenter la viabilité du système grâce à augmenter l'idéalité du système, ce qui peut être réalisé, pas seulement en réduisant le dénominateur (fonctions coûteuses et nuisibles).

    Culture, arts

    Chaque culture est conçue par Spengler comme un organisme à part entière - tout à fait analogue à la biologie. Chaque culture passe par des étapes - la naissance (enfance), la formation (jeunesse), la prospérité (maturité), le déclin (vieillesse) et, enfin, la mort complètement inévitable.

    Spengler appelle la dernière étape mourante de toute culture « civilisation ». Symptômes de civilisation : domination et surabondance de la technologie, le déplacement des arts par l'artisanat et l'ingénierie, la créativité par la conception rationnelle, organique - artificiel, assujettissement de la nature, urbanisme, guerre. L'alternance des stades de développement, et donc l'extinction finale, se produit exactement avec la même régularité qui règne sur tous les organismes vivants, absolument objectif et hors du contrôle de la nature humaine, comme toutes les lois de la nature.

    Eh bien, que dire d'autre pour confirmer l'objectivité des lois d'évolution pour toute la hiérarchie des niveaux "Nature - Société - Production - Technologie" ?

    J'ai découvert que le plus difficile est la pratique quotidienne du théâtre. Plusieurs fois par mois, je reste avec les acteurs et je passe en revue leur travail. La performance peut se reproduire cent - cent cinquante fois, je l'analyse encore. Parce que le théâtre est détruit à chaque seconde ! Et vous devez tout collecter à nouveau, faire des commentaires, tout écrire et ne pas mourir en même temps.

    Le théâtre du point de vue du Schéma Universel d'Evolution : le théâtre meurt à chaque seconde ! Par conséquent, pour survivre, il est nécessaire d'identifier les lacunes et de changer, changer, changer.

    Revenons à l'anthologie des Beatles. Il s'agit d'un ensemble de 3 doubles CD contenant des enregistrements Beatles inédits, incl. doublons rejetés de chansons célèbres, versions préliminaires, croquis ...

    Un exemple du schéma d'évolution : les prises, brouillons et croquis rejetés sont exemples "morts" de créativité. Ils se sont avérés moins parfaits, moins idéaux, d'un point de vue poétique ou musical, du point de vue du niveau de prise de son.

    Mythes, religion

    Comme l'a observé l'anthropologue Joseph Campbell, le mythe sert à expliquer le monde extérieur, sert de fil conducteur pour individuel développement, indique des directions à la société et donne le ciblage aux enquêtes spirituelles. Les mythes combinent ce que les gens savent avec ce qu'ils espèrent et désirent dans une sorte de feuille de route que les gens suivent chaque fois qu'ils doivent faire un choix dans la vie.

    Le mythe est l'un des moyens de créer la confiance, individuelle ou sociale, d'aider à survivre.

    Mais lorsque le mythe ne donne pas, même s'il s'agit d'une explication particulière de l'environnement, cesse d'être un guide et d'indiquer des directions, il devient inutile et peut-être même dangereux. Les mythes, devenus inutiles ou trompeurs, s'effacent insensiblement et disparaissent. En Amérique centrale, vous pouvez maintenant trouver des dizaines de temples mayas abandonnés, au Pérou - les ruines de milliers de monuments érigés par les Incas, au Pays de Galles il y a des pyramides faites de pierres par les Celtes, au Kampuchéa - des statues khmères, en Irak - des sumériens ziggourats, sur l'île de Pâques - têtes de pierre géantes. Tous ces témoins silencieux des mythes autrefois florissants qui disparu Soit parce que commencé à tromper les gens, ou parce que dans leur environnement des mythes plus viables ont émergé et culturelle.

    Le système, devenu inutile ou, qui plus est, dangereux - disparaît ! Cela s'applique à tous les systèmes - techniques, industriels, sociaux, naturels. Le mythe en tant que système d'idées, même s'il n'est pas très réel, est également soumis aux lois inexorables de l'évolution.

    Arnold Toynbee a placé le développement de la multiplicité des mondes culturels et leur unité structurelle interne sur une stricte base scientifique, ont complété l'idée d'une crise certaine de la « civilisation du christianisme occidental » par l'idée qu'une triste fin peut être évitée, par exemple, par « l'unité d'esprit » par l'initiation à la religion œcuménique.

    Même si c'est une illusion, cela semble être l'une des plus vitales. Les illusions ne sont pas moins nécessaires à la croissance et à la survie de l'homme, qu'une vision claire et impitoyable.

    Le mythe, comme la connaissance exacte, élimine une certaine incertitude dans la compréhension du monde environnant. Une personne, un collectif ou une société dans son ensemble ne peut pas vivre dans un état d'incertitude, de sous-entendus, c'est-à-dire le mythe aide à ne pas s'inquiéter, donc ça aide vraiment à survivre !

