Развитие технических наук и новых научно-инженерных направлений в XX веке

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.

Физико-технический институт

Реферат

на тему: «Развитие технических наук и новых научно-инженерных направлений в XX веке»

Выполнил: студент

группы бТХНБ-31 Мудалиева Р.А.

Преподаватель: д.ф.н., профессор

Пилипенко Елена Александровна

Саратов 2018

Содержание

Введение

1. Взаимосвязь науки и техники

2. Развитие технических наук

2.1 Основные этапы развития технических наук

3. «Неклассическая наука»

3.1 Этапы формирования «неклассических» технических наук

4. Закономерности и тенденции развития современного научно-технического знания

Заключение

Список литературы

Введение

Современный период развития науки в целом характеризуется глубокими и качественными изменениями. Серьёзные изменения происходят в прикладных науках, в том числе и в технической области научного знания.

Технические науки - это прикладные науки, исследующие технику и процессы, которые связаны с её созданием, развитием и взаимодействием с окружающей средой и человеком. Технические науки обеспечивают перенос знаний человека в физическую среду посредством создания техники, совокупность которой составляет искусственную, сознательно созданную среду обитания для человека - так называемую техносферу. Несмотря на то, что техника является продуктом только человеческой созидательной деятельности, технические науки связаны с естественными и общественными науками, поскольку техника подчиняется тем же объективным законам, что и естественные объекты. Важно отметить, что объектами изучения технических наук являются не только материальные и существующие объекты техники, но и объекты ещё будущей техники, которую ещё предстоит создать. Можно отметить, что основными методами современных разделов технических наук являются компьютерное проектирование и моделирование

Достижения науки и техники в XX веке впечатляющие, но, с другой стороны, они, в основном, развивались на идеях XIX века: автомобилестроение, авиация, электротехника, связь, химия, энергетика, космонавтика и так далее.

наука технический неклассический

1. Взаимосвязь науки и техники

В отличие от фундаментальных наук, технические науки имеют исключительно прикладное, практическое назначение. Практическая направленность научно-технических исследований противопоставляет их фундаментальной науке. Между прикладными исследованиями и фундаментальной наукой существует неразрывная связь: с одной стороны, результаты фундаментальных исследований являются теоретической основой для проведения прикладных исследований, а с другой стороны, результаты научно-технической деятельности предоставляют свидетельства, которые могут подтверждать или опровергать научные теории, сформулированные учеными-теоретиками.

Технические науки оперируют преимущественно понятием процедура (от лат. рrocessus-продвижение), то есть взаимосвязанная последовательность действий, направленных на достижение поставленных задач в заданных граничных условиях. Именно прикладная направленность технических наук привела к созданию первых тепловых двигателей, летательных и далее космических аппаратов, сложнейших технических объектов. Фундаментальные естественные науки оперируют, в основном, понятием процесс (от лат. procedo - последовательных смен состояний объектов во времени), то есть изучение базовых законов природы, при этом невозможно заранее задать конечную цель исследования, оценить результаты, необходимые сроки и затраты. Однако, в результате может быть получена совершенно новая, недоступная по уровню технических наук технология. К примеру, лазерные технологии в современном мире приобрели существенную роль - от светодиодов до технологий оптических носителей информации и военного назначения.

Тем не менее, именно технические науки в составе иных прикладных наук играют основную роль в развитии технологий. В основе техники лежит использование законов природы. Вся история техники раскрывает диалектическое взаимодействие техники и естествознания. Решая тот или иной технический вопрос на основе уже открытых законов природы, человек вместе с тем открывает новые свойства вещей и тем двигает вперед естествознание. Хотя технические науки появились и начали развиваться сравнительно недавно, в начале XIX века, а сама техника появилась значительно раньше.

На современном этапе развитие техники на основе широкого использования научных знаний - главное условие научно-технического прогресса. Если в прошлом техника в основном представляла собой аккумулированные в средствах труда, преимущественно эмпирические знания и опыт, то ныне в ней всё в большей мере материализуются научные знания.

