Об «энтропии инноваций» в инновационных процессах создания спецтехнологического оборудования

Инновационные процессы создания спецтехнологического оборудования и связанные с ними проблемы мы часто наблюдаем при разработке и реализации крупных инновационных проектов. Необходимо отметить, что первое начало термодинамики не дает никаких указаний относительно векторов, по которым могут происходить процессы в инновационном развитии.
 
Второе начало термодинамики, наоборот, позволяет судить о направлении процессов, которые могут проходить в действительности. Можно оценить инновационный потенциал второго начала термодинамики в построении методологии теории инноваций применительно к проблемам разработки спецтехнологического оборудования.
 
В [1] нами рассмотрены идеи о возможности интерпретации основных положений теории инноваций на основе классических законов термодинамики и построения методологии познания в инноватике.
 
В этой связи особый интерес представляет рассмотрение сущности и взаимосвязи инновационных процессов создания спецтехнологического оборудования со вторым важнейшим законом термодинамики (вторым началом термодинамики), который, как отмечено выше, определяется двумя принципами:
• невозможен процесс, единственным результатом которого является превращение всей энергии, полученной от некоего объекта, в эквивалентную ей работу (продуктивное действие);
• невозможен процесс, единственным результатом которого является передача энергии от тела менее энергоемкого к телу более энергоемкому.
 
Подобные инновационные процессы и связанные с ними проблемы часто наблюдаются при разработке и реализации крупных инновационных проектов по созданию спецтехнологического оборудования. Если вопросы о количественной мере энергии чужды первому началу термодинамики и поэтому нет никаких указаний относительно направления, в котором они могут происходить, то второе начало термодинамики, наоборот, позволяет судить о направлении и энергии процессов, которые могут происходить в действительности.
В.К. Федоров
Понятие энтропии, которое лежит в основе второго закона термодинамики, выражает вероятности системы – возрастание энтропии означает переход системы от менее вероятных состояний к более вероятным. Возрастание энтропии не носит абсолютного характера и лишь указывает наиболее вероятное течение процессов.
 
Энтропия (греч. entropia – превращение) – это особая физическая величина, характеризующая в обычно наблюдаемых явлениях и процессах рассеяние, обесценивание энергии, заключающееся в переходе всех видов энергии в тепловую и равномерном распределении последней между всеми телами природы. С макроскопической точки зрения энтропия выражает способность энергии к превращениям: чем больше энтропия системы, тем меньше заключенная в ней энергия способна к превращениям, что мы наблюдаем при разработке новых высокопроизводительных видов оборудования.
С помощью понятия энтропии формируется один из основных физических законов – закон возрастания энтропии или второе начало термодинамики, определяющий направление энергетических превращений: в замкнутой системе энтропия не может убывать.
 
Достижение максимума энтропии свидетельствует о наступлении равновесного состояния, в котором уже невозможны дальнейшие энергетические превращения – вся энергия превратилась в теплоту, и наступило состояние теплового равновесия системы. Равновесным называется состояние системы, не меняющееся с течением времени. В термодинамике рассматриваются термодинамические системы: макроскопические объекты (оборудование и энергетические поля), которые могут обмениваться энергией как друг с другом, так и с внешней средой, причем это оборудование и поля, а соответственно и присущая им энергия, могут иметь различный физический смысл и описываться параметрами (параметрами состояния системы) различного физического представления.
Равновесное состояние (состояние термодинамического равновесия) может описываться не только температурными параметрами системы, как считали ранее, но и параметрами любой физической природы. Это позволяет предположить, что термодинамические системы и их составляющие могут интерпретировать многие другие физические процессы, а не только термодинамические, и это присуще не только классическим термодинамическим системам, в которых система изолирована в тепловом отношении. Можно предположить, что она поведет себя так же, будучи изолированной от других видов воздействия, т.е. ее свойства также могут выражаться процессами и другой физической природы, что мы и имеем в процессах разработки оборудования.
 
Развитие физики и машиностроения углубило содержание понятия энтропии, раскрыв его статистическую природу. С этой точки зрения энтропия выражает вероятность состояния системы, т.е. возрастание энтропии означает переход системы от менее вероятных состояний к более вероятным. Следовательно, энтропия выражает способности энергии к превращениям, причем это характерно для всех физических явлений, для всех видов энергии, которыми обладают системы любой физической природы, в том числе системы (комплекты) спецтехнологического оборудования.
 