    L'action des mythes peut être à la fois salvatrice et destructrice. Ils s'unissent, donnent la force de survivre dans les épreuves, espèrent atteindre des objectifs, réaliser des désirs. Le mythe est l'expérience originelle de l'homme dans le monde. Le but du mythe "supprimer l'incertitude, boucher les trous dans l'image de l'univers, Explique- et donc freiner - nos peurs, que l'esprit ne peut pas freiner".

    Celles. le mythe est un outil de survie, de durabilité, de stabilité. Mais chaque instrument naît, se développe et parfois meurt.

    Formuler le grand principe éthique nécessaire à assurer l'avenir de l'homme les religions disent presque textuellement la même chose. Voici comment les principales religions du monde formulent le principe éthique principal :

    Bouddhisme : "Ne faites pas de mal aux autres, tout comme vous ne voulez pas être blessé."

    Zoroastrisme : "La nature n'est bonne que lorsqu'elle ne fait pas à l'autre ce qui n'est pas bon pour elle."

    Hindouisme : "L'essence de toute vertu est de traiter les autres comme vous aimeriez être traité."

    Judaïsme : "Ne fais pas à ton prochain ce qui est mauvais pour toi. C'est toute la loi, tout le reste en est le commentaire."

    Confucianisme : "Le maximum de bienveillance est de ne pas faire à autrui ce que l'on ne souhaite pas pour soi."

    Christianisme : "Fais à un homme ce que tu veux qu'il te fasse."

    Nous voyons que le noyau de toutes les religions du monde, à savoir les religions, et non les cultes et les sectes, est un et le même. il l'approbation des principes éthiques nécessaires à une personne pour assurer son avenir. Tout le reste est la formation de certains mythes religieux, telle ou telle philosophie : la stratification de l'histoire, l'impact des civilisations venues des temps pré-religieux.

    Tout vise à accroître la stabilité de la société, à sa survie.

    Le déclin du rôle (et du prestige) de la religion dans la vie de presque toutes les nations chrétiennes est devenu presque un axiome. Mais une tentative de comprendre les véritables causes de ce phénomène, la nécessité de moderniser certaines doctrines, et surtout, la nature des activités qui répondent aux besoins du monde spirituel de l'homme moderne ne caractérisent que certains groupes de dirigeants de l'Église catholique , dirigée par le pape Jean-Paul II lui-même.

    Église orthodoxe, Malheureusement, c'est très dogmatique et archaïque. Elle répond faiblement aux besoins spirituels changeants des gens et pour cette raison, il ouvre la voie aux activités de diverses sectes et individus qui spéculent directement sur les besoins spirituels des gens.

    Schéma d'évolution et religion : faible dynamisme des doctrines → croissance du désaccord avec les besoins spirituels diminution de l'idéalité (croissance de l'activité sectaire) → diminution de la vitalité (diminution du rôle de la religion dans la vie des gens).

    Méthodes créatives de résolution de problèmes

    Il est intéressant de comparer le SSE proposé et les recommandations de G.Mageramov selon les principes généraux de construction d'un algorithme processus créatif. Après tout, l'ESS représente l'approche la plus générale et la plus universelle de la transformation des systèmes.

    Une petite digression hérétique. Avec l'adoption de l'ESS, le processus de transformation des systèmes cesse d'être créatif ! Après tout, nous savons à l'avance, quoique pas en détail, mais nous savons ce qui attend le système auquel nous nous adressons.

    Selon G.Mageramov, le premier principe de création d'un algorithme : collecte du tableau d'informations nécessaires. Plus ce tableau est grand et plus les informations qu'il contient sont diverses, plus la recherche peut être fondamentale et plus l'algorithme résultant sera efficace.

    Eh bien, voici l'entière satisfaction du principe. Le schéma d'évolution est basé sur :

  • analyse des matériaux sur TRIZ-ZRTS ;
  • traitement du fonds d'information collecté et organisé sous forme de classeur, sur des sujets scientifiques, techniques, économiques, politiques, pédagogiques, philosophiques et autres;
  • expérience d'utilisation de TRIZ-ZRTS pour l'étude et l'amélioration des systèmes techniques et non techniques (organisation de la production, structures de gestion, pédagogie, sécurité de l'information).

    Selon les deuxième et troisième principes de G.Mageramov : différenciation du tableau d'informations et détermination du facteur de caractéristique il y a une différence intéressante. Depuis sa création Universel Schéma d'évolution alors produit « intégration » des informations, les caractéristiques les plus communes du développement inhérentes à tous les systèmes sans exception sont révélées. Il ne s'agit pas d'une confrontation entre les deux approches, mais de leur complémentarité. Il s'avère que le travail sur l'opérateur du système:

  • G.Mageramov entre dans le sous-système, en considérant des moyens et des détails spécifiques de la transformation des systèmes ;
  • A.Zakharov va au supersystème, en considérant les lois les plus générales de la transformation du système.

    Selon le quatrième principe : identification et formalisation de la structure du processus créatif- match complet. Le schéma universel d'évolution a :

  • cohérence interne - la séquence de blocs forme plusieurs contours, constitués de chaînes de cause à effet
  • exhaustivité - l'ensemble de blocs est suffisant pour représenter cycle complet améliorer les systèmes
  • universalité - la séquence de blocs reflète l'évolution de tous les systèmes (objets) de la Nature.

