Учиться так, чтобы товарищ Сталин спасибо сказал!

Декабрь подходит к концу, а это значит, что осенний призыв марксистского кружка КрасноBY закончил свой Курс молодого бойца. Но юные воины материализма не штудировали уставы и ТТХ боевой техники, не проходили строевую и стрелковую подготовку. Нет, они приобретали навыки и знания не менее важные для нашего неспокойного времени — основы исторического материализма и логического мышления.

Этот опыт — лучше всякой каски и бронежилета! — защитит жизнь любого гражданина: укажет место нашего общества на историческом полотне, раскроет корыстные интересы правящей элиты, подсветит противоречия в речах самопровозглашённых борцов за свободу. Эти знания не позволят стать ещё одной разменной монеткой в руках "менял", "решал" и прочих международных рэкетиров.

И наши кружковцы отлично справились с задачей. Материал был усвоен в полном объёме согласно плану занятий — наши кружководы рады и гордятся каждым отдельным кружковцем! Скажете, если всё случилось согласно плану, всё было предсказуемо, то с чего бы удивляться и радоваться?

Противоречие? Противоречие.

Противоречия окружают нас повсеместно. Однако это не повод опускать руки или горячо негодовать: формально-логические противоречия находят разрешение в развитии, расширении контекста, поиске новых фактов, способных "примирить" и совместить противоположности. Лампочка накаливания, бензиновый двигатель, компьютерные программы и обыкновенный камин — всё это находится на виду и всё это является примерами противоречий и их разрешения.

Зачем лампы нитям накаливания?

Как показывает опыт и история развития общества, ничего сразу не возникает в мире идей, а идёт по пути усовершенствования и приспособления одних материальных объектов и явлений для создания других материальных объектов, но уже нового качественного уровня. В данной статье мы рассмотрим решение одного из противоречий, возникающих при создании лампы накаливания.

Дадим определение лампы накаливания. Лампа накаливания — искусственный источник света, в котором свет испускает тело накала, нагреваемое электрическим током до высокой температуры. В качестве тела накала чаще всего используется спираль из тугоплавкого металла (обычно — вольфрама) либо угольная нить.

Факт того, что материалы, имеющие достаточно высокое сопротивление, при пропускании через них электрического тока начнут раскаляться и излучать в видимом спектре электромагнитного излучения, был обнаружен ещё около двух столетий назад. И это могло быть отличным подспорьем при создании качественно нового способа освещения. Проблема состоит в том, что материал, через который мы пропускаем ток, быстро приходит в негодность, хотя и может выдержать температуры, до которых он раскаляется. В нашем случае, с точки зрения диалектического материализма, возникает внешнее противоречие.

По определению, внешние противоречия — это взаимодействие противоположностей, относящихся к разным объектам, например, между обществом и природой, организмом и средой и т. п. Здесь причиной является возникновение внешнего противоречия между материалом, через который мы пропускаем ток, и внешней средой, в которой находится этот материал. Происходит взаимодействие нити накала и кислорода содержащегося в воздухе, т. е. нить накала окисляется, по сути сгорает, что явно не благоволит созданию достаточно практичного устройства. Этот факт вы можете и сами проверить в домашних условиях: достаточно взять обыкновенный графитовый стержень и пропустить через него ток — он в скором времени раскалится и вспыхнет, но если его предварительно накрыть чем-либо с меньшим содержанием кислорода, это продлит его жизнь.

Разрешением этого противоречия является разделение агрессивной среды и нити накала нашей лампы. Для устранения этого противоречия нить накаливания поместили в стеклянную колбу, откуда откачали весь воздух, т. е. создали вакуум. Таким образом было разрешено это внешнее противоречие — путём разделения нити накаливания и внешней среды. В дальнейшем для устранения эффекта испарения нити накала и продления срока службы ламп накаливания известным специалистом в области вакуумной техники Ирвингом Ленгмюром было предложено закачивать в колбу инертные газы.

Программа передач (крутящего момента)

Автомобиль стал неотъемлемой частью жизни человека за последние 100 лет. Мало кто может себе представить жизнь без автотранспорта: быстрое передвижение из одной точки в другую на личном или общественном транспорте, перемещение товаров на грузовом и т.д.

