Техническая теория. Специфика технического и технологического знания

Лекция 6

Техническая теория. Специфика технического и технологического знания

ПЛАН

1. Проблема соотношения естественных и технических наук.
2. Технические науки и их специфика. Фундаментальные и прикладные исследования в технических науках.
3. Структура технической теории и специфика технического знания

1. Проблема  соотношения естественных и технических  наук

В современной литературе по философии  техники можно выделить следующие  основные подходы к решению проблемы изменения соотношения науки  и техники:

(1) техника рассматривается как прикладная наука;

(2) процессы развития науки и  техники рассматриваются как  автономные, но скоординированные  процессы;

(3) современная наук рассматривается  в ее ориентации на развитие  техники.

Первоначально, с момента  возникновения техники, в узком значении этого термина, - техника действительно во многом действительно выполняла функцию применения знаний, открытых в науке. Однако, со временем, по мере накопления собственно технических знаний, техника и технические науки образовали собственную сферу, отличающуюся от научной. Эта сфера получила такое быстрое развитие, что иногда действительно создается впечатление, что современная наука – служит технике. Однако наиболее взвешенный подход состоит в выделении обеих областей деятельности – научной и технической – и в исследовании их взаимовлияний. Иногда считают, что главное различие между наукой и техникой - лишь в широте кругозора и в степени общности проблем: технические проблемы более узки и более специфичны. Однако в действительности наука и техника составляют различные сообщества, каждое из которых различно осознает свои цели и систему ценностей. Современная техника немыслима без глубоких теоретических исследований, которые проводятся сегодня не только в естественных, но и в особых - технических - науках.

Если вплоть до конца XIX века регулярного применения научных  знаний в технической практике не было, то это характерно для технических  наук сегодня. Начиная с  XIX века наблюдается "сциентизация техники" сопровождающаяся "технизацией науки". В целом выделяют следующие этапы взаимодействия науки и техники, приведшие к развитию технических наук:

- В первый период (донаучный)  последовательно формируются три  типа технических знаний: практико-методические, технологические и конструктивно-технические;

- Во втором периоде  происходит зарождение технических  наук (со второй половины XVIII в.  до 70-х гг. XIX в.) происходит, во-первых, формирование научно-технических  знаний на основе использования  в инженерной практике знаний  естественных наук и, во-вторых, появление первых технических наук;

- Третий период - классический (до середины XIX века) характеризуется  построением ряда фундаментальных  технических теорий;

- Для четвертого этапа  (настоящее время) характерно  осуществление комплексных исследований, интеграция технических наук не только с естественными, но и с общественными науками.

2. Технические науки и их специфика. Фундаментальные и прикладные исследования в технических науках

Выявление специфики  технических наук обычно осуществляется на основе их сопоставления с другими науками. К настоящему времени чаще всего выделяются естественные, гуманитарные, математические и технические науки, рассматриваемые как равноправные партнеры. Наиболее тесная связь наблюдается между техническими и естественными науками. Каждая техническая наука - это отдельная и относительно автономная дисциплина, обладающая рядом особенностей. Технические науки - часть науки и, хотя они не должны далеко отрываться от технической практики, не совпадают с ней. Техническая наука обслуживает технику, но является прежде всего наукой, т.е. направлена на получение объективного, поддающегося социальной трансляции знания.

Действительно, сегодня  никого не удивит тот факт, что "целевые  исследования, которые проводятся в  промышленных лабораториях исследователями, получившими инженерное образование, приводят к важным научным прорывам или что ученые, работающие в университетах или академических центрах, приходят к важным технологическим открытиям". Поэтому технические науки должны в полной мере рассматриваться как самостоятельные научные дисциплины, наряду с общественными, естественными и математическими науками. Вместе с тем они существенно отличаются от последних по специфике своей связи с техникой.

Технические и естественные науки  имеют одну и ту же предметную область инструментально измеримых явлений. Хотя они могут исследовать одни и те же объекты, но проводят исследование этих объектов различным образом.

Технические явления  в экспериментальном оборудовании естественных наук играют решающую роль, а большинство физических экспериментов является искусственно созданными ситуациями. Объекты технических наук также представляют собой своеобразный синтез "естественного" и "искусственного". Искусственность объектов технических наук заключается в том, что они являются продуктами сознательной целенаправленной человеческой деятельности. Их естественность обнаруживается прежде всего в том, что все искусственные объекты в конечном итоге создаются из естественного (природного) материала. Естественнонаучные эксперименты являются артефактами, а технические процессы - фактически видоизмененными природными процессами. Осуществление эксперимента - это деятельность по производству технических эффектов и может быть отчасти квалифицирована как инженерная, т.е. как конструирование машин, как попытка создать искусственные процессы и состояния, однако с целью получения новых научных знаний о природе или подтверждения научных законов, а не исследования закономерностей функционирования и создания самих технических устройств.

Технические науки к началу ХХ столетия составили сложную иерархическую систему знаний - от весьма систематических наук до собрания правил в инженерных руководствах. К началу ХХ столетия технические науки, выросшие из практики, приняли качество подлинной науки, признаками которой являются систематическая организация знаний, опора на эксперимент и построение математизированных теорий. В технических науках появились также особые фундаментальные исследования.

Таким образом, естественные и технические  науки - равноправные партнеры. Они тесно связаны как в генетическом аспекте, так и в процессах своего функционирования. Именно из естественных наук в технические были транслированы первые исходные теоретические положения, способы представления объектов исследования и проектирования, основные понятия, а также был заимствован самый идеал научности, установка на теоретическую организацию научно-технических знаний, на построение идеальных моделей, математизацию. В то же время нельзя не видеть, что в технических науках все заимствованные из естествознания элементы претерпели существенную трансформацию, в результате чего и возник новый тип организации теоретического знания. Кроме того, технические науки со своей стороны в значительной степени стимулируют развитие естественных наук, оказывая на них обратное воздействие.

Однако сегодня такой констатации  уже недостаточно. Для определения  специфики технического знания и  технических наук необходимо анализировать  их строение. В настоящее время  научно-технические дисциплины представляют собой широкий спектр различных дисциплин - от самых абстрактных до весьма специализированных, которые ориентируются на использование знаний не только естественных наук (физики, химии, биологии и т.д.), но и общественных (например, экономики, социологии, психологии и т.п.). Относительно некоторых научно-технических дисциплин вообще трудно сказать, принадлежат ли они к чисто техническим наукам или представляют какое-то новое, более сложное единство науки и техники. Кроме того, некоторые части технических наук могут иметь характер фундаментального, а другие - прикладного исследования.

Прикладное исследование - это такое исследование, результаты которого адресованы производителям и заказчикам и которое направляется нуждами или желаниями этих клиентов, фундаментальное - адресовано другим членам научного сообщества. Современная техника является не только применением существующего научного знания, но имеет творческую компоненту. Поэтому в методологическом плане исследование в технической науке не очень сильно отличается от общенаучного. Для современной инженерной деятельности требуются не только краткосрочные исследования, направленные на решение специальных задач, но и широкая долговременная программа фундаментальных исследований в лабораториях и институтах, специально предназначенных для развития технических наук. В то же время современные фундаментальные исследования в технических науках более тесно связаны с приложениями.

Для современного этапа развития науки  и техники характерно использование  методов фундаментальных исследований для решения прикладных проблем. Тот факт, что исследование является фундаментальным, еще не означает, что его результаты неутилитарны. Работа же, направленная на прикладные цели, может быть весьма фундаментальной. Критериями их разделения являются в основном временной фактор и степень общности. Вполне правомерно сегодня говорить и о фундаментальном промышленном исследовании.

В научно-технических дисциплинах  необходимо четко различать исследования, включенные в непосредственную инженерную деятельность и теоретические исследования, которые мы будем далее называть технической теорией.

Наибольшее различие между физической и технической теориями заключается  в характере идеализации: физик  может сконцентрировать свое внимание на наиболее простых случаях (например, исключить трение, сопротивление жидкости и т.д.), но все это для технической теории должно приниматься ею во внимание. Таким образом, техническая теория имеет дело с более сложной реальностью, поскольку не может исключить сложное взаимодействие физических факторов, имеющих место в машине. Техническая теория является менее абстрактной и идеализированной, она более тесно связана с реальным миром инженерии.

Техническую теорию создает  особый слой посредников - "ученые-инженеры" или "инженеры-ученые". Ибо для того, чтобы информация перешла от одного сообщества (ученых) к другому (инженеров), необходима ее серьезная переформулировка и развитие. Так, Максвелл был одним из тех ученых, которые сознательно пытались сделать вклад в технику (и он действительно оказал на нее большое влияние). Но потребовались почти столь же мощные творческие усилия британского инженера Хэвисайда, чтобы преобразовать электромагнитные уравнения Максвелла в такую форму, которая могла быть использована инженерами. Таким посредником был, например, шотландский ученый-инженер Рэнкин - ведущая фигура в создании термодинамики и прикладной механики, которому удалось связать практику построения паровых двигателей высокого давления с научными законами. Для такого рода двигателей закон Бойля-Мариотта в чистом виде не применим. Рэнкин доказал необходимость развития промежуточной формы знания - между физикой и техникой. Действия машины должны основываться на теоретических понятиях, а свойства материалов выбираться на основе твердо установленных экспериментальных данных.

Технические теории в свою очередь  оказывают большое обратное влияние  на физическую науку и даже в определенном смысле на всю физическую картину  мира. Например, (по сути, - техническая) теория упругости была генетической основой модели эфира, а гидродинамика - вихревых теорий материи. Разделение исследований в технических науках на фундаментальные и прикладные позволяет выделить и рассматривать техническую теорию в качестве предмета особого философско-методологического анализа и перейти к изучению ее внутренней структуры.

За последние десятилетия возникло множество технических теорий, которые  основываются не только на физике и  могут быть названы абстрактными техническими теориями (например, системотехника, информатика или теория проектирования), для которых характерно включение в фундаментальные инженерные исследования общей методологии. Для трактовки отдельных сложных явлений в технических разработках могут быть привлечены часто совершенно различные, логически не связанные теории. Такие теоретические исследования становятся по самой своей сути комплексными и непосредственно выходят не только в сферу "природы", но и в сферу "культуры". "Необходимо брать в расчет не только взаимодействие технических разработок с экономическими факторами, но также связь техники с культурными традициями, а также психологическими, историческими и политическими факторами". Таким образом, мы попадаем в сферу анализа социального контекста научно-технических знаний.

3. Структура  технической теории и специфика технического знания

Первые технические теории строились  по образцу физических, в которых,  наряду с концептуальным и математическим аппаратом, важную роль играют теоретические  схемы, образующие своеобразный "внутренний скелет" теории.

Теоретические схемы представляют собой совокупность абстрактных объектов, ориентированных, с одной стороны, на применение соответствующего математического аппарата, а с другой, - на мысленный эксперимент, т.е. на проектирование возможных экспериментальных ситуаций. Они представляют собой особые идеализированные представления (теоретические модели), которые часто  выражаются графически. Примером их могут быть электрические и магнитные силовые линии, введенные М.Фарадеем в качестве схемы электромагнитных взаимодействий. Г. Герц использовал и развил далее эту теоретическую схему Фарадея для осуществления и описания своих знаменитых опытов. Например, он построил изображения так называемого процесса "отшнуровывания" силовых линий вибратора, что стало решающим для решения проблемы передачи электромагнитных волн на расстояние и появления радиотехники, и анализировал распределение сил для различных моментов времени. Герц назвал такое изображение "наглядной картиной распределения силовых линий". Представители научного сообщества всегда имеют подобное идеализированное представление объекта исследования и постоянно мысленно оперируют с ним. В технической же теории такого рода графические изображения играют еще более существенную роль.

Теоретические схемы выражают особое видение мира под определенным углом зрения, заданным в данной теории. Эти схемы, с одной стороны, отражают интересующие данную теорию свойства и стороны реальных объектов, а с другой, - являются ее оперативными средствами для идеализированного представления этих объектов, которое может быть практически реализовано в эксперименте путем устранения побочных влияний техническим путем. Так, Галилей, проверяя закон свободного падения тел, выбрал для бросаемого шарика очень твердый материал, что позволяло практически пренебречь его деформацией. Стремясь устранить трение на наклонной плоскости, он оклеил ее отполированным пергаментом. В качестве теоретической схемы подобным образом технически изготовленный объект представлял собой наклонную плоскость, т.е. абстрактный объект, соответствующий некоторому классу реальных объектов, для которых можно пренебречь трением и упругой деформацией. Одновременно он представлял собой объект оперирования, замещающий в определенном отношении реальный объект, с которым осуществлялись различные математические действия и преобразования.