    Cinquième et sixième principes : fournir des informations sur les outils et des exemples d'applicationégalement mis en œuvre. Une description détaillée du SSE est donnée (clarification du sens et remplissage des étapes de transformation du système), et à titre d'exemples d'utilisation du SSE, les travaux suivants ont été réalisés :

    1. Schéma universel et évolution des systèmes de niveaux "Nature - Société - Production - Technique".

    2. Schéma universel d'évolution des systèmes et méthodes non algorithmiques pour activer la pensée créative.

    3. Outils Universal System Evolution Scheme et TRIZ :

  • Tableau de sélection des techniques de résolution des contradictions techniques
  • Système de normes pour la résolution de problèmes inventifs
  • Algorithme de résolution de problèmes inventifs
  • Chaîne de contradictions AP→?→?→TP→FP

    4. Schéma universel d'évolution et développement du système de connaissances - sciences, théories, paradigmes.

    5. Schéma universel d'évolution et loi d'augmentation de la conductivité dans le TS.

    6. Universal Scheme of Evolution en tant qu'outil pour améliorer les outils TRIZ existants et en créer de nouveaux.

    Les principales étapes du processus créatif de résolution de problèmes .

    1. Analyse environnementale.Être capable de reconnaître le problème et l'opportunité est essentiel au succès. Reconnaissance de problème.

    2. Identification (identification) des problèmes. Le résultat de cette étape est un ensemble de critères de décision pour évaluer diverses options. Acceptation des hypothèses.

    3.Génération d'alternatives. La génération d'alternatives comprend la liste des options connues (acte rationnel) et la génération d'options supplémentaires (actes rationnels et intuitifs).

    4. Choix d'alternatives.Évaluation systématique des alternatives par rapport à des critères préalablement établis.

    5. Mise en œuvre. Calcul des détails, prévision et franchissement d'obstacles.

    Voir le commentaire de la section "Méthodes de conception": le contenu des points ici et là coïncide presque textuellement. Ici et l'identification du problème, et l'établissement de critères d'acceptabilité de la solution, et la génération de solutions alternatives, et le choix des alternatives - la solution la plus appropriée. Et encore une fois, nous soulignons - il ne peut y en avoir d'autre, c'est un reflet universalité de l'évolution des systèmes !

    Michael Levene, ancien président de la chaîne hôtelière Days Inn : "La créativité est essentielle pour survivre dans l'environnement d'aujourd'hui. L'innovation est la clé de la survie."

  • Test "Caractéristiques adaptatives des organismes vivants"

    1. Élargir le contenu du concept « d'adaptabilité d'une espèce aux conditions environnementales ».

    2. Énumérer les principaux types d'adaptations des organismes à l'environnement.

    3. Complétez le schéma ci-dessus du mécanisme évolutif de l'apparition du mimétisme

    Petit positif - __________________________

    Mimétisme - _____________________________________

    En conséquence, une vue sans défense - _________________________

    ________________________________________________


    quatre. Comparez des types de coloration tels que la coloration d'avertissement, la coloration protectrice et le mimétisme, en accordant une attention particulière à leurs caractéristiques distinctives. Donnez des exemples d'animaux qui ont de telles adaptations. Remplissez le tableau. cinq . Répondez si le comportement de l'animal relève de la sélection naturelle. Si oui, veuillez fournir un exemple. 6. Insérez le mot manquant. La principale conséquence de l'acquisition d'adaptations est l'état de _________________ organismes à l'environnement

    Coloration protectrice

    Coloration d'avertissement

    L'émergence d'adaptations résultant de la sélection naturelle

    Les adaptations sont les propriétés et les caractéristiques des organismes qui fournissent une adaptation à l'environnement dans lequel ces organismes vivent. L'adaptation est aussi appelée le processus d'adaptation. Ci-dessus, nous avons examiné comment certaines adaptations résultent de la sélection naturelle. Les populations de la teigne du bouleau se sont adaptées aux conditions externes modifiées en raison de l'accumulation de mutations de couleur foncée. Dans les populations humaines habitant les zones impaludées, l'adaptation est apparue en raison de la propagation de la mutation de la drépanocytose. Dans les deux cas, l'adaptation se fait par l'action de la sélection naturelle.

    Dans ce cas, la variabilité héréditaire accumulée dans les populations sert de matériau de sélection. Étant donné que différentes populations diffèrent les unes des autres dans l'ensemble des mutations accumulées, les mêmes facteurs environnement externe ils s'adaptent différemment. Ainsi, les populations africaines se sont adaptées à la vie dans les zones sujettes au paludisme en accumulant les mutations de la drépanocytose. HbS, et dans les populations habitant l'Asie du Sud-Est, la résistance au paludisme s'est formée sur la base de l'accumulation d'un certain nombre d'autres mutations qui, à l'état homozygote, provoquent également des maladies du sang et, à l'état hétérozygote, offrent une protection contre le paludisme.