Автомобиль поистине удивителен и интересен. Его устройство наполнено противоречиями и техническими решениями. Многие достижения современных науки и техники воплощены в этом транспортном средстве. Основным устройством — "сердцем" любого автомобиля — является двигатель. В основном на современных автомобилях стоит двигатель внутреннего сгорания (ДВС), в нем используется энергия сгорания топлива (бензин, дизтопливо, СПГ и пр.) в камере сгорания. Сила давления при сгорании топлива, действующая на поршень, через шатун передаётся на коленчатый вал, образуя крутящий момент.

Крутящий момент — это произведение прикладываемой силы на плечо рычага, к которому она прикладывается. Единицы измерения — ньютоны на метры (Н∙м). В случае ДВС сила берётся от сгорания топлива, а рычагом выступает шатун.

Крутящий момент — величина непостоянная. Момент изменяется вместе с количеством поступающей в цилиндр смеси и оборотами двигателями. На определённых оборотах момент не только перестаёт расти, но и начинает уменьшаться. Ко всему прочему, передать крутящий момент от двигателя на ведущие колеса напрямую невозможно, т. к. двигатель раскручивается до огромных, избыточных оборотов, что может привести к разрушению колёс и выходу из строя самого двигателя. Следовательно необходимо передать на ведущие колеса изменённый момент. Более того, нужно расширить диапазон крутящего момента и оборотов для максимального использования потенциала двигателя, т.е. изменять эти величины в зависимости от условий эксплуатации автомобиля (скользкая дорога, крутой подъем и пр.).

Для этого используется коробка перемены передач (КПП). Этот механизм способен преобразовывать крутящий момент и обороты с помощью пары зубчатых колёс — редуктора. Величина преобразования определяется передаточным числом. Редуктор состоит из малого ведущего колеса (шестерня) и большого ведомого. Чем больше отношение количества зубьев на шестерне и ведомом колесе, тем большее передаточное число.

В КПП используется несколько пар зубчатых колёс разных размеров. Переключая передачу, мы меняем передаточное число, а, следовательно, увеличиваем или уменьшаем крутящий момент на ведущих колёсах. Таким образом, столкнувшись с невозможностью передать момент на колеса от двигателя напрямую, мы используем третий механизм в конструкции и вводим новую величину — передаточное число.

Яйцо или курица? Тестировщик или разработчик?

Имеется кофемашина и бункер для кофе. Они разрабатываются разными командами. Чтобы убедиться, что кофемашина работает, нужно протестировать её вместе с готовым бункером для кофе. Но чтобы бункер для кофе был готов и исправен, нужно протестировать его с готовой кофемашиной. Противоречие.

Для тестирования кофемашины нужен одновременно и готовый бункер, чтобы закончить кофемашину, и не готовый бункер, чтобы над ним можно ещё было работать другой команде. Этого можно добиться через декомпозицию бункера для кофе на две составляющие: изменяющуюся в процессе разработки реализацию/техническое исполнение и статический, неизменный в соответствии со стандартом/договорённостью интерфейс — условленный набор команд и сигналов. Имея интерфейс, мы создаём mock-банк для кофе — ложный объект, где заранее пропишем ответы  на запросы кофемашины: “Есть кофе? Кофе есть”, “Есть молоко? Нет молока”.

Имея заготовленные ответы от фейкового банка, мы можем протестировать реакцию кофемашины на них. Таким образом, мы разрешили формально-логическое противоречие через третье, включающее в себя исходные противоположности.

С возрастанием сложности ПО возрастает количество компонентов, зависимостей между ними. Возникает проблема сохранения правильной работы при исправления ошибок и добавления новых возможностей. Эта проблема решается добавлением автоматических тестов.

Например, у нас есть база данных с компаниями, лицензиями, пользователями, правами этих пользователей; репозиторий, который из этой БД может выбирать нужные записи по идентификатору; биллинговый сервис, показывающий, до какой даты оплачена лицензия; сервис, проверяющий, есть ли у запрашиваемого пользователя возможность воспользоваться функцией.

