Специфика технического познания. Методы технических наук

(продолжительность – 35 минут)

Изначально техника развивалась без всякой науки, на основе обыденного познания, путем проб и ошибок. В древнем мире техническое знание совершенствовалось благодаря редким эмпирическим находкам, которые закреплялись и транслировались коллективным опытом племени.

Однако чем сложнее становилась техника, тем настоятельнее возникала потребность в возникновении наук, обслуживающих технику. Вместе с развитием техники и технического знания возникает потребность и в подготовке квалифицированных специалистов, разбирающихся в технике, способных создавать и обслуживать технические устройства и сооружения – дороги, мосты, здания, фабрики, заводы, электростанции, пароходы и многое другое.

Такие специалисты ныне называются инженерами, именно их в первую очередь готовит и наша академия.

Первоначально словом «инженер» называли лиц, управлявших военными машинами; впоследствии под это общее название подведен был целый ряд специальностей: саперы, пионеры, минные офицеры и т. д. Понятие гражданского инженера появилось впервые в Голландии, где еще в XVI в. стали отделять строение мостов, дорог и т. п. от архитектуры в тесном смысле этого слова. В Англии в XVI веке гражданские инженеры возникли подобным же образом из специалистов-гидравликов, к которым вскоре присоединились высшие горнорабочие и железнодорожные строители. В настоящее время engineer в Англии и Америке называется техник низшего разряда (например, машинист), а научно образованные техники именуются Civil-Engineer.

Система инженерного образования начала складываться в 18 веке.

Техническому образованию в России положили начало Инженерная (1700 г.) и Математико-навигатская школы (1701 г.): «Петр I заставил изучать инженерное дело не только в Морской академии, но и в полковых школах и даже в духовных семинариях». Однако преподавание научных дисциплин в этих заведениях было еще весьма элементарным и примитивным с современной точки зрения. В то же время профессия инженера усложнялась и практика предъявляла новые требования к подготовке квалифицированных инженерных кадров. Горнозаводское дело одним из первых ощутило нужду в специальных горных школах. В России таким техническим учебным заведением стало учрежденное в 1773 г. Горное училище – детище крупного организатора горного дела и высшего образования в России Михаила Федоровича Соймонова. Учебный курс этого училища был рассчитан на 4 года.

Важной вехой в развитии инженерного образования стала организация Гаспаром Монжем Парижской политехнической школы в 1794 году. Эта школа отличалась от предшествующих заведений высоким уровнем преподавания теоретических и математических дисциплин. В России по ее образцу в 1809 г. был создан Институт корпуса инженеров путей сообщения, начальником которого был назначен ученик Монжа испанец А.А. Бетанкур. Правда, в отличие от Парижской политехнической школы, в Институте корпуса инженеров путей сообщения последний год выпускники должны посвятить исключительно практике.

К концу XIX века научная подготовка инженеров, их специальное, именно высшее техническое образование, становятся настоятельно необходимыми. К этому времени многие ремесленные, средние технические училища преобразуются в высшие технические школы и институты. К ним относятся, например, Технологический институт в Петербурге, созданный в 1862 г. на основе школы мастеров (для низших сословий: крестьян, ремесленников, разночинцев); Петербургский электротехнический институт -- одно из первых высших учебных заведений чисто электротехнического профиля, образованное в 1891 г. на базе Почтово-телеграфного училища (1886 г.); Московское высшее техническое училище. Последнее было создано в 1868 г. после реорганизации ремесленного учебного заведения (1830 г.) с целью «доставлять учащимся в нем высшее образование по специальности механической и химической».

В СССР технические вузы составляли около 1/3 от общего числа высших учебных заведений. Сегодня в России существуют десятки технических вузов, готовящие инженеров по самым разным специальностям для всех отраслей народного хозяйства.

Вместе с инженерным образованием развивались и множились технические науки. Сегодня по количеству специалистов и объёму исследований технические науки обогнали все остальные. К числу наиболее фундаментальных технических наук следует отнести прикладную механику, гидравлику, материаловедение, теплотехнику и термодинамику, теорию механизмов и машин, электротехнику.

Отметим основные особенности технических наук.

Под техническим знанием, в широком смысле, понимается научное знание, систематически применяемое для решения практических задач, связанных с созданием и эксплуатацией технических устройств и сооружений, с обеспечением различных технологических процессов.

Основное содержание технического знания составляют понятия, законы, теории, которые отражают процесс изменения формы и свойств природных материальных образований в результате их превращения в технические средства труда, приобретения ими в ходе технической деятельности социальной функции. Таким образом, в техническом знании находит свое отражение процесс превращения природного в социальное.

Важной характеристикой технического знания является установка на рационализацию средств и схем, применяемых в различных областях деятельности, а также проектирование новых средств и схем, всеобщую и всестороннюю оптимизацию деятельности. В этом отношении техническое -- имманентно рационально практическому, и как способ организации деятельности, и как мера её оптимизации в соответствии с целевой установкой.

