1.4. ОСНОВНОЙ ЗАКОН ТРАИСФОРМАТИКИ И  ЕГО СЛЕДСТВИЯ

Закон трансформаций. Трансформация одной структуры-стратегии системы в другую может происходить только через общее для обеих структур-стратегий состояние системы, отображаемое пересечением их характеристических кривых (гиперповерхностей).

Необходимо сделать примечание: поскольку Qt (Fj) есть величины случайные, то отображающие эти зависимости характеристические кривые (гиперповерхности) стратегий с учетом разброса значений случайных величин имеют форму «трубок»; таким образом, пересечение двух характеристических кривых (гиперповерхностей) отображается не точкой, а областью на плоскости или в многомерном пространстве. Причем состояния системы при трансформациях ее структур-стратегий при увеличении значений Fj и их уменьшении, т. е при «прямых» и «обратных» трансформациях могут быть разными.

Другой важной оговоркой является непрерывность трансформации, т. е. сохранение неизменного состава компонентов системы при изменении ее структуры Именно такой путь обеспечивает наибольшую экономичность и скорость трансформаций н общего прогресса системы. Случаи, когда новая структура становится доминирующей как результат уничтожения компонентов системы, характерных для предшествовавшей структуры, мы не рассматриваем как чрезвычайно расточительные, связанные со снижением

эффективности и безопасности систем, хотя и в эволюционном развитии и в социальном прогрессе общества они отнюдь ие редки.

В соответствии с законом трансформаций новая структура ие может быть порождена как таковая, а возникает только на базе предыдущей структуры путем частичной дезадаптации прежней структуры, достаточной для получения дополнительных, необходимых для постройки новой структуры степеней свободы компонентов системы. При этом сохраняется достигнутая при старой структуре взаимная адаптация части компонентов, которая соответствует новой структуре.

Например, переход оператора от одной структуры к другой включает в себя следующие этапы: 1) попытка применить старую стратегию в новых условиях взаимной адаптации с машиной и средой; 2) если эта стратегия оказывается неэффективной, то возникает «стресс» — частичная поисковая взаимная дезадаптация (дивергенция) компонентов; 3) при определенной степени дивергенции компонентов достигается такой уровень степеней свободы, при котором возникает ассоциация (трансформационная точка) с новой структурой, и в случае, если у человека есть возможность задержаться в этом состоянии иа время, достаточное для формирования новой структуры на базе остатков старой, человек переходит на эту новую структуру.

Скорость трансформации зависит от степени достоверности, определенности и полноты прогноза формирования новой структуры и дачи ее готовых блоков, содержащихся в прежней структуре.

Следствия из закона трансформаций.

I. Если структура системы 5£ не имеет общих структурных элементов со структурой St+n и характеристическая кривая (гиперповерхность) ее стратегии St не пересекается с характеристической кривой (гиперповерхностью) стратегии 51+Л> то переход системы от структуры-стратегии 5, к SUn может происходить только путем последовательных трансформаций — переходов через промежуточные структуры-стратегии 5i+1, S1+2, ... до тех пор, пока не найдется такая структура 5ifTl_m, которая имеет общие структурные элементы со структурой 51+п, или пока характеристическая кривая (гиперповерхность) стратегии 5I+n„m не пересечется с характеристической кривой (гиперповерхностью) стратегии $i+n- Если в качестве примеров стратегий взять знания, умения, мысли, образы памяти, то закон трансформаций описывает образование новых знаний, выработку навыков и умений, их интерференцию между собой, переносы, построение умозаключении, познавательный прогресс, а также возникновение и роль ассоциаций в трансформации и связывании образов и мыслей. Любая новая мысль или технология может не быть сформирована иа пустом месте, а получена только путем перехода от одной мысли или технологии к новой, взаимосвязанной, ассоциированной с предыдущей. Может быть дана более краткая формулировка закона трансформаций: трансформации (взаимопереходы) возможны только  между ассоциированными структурами-стратегиями.