    Ces exemples illustrent le rôle de la sélection naturelle dans la formation des adaptations. Cependant, il faut bien comprendre qu'il s'agit de cas particuliers d'adaptations relativement simples qui surviennent en raison de la reproduction sélective de porteurs de mutations "bénéfiques" uniques. Il est peu probable que la plupart des adaptations se soient produites de cette manière.

    Coloration protectrice, d'avertissement et d'imitation. Considérez, par exemple, des adaptations répandues telles que la condescendance, l'avertissement et la coloration imitative (mimétisme).
    Coloration protectrice permet aux animaux de devenir invisibles, fusionnant avec le substrat. Certains insectes ressemblent étonnamment aux feuilles des arbres sur lesquels ils vivent, d'autres ressemblent à des brindilles séchées ou à des épines sur des troncs d'arbres. Ces adaptations morphologiques sont complétées par des adaptations comportementales. Les insectes choisissent de cacher exactement les endroits où ils sont moins visibles.

    Les insectes non comestibles et les animaux venimeux - les serpents et les grenouilles, ont un brillant, coloration d'avertissement. Un prédateur, une fois confronté à un tel animal, associe depuis longtemps ce type de coloration au danger. Ceci est utilisé par certains animaux non venimeux. Ils acquièrent une ressemblance frappante avec les poisons et réduisent ainsi le danger des prédateurs. Imite déjà la couleur de la vipère, la mouche imite l'abeille. Ce phénomène est appelé mimétisme.

    Comment sont nés tous ces appareils incroyables ? Il est peu probable qu'une seule mutation puisse fournir une correspondance aussi précise entre une aile d'insecte et une feuille vivante, entre une mouche et une abeille. Il est incroyable qu'une seule mutation fasse qu'un insecte aux couleurs condescendantes se cache exactement sur les feuilles auxquelles il ressemble. De toute évidence, des adaptations telles que la coloration protectrice et d'avertissement et le mimétisme sont nées de la sélection progressive de toutes ces petites déviations dans la forme du corps, dans la distribution de certains pigments, dans le comportement inné qui existaient dans les populations des ancêtres de ces animaux. L'une des caractéristiques les plus importantes de la sélection naturelle est sa cumulatif- sa capacité à accumuler et à renforcer ces déviations sur plusieurs générations, en additionnant les modifications des gènes individuels et des systèmes d'organismes qu'ils contrôlent.

    Le problème le plus intéressant et le plus difficile concerne les premières étapes de l'émergence des adaptations. On voit clairement les avantages que procure la ressemblance presque parfaite d'une mante religieuse à une branche sèche. Mais quels avantages pouvait avoir son ancêtre lointain, qui ne ressemblait que de loin à une brindille ? Les prédateurs sont-ils si stupides qu'ils peuvent être trompés si facilement ? Non, les prédateurs ne sont en aucun cas stupides, et la sélection naturelle de génération en génération leur "apprend" à reconnaître de mieux en mieux les ruses de leur proie. Même la ressemblance parfaite d'une mante religieuse moderne avec un nœud ne lui donne pas une garantie à 100% qu'aucun oiseau ne le remarquera jamais. Cependant, ses chances d'échapper à un prédateur sont plus élevées que celles d'un insecte dont la coloration protectrice est moins parfaite. De la même manière, son ancêtre lointain, qui ne ressemble que légèrement à un nœud, avait une chance de vie légèrement plus élevée que son parent qui ne ressemblait pas du tout à un nœud. Bien sûr, l'oiseau qui est assis à côté de lui le remarquera facilement par temps clair. Mais si le jour est brumeux, si l'oiseau ne s'assoit pas à proximité, mais vole et décide de ne pas perdre de temps sur ce qui peut être une mante religieuse, ou peut être une brindille, alors la similitude minimale sauve la vie du porteur de ce similitude à peine perceptible. Ses descendants qui hériteront de cette ressemblance minimale seront plus nombreux. Leur part dans la population va augmenter. Cela rendra la vie difficile aux oiseaux. Parmi eux, ceux qui reconnaîtront plus précisément les proies camouflées auront plus de succès. Le même principe de la Reine Rouge, dont nous avons parlé dans le paragraphe sur la lutte pour l'existence, entre en jeu. Afin de conserver l'avantage dans la lutte pour la vie, obtenu grâce à une similitude minimale, l'espèce proie doit changer.

    La sélection naturelle capte tous ces changements infimes qui augmentent la similitude de couleur et de forme avec le substrat, la similitude entre les espèces comestibles et les espèces non comestibles qu'il imite. Il convient de garder à l'esprit que différents types de prédateurs utilisent différentes méthodes pour trouver des proies. Certains prêtent attention à la forme, d'autres à la couleur, certains ont une vision des couleurs, d'autres non. Ainsi, la sélection naturelle renforce automatiquement, dans la mesure du possible, la similitude entre l'imitateur et le modèle, et conduit à ces étonnantes adaptations que nous voyons dans la nature.

