Метрология учит системному подходу, анализу

Сейчас о необходимости системного подхода к решению важных и сложных научных, экономических и даже политических задач не пишет и не говорит только ленивый.

Если замахнуться на вопросы возникновения наших Вселенной и Солнечной системы, то можно решить, что Высший Вселенской Разум, или Творец, всего сущного или просто природа, дело не в названиях, владел (владели) системным подходом на высочайшем уровне. Действительно, основные физические константы (законы), действующие в нашей части Вселенной очень точно сбалансированы таким образом, что обеспечивается существование устойчивых атомов, рождение нескольких поколений звезд, наработка из очень скудного первоначального материала (протонов) всего многообразия элементов, в том числе необходимых для возникновения жизни.

Наша солнечная система уникальна по сравнению с известными нам планетными системами других звезд. Гигантские газовые планеты в ней не приблизились к светилу, а остались на далеких стабильных орбитах, «освободив» комфортную зону для небольших твердых планет, одна из которых, (по меньшей мере) оказалась пригодной для возникновения жизни, в том числе разумной. Вот только с человеком разумным получился некоторый сбой. Он стал использовать разум, в числе других задач, и для притеснения и уничтожения себе подобных и на рубку того сука, на котором сам сидит. Но вернусь на нашу грешную Землю.

Под системным подходом понимают умение учесть и правильно сопоставить десятки, часто сотни факторов, часть которых, на первый взгляд не имеет никакого отношения к вопросу и граничит с научной фантастикой. Кстати без фантазии нельзя стать ни хорошим экономистом, ни политиком. И не надо стыдиться интересом (и знанию идей) хорошей, повторяю, очень хорошей фантастики.

Но, когда читаешь результаты многих системных прогнозов, поражаешься наивности и неполноте аргументов. Больше тройки многим прогнозам поставить нельзя. Появилось даже выражение «дилетант-троечник» для авторов таких прогнозов. Коснусь самого «модного» прогноза о светлом будущем человечества, которое наступит с широким внедрением электроавтомобилей. То ли по скудности общего образования и широты охвата, то ли по жесткой указке производителей электроавтомобилей, прогноз охватывает только сами автомобили. Откуда берется электроэнергия, и какие при этом возникают технические, экономические и экологические трудности — молчок, «табу». Тоже касается и производства и утилизации аккумуляторов; самих электродвигателей. А все не так просто. Сейчас пишут о том, что даже такие симпатичные источники электроэнергии, как солнечные батареи, только проработав несколько месяцев, начинают производить больше электроэнергии, чем тратится на их производство. А об экологических проблемах просто молчат.

Не безукоризненны и приливные и ветровые электростанции; даже у электростанций, работающих на тепловой энергии недр в Исландии появляется проблема небезразличных фреонов и т.п.

Критиковать, конечно, легче, чем делать. И, действительно, как можно получать результаты на грани, даже за гранью искусства, а не как простой суммы стандартных выкладок? Но ведь учат не только физиков, но и артистов, писателей и даже поэтов. Сделаю, может быть, безнадежную попытку и я, опираясь, естественно, на ту единственную специальность, которую я худо-бедно знаю, на метрологию. На мой взгляд, наиболее интересно, с точки зрения овладения системным подходом, анализом, исследовать метрологию древнюю, эпохи позднего возрождения и метрологию конца двадцатого и начала двадцать первого веков. По-моему, имеет право на существование версия, по которой некоторые, так называемые, внезапные озарения, на самом деле являлись результатом великолепного системного анализа.

Я не могу посоветовать исследователям современности изучить сочинения пифагорийцев, как-то пришедших к выводу, что Солнце, планеты, включая Землю и даже звезды — шары, свободно движущиеся в пространстве, и ряда других метрологов древности — мало что сохранилось после пожара, уничтожившего Александрийскую библиотеку. Еще труднее проникнуться экзотерическими сведениями египетских жрецов, которые, по преданиям, беседовали с Пифагором. А вот методом отца истории Геродота стоит серьезно заняться. Метод очень простой: не допускать собственных пристрастий и заблуждений и цензуры получаемых сведений. Фиксировать все, даже то, что кажется невероятным. Наверное, наши экономисты и политики считали невероятным сегодняшний газовый конфликт с Украиной и не торопились со строительством обходных газовых трубопроводов.