В современный период важнейшие достижения техники - следствие фундаментальных научных открытий. Чисто эмпирическим путём уже невозможно создавать технические средства, подобные ядерным реакторам, лазерам, компьютерам и так далее; предварительным условием их создания является глубокое изучение и познание физических, химических и иных явлений и процессов, лежащих в основе принципа их действия. Потребности современного производства требуют предварительного изучения этих явлений, их теоретического анализа и обобщения, умения прогнозировать их особенности в иных, ещё не изученных ситуациях. Таким образом, непременное условие развития техники и, следовательно, материального производства - обеспечение опережающего развития науки по отношению к технике, практике. В то же время именно производство, его потребности и запросы оказывают решающее воздействие на развитие науки. Технический уровень производства обусловливает степень использования науки, определяет готовность технической базы производства к реализации новых научных идей. Вместе с тем материально-техническая база производства создаёт также материальную базу самих научных исследований, оказывает решающее влияние на качественный уровень научных экспериментов, на степень «индустриализации» науки.

Современная наука оснащается сложнейшими техническими устройствами и сооружениями -- исследовательскими реакторами, установками для изучения термоядерного синтеза, андронными коллайдерами, мощными радиотелескопами и т.д. Интенсивное развитие науки и техники, их взаимосвязь и взаимодействие, превращение науки в непосредственную производительную силу составляет одну из важнейших сторон современной научно-технической революции. На базе научных достижений и открытий происходят качественные изменения во всех отраслях современной техники. В корне преобразуются технические средства, системы, устройства, технологические методы производства. В современном производстве произошел переход от механизации отдельных процессов труда к комплексной механизации, автоматизации всего производства, к широкому использованию автоматизированных систем управления, промышленной робототехники. В ходе научно-технического прогресса произошла сплошная электрификация производства. Механические методы обработки материалов во многих случаях заменяются или дополняются более совершенными, использующими новейшие достижения физики и химии (ультразвуковая, высокочастотная, электроэрозионная, лазерная и др. виды обработки). Развитие биотехнологий позволяет эффективно применять для решения инженерных задач биологические методы, использовать в различных областях техники опыт живой природы. Биотехнология позволяет реализовать биологические методы получения многих продуктов и веществ.

Прогресс химической науки и технологии даёт возможность рационально изменять свойства природных материалов, создавать широкую гамму синтетических материалов, ускорять технологические процессы и на этой основе повышать производительность и улучшать качество промышленной продукции. Интенсивное развитие естественных и технических наук обусловливает активное познание человеком законов микромира, расширяет сферу деятельности человека, обеспечивая возможность его выхода в космос и практическое использования космической техники в интересах общества.

Прогресс космических исследований - пример плодотворного взаимодействия науки и техники, их взаимообогащения в процессе совместного развития. Создание и совершенствование космических технологий явилось стимулом прогресса не только в области технических наук и связанных с ними отраслей производства (особенно радиоэлектроники, автоматики, точного приборостроения, материаловедения и др.), но также и в области естественных и общественных наук, где появились совершенно новые направления: космическая физика, биология, медицина, психология, право и т. д. Точно так же развитие информационной и вычислительной техники вовлекло в изучение процессов связи и управления большой комплекс наук, выдвинуло ряд общенаучных проблем (проблемы передачи информации, взаимодействия человека и машины и др.). Взаимодействие науки и техники - важнейшее условие осуществления не только научно-технического прогресса, но и общественного развития в целом.

2. Развитие технических наук

В Новое время происходит постепенное становление классического научно-технического знания. В XVII--XIX вв. наука становится доминирующей формой постижения бытия. Распространяется вера в 6 безграничные возможности науки, и эта вера все более укрепляется благодаря нарастающему потоку выдающихся технических достижений. Философия начала Нового времени усилиями Г. Галилея, Т. Гоббса, Р. Декарта, Б. Спинозы, сформулировала новые познавательно- методологические принципы, повлиявшие на определение критериев научности и прогресс в том числе технического знания: квантитативизм (метод количественного сопоставления по формуле: "познать -- значит измерить), причинно-следственный автоматизм и динамизм (признание за всеми явлениями действия однозначных, математически выраженных законов, исключение случайности), сумматизм (ориентация на сведение сложного к простому, рассмотрение всего как агрегата элементарных частей), механицизм (сведение к механике понимания всего мироустройства), экспериментальность (превращение эксперимента, как технического, так и мысленного, из иллюстрации знания в главный метод познания, проверка им даже общепринятых воззрений).

Технические науки -- это система теоретического знания, направленного на изучение и разработку идеальных моделей искусственных материальных средств целесообразной деятельности людей.

2.1 Основные этапы развития технических наук

1этап (XVII -- середина XVIII в.) -- время первой собственно научной революции, которая знаменуется становлением экспериментального метода и математизацией естествознания как приложения научных результатов в технике. К концу этого этапа, благодаря в первую очередь И. Ньютону, сформировалась первая - механистическая - научная картина мира. В этих условиях техника выступает как объект исследования естествознания, поскольку становление экспериментальной науки требует создания инструментов и измерительных приборов.

