Возникновение системы технических наук

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Для инженерной деятельности были необходимы специальные знания. Сначала это были знания двоякого рода - естественнонаучные (отобранные или специально построенные) и собственно технологические (описание конструкций, технологических операций и т.д.). Именно естественнонаучные знания позволяли задать естественный процесс, который реализовался в инженерном устройстве, а также определить в расчете точные характеристики конструкций, обеспечивающей данный процесс.

Исторически возникновение и становление первых технических наук относят к концу XVIII - первой трети XIX века. Механика машин «к концу первой трети XIX столетия… выделилась в отдельную науку, причем ее основным содержанием оказалась кинематика - наука о движении» ⁹. Машина отличается высокой эффективностью, в основе которой лежит ее способность превращения сил природы (ветра, воды, пара, электричества) в агенты общественного труда. Таким образом, машину как технический объект отличают быстродействие, непрерывность технологических фаз, автоматизм, высокие параметры орудий, возможность соединения многих орудий, приводимых в движение одним и тем же механизмом.

Переход от использования в технике отдельных научных знаний к построению своеобразной античной «технической науки» мы находим в исследованиях Архимеда. Но отдельные предпосылки этого процесса можно найти и в самой античной математике. Например, в «Началах» Евклида нетрудно заметить группировку теорем (положений), которая вполне схожа с группировкой технических знаний. (В технических теориях, как известно, описываются классы однородных идеальных объектов - колебательные контуры, кинематические цепи, тепловые и электрические машины и т.д.). Евклид объединяет математические знания, описывающие классы однородных объектов, в отдельные книги.

Интересные случаи использования научных знаний в технике демонстрирует работа Архимеда «О плавающих телах». По сути, это - вариант «технической науки до технической техники», однако представленный в форме античной теории, из которой изгнано всякое упоминание об объектах техники (кораблях).

Действительно, работа построена по всем канонам античной науки: формулируется аксиома, на основе которой доказываются теоремы, при доказательстве последующих теорем используется знание предыдущих.

Почти с первых шагов формирования технической науки на нее был распространен идеал организации фундаментальной науки. В соответствии с этим идеалом знания отношений трактовались как законы или теоремы, а процедуры получения - как доказательства. Проведение доказательств предполагало не только сведение новых идеальных объектов к старым, уже описанным в теории, но и разделение процедур получения знаний на компактные, обозримые части, что всегда влечет за собой выделение промежуточных знаний. Подобные знания и объекты, получившиеся в результате расщепления длинных и громоздких доказательств на более простые (четкие), образовали вторую группу знаний технической науки (в самой теории они, естественно, не обособлялись в отдельные группы, а чередовались с другими).

В третью группу вошли знания, позволившие заменить громоздкие способы и процедуры получения отношений между параметрами инженерного объекта процедурами простыми и изящными. Например, в некоторых случаях громоздкие процедуры преобразования и сведения, полученные в двух слоях, существенно упрощаются после того, как исходный объект замещается сначала с помощью уравнений математического анализа, затем в теории графов, и преобразования осуществляются в каждом из слоев. Характерно, что последовательное замещение объекта технической науки в двух или более разных языках ведет к тому, что на объект проецируются соответствующие расчленения и характеристики таких языков (точнее, их онтологических представлений).

Так, по мере развития техники и усложнения средств воздействия человека на природу в науке выделялась особая область - технические науки (теория механизмов и машин, теория сварки, теоретическая электротехника и др.). Проблемы, которые ставятся и исследуются в них, являются, как правило, комплексными, требующими использования широкого спектра достижений естественных наук. Тем самым теснейшая связь технических наук с естествознанием несомненна.

Однако технические науки не являются простым продолжением естествознания, прикладными исследованиями, реализующими концептуальные разработки фундаментальных естественных наук. В развитой системе технических наук имеется свой слой как фундаментальных, так и прикладных знаний, и эта система требует специфического предмета исследований. Таким предметом выступает техника и технология как особая сфера искусственного, создаваемого человеком и существующего только благодаря его деятельности.

Каковы особенности технических наук и в чем специфика технического знания?

Одна из главных таких особенностей заключается в том, что, если объектами естествознания выступают предметы и процессы естественной природы, то объектами технознания являются созданные людьми системы искусственных средств их деятельности (техника и материалы), а также сам процесс их создания и использования (технология). Иначе говоря, технические науки занимаются созданием и изучением тех объектов, существование которых невозможно в естественной природе (по крайней мере, в земных условиях), а также технических процессов, существование которых возможно только благодаря деятельности человека.