Место технического знания в общей системе научного знания определяется занимаемым им промежуточным положением между естественными науками и науками гуманитарного профиля.

Объектом изучения технических наук выступают, соответственно, различные технические устройства (машины) и сооружения, технологические процессы, связанные с их созданием, а также природные процессы, происходящие в этих устройствах.

Предметом технического знания выступают законы строения и функционирования технических устройств и сооружений, правила их создания и эксплуатации, а также законы взаимосвязи физических, технических и конструктивных параметров технических устройств.

Задача технических наук состоит в построении идеальных моделей технических устройств.

Целью технических наук представляется выявление закономерностей эксплуатации, изготовления и конструирования технического объекта, разработка методов, норм, правил и принципов проектирования технических средств и систем.

Можно выделить три основных особенности технического знания:

1. Конструктивно-проективный характер. Технические знания не только отражают реальность, но, прежде всего, разрабатывают способы её созидания. Иными словами, если естественные науки в основном отражают мир, то технические его преобразуют. Результатом претворения в жизнь технического знания выступает техносфера как особая область бытия – мир технических устройств и сооружений.

2. Синтетичность. Любая техническая наука опирается на множество (несколько) естественных и математических наук. В отдельной технической дисциплине объединяются знания, заимствованные из различных естественных наук. Это связано с тем, что в любом сложном техническом устройстве происходит множество разнообразных естественных процессов, каждый из которых изучается отдельной естественной наукой. Например, в двигателе внутреннего сгорания происходят химические (окисление), физико-химические (горение), механические (движение поршней, клапанов, трение), гидравлические (течение и сжатие жидкости, ее давление на стены цилиндров), электрические (поджог горючей смеси), термодинамические (нагревание) процессы. Поэтому для создания науки о двигателях внутреннего сгорания необходимо привлекать сведения из таких естественных наук, как механика, кинематика, гидравлика, сопротивление материалов, химия, электродинамика, термодинамика, металловедение и материаловедение, не считая математики. Также при создании двигателя инженер должен учитывать такие его параметры, как экономичность, экологичность, знать стоимость предполагаемого топлива и материалов, т.е. ориентироваться в области экономических знаний.

3. Практичность. Технические науки значительно ближе к практике, чем естественные и математические науки. Поэтому их нередко ошибочно отождествляют с прикладным естествознанием. Практичность естественных наук проявляется опосредованно и порой спустя десятилетия после того или иного открытия, тогда как в техническом знании практичность – необходимое требование. Бесполезные технические изобретения, конечно, возможны, но они относятся к области курьезов, весьма редки и малочисленны. Обычно инженер, конструктор или проектировщик, начиная исследование, исходит из ясной практической потребности. Например, использование в пожаротушении перегретой воды исходило из потребности уменьшить расход воды при тушении пожаров, что весьма актуально в связи с будущим исчерпанием запасов воды на земле. Или изобретение экологически чистых пожаротушащих пен инициировалось потребностью в уменьшении загрязнения окружающей среды. Как правило, любое техническое открытие, изобретение нацелено на быстрое внедрение в практику, на решение конкретной проблемы, на принесение ощутимой пользы или выгоды (экономической, экологической). Другое дело, что такое внедрение иногда затягивается на годы.

Современный этап в развитии технического знания связан с научно-технической революцией, т.е. с процессом «онаучивания» техники. В настоящее время можно также говорить о становлении нового, «нетехнического» периода в развитии технических наук. Особенности современного этапа эволюции технического знания, характеризуются развитием новых тенденций: сциентификации, социализации, гуманитаризации, интеграции.

Научно-техническое знание, которое ранее ориентировалось преимущественно на использование достижений естествознания, все чаще начинает обращаться к проблемам, решение которых должно носить комплексный характер, требует использования специфики методов гуманитарных наук.

В технических науках используется в основном те же методы, что и в естествознании: анализ, синтез, дедукция, наблюдение, эксперимент, математизация и другие. Однако есть специфические методы технических наук, которые мы сейчас и отметим:

1) Комбинационно-синтезирующий метод. В процессе создания новой техники учёные осуществляют многократное комбинирование различных естественных законов, процессов и сил до тех пор, пока не будет найдена оптимальная их комбинация.

2) Метод приближённых вычислений. В технических науках обычно не требуется доскональности, необходимой в математике или физике. При создании технических устройств и сооружений иногда достаточно приблизительных вычислений. Например, такие вычисления используются в пожарном деле для вычисления объема помещений со сложной, неправильной планировкой (кривые стены, косые углы и пр.). Инженер может вместо сложной формулы, состоящей из 20 и более числовых показателей (переменных), использовать более экономную и простую, но и менее точную формулу, состоящую из 4-5 переменных.

3) Моделирование, широко применяемое и в естествознании, в технических науках оказывается необходимым едва ли не во всех исследовательских ситуациях. Сегодня наряду с реальным моделированием широко используется компьютерное, математическое и другие формы моделирования. Как правило, в техническом знании моделирование используется тогда, когда реальное техническое устройство и сооружение отличается масштабностью, сложностью, высокой стоимостью, будь то самолет, корабль, гидроэлектростанция или мост. Здесь моделирование позволяет заранее выявить возможные недостатки конструкции и устранить их до претворения в жизнь реального устройства, что многократно экономит и время, и материальные средства.