Решению этой проблемы была подчинена значительная часть деятельности ученых-экспериментаторов. Так, Г. Галилей. И. Кеплер, X. Гюйгенс и др. предлагали все более совершенную конструкцию зрительной трубы. Э. Торичелли создал ртутный термометр и дал научное объяснение его действию. О. (фон Герике изобрел воздушный насос, Р. Бойль -- барометр, а ассистент Бойля Р. Гук -- микроскоп. В теоретической части научно-технического знания усилиями Л. Эйлера, Ж. Б. Даламбера были разработаны физико-математические основы технической механики, в частности механики жидкостей и газов, пневматики. Трудами С. Стевина, Б. Паскаля и др. формируется гидростатика как раздел гидромеханики.

В рассматриваемый период стали появляться первые специализированные технические учебные заведения, главным образом военно-инженерные и горные. В начале XVIII в. подготовка военных инженеров (артиллеристов и строителей) была наиболее широко представлена во Франции. В России в основанных в 1700--1701 гг. инженерной школе, а также в школе математических и навигацких наук преподавались прикладные дисциплины. Специалистов по горнозаводскому делу подготавливали в специальных школах при заводах (Невьянском, Олонецких). В 1715 г. открылась Петербургская морская академия.

ІІ этап (вторая половина XVIII -- середина XIX в.) -- характеризуется, во-первых, формированием научно-технических знаний на основе использования в инженерной практики знаний естественных наук и, во-вторых, появлением первых технических наук.

Этот качественный скачок неразрывно связан с развитием крупного капиталистического производства и так называемым промышленным переворотом.

Исходным пунктом перехода от мануфактурного производства к машинному явилось изобретение и применение рабочих машин - части технического устройства, которая непосредственно воздействует на предмет труда и целесообразно изменяет его форму. Другими частями машины являются двигатель и передаточный механизм.

Ранее всего рабочие машины появились в текстильном производстве (самолетный челнок Д. Кея, прялка "Дженни" Д. Харгривса). Затем энергетический кризис в горном деле и металлургии стимулировал изобретение универсального теплового двигателя (И.И. Ползунов, Д. Уатт). Последней стадией, пришедшейся уже на XIX в., стала революция в машиностроении, связанная с изобретением суппорта.

Промышленный переворот привел к появлению новых видов производств и стимулировал целый ряд технических изобретений первой половины XIX в., абсолютно изменивших всю систему общественных отношений: парохода (Р. Фултон), железнодорожного локомотива (Р. Тревитик, Д. Стефенсон), разнообразных сельскохозяйственных машин (Д. Тулль, Г. Огль и др.), электрического пишущего телеграфа (С. Морзе), фотоаппарата (Ж.Н. Ньепс, Л.-Ж. Дагер, У. Тальбот). Были заложены основы электромеханики (Дж. Генри, Б.С. Якоби и др.).

В этих условиях возникла потребность в тиражировании и модификации изобретенных инженерных устройств. Резко возрос объем расчетов и конструирования, в силу чего все чаше инженер имел дело не только с разработкой принципиально нового инженерного объекта (т.е. с изобретением), но и с созданием сходного (модифицированного) изделия (например, машины того же класса, нос другими характеристиками -- иной мощностью, скоростью, габаритами, конструкцией).

Разработка поля однородных инженерных объектов позволяла сводить одни случаи к другим. В результате начали выделяться и описываться определенные группы естественнонаучных знаний и схем инженерных объектов. Фактически это были первые знания и объекты технических наук, но существующие пока еще не в собственной (форме. С этим процессом были связаны два других: онтологизация и математизация. Онтологизация -- это поэтапный процесс схематизации инженерных устройств, в ходе которого эти объекты разбиваются на отдельные части и каждая замещается "идеализированным представлением" (схемой, моделью). Подобные идеализированные представления вводились для того, чтобы к инженерному объекту можно было применить как математические знания, так и естественнонаучные.

Замещение инженерного объекта математическими моделями требовалось и само по себе - как необходимое условие изобретения, конструирования и расчета, и как стадия построения нужных для этих процедур идеальных объектов естественной науки. Если на первой стадии используются отдельные математические знания или фрагменты математических теорий, то в дальнейшем технические науки переходят к применению целых математических аппаратов (языков). Наложившись друг на друга, процессы сведения, идеализации и математизации привели к формированию первых идеальных объектов технических наук (схема колебательного контура, кинематического звена, теория идеальной паровой машины и др.).

