Роль и значение техники (стр. 11 )

IV. Знание, выявляющее закономерности развития технико-социальных систем, образованных в процессе включения технических объектов в социокультурную реальность (эргономика, инженерная психология и др.).

В целом, технические науки подразделяются на два уровня технического анализа. А именно: фундаментальные и частно-конкретные технические науки.

Фундаментальные технические науки (теоретическая механика, техническая термодинамика и др.) выступают теоретической основой для обобщенного изучения процессов в технических объектах и системах определенного типа (механических, энергетических, электрических и др.). Например, теоретические положения механики, адаптируемые применительно к конкретной задаче, составляют основание одной их фундаментальных наук технического цикла – теории механизмов и машин.

Частно-конкретные технические науки (теория паровых машин, теория акустики и др.) являются теоретической основой анализа процессов, происходящих в локальных объектах и системах – в паровых машинах, в акустических системах и т. п.

Уровневость технических наук отнюдь не означает, что между двумя уровнями отсутствует взаимосвязь. Напротив, тенденция к единству технических знаний, исходящая из определенной целостности техникознания, обуславливает определенную взаимосвязь и взаимопроникновение фундаментальных и чатно-конкретных. На этом основании выделяются несколько групп технических наук: фундаментально-частно-конкретных.

Основания для выделения:

1)  характеристика материалов (металловедение, теплотехника и др.);

2)  технологические свойства производств (химическая технология, автоматическое регулирование);

3)  специфика инженерных систем и конкретные технологические регламентации (технология водоснабжения и т. п.);

4)  взаимосвязь с социокультурными системами (техническая экология, социология техники, оценка технологии, технический прогноз и др.).

Большинство технических дисциплин, особенно базового характера, имеют достаточно сложную структуру. Покажем не примере машиностроения.

Основы машиностроения были заложены еще в первой половине XIX века, однако, как комплексная наука о машинах – машиноведение – окончательно сформировалось лишь ко второй половине XX века, аккумулируя систему проблем отношения “человека и машины” (теория машин-автоматов, теория промышленных роботов, автоматизация проектирования и др.).

Современное машиностроение имеет сложную структуру. В нее входят:

1)  базовая дисциплина – общая теория машин и механизмов;

2)  дисциплины, изучающие свойства материалов (металловедение, металлография, теория термической обработки и др.);

3)  дисциплины, связанные с исследованием прочности материалов (теория упругости, сопротивление материалов, детали машин и др.);

4)  науки в области трения, надежности;

5)  дисциплины социально-экономического характера.

Голландский исследователь П. Кроес утверждал, что теория, имеющая дело с артефактами, обязательно претерпевает изменение своей структуры. Он подчеркивал, что естественнонаучные и научно-технические знания являются в равной степени знания о манипуляции с природой, что и естественные, и технические науки имеют дело с артефактами и сами создают их. Однако между двумя видами теорий существует также фундаментальное отличие и оно заключается в том, что в рамках технической теории важнейшее место принадлежит проектным характеристикам и параметрам.

Исследование соотношения и взаимосвязи естественных и технических наук направлено также на то, чтобы обосновать возможность использования при анализе технических наук методологических средств, развитых в философии науки в процессе исследования процедурами естествознания. При этом в большинстве работ анализируются в основном связи, сходства и различия физической и технической теории (в ее классической форме), которая основана на применении к инженерной практике главным образом физических знаний.

3.3. Особенности методологии технических наук и методологии проектирования

Эти особенности вытекает из особенностей естественных и технических наук.

Естествознание:

1)  Научное знание носит преимущественно теоретический характер;

2)  “Чистая” наука стремится к выявлению общих закономерностей природы (фундаментальных законов);

3)  “Чистая” наука состоит из преимущественно теоретических конструкций.

Техникознание:

1)  преимущественно прикладной характер;

2)  “прикладная” – тяготеет к практическому их выражению (к материализации);

3)  ”техническая” – дополнятся технологией, трактуемой как способ материализации общих природных закономерностей.

Итак, технические науки, с одной стороны, переводят (способствуют материализации) естественно-научные закономерности в сферу производства. С другой стороны, в их рамках получают теоретическое осмысление, экспериментальные данные и целевые установки, требующие фундаментального естественно-научного анализа.

Вместе с тем техникознание “производит” имманентное (собственно-техническое) знание (соответствующее внутренним закономерностям “технического”), не связанное ни с природными закономерностями (естествознание), ни с потребностями социума (человекознания). Тем самым техникознание выходит на уровень сравнительно самостоятельной подсистемы науки.

В техникознании, как и в естествознании, выделяются два уровня познания (анализа): эмпирический и теоретический.

Эмпирический уровень – система знаний, полученного из опыта (от наблюдения и эксперимента к непосредственному производству), на основе которого выявляются определенные обобщающие характеристики технического объекта или процесса.

Теоретический уровень знания предполагает использование не столько эмпирического материала, сколько закономерностей, выявленных на основе логического мышления (познания).

Технические науки, в отличие от естествознания, имеют большую (преимущественно) практическую направленность, а посему в техникознании эмпирический уровень знания имеет большую степень функциональности. Теоретический уровень при этом тяготеет к более высокой степени теоретизации. Хотя традиционно в естествознании степень теоретизации выше.

В общем виде теория – определенная абстракция (идеализация). Но суть идеального объекта различна в естествознании и техникознании. В естествознании целевая установка познания - определенного среза действительность, то есть естественная действительность - к теории, а для техникознания – “идеальная конструкция” - к “реальному” техническому объекту.

Таким образом, техническая теория – система обобщенного знания о технических объектах и их системах.

Процесс формирования технической теории связан с переходом от идеальных естественно-научных объектов и понятий к собственно-идеальным техническим объектам (понятиям). Например, формирование основных понятий фундаментальной технической науки (теории механизмов и машин:“машина”,“механизм” и др. связано с переходом от понятий теории твердого тела к понятиям теоретической механики). Идет перенос (адаптация) представлений, выработанных в рамках естественных наук в сферу техникознания (классический редукционизм) или “снятие”.

Базовая дисциплина (“своя”) в теоретической механике – теория механизма и машин, в термодинамике – теплотехника.

Такая наука, как теоретические основы электротехники, выступает в качестве базовой для системы электротехнических дисциплин.

Фиксируется несколько уровней теоретических схем технической теории. А именно:

1)  Функциональный - ориентированный на математическое описание объекта или процесса;

2)  Динамичный – описывающий естественные процессы, происходящие в техническом объекте;

3)  Структурный – дающий конструктивные параметры и инженерные расчеты объекта.

Методы познания технических объектов соответствуют общенаучным стереотипам. Хотя для них характерны определенные особенности. Например. Особое значение придается системному подходу (системному анализу) и методам моделирования.

Системный подход (принцип системности). В его рамках познавательный процесс ориентируется на раскрытие функционально-целостной взаимосвязи исследуемого объекта, выявление типов связей между его подсистемами (элементами). Онтологическим основанием интегральных функций системного подхода служит целостный характер Общественной реальности. Станок (система элементов-подсистем), сам он - подсистема (элемент) целостного технологического процесса, а тот в свою очередь рассматривается как подсистема (элемент) целостного межтехнологического процесса и т. д.

Системный анализ (это уже метод - прием). Более частный (как система процедур преобразовательных) основной процедурой является математическое моделирование как процесс математизации технологического знания, то есть использование математики в описании соответствующих процессов. Математическое (информационное) моделирование – это когда исследуемый объект, характеризуемый определенными количественными параметрами, изучается с помощью ЭВМ. В основе этого метода лежит концепция “черного ящика” (“вход” и “выход”, на которые задаются данные). Исследователь выявляет оптимальные показатели системы, обеспечивающие заданные характеристики объекта (процесса). Задача заполнения “черного ящика” распадается на два этапа. И именно: создание исходного образца и его оптимизация.

В простейшем случае выдвигается конкретная техническая идея, воплощенная в объекте (образце). Это может быть механическая система или конкретная электромагнитная схема. В сложном случае реализация технической идеи предваряется экспериментированием на модели, которая может быть упрощена, дабы выявить ее потенциальные возможности, приближающиеся к реальному объекту.

Физическое моделирование – когда объект заменяется подобной моделью с измененными геометрическим соотношением, или изменениями условий.

Имеется специфика и в инженерной деятельности. Инженерная деятельность – совокупность действий, обеспечивающих реализацию конкретной научной, технической, производственной или социальной задачи (социальная инженерия). Включает два уровня разработок: теоретический (техническое творчество) и практический (от инженерных исследований к проектированию, конструированию и к созданию промышленных образцов).