В естественной природе нет ни телевизоров, ни компьютеров, ни поездов, ни самолетов, ни космических станций. В нетронутой человеком природе нет ни законов порошковой металлургии, ни закона усиления электромагнитных колебаний в лазерных устройствах, ни многих других законов. Все это «овеществленная сила знания» (К. Маркс).

В непосредственной связи с бурным ростом техники на основе использования комбинационно-синтезирующего метода стали развиваться новые теории: теория автоматического регулирования, теория идеальных инженерных устройств, теория технологии, теоретическая радиолокация и многие другие.

Отличие деятельности естествоиспытателя от деятельности специалиста в области инженерного дела хорошо выразил Э. Крик в положении: ученый изучает то, что существует, а инженер создает то, чего еще никогда не было. Здесь отмечена специфика инженерной деятельности и специфика технического знания в целом. Технические науки - как фундаментальные, так и прикладные - нацелены на создание того, чего нет в природе. Они творят «вторую природу» - техническую основу цивилизации. Если для естественных наук характерны открытия, то для технических - конструирование, изобретение. Если в науках о природе важно достижение истины, в технических науках - обладание не просто истинностным знанием, но знанием эффективных в контексте инженерных разработок.

Необходимо также отметить, что естественные науки обладают более значительной свободой в выборе путей решения своих проблем, нежели технические, где рамки такого выбора ограничены социальными и антропомерными (то есть, учитывающими физические и психологические характеристики человека) требованиями и возможностями. Дело в том, что технические объекты обладают радом социальных и антропологических параметров (экономичностью, удобством в эксплуатации и др.), что накладывает отпечаток на процессы конструирования технических устройств, создания конструирования технических устройств, создания конструкционных материалов, разработки технологических процессов и т.д.

Следует отметить и то, что, если естественнонаучное знание, как правило, относится к идеальным объектам, то техническое знание - к объектам, являющимся не только идеальными (кинематические схемы, колебательный электромагнитный контур и т.д.), но одновременно и реальными техническими устройствами. Более того, одной из основных задач технических теорий, технического знания является практическое воплощение идеальных моделей и конструкций. В этом и состоит суть технологического применения естественных наук в новую технику и прогрессивную технологию. Именно поэтому изучение естественных процессов в технических науках, хотя и имеет место, не является самоцелью. Они изучаются лишь в той мере, в какой определяют технические свойства объектов и их взаимосвязь.

Из сказанного выше, можно сделать общее заключение о том, что отличие технического знания от естественно научного знания состоит, прежде всего, в специфике объектов познания. Если естествознание изучает объекты естественной природы, то объектом изучения технических наук (технознания) является технический объект. В техническом объекте природное и социальное слиты воедино. Здесь происходит двойная детерминация: естественная (природная) и искусственная (социальная). Так, например, движение самолета подчинено действию гравитационных сил, как и любого другого физического (природного) объекта. Но, с другой стороны, в конструкцию самолета заложены и такие силы (в частности, реактивная сила), которые могут противодействовать гравитации и по воле человека меняться как по величине, так и по направлению. В результате целесообразной деятельности человека движение самолета приобретает целенаправленное движение, оно становится управляемым. Аналогично можно говорить и о других видах транспорта: автомобильном, морском, речном и железнодорожном. Иными словами, происходит совмещение объективных, причинных законов механики с субъективной деятельностью человека, с его волевыми действиями по управлению сложными техническими объектами. Это относится не только к транспорту, но и к различным другим видам техники вообще, где естественные процессы протекают в искусственных условиях, т.е. имеет место технология. Образцом диалектического единства естественного и искусственного, природного и социального можно считать получение новых конструктивных материалов с заранее заданными такими свойствами, которых сама природа не смогла бы создать.

Все это и определяет специфику технического знания, которое отражает не только технико-технологические процессы, но и опыт практической деятельности людей. В научном техническом знании технические устройства и технологические процессы описываются как естественноискусственные образования. Здесь можно очертить и «гносеологическое пространство» теоретических технических знаний. Чаще всего в технических теориях устанавливаются гносеологические связи и отношения между фрагментами физических, математических и инженерных (технических) знаний. Вот почему «гносеологическое пространство» технического знания является довольно сложным образованием, интегрирующим физические (естественнонаучные), математические и технические (инженерные) знания.