    L'émergence d'adaptations complexes. De nombreuses adaptations apparaissent comme des dispositifs élaborés et planifiés à dessein. Comment une structure aussi complexe que l'œil humain a-t-elle pu apparaître par sélection naturelle de mutations aléatoires ?

    Les scientifiques suggèrent que l'évolution de l'œil a commencé avec de petits groupes de cellules sensibles à la lumière à la surface du corps de nos très lointains ancêtres, qui vivaient il y a environ 550 millions d'années. La capacité de faire la distinction entre la lumière et l'obscurité leur était certainement utile, augmentant leurs chances de survie par rapport à leurs parents complètement aveugles. Une courbure accidentelle de la surface "visuelle" améliorait la vision, cela permettait de déterminer la direction de la source lumineuse. Un œilleton est apparu. De nouvelles mutations émergentes pourraient entraîner un rétrécissement et un élargissement de l'ouverture de la cupule optique. Le rétrécissement a progressivement amélioré la vision - la lumière a commencé à passer à travers une ouverture étroite. Comme vous pouvez le constater, chaque étape a augmenté la condition physique des individus qui ont changé dans la « bonne » direction. Les cellules photosensibles forment la rétine. Au fil du temps, une lentille s'est formée à l'avant du globe oculaire, qui agit comme une lentille. Il est apparu, apparemment, comme une structure transparente à deux couches remplie de liquide.

    Les scientifiques ont essayé de simuler ce processus sur un ordinateur. Ils ont montré qu'un œil comme l'œil composé de palourde pourrait avoir évolué à partir d'une couche de cellules photosensibles avec une sélection relativement douce en seulement 364 000 générations. En d'autres termes, les animaux qui changent de génération chaque année pourraient former un œil entièrement développé et optiquement parfait en moins d'un demi-million d'années. Il s'agit d'une période d'évolution très courte, étant donné que âge moyen espèce de mollusques est âgée de plusieurs millions d'années.

    Toutes les étapes supposées de l'évolution de l'œil humain se retrouvent chez les animaux vivants. L'évolution de l'œil a suivi des voies différentes dans différents types animaux. Grâce à la sélection naturelle, de nombreuses formes différentes de l'œil ont évolué indépendamment, et l'œil humain n'est que l'une d'entre elles, et non la plus parfaite.

    Si nous examinons attentivement la construction de l'œil de l'homme et des autres vertébrés, nous trouverons un certain nombre d'étranges incohérences. Lorsque la lumière pénètre dans l'œil humain, elle traverse le cristallin et atteint les cellules photosensibles de la rétine. La lumière doit traverser un réseau dense de capillaires et de neurones pour atteindre la couche photoréceptrice. Étonnamment, mais les terminaisons nerveuses s'approchent des cellules photosensibles non pas par l'arrière, mais par l'avant ! De plus, les terminaisons nerveuses sont rassemblées dans le nerf optique, qui s'étend du centre de la rétine, et crée ainsi une tache aveugle. Pour compenser l'occultation des photorécepteurs par les neurones et les capillaires et se débarrasser de la tache aveugle, notre œil est constamment en mouvement, envoyant une série de projections différentes de la même image au cerveau. Notre cerveau effectue des opérations complexes, ajoutant ces images, soustrayant les ombres et calculant l'image réelle. Toutes ces difficultés pourraient être évitées si les terminaisons nerveuses s'approchaient des neurones non par l'avant, mais par l'arrière, comme par exemple chez une pieuvre.

    Schéma de la structure de l'œil des vertébrés. Les terminaisons nerveuses s'approchent des photorécepteurs par l'avant et les obscurcissent.

    L'imperfection même de l'œil des vertébrés éclaire les mécanismes de l'évolution par sélection naturelle. Nous avons déjà dit plus d'une fois que la sélection s'opère toujours « ici et maintenant ». Il trie les différentes variantes des structures déjà existantes, sélectionne et additionne les meilleures d'entre elles : le meilleur de « l'ici et maintenant », indépendamment de ce que ces structures pourraient devenir dans un avenir lointain. Par conséquent, la clé pour expliquer à la fois les perfections et les imperfections des structures modernes doit être recherchée dans le passé. Les scientifiques pensent que tous les vertébrés modernes descendent d'animaux comme le lancelet. Dans la lancette, les neurones sensibles à la lumière sont situés à l'extrémité antérieure du tube neural. Devant eux se trouvent des cellules nerveuses et pigmentaires qui recouvrent les photorécepteurs de la lumière entrant par l'avant. La lancette reçoit des signaux lumineux provenant des côtés de son corps transparent. On peut supposer que l'ancêtre commun de l'œil des vertébrés était arrangé de la même manière. Puis cette structure plate a commencé à se transformer en œilleton. La partie antérieure du tube neural faisait saillie vers l'intérieur et les neurones qui se trouvaient devant les cellules réceptrices apparaissaient au-dessus d'elles. Le développement de l'œil chez les embryons de vertébrés modernes reproduit dans un certain sens la séquence d'événements qui se sont déroulés dans un passé lointain.