В рассматриваемый период создается научный фундамент теплотехники, зарождается электротехника, закладываются аналитические основы механических наук: П. Жирар, Л. Пуансо, С. Пуассон, Г. де Прони заложили научную базу сопромата и машиностроения, Р. Клаузиус и У. Томсон сформировали первый и второй законы термодинамики, Г. Гельмгольц открыл закон сохранения энергии. Во всех европейских странах и в США складывается теперь уже система высшего технического образования. Образцом технического вуза долгое время была Политехническая школа в Париже, основанная в годы Французской революции. В России также появляются несколько учебных заведений с высоким уровнем технической подготовки: Горное училище (1773), Институт корпуса инженеров путей сообщения (1809), Технологический институт (1828), Императорское Московское техническое училище (1830), Строительное училище (1832). В 1866 г. было основано Императорское русское техническое общество.

III этап (последняя треть XIX -- начало XX в.) -- время завершения перехода от простой передачи накопленных предыдущими поколениями технических знаний и навыков к развитию науки через систему профессиональной деятельности и образования, основой которых явилась механистическая картина мира. Этап характеризуется дисциплинарным оформлением технических наук и построением ряда фундаментальных технических теории.

В это время был реализован наиболее важный для развития техники переход от центрального парового двигателя к более экономичным и безопасным, менее габаритным электродвигателю с переменным током (Г. Уайльд, З. Грамм и др.) и двигателю внутреннего сгорания (Н. Огто, Г. Даймлер, Р. Дизель). Это, вместе с прогрессом в металлургии и химической промышленности, привело к целому ряду технических изобретений, важнейшие из которых -- гигантский стальной корабль, трактор, аэроплан (А.Ф. Можайский, О. Лилиенталь, братья У. и О. Райт), танк. Примечательной особенностью эпохи является и то, что впервые технические новшества поступают в массовое производство, а это стало возможным в том числе благодаря изобретению Ф. Тейлором сборочного конвейера.

Первую удовлетворительную конструкцию телефона в 1876 г. создал А. Белл, и уже через пару лет стали вводиться в эксплуатацию телефонные станции. Интересными изобретениями явились фонограф (Т. Эдисон) и кинематограф (И.А. Тимченко, Ж. Демени, братья О. и Л. Люмьер и др.). Одним из величайших открытий в области техники явилось изобретение радио (A.C. Попов).

К концу этапа формируется система международной научной коммуникации в инженерной сфере: возникает научно-техническая периодика, создаются научно-технические сообщества. Все это способствует дисциплинарному оформлению классических технических наук -- теории машин и механизмов, теплотехники, электротехники и радиотехники, теории автоматического регулирования. Завершается становление классической теории сопротивления материалов и механики разрушения. Формирование теории паровых двигателей приводит к созданию научных расчетов паровых турбин и развитию научно-технических основ горения и газификации топлива. Создаются теоретические основы полета авиационных летательных аппаратов. Завершается формирование фундаментальных разделов технических наук -- теории цепей, теории двухполюсников и четырехполюсников, теории колебаний и др.; разрабатываются методы расчета, общие для фундаментальных разделов различных технических наук.

Таким образом, технические знания приобрели все признаки научного знания:

* научные методы исследования технических проблем;

* оформление получаемых знаний в виде научного предмета (наличие идеализированных объектов изучения и системы взаимосвязи теорий различного уровня общности);

* специальную социальную организацию деятельности по выработке этих знаний (каналы научно-технической коммуникации, сеть научно-технических учреждений, система подготовки кадров).

3. «Неклассическая наука»

На рубеже XIX--XX вв. произошла крупнейшая революция в естествознании, знаменовавшая переход к так называемой неклассической науке. Как отмечает В.А. Соломатин, важнейшими чертами естествознания, отличающими его современные концепции от классических представлений, являются: признание полевой формы существования материи, зависимость пространственных координат и времени от скорости движения; инертность энергии; корпускулярно-волновой дуализм вещества; статистическое понимание физических законов и вероятностное понимание макро- и микромира (т.е. мира элементарных частиц); признание самоорганизации материи.

Если собственно в момент открытия, т.е. к началу Новейшего времени, большинство неклассических научных достижений не повлияли на принципы миропонимания в технических науках (где сохранялся механицизм), то уже спустя два-три десятилетия отмеченные особенности естествознания заложили новые направления научно-технического знания.