На этом следствии из четвертого закона основана трансформационная теория обучения и адаптации [23, 1)7]. Эта теория, носящая весьма общий характер, описывает трансформации структур, состояний всех компонентов СЧМС — человека, машины н среды, в частности трансформационные процессы при фазовых переходах в металлах, в электрических цепях, в пароводяной смеси при пленочном и пузырьковом кипении, в программах ЭВМ, в психологии и физиологии человека и т. д.

2. Формирование  структур-стратегий   системы   Si+n • может

начинаться либо с трансформации предыдущей структуры Sj+n-m в структуру S,tn с последующим формированием стратегии Sj+n. либо с формирования стратегии SUn с последующим формированием структуры Si+n. В основе последующего формирования соответственно стратегии или структуры лежит процесс взаимной адаптации между структурой и стратегией.

Изменение стратегии функционирования СЧМС, обусловленное процессом взаимной адаг/талии ее с внешней средой, приводит к дезадаптации между стратегией и прежней структурой. Если изменение внешней среды значительно, а ее лабильность низка, т. е. ограничена податливость среды воздействиям СЧМС, стремящейся восстановить взаимную адаптацию с внешней средой при сохранении прежней структуры, то выживание СЧМС возможно только при соответствующем изменении ее структуры. Если СЧМС не изменит своевременно свою структуру, то взаимная дезадаптации системы и среды, структуры и стратегии системы, внутренних компонентов СЧМС обусловит ее слишком высокую сложность, что потребует чрезмерных энергетических и временных затрат для поддержания жизнеспособности СЧМС, что может угрожать ее безопасности.

Преимущество человека перед техническими компонентами СЧМС состоит именно в том, что он с помощью опережающей активности способен осуществлять трансформацию структуры и стратегии СЧМС заблаговременно, до того, как внутренняя или внешняя дезадаптация станет критической, опасной для существования системы.

При трансформации нормальной SH стратегии управления в аварийную 5а происходит падение эффективности управления до уровня Q„a (Рис- 1 -3), который может быть ниже критического для Данной системы. Анализ процессов трансформации SH в Sa имеет первостепенное значение для создания эргономической теории безопасности СЧМС. Практические методы повышения безопасности систем должны быть направлены на повышение трансформационной эффективности QHa и сокращение длительности

трансформационного периода AT. Очень важна безопасность и обратной трансформации Sa н S„.

В дополнение к указанным законам взаимной адаптации необходимо сформулировать еще один закон, специфический для человека и других живых систем, отражающий их способность, особенно важную для биологической эволюции и приспособления к динамической среде.

Закон базовых дивергентных структур-стратегий. Для сохранения жизнеспособности и подготовки к значительным трансформациям своей конвергентной структуры-стратегии, неадекватной возникшим условиям, живая система реализует базовую дивергентную структуру-стратегию.

Базовые структуры-стратегии Sw формируются фнло- или онтогенетически. Их отличительной особенностью являются универсальность, иеспецифнчностъ, пригодность для выживания с пониженной, но приемлемой эффективностью в широком диапазоне динамических условий. В дальнейшем, если условия стабилизируются, происходит трансформация Sw в высокоэффективную специализированную структуру-стратегию (рис. 1.4).

Процесс переходов системы от конвергентной стратегии Sx к базовой дивергентной стратегии Sbd и далее к новым специализированным стратегиям Sv и St показан на рис. 1.4. Прямой переход от Sx к Sy невозможен, поскольку трансформационная точка ху соответствует уровню эффективности ниже минимально допустимого Qxy < Qmin, прн котором возникает угроза гибели системы (например, срыва деятельности человека-оператора). Являющийся частным случаем базовых дивергентных структур-стратегий стресс, как промежуточное состояние, способствует выживанию, а в биологической эволюции он обеспечивает также возможность возникновения новых разновидностей в биологической эволюции. .■

Понятие базовой дивергентной структуры имеет особое значение для анализа психологических процессов, б частности общения. Например, переход ученого от специализированной структуры-стратегии, основанной на определенной научной теории, к базовой дивергентной структуре дает ему возможность в ходе общения понять теорию коллеги, структура-стратегия которой прямо не ассоциирована с его собственной, н при достаточной аргументации н соответствующих условиях перейти иа эту новую теорию.

Типичной базовой дивергентной структурой является естественный язык, позволяющий владеющим им людям общаться, вырабатывать единую точку зрения, психологически синхронизироваться на сходных стратегиях — взаимной адаптации со средой.

Живые системы, в первую очередь люди, материализуют в искусственных системах свои способности перехода к базовым дивергентным структурам-стратегиям, поэтому пятый закон верен и для искусственных систем Многие примеры подобных структур могут быть найдены в технике: модульные, агрегатные н блочные конструкции зданий, станков, машнн и механизмов, а также гибкие автоматизированные производственные системы, перестраивающиеся через базовые дивергентные к новым специализированным структурам-стратегиям. Перестройка осуществляется путем перехода от специализированной, конвергентной структуры Sx к базовой дивергентной н от нее — к новой специализированной структуре Sg.

На основе сформулированных законов может быть построен новый обширный класс моделей н номограмм («квадриграмм») расчета адаптационной динамики в СЧМС [1211. Идея таких моделей графически проиллюстрирована на рис. 1-5

к'

В квадранте / показана динамика параметра Е (Т) среды или машины. В квадранте // представлен процесс отображения динамики среды в информационной системе машины и передачи этих данных человеку-оператору. Объективное значение Е отражается человеком в виде некоторого субъективного образа (психологического фактора сложности) F Отношение F/E, являющееся коэффициентом, рефлексии человеком среды, зависит от параметров приборов, формируемого человеком прогноза динамики машины и среды, от его состояния и применяемой стратегии восприятия Sb

и ее реализаций — тактик $i. Характеристические кривые стратегий оператора представлены в квадранте ///, где показана зависимость интенсивности реакций Q от значений фактора F и типа стратегии активности (деятельности) sЈ. Задача совершенствования системы отображения информации состоит в том, чтобы добиться соответствия между £ (Г), стратегий восприятия Sj (или вектором рефлексии) — во // квадранте — и типом стратегии деятельности 50£ для обеспечения оптимальной реакции оператора Q (F) и ее динамики во времени с учетом возможных трансформаций стратегий Si     SI      SJ -*• Si     Si или непосредственно

Se Sa-

Трансформации стратегий наблюдаются и при обучении операторов, и при их практической работе [161. Диаграмма адаптационной динамики позволяет исследовать цроцессы взаимной адаптации человека с машиной и средой при различных индивидуальных особенностях операторов, уровнях их обучениостн и параметрах машины: типах и структурах средств отображении информации (квадрант II), динамических и статических характеристиках органов управления (квадрант IV), соотношениях динамики машины WQ (Т) н среды Е (Г), выбирая оптимальные эргономические и инженерные решения (W — передаточная функция органов управления машиной).

Для проектирования и оптимизации СЧМС строится семейство из М диаграмм, М = LR, где I — число критериев (Qu Q8, Ql); R — число факторов (Fu F2, .... FR)r объединяемых в M-мерную модель. Трансформационные модели позволяют анализировать ряд новых аспектов проблем самоорганизации систем 1161.

Обобщающие многочисленные эмпирические результаты исследований СЧМС, законы взаимной адаптации, прн условии их дальнейшего исследования, развития и уточнения, могут составить общую фундаментальную основу эргономики — методологию и теорию взаимной адаптации различных систем — коадап-тики, в том числе человека с машиной и средой, анализа, синтеза н динамики СЧМС, их оптимизации по критериям безопасности, надежности, эффективности, производственной и общей экологии человека, скорости освоения н прогресса новой техники н технологии.

Исследование эргономических законов н принципов трансформации структур сложных систем человек—машина—среда особенно актуально в связи с необходимостью управления перестройкой народного хозяйства, ускорением и гармоничным сочетанием социально-экономического и научно-технического прогресса страны.