    L'évolution ne crée pas de nouvelles constructions "à partir de zéro", elle change (change souvent de manière méconnaissable) les anciennes constructions, de sorte que chaque étape de ces changements est adaptative. Tout changement devrait augmenter la condition physique de ses porteurs, ou du moins ne pas la réduire. Cette caractéristique de l'évolution conduit à l'amélioration constante de diverses structures. C'est aussi la cause de l'imperfection de nombreuses adaptations, d'étranges incohérences dans la structure des organismes vivants.

    Il ne faut cependant pas oublier que toutes les adaptations, aussi parfaites soient-elles, sont relatives. Il est clair que le développement de la capacité à voler n'est pas très bien combiné avec la capacité à courir vite. Par conséquent, les oiseaux qui ont la meilleure capacité à voler sont de mauvais coureurs. Au contraire, les autruches, qui ne peuvent pas voler, courent très bien. L'adaptation à certaines conditions peut être inutile voire nuisible lorsque de nouvelles conditions apparaissent. Cependant, les conditions de vie changent constamment et parfois de façon très spectaculaire. Dans ces cas, les adaptations précédemment accumulées peuvent entraver la formation de nouvelles, ce qui peut conduire à l'extinction de grands groupes d'organismes, comme cela s'est produit il y a plus de 60 à 70 millions d'années avec des dinosaures autrefois très nombreux et diversifiés.

    1. Définir l'adaptation.

    2. Quel facteur évolutif joue un rôle décisif dans la formation des adaptations ?

    3. Des adaptations complexes peuvent-elles résulter de mutations uniques ?

    4. La dérive génétique peut-elle conduire à des adaptations ?

    5. Donnez des exemples de diverses adaptations que vous connaissez et essayez de reconstituer l'historique de leur occurrence.

    6. Quelle est la raison de l'imperfection de certaines adaptations ?

    1. Spécifiez le phénomène - un exemple de déguisement.

      coloration des coccinelles et des coléoptères du Colorado

      coloration cerf sika et tigre

      taches sur les ailes des papillons, semblables aux yeux des vertébrés

      la similitude de la couleur du papillon pyerida avec la couleur du papillon héliconide non comestible

    2. Une adaptation qui facilite le transfert des facteurs abiotiques défavorables de la nature, -

      modification des feuilles de l'épine-vinette en épines

      longue racine d'épine de chameau

      chant des oiseaux mâles

      la couleur vive du plumage des mâles chez les faisans, les canards et les poulets

    3. Les organes homologues chez les animaux sont

      membres de cafard et de grenouille

      ailes d'oiseau et de papillon

      pattes de tigre et de taupe

      membres antérieurs d'une taupe et d'un ours

    4. La forme de transition entre les reptiles et les oiseaux était :

      Archaeopteryx

      hoazins

      étrangers

      ptérodactelles

    5. Les organes similaires dans les plantes sont :

      racine et rhizome

      racine et racine

      feuille et sépale

      étamines et pistil

    6. L'établissement de formes de transition entre les groupes d'organismes les plus anciens et les plus modernes est ... une preuve d'évolution.

      biogéographique

      paléontologique

      comparatif anatomique

      embryologique

    7. La relation phylogénétique des organismes se réfère à ... la preuve de l'évolution.

      embryologique

      comparatif anatomique

      paléontologique

      moléculaire

    8. Les ressemblances et les différences entre les faunes et les flores des différents continents sont considérées comme ... preuve de l'évolution.

      embryologique

      comparatif anatomique

      paléontologique

      biogéographique

    9. L'affirmation selon laquelle "l'aptitude des organismes est une manifestation de l'opportunité originelle, selon le plan du Créateur", appartient à

      K. Beru

      Ch.Darwin

      J.-B. Lamarck

      K. Linné

    10. L'adaptabilité des plantes à la pollinisation par le vent se caractérise par

      la présence de filaments courts

      la présence de pollen sec

      la présence de corolles lumineuses de fleurs

      floraison de nuit

    11. Voici un exemple de l'adaptabilité des plantes aux changements saisonniers de la nature :

      modification de feuille de cactus

      chute des feuilles

      la présence d'une corolle brillante et de nectar

      formation de fruits juteux

    12. Au cours de l'évolution, les amphibiens tempérés ont développé une adaptation pour supporter des conditions environnementales défavorables - ceci

    1) animation suspendue

      stockage alimentaire

      décoloration

      migration vers les régions chaudes

    13. Un exemple de mimétisme est

      la similitude de la forme du corps d'un requin et d'un dauphin

      coloration des abeilles et des bourdons

      la similitude de la forme du corps et de la coloration de la mouche syrphe et de la guêpe

      couleur verte de la chenille du chou blanc

    14. Les papillons nocturnes recueillent le nectar des fleurs légères, clairement visibles la nuit, mais volent souvent dans le feu et meurent. C'est la preuve de... montages.