В реальном приложении будет использоваться нормальная реализация репозитория, работающая с БД. Однако, чтобы удостовериться в правильности работы проверяющего сервиса, правильном сравнении лицензий, прав, дат оплат, нам не нужны эти реализации — достаточно иметь конечные результаты.

Отсюда возникает противоречие: в компоненте Б необходимо использовать конкретную реализацию компонента А и в то же время иметь возможность тестировать компонент Б независимо от реализации компонента А.

Противоречие разрешается через механизм внедрения зависимостей. В Б внедряется интерфейс. Б работает именно с интерфейсом без конкретной реализации внутри компонента. Выяснением, что нужно внедрить, занимается отдельный механизм. Этом может быть некий резолвер — сервис, который на основании неких параметров (конфигурация, среда, дебаг или релиз-режим), решает, какой экземпляр необходимо создать.

Охлаждаем пиво с помощью камина

Камин — разновидность отопительных приборов, которые производят тепло из энергии окисления сгораемых веществ (углерода, углеводорода и др.) в кислороде воздуха. Тепло генерируется непосредственно в зоне прохождения технологического процесса, которая является смешанной с зоной генерации тепла и с открытым топливником в рабочем пространстве печи, что ограничивает нагрев окружающего пространства конвекцией и теплопроводностью и даёт преобладающий потенциал лучистому теплообмену в определённых диапазонах длин волн.

Изначально камин сформировался как открытый очаг для отопления помещений, приготовления пищи и подогрева воды.

Принцип действия камина основан на сгорании (окислении) топлива в свободно поступающем из помещения воздухе. При этом количество кислорода уменьшается, что компенсируется поступлением новых порций воздуха через неплотности в стенах, потолке, оконных и дверных проёмах.

Сейчас в мире происходит борьба за уменьшения влияния на окружающий мир, что требует повышения энергоэффективности жилища: создание комфортных условий проживания за счёт улучшения теплоизолирующих свойств ограждающих конструкций (стен, пола, потолка, окон и дверей), а, соответственно, и их низкой проницаемости. В таких условиях камин, созданный по принципам, устоявшимся за столетия, перестаёт работать в правильном режиме. Количество кислорода в воздухе помещения уменьшается, что приводит к повышенной утомляемости и заболеваемости людей. Часто продукты сгорания (угарный газ, не окислившийся углерод в виде копоти, смóлы) попадают внутрь помещения, пламя горит "вяло" и периодически затухает, что создаёт дополнительный повод для ухудшения психического здоровья людей.

Отсюда бросается в глаза противоречие — "плохо" устроенные стены, окна, двери приводят к повышенному расходу дров. Камин работает, но "остужает" помещение. Хорошо устроенные ограждающие конструкции позволяют более рационально использовать топливо (меньше расход), но такие условия для открытого камина не подходят: он портит микроклимат внутри помещения (выгорание кислорода, копоть, угарный газ).

Для решения противоречия была разработана следующая методика.

В стене, к которой примыкает камин, полу или потолке проделывается технологическое отверстие, защищается решёткой от посторонней инвазии, утепляется для уменьшения теплопотерь комнаты и нормального движения воздуха извне к камину. Далее воздух по технологическим каналам попадает, минуя "рубашку" по бокам или под топкой, в зону горения и уже подогретым подаётся к огню. Таким образом в области горения используется специально подготовленный воздух внешней среды.

Следующей итерацией будет установка дверцы в портал камина с защитным огнестойким стеклом, которая полностью отсекает воздух помещения от воздушной смеси в топке. Эстетический эффект горящего пламени остаётся, отопление помещения проходит за счёт лучистого тепла и конвекции от нагреваемых плоскостей. Дополнительное тепло можно получить, организовав съем тепла в воздушных каналах между внутренней поверхностью топки и ограждающей поверхностью камина, а также, организовав теплонакопитель.

Заключение

Вышеприведённые примеры поможет нам обобщить Э. Ильенков:

С наступающим новым годом! Приходите на кружки!