Возникновение взаимосвязей между наукой и техникой. Технические знания эпохи Возрождения (XV-XVI вв.)

Изменение отношения к изобретательству. Полидор Вергилий «Об изобретателях вещей» (1499). Повышение социального статуса архитектора и инженера. Персонифицированный синтез научных и технических знаний: художники и инженеры, архитекторы и фортификаторы, ученые-универсалы эпохи Возрождения: Леон Батцста Альберти, Леонардо да Винчи, Альбрехт Дюрер, Ванноччо Бирингуччо, Георгий Агрикола, Джераламо Кардано, Джакомо делла Порта, Симон Стевин и др.

Расширение представлений гидравлики и механики в связи с развитием мануфактурного производства и строительством гидросооружений. Проблема расчета зубчатых зацеплений, первые представления о трении. Развитие артиллерии и создание начал баллистики. Трактат об огнестрельном оружии «О новой науке» Н. Тартальи (1534), «Трактат об артиллерии» Д. Уффано (1613). Учение о перспективе. Обобщение сведений о горном деле и металлургии в трудах Г. Агриколы и В. Бирингуччо.

Поиск рациональных оснований архитектурного творчества в труде Л.Б. Альберти «Искусство архитектур». Наследование образцов Античности через систематизированные тексты, вобравшие опыт персонального мастерства зодчих: Дж. Вазари «Жизнеописание наиболее совершенных живописцев, скульпторов и архитекторов» (1550), Дж. Виньола «Правила пяти ордеров архитектуры» (1563), X. Самбен «Труд о многообразии терминов, применяемых в архитектура» (1572).

Великие географические открытия и развитие прикладных знаний в области навигации и кораблестроения. У. Гильберт: «О магните, магнитных телах и большом магните - Земле» (1600).

При рассмотрении генезиса технического знания, технической (практической) деятельности человека следует отметить следующие важные моменты:

Исходным пунктом и непременным условием человеческой деятельности по преобразованию природной среды представляется формирование идеального образа ожидаемого результата этой деятельности. То есть, в своей практической деятельности человек должен был преследовать «свою сознательную цель», которая как закон определяет способ и характер его действий, и которой он должен подчинить свою волю.

Немаловажное значение приобретает также знание используемых в процессе этой деятельности природных предметов и явлений, ибо для того, чтобы действовать успешно, надо знать тот материал, на который предстоит воздействовать.

В процессе практической деятельности по преобразованию окружающей природной среды перед человеком с необходимостью возникает задача познания существенных свойств применяемых им природных предметов и явлений. Отметим, что в познавательных целях предметы и явления природы могут представлять определенный интерес для человека в двух аспектах:

1) с точки зрения необходимости выяснения (в определенной степени) свойств (физико-химических, механических, биологических, социальных и т.д.) и связей, как внутренних, так и внешних, которыми эти вещи наделены от самой природы;

2) исходя из реальной возможности проявления этих (часто видоизменяемых) свойств и связей в новых, «очеловеченных» условиях их бытия, искусственно созданных человеком.

Второй вид знания, фиксирующий собственно процесс создания и использования технических средств труда, получил название технического знания.

Специфика становления технического знания обусловлена социальным характером коллективной практики и обмена опытом. Техническое знание направлено на исследование объектной структуры в соответствии с его назначением. Главной задачей технического знания представляется создание теоретических оснований, алгоритмов преобразования веществ, энергии, трансформации природы.

Объектная структура практической деятельности представляет собой набор материальных компонентов этой деятельности и явлений, находящихся в определенных взаимоотношениях. Она обеспечивает трансформацию усилий субъекта, направленных на соответствующее изменение, как самих материальных компонентов, так и взаимоотношений между ними, придающих им целенаправленный характер. Объектом технического знания в широком смысле является предметная практика человека, понимаемая как единство субъектной и объектной ее сторон. Техническое содержание содержит в себе, как описание объектов деятельности, так и предписания к практической деятельности (рецепты), раскрывающие особенности определенных форм практической деятельности. Это объясняется тем, что в техническом знании находят свое отображение, как объектная, так и субъектная сторона практики. Предписания к практической деятельности направлены на обучение субъекта деятельности тем или иным конкретным практическим действиям, и могут появляться преимущественно как следствие долгого эмпирического поиска наиболее целенаправленных действий, а также опираться на теоретическое или опытное знание об объектах деятельности.

технический архимед наука

Размещено на Allbest.ru