      absolu

      inefficacité

      relativité

      universalité

      série phylogénétique

    16. Le rudiment chez l'homme est :

    1) annexe

      délié épais

      polymamelon

      queue

    17. L'éducation n'est pas une aromorphose

      deux cercles de circulation sanguine chez les amphibiens

      colonne vertébrale en cordes

      coeur à trois chambres chez les amphibiens

      trompe d'éléphant

    18. L'idioadaptation est la perte

      racines de cuscute

      feuilles de cactus

      tige et feuilles de tombola

      chlorophylle dans l'orobanche

    19. La présence de différents types de signaux lumineux dans différents types de lucioles est un exemple de ... isolement.

      géographique

      Mécanique

      écologique
      4) éthologique

    20. Les hybrides d'un cheval et d'un âne (mulet), d'un âne et d'un étalon (bardot), d'un béluga et d'un sterlet (Bester) sont stériles - c'est un exemple de ... isolement.

      génétique

      géographique

      mécanique

      écologique

    Exemple

    voie d'évolution

    1) l'aromorphose

    B) la formation d'une queue préhensile chez les singes

    2) idioadaptation

    B) l'apparition d'un accord

    3) dégénérescence

    D) l'apparition de la chlorophylle

    D) la transformation des feuilles en épines dans un cactus

    E) perte de feuilles, racines de lentilles d'eau

      Établir une correspondance entre les critères de l'espèce et les caractéristiques de la bergeronnette printanière

    Afficher le critère

    A) se nourrit d'insectes et de vers

    1) morphologique

    B) ailes pointues

    2) écologique

    B) plumes de direction 12

    D) se dépose généralement près de l'eau

    D) un petit oiseau élancé

    E) longue queue

      Établir la séquence d'occurrence des groupes d'animaux répertoriés

      non crânien

      poisson

      reptiles

      des oiseaux

      amphibiens

      fruits de mer

    1) Grâce à l'action de la sélection naturelle, les individus présentant des traits utiles à leur prospérité sont préservés. 2) Chez les espèces qui vivent ouvertement et peuvent être accessibles aux ennemis, le camouflage se développe, rendant les organismes moins visibles sur le fond de la zone environnante, par exemple, sauterelle, tétras lyre, tétras noisette, lagopède, etc. 3) Chenilles de certains papillons dans la forme et la couleur du corps rappelant les nœuds - ceci est un exemple de coloration d'avertissement. 4) Mimétisme - imitation d'organismes non protégés d'une espèce par des organismes plus protégés d'une autre espèce, par exemple, des serpents et des insectes non venimeux imitent les venimeux. 5) Toutes les adaptations sont absolues et aident le corps à survivre dans des conditions spécifiques.

    L'ornithorynque est un animal aquatique bizarre de taille moyenne (jusqu'à 65 cm) avec une queue en forme de castor et un bec de canard. Entre les orteils des pattes de la membrane, sur les pattes arrière "éperons" avec des glandes vénéneuses. L'ornithorynque se nourrit de petits animaux aquatiques, principalement des insectes. Sur les rives escarpées des rivières australiennes, il creuse de longs trous, jusqu'à 6 m. La femelle construit un nid dans ce trou, dans lequel elle pond 2 à 4 œufs dans une membrane molle en forme de corne.

      Quelles sont les principales aromorphoses apparues chez les oiseaux au cours de l'évolution ? Expliquez la réponse.

    TEST

    Sur la biologie sur le thème: "Mécanismes de l'évolution"

      option.

    Choisissez une réponse :

    1. Nommez le phénomène - un exemple de mimétisme.

      couleur vert sauterelle

      le syrphe a une forme et une couleur similaires à une abeille

      la couleur du dos d'un hamster ordinaire est similaire à la couleur de l'herbe brûlée

      similitude entre les yeux des céphalopodes et des mammifères

    2. Qu'est-ce qui n'est pas une adaptation aux conditions environnementales ?

      taux de natalité élevé

      mortalité élevée

      mimétisme

      coloration d'avertissement

    3. Un organe homologue au coccyx humain -

      sabot

      aile

      flipper

      queue

    4. La forme de transition entre les amphibiens et les reptiles était :

      dinosaures

      lézards à dents d'animaux

      poisson à nageoires lobes

      stégocéphales

    5. Des organes similaires chez les animaux sont les membres de la taupe et

    1) ours

    2) chiens

    3) canards

    4) lézards

    6. La présence d'organes homologues et similaires dans divers groupes d'organismes est mentionnée comme preuve d'évolution.

      embryologique

      comparatif anatomique

      paléontologique

      moléculaire

    7. La présence de rudiments et d'atavismes dans divers groupes d'organismes est mentionnée comme ... preuve d'évolution.

      embryologique

      comparatif anatomique

      paléontologique

      moléculaire

    8. L'existence de formes de transition (par exemple, les poissons à nageoires lobées, les fougères à graines) est évoquée comme ... preuve de l'évolution.

      embryologique

      comparatif anatomique

      paléontologique

      moléculaire

    9. L'affirmation selon laquelle les organismes ont une capacité innée à changer sous l'influence de l'environnement extérieur appartient à