В середине XX в. человечество вступает в новую информационную эпоху, складывание информационного общества. Этому способствовали такие технические достижения, как появление атомной энергетики, ракетной техники, создание синтетических материалов, телевидения, электронно-вычислительных машин (применение которых стало основой развития комплексной автоматизации производства и управления им). К трехзвенной системе машины -- исполнительный механизм, передаточный механизм и двигатель -- добавилось четвертое звено -- автоматический контроль и регулирование производственного процесса.

В этот период в развитии технических наук углубляются системно-интегративные тенденции, что проявляется в масштабных научно-технических проектах (освоение атомной энергии, создание ракетно-космической техники), в проектировании больших технических систем, формировании системы "фундаментальные исследования -- прикладные исследования -- разработки". Возникают новые области научно-технического знания: ядерная физика, ядерное приборостроение, теоретическое и экспериментальное материаловедение, теория создания искусственных материалов. Появляются новые технологии и технологические дисциплины. Зарождается квантовая электротехника и развиваются теоретические дисциплины лазерной техники.

Создание научного обеспечения пилотируемых космических полетов (огромная роль здесь принадлежит советским конструкторам С.П. Королеву, М.В. Келдышу и др.), разработка проблем автоматизации и управления в сложных технических системах обусловили развитие теории автоматического управления, теории информации, а также средств и систем обработки информации.

Решение прикладных задач на ЭВМ, развитие вычислительной математики стимулировали автоматизированное проектирование сложных систем, что привело к формированию неклассических (комплексных) научно-технических дисциплин, таких как системный анализ, системотехника, информатика, эргономика, инженерная экология, техническая эстетика и др.

В отличие от технических наук классического типа, которые возникали, как правило, на основе одной естественной науки (например, электротехника -- из теории электричества), неклассические (комплексные) технические науки, например теоретическая радиолокация или информатика, образованы на базе нескольких естественных наук. Они состоят из разнородных предметных и теоретических частей, содержат системные и блок-схемные модели разрабатываемых объектов, а также описание средств и языков, используемых в исследовании, проектировании или инженерных разработках. Комплексные технические науки отличаются от классических, прежде всего, и по объектам исследования.

Как отмечается в учёным-исследователем Гороховым В.Г.[5], классические технические науки предметно ориентированы на определенный тип исследуемого и проектируемого объекта - механизм, машину, техническое устройство, колебательный контур и т.д., то неклассические являются проблемно ориентированными на различные классы сложных научно-технических проблем (хотя объект исследования и проектирования может при этом совпадать).

После внедрения понятия о неклассической науке в мире произошла масса значимых открытий, датированных концом XIX - началом XX века. Они не вписывались в устоявшиеся положения классической науки, поэтому полностью изменили восприятие мира людей.

Основные теории этого времени:

v Теория эволюции Дарвина

Одним из результатов принятия неклассической науки стала большая работа Чарльза Дарвина, материалы и исследования для которой он собирал с 1809 по 1882 год. Сейчас на этом учении основывается практически вся теоретическая биология. Он систематизировал свои наблюдения и выяснил, что главными факторами в процессе эволюции являются наследственность и естественный отбор. Дарвин определил, что изменение признаков того или иного вида в процессе эволюции зависит от определенных и неопределенных факторов. Определенные складываются под воздействием окружающей среды, то есть при одинаковом влиянии природных условий на большинство особей меняются их особенности (толщина кожного или шерстяного покрова, пигментация и другие). Эти факторы носят приспособительный характер и не передаются следующим поколениям.

Неопределенные изменения возникают также под воздействием факторов окружающей среды, но происходят случайно с некоторыми особями. Чаще всего передаются по наследству. Если изменение было полезным для вида, оно закрепляется в процессе естественного отбора и передается следующим поколениям. Чарльз Дарвин показал, что эволюцию необходимо изучать с применением множества принципов и идей, проводя различные по своей природе исследования и наблюдения. Его открытие нанесло существенный удар однобоким религиозным представлениям о мироздании того времени.

v Теория относительности Эйнштейна

В следующем значительном открытии методология неклассической науки сыграла основную роль. Речь идет о работе Альберта Эйнштейна, который в 1905 году опубликовал теорию об относительности тел. Ее суть сводилась к изучению движения тел, передвигающихся относительно друг друга с неизменной скоростью. Он объяснял, что в этом случае неправильно воспринимать отдельное тело как систему отсчета - необходимо рассматривать объекты относительно друг друга и принимать во внимание скорость и траекторию обоих предметов.