Если на основе этих явлений провести интерпретацию процессов в теории инноваций, то необходимо прежде всего отметить, что в инновационных системах спецоборудования действуют следующие инновационные энергии:
• технологическая (производственная);
• финансово-экономическая;
• социотехническая (социально-экономическая и трудовых ресурсов);
• идеократическая (когда система управляется главной идеей развития);
• организационно-структурная.
 
Каждый из этих видов энергии можно характеризовать инновационным потенциалом той или иной физической природы.
 
Представив гипотетически, что в таких инновационных системах, в том числе производственных, организационно-технологических, экономических, социально-экономических, т.е. во всех системах, где происходит движение материальных (сырье, материалы, технологические инструменты, оргтехоснастка, трудовые ресурсы и т.п.), информационных, психологических (в том числе когнитивных) потоков, где, по сути, происходит своеобразное движение различных (пусть и своеобразных) видов энергии, то
можно сформулировать принципы феноменологической инноватики, на которые могут быть распространены классические законы термодинамики. Специалисты, работающие в области теории инноваций, разработчики и менеджеры, управляющие инновационными процессами (названными, в зависимости от профиля их деятельности, экономическими, социальными, технологическими, качеством и т.п.) и разработкой оборудования электронного машиностроения, сходятся во мнении, что главной энергией инновационного развития, ядром инноватики в современной инновационной экономике являются наукоемкие высокие технологии. Само инновационное производство должно
основываться на применении высоких наукоемких технологий.
 
В любой глобальной инновационной ситуации за главный принимают тот или иной вид инновационного потенциала: в одном случае – экономический, в другом – технологический и т.п. Все остальные виды инновационной энтропии играют здесь
подчиненную роль.
 
В соответствии со вторым началом термодинамики достижение максимума энтропии энергии будет характеризовать равновесное состояние, в котором уже невозможны дальнейшие энергетические (в данном случае технологические инновационные) преобразования, так как вся инновационная энергия превратится в главную энергию
развития системы – технологическую и т.п. Более того, с точки зрения статистической физики рост энергии будет означать переход системы от менее вероятных состояний к более вероятным.
 
Таким образом, важнейшее теоретическое значение имеет введение термина «энтропия инновации», что позволяет обосновывать выбор тех или иных видов инновационной энергии и эффективно строить процесс инновационного развития. В дальнейшем, рассматривая инновационный процесс, целесообразно оперировать только понятием
инновационной энергии.
 
Безусловно, следует иметь в виду: какие бы виды инновационной энергии (инновационного потенциала) ни рассматривались (технологическая, экономическая, социотехническая и т.п.), в качестве глобальной цели инновационная политика развития экономики должна предусматривать замещение устаревшего технологического уклада
новым, более конкурентоспособным, т.е. предполагать, что успех инновационного развития может быть основан только на новой наукоемкой, высокой технологии.
 
В этом смысле технологическая (производственная) инновационная энергия является главной, определяющей. Однако в реальных условиях эффект достигается при использовании всех других видов инновационной энергии.
 
Во втором начале термодинамики показано, что все виды энергии преобразуются, в конечном счете, в тепловую, которая является главной. Так и все виды инновационной энергии в итоге преобразуются в технологическую (производственную), что и означает наступление инновационного равновесия, определяющего успех инновационного развития на данном историческом этапе (укладе).
 
Закономерности, реализуемые через понятие энтропии, по-новому трактуют взаимодействие различных факторов в инновационных процессах (при этом тот или иной фактор, по сути, является энергией, определяющей формирование тех или иных качеств инновационного процесса).
 
Взаимодействие главных видов инновационной энергии происходит, очевидно, крайне неравномерно и противоречиво, что совпадает с характерными процессами в термодинамике. Так, в инновационном процессе не могут быть достигнуты существенные результаты в освоении новых высоких технологий при полном провале в социальной сфере или в работе по формированию инновационного потенциала трудовых ресурсов и т.п. В этом случае инновационное равновесие систем, очевидно, не может быть обеспечено.
 
Таким образом, в инновационных процессах, особенно в глобальных технологических, социотехнических и социоэкономических системах, где аналогичными видами энергии являются трудовые ресурсы, производственно–технологические ресурсы, экономические потоки, трансферты высоких технологий и т.п., в условиях сложных внешних воздействий происходят инновационно-динамические явления, которые могут быть описаны вторым
законом термодинамики.
 
Следовательно, любые процессы создания спецтехнологического оборудования, при которых не нарушается закон сохранения энергии, могут быть рассмотрены в инноватике на основе законов классической термодинамики.