Следующий исследователь, методом которого стоит серьезно заинтересоваться, это Гийом Амонтон. Когда читаешь о нем, все получается слишком просто. Сконструировал (зачем-то) газовый термометр постоянного объема, померил в нем давление газа в зимнем и летнем Париже, и решил, что существует такой природный феномен, как абсолютный ноль температуры. А ведь время было в науке сложное (1702 г.). Большим уважением пользовались гипотезы теплорода и флогистона. На полном серьезе допускалось наличие невесомой материи и даже материи с отрицательной массой. Может быть, Амонтону проще было допустить существование отрицательных давлений в его термометре, чем выдвинуть никак не вытекающую из современной ему физики гипотезу об абсолютном нуле температуры? Наверное, одной серии экспериментов с газовым термометром было недостаточно? А что было на самом деле? Что подсказало Амонтону его гениальную догадку?

Многие физико-химические и метрологические работы М.В.Ломоносова, позволившие преодолеть многие заблуждения науки его времени, тоже являются примерами системного подхода к решению задачи. И, конечно, нельзя не упомянуть Д.И.Менделеева. На всех без исключения его работах можно ставить оценку блестящего применения системного подхода. Я приведу только два примера: расшифровку состава французского бездымного пороха на основе сопоставления самых различных факторов, вплоть до анализа грузов, перевозимых по железным дорогам и классические работы Менделеева по разработке методов сверхточного взвешивания в руководимой им лично лаборатории мер массы Главной палаты мер и весов.

Переместимся ближе к нашему времени. Без сомнения системным методом владели такие ученые, как лорды Релей Кельвин; Мария Кюри, Эрнест Резерфорд. Все они, начиная с Амонтона, были и метрологами. Нельзя не упомянуть и Максвелла. Их работы и дневники доступны для изучения и очень интересно выяснить их системные подходы. Ну и совсем недавние времена. Атомные проекты США и СССР. Не хочется вспоминать Л.Берию. Но он либо сам владел системным методом, либо умел подобрать себе помощников, им владевших. А ведь нужно было предусмотреть все, от лаптей до новых сверхчистых материалов. Правда, в руках руководителей проектов адмирала Гревса и Берии были все денежные и материальные ресурсы великих стран. И, главное, все получалось в кратчайшие сроки. В 1950 г. правительством СССР была поставлена гигантская задача воспроизвести американскую сверхкрепость В-29. Не только планер и моторы, но и всю радиоэлектронику. Осваивали новые материалы, начиная с лаков и красок, кончая пальчиковыми радиолампами и бортовыми радиолокаторами. Задание было выполнено, ничего не было забыто. Появился оснащенный новой электроникой и радиолокаторами самолет ТУ-4.

А теперь вернемся в девятнадцатый век, в эпоху подписания метрической конвенции 1875 года и изготовления партий будущих национальных эталонов метра и килограмма в 1879 году. В архивах МБМВ хранятся все сопутствующие материалы и копии сертификатов этих эталонов. Их изучение, даже поверхностное, убеждает, что уже тогда ведущие метрологи блестяще владели системным методом. Доказательства — 133-летие метрической конвенции и 129-летний век эталонов килограмма. В 2009 г. вся Россия отмечает юбилей Д.И.Менделеева. Его метрологические работы, как уже было сказано, также демонстрируют блестящий системный подход, умение учесть все «мелочи». Так что у метрологов стоит учиться системному подходу. Если опять вернуться в двадцать первый век, нужно упомянуть международные сличения национальных эталонов, организуемые МБМВ. Промежуточные и окончательные отчеты о сличениях — образцы системного подхода к порученной работе. Господа, разрабатывающие проекты, требующие системного подхода, не стесняйтесь пользоваться услугами метрологов! Тем более что механизм такого соучастия и совместной работы существует. Это метрологическая экспертиза проектов, в первую очередь, экологических. Желаю успеха.
Автор(ы): Брянский Л.Н.
Номер журнала: КИПиС 2009 № 3