В теории Эйнштейна существует 2 основных принципа:

1. Принцип относительности. Он гласит: во всех общепринятых системах отсчета, движущихся относительно друг друга с одинаковой скоростью и неизменным направлением, будут действовать одни и те же правила.

2. Принцип скорости света. По нему световая скорость является наивысшей, она одинакова для всех предметов и явлений и не зависит от скорости их движения. Скорость света остается неизменной.

Известность Альберту Эйнштейну принесла страсть к экспериментальным наукам и непринятие теоретических знаний. Он внес неоценимый вклад в развитие неклассической науки.

v Принцип неопределенности Гейзенберга

В 1926 году Гейзенберг разработал собственную квантовую теорию, меняющую отношение макромира к привычному материальному миру. Общий смысл его работы сводился к тому, что характеристики, которые человеческий глаз не может визуально наблюдать (например, движение и траектория атомных частиц), в математические расчеты входить не должны. В первую очередь потому, что электрон движется и как частица, и как волна. На молекулярном уровне при любом взаимодействии объекта и субъекта происходят изменения в движении атомных частиц, которые невозможно проследить. Ученый взялся перенести классическую точку зрения о движении частиц в систему физических исчислений. Он считал, что при расчетах следует использовать только величины, напрямую связанные со стационарным состоянием предмета, переходами между состояниями и видимыми излучениями. Взяв за основу принцип соответствия, он составил матричную таблицу чисел, где каждому значению присваивался свой номер. Каждый элемент в таблице имеет стационарное или нестационарное состояние (в стадии перехода из одного состояния в другое). Расчеты при необходимости следовало производить, исходя из числа элемента и его состояния. Неклассическая наука и ее особенности значительно упростили систему подсчетов, что подтвердил Гейзенберг.

v Гипотеза Большого взрыва

Вопрос о том, как появилась Вселенная, что было до ее возникновения и что будет после, волновал всегда и волнует сейчас не только ученых, но и обычных людей. Неклассический этап развития науки открыл одну из версий возникновения цивилизации. Это знаменитая теория Большого взрыва. Конечно, это одна из гипотез возникновения мира, но большинство ученых убеждены в ее существовании как единственно верной версии появления жизни. Суть гипотезы в следующем: вся Вселенная и все ее содержимое возникли одновременно в результате взрыва около 13 миллиардов лет назад. До этого времени не существовало ничего - лишь абстрактный компактный шар материи, имеющий бесконечную температуру и плотность. В какой-то момент этот шар начал стремительно расширяться, произошел разрыв, и появилась та Вселенная, которую мы знаем и активно изучаем. Эта гипотеза описывает также возможные причины расширения Вселенной и подробно объясняет все фазы, которые последовали за Большим взрывом: первоначальное расширение, охлаждение, появление облаков древних элементов, положившее начало образованию звезд и галактик. Вся существующая в настоящем мире материя была создана благодаря гигантскому взрыву.

v Теория катастроф Рене Тома

В 1960 году французский математик Рене Том высказал свою теорию катастроф. Ученый принялся переводить на математический язык явления, при которых непрерывное воздействие на материю или предмет создает скачкообразный результат. Его теория позволяет понять происхождение перемен и резких скачков в системах, несмотря на ее математическую природу. Смысл теории в следующем: любая система имеет свое стабильное состояние покоя, в котором она занимает устойчивое положение или определенный их диапазон. Когда устойчивая система подвергается воздействию извне, ее первоначальные силы будут направлены на предотвращение этого воздействия. Далее она постарается восстановить свое первоначальное положение. Если давление на систему было настолько сильным, что в устойчивое состояние она вернуться не сможет, произойдет катастрофическая перемена. В итоге система примет новое устойчивое состояние, отличное от первоначального.

Таким образом, практика доказала, что существуют не только неклассические технические науки, но и математические. Они помогают в познании мира не меньше других учений.

Становление неклассической науки полностью изменило закономерный порядок восприятия реального мира:

· В большинстве учений, включая естествознание, неклассическая наука философия стала играть значимую роль.

· Изучению природы предмета уделяется больше времени, исследователь применяет разные методы и прослеживает взаимодействие объекта в разных условиях. Объект и субъект исследования стали более связаны между собой.

· Укрепилась взаимосвязь и единство природы всех вещей.