4) Метод проб и ошибок также используется очень часто. Вспомним, например, сколько неудачных запусков ракет было сделано под руководством С.П. Королева для того, чтобы создать в конце концов самый надежый ракетоноситель «Союз».

5) Метод идеализации связан с построением идеальных моделей технических устройств, характерным примером которых может служить, например, электрическая схема телевизора или электрооборудования автомобиля.

В заключении выделим основные этапы технического творчества:

1) Формирование проблемной ситуации.

2) Рождение и вынашивание новой технической идеи.

3) Разработка «идеальной модели», функциональной и структурной схемы будущего технического объекта.

4) Конструирование.

5) Предметное воплощение изобретения.

Основные виды инженерно-технической деятельности:

1) Изобретательство – это создание объекта промышленной собственности, которому предоставляется правовая охрана на основе патента. Изобретение должно представлять собой техническое решение, обладающее новизной, неочевидностью и производственной применимостью.

2) Конструирование – этап создания продукции, предшествующий изготовлению.

3) Проектирование -- процесс создания проекта — прототипа, прообраза предполагаемого или возможного объекта, состояния. Выделяют такие виды проектирования, как архитектурно-строительное, машино-строительное, технологическое, а также проектирование человекомашинных систем, трудовых процессов, организаций, экологическое, социальное, инженерно-психологическое и др.

ВЫВОДЫ по 2 вопросу:

1. Под техническим знанием понимается научное знание, систематически применяемое для решения практических задач, связанных с созданием и эксплуатацией технических устройств и сооружений, с обеспечением различных технологических процессов.

2. Объектом изучения технических наук выступают, соответственно, различные технические устройства (машины) и сооружения, технологические процессы, связанные с их созданием, а также природные процессы, происходящие в этих устройствах.

3. Предметом технического знания выступают законы строения и функционирования технических устройств и сооружений, правила их создания и эксплуатации, а также законы взаимосвязи физических, технических и конструктивных параметров технических устройств.

4. Целью технических наук представляется выявление закономерностей эксплуатации, изготовления и конструирования технического объекта, разработка методов, норм, правил и принципов проектирования технических средств и систем.

5. Основными особенностями технического знания являются: во-первых, его конструктивно-проективный характер – технические науки не отражают мир, а его конструируют и проектируют, во-вторых, синтетичность и, в-третьих, практичность.

6. К наиболее специфичным методам технических наук относят следующие: комбинационно-синтезирующий метод, метод приближённых вычислений, моделирование, метод проб и ошибок, м етод идеализации

7. Выделяют три основных вида инженерно-технической деятельности: изобретательство, конструирование и проектирование.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы рассмотрели основные проблемы философии техники, в частности, зафиксировали ее сущность, выявили два основных подхода в философском осмыслении техники, отметили этапы развития техники. Также мы изучили специфику технического познания и эксплицировали основные методы технических наук. На этом мы заканчиваем изучение гносеологии и переходим к новому разделу – социальной философии.

[1] По мнению Карла Митчема, современного американского философа, именно проблема моральной ответственности инженеров и техников является наиболее важной проблемой, изучаемой философией техники.

[2] По-видимому, более корректно говорить не о человеке и обществе, а о различных субъектах деятельности, ведь, как отмечалось в самом начале лекции, техника есть даже у насекомых, хотя они и применяют её, скорей всего, неосознанно, инстинктивно.

[3] Технология (от греч. techne — искусство, мастерство, умение и logos — слово, учение) -- совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката, осуществляемых в процессе производства продукции; научная дисциплина, изучающая физические, химические, механические и др. закономерности, действующие в технологических процессах. Технологией называют также сами операции добычи, обработки, транспортировки, хранения, контроля, являющиеся частью общего производственного процесса.

[4] Статья «Техника» // Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия. – М., 2004 (на DVD).

[5] Ясперс К. Смысл и назначение истории. – М., Политиздат, 1991, с. 118. По мнению Ясперса, о технике планомерных действий можно говорить с известной долей условности, только по аналогии с вышеуказанным основным пониманием техники.

[6] Ясперс К. Указ. соч. с. 115. Это определение отчасти расходится с мнением Ясперса о том, что о технике планомерных действий можно говорить лишь по аналогии.

[7] Волков Г.Н. статья «Техника» // Философский энциклопедический словарь. – М.: Советская энциклопедия, 1989, с. 654.

[8] Ясперс К. Указ. соч. с.115.

[9] Ясперс К. Указ. соч. с.117.

[10] «Основное назначение техники — облегчение и повышение эффективности труда человека, расширение его возможностей, освобождение (частичное или полное) человека от работы в условиях, опасных для здоровья» / Статья «Техника» // Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия. – М., 2004 (на DVD)

Поиск по сайту: