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第三节
物质是运动和相互作用的

1.物质的运动与相互作用

运动形成物质的不同时空状态。物质的绝对状态是每时每刻都在运动与变化,静止只是相对状态。以静止的、运动的作为定语来描述物质的基本属性,在TRIZ中很常见,例如以“静止”、“运动”的状态来区分某些通用工程参数。从物态上来说,物质具有固、粉、液、气、场等不同相态,这些物态的形成是物质粒子、离子或分子间不同运动程度的产物。关于物质相态的转换,请参见第二章第三节。

无论是自然系统还是人工系统,运动必然让系统内部(或内外部)的组件(或物质)之间发生相互作用。相互作用是客观世界中的公理之一。相互作用的结果如下:

·结果之一是实现了功能。功能在宏观上的描述有有用功能、不良功能(即不足功能、过度功能、有害功能的统称)之分。一个技术系统在实现有用功能的同时,必定伴随产生不良功能。有用功能与不良功能共存是常态。请参见第二章第一节。

·结果之二是形成了物质、能量、信息在某个时空状态下在技术系统和其环境中的连续运动,这种运动称之为“流”,即形成了物质流,能量流和信息流。流是功能的一种动态的进化形式,也有着类似功能的分类,即有益流、不足流、过度流和有害流。流是一种全新的分析与解题手段,适用范围很广,本书将其列为解题手段之一。关于流的描述请参见第三章第三节。

·结果之三是导致系统内部(或内外部)的参数、需求或功能之间产生矛盾(对立统一),因为无论是对系统组件的参数、需求或功能的改变,都是一种具体的运动形式——改善式的改变,将会引起恶化式的改变,即一方的改善以牺牲另外一方的利益为代价,这种运动形式的结果被称作矛盾。请参见第二章第四节。

·结果之四是导致了物质本身角色的多用性。物质在不同的问题状态下,在不同的分析情境中,可以具有不同的状态含义,如在功能分析时,物质可以理解为功能物质,在因果分析时,物质又可以理解为因果物质。在以U-TRIZ独创的SAFC模型做功能因果分析时,物质兼具功能物质和因果物质的含义。在物质相互作用之后,又会产生新的状态的物质,如“未压紧的蒙皮”、“压紧的蒙皮”或“变形的蒙皮”等,严谨的状态描述有助于较为彻底地分析问题,以获得解决问题的有用信息。请参见第八章。

·结果之五是导致技术系统进化。技术系统的发展演变属于物质运动的一种表现形式。当阻碍技术系统顺畅、圆满地实现预设功能的矛盾被消除时,或者说当技术系统的核心技术发生变化时,技术系统就发生了进化。如同生物系统进化、社会系统进化一样,技术系统进化也有明确、客观的进化规律。技术系统进化规律请参见第三章。

由相互作用而产生了有用功能和有害功能。有用功能和有害功能之间的关系,就是矛盾。相互作用在先,产生矛盾在后。先有相互作用,后有相互作用的不协调(即矛盾)。所有的相互作用不协调都可以最终表现为矛盾。因此,消除矛盾,可以首先从协调相互作用做起。如果协调相互作用无法奏效的话,那么最后转向消除微观层面的物理矛盾,使问题得到彻底解决。

2.系统与能量

任何物质都携带能量。不管是势能、内能、化学能还是辐射能等。即使在绝对零度下,任何能量都应消失,但是依然有一种能量存在,即“真空零点能”。因此,一个常态的技术系统总是具有能量的,即使静止摆放的物品,也具有势能和内能等。

物质带有能量也就意味着携带某种“场”。物质与能量场的关系密不可分。作者认为:万物其内皆有场,万物其外皆有场。所有的场都由物质支持产生,没有物质就没有稳定的场;所有的物质都处于某种场内,至少具有势能和内能。某些特殊材料之所以特殊,是因为其本身携带了某种形式的能量场,具有特殊的属性,如辐射、发光、形状记忆、变色、气味、磁性、超导等。参见第五章第四节。

3.系统与信息

物质、能量、信息构成了丰富多彩、千差万别的客观世界。它们是最基本的客观要素,彼此之间相互作用,相辅相成,缺一不可。物质和能量的作用更多地表现在物质之间的相互作用从而实现功能上,因为相互作用必须由能量促成,而信息更多地表现在控制、传动和物质能量的状态表征上。任何信息的生成与变化,都离不开物质和能量。参见第五章。

正是因为有了信息,物质和能量才有其千差万别的性质和状态;正是因为有了信息的传递和交换,物质才有更精确的运动,能量才有更合理的转换,客观世界才有了时空的延展和组织的秩序。复杂的系统过程一直贯穿着信息的传递、交换和生成。自然界的和谐与秩序、生物链的相关与制约,无不表现出信息传递、交换和生成的巨大作用。 pZMFKPaUcBWYn9uVrz+urIYOEwOUK/07Aaii3B4HV2VRV0a3AVzLlNsbP9+nLhWn

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