· Сформировалась определенная закономерность, основанная на причинности явлений, а не только на механическом восприятии мира.

· Диссонанс воспринимается как основная характеристика объектов в природе (например, разногласия между квантовой и волновой структурами простых частиц).

· Особая роль отводится отношению статических исследований к динамическим.

· Метафизический способ мышления сменился диалектическим, более универсальным.

После внедрения понятия о неклассической науке в мире произошла масса значимых открытий, датированных концом XIX - началом XX века. Они не вписывались в устоявшиеся положения классической науки, поэтому полностью изменили восприятие мира людей.

3.1 Этапы формирования «неклассических» технических наук

Как и в случае с классическим научно-техническим знанием, при формировании неклассических технических наук можно выделить несколько этапов:

I этап -- характеризуется складыванием области однородных, достаточно сложных инженерных объектов (систем). Проектирование, разработка, расчеты этих объектов приводят к применению нескольких технических теорий классического типа. При этом задача заключается не только в том, чтобы описать и конструктивно определить различные процессы, аспекты и режимы работы проектируемой (и исследуемой) системы, но и "собрать" все отдельные представления в единой многоаспектной модели (имитации).

ІІ этап -- заключается в "нащупывании" в подсистемах сложного инженерного объекта сходных планов и процессов (регулирование, передача информации, функционирование систем определенного класса и т.д.), которые позволяют: решать задачи нового класса, характерные для таких инженерных объектов (например, установление принципов надежности, управления, синтеза разнородных подсистем); использовать для описания и проектирования таких объектов определенные математические аппараты (математическую статистику, теорию множеств, теорию графов и др.).

III этап -- ознаменовывается в комплексных технических науках созданием теории идеальных инженерных устройств (систем). Например, в теоретической радиолокации после 1950-х гг. были разработаны процедуры анализа и синтеза теоретических схем радиолокационных станций (РЛС). С этой целью строится идеальный объект радиолокации -- "идеальная РЛС", относительно которой формулируются основное уравнение дальности радиолокации и уравнения, определяющие ее рабочие характеристики. Создание теории идеальных инженерных устройств венчает формирование и классических, и неклассических технических наук. Идеальные инженерные устройства живут и функционируют не только по законам "первой природы", но и по законам "второй природы", в которой рождаются и живут инженерные объекты.

В Новейшее время завершается процесс институционализации технических наук, т.е. создания исследовательских организаций и учреждений, формирования сообщества ученых технической направленности.

Возникновение постнеклассической науки было обусловлено большим скачком в развитии средств получения знаний и их последующей обработкой и хранением. Это произошло в 70-е годы XX века, когда появились первые компьютеры, и все накопленные знания нужно было переводить в электронный вид. Началось активное развитие комплексных и междисциплинарных исследовательских программ, наука постепенно объединялась с промышленностью. Этот период в науке обозначил, что невозможно игнорировать роль человека в исследуемом предмете или явлении. Главным этапом в продвижении науки стало понимание мира как целостной системы. Произошло ориентирование на человека не только в выборе методов исследования, но и в общем социальном и философском восприятии. В постнеклассических исследованиях объектами становились сложные системы, способные самостоятельно развиваться, и природные комплексы, во главе которых стоит человек.

За основу было принято понимание целостности, где все мироздание, биосфера, человек и общество в целом представляют собой единую систему. Человек находится внутри этой целостной единицы. Он исследующая ее часть. В таких условиях естественные и общественные науки значительно сблизились, их принципы захватывают гуманитарные. Неклассическая и постнеклассическая наука совершили рывок в принципах познания мира в целом и общества в частности, произвели настоящую революцию в умах людей и способах исследования.

Неклассическая и постнеклассическая наука в современном обобщенном виде имеют следующие характеристики:

1. Активное распространение идей об общности и целостности, о возможности самостоятельного развития предмета и явления любой природы. Укрепляется понятие о мире как о целой развивающейся системе, имеющей в то же время склонность к нестабильности и хаотичности.

2. Укрепление и широкое распространение идеи о том, что изменения частей внутри системы взаимосвязаны и обусловлены друг другом. Обобщая все существующие в мире процессы, эта идея положила начало пониманию и исследованию глобальной эволюции.

3. Применение во всех науках понятия времени, обращение исследователя к истории явления. Распространение теории развития.

4. Перемены в выборе характера исследований, восприятие комплексного подхода в изучении как наиболее верного.

5. Слияние объективного мира и мира человека, устранение различия между объектом и субъектом. Человек находится внутри исследуемой системы, а не снаружи.

6. Осознание того, что результат любого метода, которым оперирует неклассическая наука, будет ограниченным и неполным, если использовать только один подход в изучении.

7. Распространение философии как науки во всех учениях. Понимание того, что философия - единство теоретического и практического начал Вселенной и без ее осознания невозможно восприятие современного естествознания.

8. Внедрение математических вычислений в научные теории, их усиление и рост абстрактности восприятия. Увеличение значимости вычислительной математики, так как большинство результатов исследования требуется изложить в числовом варианте. Большое число абстрактных теорий привело к тому, что наука превратилась в своеобразный современный вид деятельности.

В современных исследованиях характеристики неклассической науки говорят о постепенном ослаблении жестких рамок, ограничивающих ранее информативность научных дискуссий. Предпочтение в рассуждениях отдается внерациональному подходу и подключению логического мышления при проведении экспериментов. В то же время рациональные умозаключения остаются все так же значимы, но воспринимаются абстрактно и подвергаются повторному обсуждению и переосмыслению.

4. Закономерности и тенденции развития современного научно-технического знания

Можно выделить следующие закономерности и тенденции развития современного научно-технического знания:

1) последовательную эволюцию в направлении формирования целостной системы знаний;

2) дисциплинарную организацию, формирование типов технических наук;

3) углубление взаимодействия с естественными и социально-гуманитарными науками, а также с философией;

4) углубление математизации;

5) обретение определяющей роли в усилении взаимодействия науки, техники и производства, в развитии общества;

6) способствование формированию техносферы, гармоничной по отношению к природе, обществу и человеку;

7) взаимодействие на всех уровнях и во всех формах с инженерной деятельностью.

Следует отметить, что изначальная цель инженерной деятельности - удовлетворение потребностей и нужд человека. Однако современная техника часто употребляется во вред человеку и даже человечеству в целом. Это относится не только к использованию техники для целенаправленного уничтожения людей, но также к повседневной эксплуатации инженерно-технических устройств. Если инженер и проектировщик не предусмотрели того, что, наряду с точными экономическими и чёткими техническими требованиями эксплуатации, должны быть соблюдены также и требования безопасного, бесшумного, удобного, экологичного применения инженерных устройств, то из средства служения людям техника может стать враждебной человеку и даже подвергнуть опасности само его существование на Земле.

Заключение

Современные наука и технология уже стали причинами глобальных проблем. С одной стороны они несут пользу, но с другой - дают человечеству возможность создавать оружие, способное уничтожить земную цивилизацию, порождают проблемы экологические, генетические, демографические, морально-этические, социальные. Но достижения современной науки и технологии помогают человечеству увидеть альтернативу выживанию, например, синтез достижений микроэлектроники, информационной технологии и генной инженерии (биоэлектроника, биотехнология, нанотехнология).

Наиболее важные черты развития науки и техники в конце XX _ начале XXI вв. следующие:

_ наука превращается в решающий фактор общественного развития, реализующееся через непосредственное влияние научно-технических достижений на все сферы совместной деятельности людей (производство, потребление, коммуникацию, образование, рекреацию);

_ существенно увеличивается интенсификация научных исследований, взаимообмен наук, усиление роли исследований прикладного характера;

_ комплексная автоматизация производства, активная замена ручного труда машинным, проникновение машинной техники во все сферы деятельности (вплоть до творчества);

_ огромная роль информационных процессов, автоматизация и глобализация обмена информацией;

- повышение уровня общего и специального образования, профилизация образования в соответствии с кадровыми потребностями науки и техники.

Список литературы

1. Современные философские проблемы естественных, технических и социально-гуманитарных наук : учебник для аспирантов и соискателей ученой степени кандидата наук / под общ. ред. В. В. Миронова. - М. : Гардарики, 2006.- 639 с.)

2. В.М. Медунецкий, К.В. Силаева Основные этапы развития технических наук. - СПб: Университет ИТМО, 2016. - 67 с.

3. https://studopedia.ru/9_180951_rol-tehnonauk-v-sinteze-nauk-o-prirode-i-duhe.html

4. https://lektsii.org/12-42665.html

5. https://studopedia.org/5-81368.html

6. http://helpiks.org/8-63280.html

7. http://fb.ru/article/306089/neklassicheskaya-nauka-stanovlenie-printsipyi-harakteristiki

Размещено на Allbest.ru

...