      K. Beru

      Ch.Darwin

      J.-B. Lamarck

      K. Linné

    10. Un exemple de l'adaptabilité des animaux aux changements saisonniers de la nature est

      animation suspendue d'amphibiens

      mouvement de la couverture branchiale de la perche

      activité nocturne des hérissons

    4) recherche de proies par les loups

    11. Les dipneustes ont développé une adaptation à

    1) protection contre les prédateurs

      changement de la durée du jour

      changement de température ambiante

      sécheresse saisonnière persistante

    12. Quel type d'adaptation aux conditions environnementales s'est formé chez la sauvagine au cours de l'évolution?

      Long cou

      membrane de natation

      couverture de plumes

      capacité à voler

    13. Les preuves anatomiques comparatives de l'évolution comprennent

      organes homologues et similaires

      structure cellulaire des organismes vivants

      similitude des embryons de vertébrés

      série phylogénétique

    14. La couleur verte d'une sauterelle, les chenilles de papillons en sont un exemple

      déguisement

      mimétisme

      coloration condescendante

      coloration d'avertissement

    15. Les preuves paléontologiques de l'évolution comprennent :

      organes homologues et similaires

      structure cellulaire des organismes vivants

      similitude des embryons de vertébrés

      série phylogénétique

    16. Serpent venimeux dangereux pour de nombreux animaux, mais ils sont mangés par les mangoustes et les hérissons. C'est la preuve de... montages.

      absolu

      inefficacité

      relativité

    4) polyvalence

    17. La dégénérescence est une perte

      manteau épais d'éléphant

      membres chez les baleines

      organes digestifs chez le ténia bovin

      quatre doigts sur un cheval

    18. L'aromorphose est l'éducation

      palmes

      trompe d'éléphant

      accords

      queue tenace de singe

    19 L'idioadaptation est

    1) l'apparition du processus sexuel

    2) l'apparition d'un accord

    3) la formation d'une trompe d'éléphant

    4) augmentation de la masse cérébrale

    20. La séparation spatiale des mouches des fruits vivant dans les îles hawaïennes est un exemple de ... isolement

      éthologique

      géographique

      mécanique

      écologique

      Associez le chemin aux exemples qui l'illustrent.

    Exemple

    voie d'évolution

    A) l'émergence de la multicellularité

    1) l'aromorphose

    B) l'émergence d'une tige rampante

    2) idioadaptation

    C) perte de racines, de feuilles, de chlorophylle dans la cuscute

    3) dégénérescence

    D) la formation de nageoires chez les phoques

    D) l'apparition de la photosynthèse

    E) la formation d'une trompe d'éléphant

    G) la formation d'un cœur à trois chambres

      Faire correspondre les critères d'espèce avec les caractéristiques de l'autruche d'Afrique

    Caractéristiques de la bergeronnette blanche

    Afficher le critère

    A) les plantes sont des aliments courants, mais à l'occasion, il mange aussi de petits animaux

    1) morphologique

    B) les jambes sont puissantes, à deux doigts; plumage lâche

    2) écologique

    C) vit dans les savanes ouvertes et les semi-déserts

    D) un gros oiseau pesant jusqu'à 90 kg., Jusqu'à 3 mètres de haut

    D) le bec est droit et plat ; grands yeux aux cils épais

    E) peut se passer d'eau pendant longtemps, mais à l'occasion il boit volontiers et aime nager

      Établir une séquence qui reflète l'évolution des plantes

      algues multicellulaires

      algues unicellulaires

      fougères

      psilophytes

      floraison

      bryophytes

    24. Trouvez des erreurs dans le texte donné. Indiquez les numéros des propositions dans lesquelles elles sont faites, corrigez-les.

    1) Les oiseaux ont évolué à partir d'anciens amphibiens de l'ère mésozoïque. 2) La forme transitionnelle fossile est le stegocephalus, qui a été trouvé sous forme de fossiles. 3) Il avait des ailes, un plumage, des clavicules soudées. 4) L'allogenèse suivante a contribué à l'apparition des oiseaux : un cœur à quatre chambres, une température corporelle constante et une différenciation des voies respiratoires. 5) Les découvertes de fossiles de transition sont des preuves paléontologiques de l'évolution monde organique

    25. Quels critères de type sont décrits dans le texte ci-dessous ? Expliquez la réponse.

    L'oiseau kiwi habite les forêts denses et humides de Nouvelle-Zélande. De tous les ratites, le kiwi est le plus petit (hauteur 55 cm, poids jusqu'à 3,5 kg). Les ailes sont pratiquement absentes, leurs restes sont cachés dans le plumage ressemblant à des cheveux. Les pattes sont courtes et écartées, de sorte que le kiwi se déplace comme un jouet mécanique. Le bec est long, les narines sont déplacées vers l'extrémité. Les kiwis se nourrissent principalement de vers de terre, trouvant des proies grâce à leur odorat. La femelle pond généralement un œuf énorme (jusqu'à 500 g) dans un nid plat. Le mâle incube l'œuf.

    26. Quelles sont les principales aromorphoses apparues chez les amphibiens au cours de l'évolution ? Spécifiez au moins quatre aromorphoses.