Гуманитарные технологии Аналитический портал • ISSN 2310-1792

Некоторые проблемы возникновения и развития технических наук. Г. И. Шеменёв

Введение

Одной из характерных черт философских исследований последнего десятилетия является возросший интерес к методологическим и гносеологическим проблемам прикладных наук, выяснению их природы, специфики и функций. Он обусловлен прежде всего современной научно-технической революцией, вызвавшей глубокие, качественные изменения в системе научного знания.

Среди большого числа выдвинутых в этой связи проблем видное место занял и философский анализ особенностей технических наук и факторов их развития. Следует заметить, что первые попытки рассмотрения содержания понятийного аппарата, социальных функций, методов технических наук были предприняты в нашей стране специалистами ещё в начале тридцатых годов в связи с решением задач индустриализации народного хозяйства. Но начало собственно философского анализа технических наук относится к концу шестидесятых годов 1. С тех пор произошёл заметный рост числа публикаций, теоретических конференций, количества исследователей технических наук 2. Поэтому выяснение генезиса технического знания, его оснований в известной мере опирается на общепринятые, установившиеся решения многих методологических проблем. Это обстоятельство способствует также преодолению трудностей, обусловленных отсутствием «писаной» истории технических паук.

В данной статье рассматриваются исторические предпосылки и основные этапы развития технических наук. При этом мы отвлекаемся от многих деталей и зигзагов исторического процесса, руководствуясь принципом единства исторического и логического, по которому действительный исторический процесс в каждом своём моменте рассматривается «в той точке его развития, где процесс достигает полной зрелости, своей классической формы» 3.

Философско-социологические основания технического знания

Философско-социологическое рассмотрение предпосылок технического знания показывает, что определяющим моментом здесь выступает особенная, специфическая форма преобразующей деятельности субъекта — техническая практика. Техническая практика является органическим компонентом практики, взаимодействующим со всеми другими её формами, но обладающим в то же время относительной самостоятельностью и специфическими социальными функциями. Содержание технической практики составляет переработка природных объектов, изменение формы природных тел с целью создания искусственных технических средств (технических объектов), способных осуществлять функции средств деятельности человека и направленных на удовлетворение общественных потребностей. В технической практике субъект опирается на «содействие» самой природы. Как отмечал Маркс, «человек в процессе производства может действовать лишь так, как действует сама природа», имея в виду, что он «может изменять лишь формы веществ» 4. Этот процесс возможен в силу того, что способом существования природных тел и процессов является движение в бесконечно многообразных формах своего проявления.

Человек, развивая материальное производство, изменяет естественные связи природных объектов, заменяет их новыми, не встречающимися в природе, создавая таким образом «вторую» форму объективного процесса, вовлечённого в систему общественных отношений.

Современная наука и общественно-историческая практика разрушили представление о единственности естественного состояния экосферы и обосновали взгляд, по которому возможны иные, более «целесообразные», с точки зрения общества, состояния равновесия природных систем. Разумеется, все искусственно вызванные изменения могут осуществляться только в рамках объективных законов и свойств, определяющих формы возможных преобразований. «Чтобы действовать с какими-либо шансами на успех, надо знать тот материал, на который предстоит воздействовать» 5. Такое знание не может ограничиваться знанием свойств материальных образований, проявляющихся в их природном бытии. Включение природных объектов в искусственные условия, обеспечивающие «заданное» поведение, с необходимостью требует накопления дополнительных знаний, позволяющих субъекту в результате переработки этих объектов осуществить «свою сознательную цель» 6.

В своём историческом развитии этот вид знания в меру усложнения технической практики обретает статус технических наук. Дальнейшая конкретизация отмеченных здесь исходных философских характеристик технической практики, области технических исследований и их специфики позволяет понять, каким образом «задаётся» предмет технических наук, выяснить характер их оснований, способ построения данной системы знания.

Орудийная деятельность — основа и источник донаучного технического знания

Техническая практика убедительно показывала огромную силу и выгоду овеществления накапливаемых знаний о свойствах предметов. В первобытном обществе при превращении природного материала в средства для обработки земли люди целесообразно изменяли их форму, добиваясь повышения прочности, силы воздействия рабочей части на обрабатываемый предмет, и, таким образом, повышали эффективность технических средств труда в достижении намеченной цели, облегчали свой труд за счёт лучшего приспособления формы природного материала к определённой функции.

Позднее, в эпоху железного плуга, водяных мельниц, гончарного круга, первых примитивных станков, совершенствование средств труда усилило возможности мускульной силы человека, а со временем позволило заменить её энергией животных, воды, ветра. За многие столетия до новой эры были созданы выдающиеся технические устройства, не потерявшие значения в наше время: блоки для подъёма тяжестей, винты, рычаги, зубчатые колеса и другие механизмы и орудия.

В ходе тысячелетней орудийной деятельности людей был накоплен огромный массив эмпирических знаний. Уже «механика первобытного человека была достаточно обширной» 7: в первом тысячелетии до новой эры существовал лучковый токарный станок, на котором обрабатывались изделия из древесины, кости, камня; в IV или V веке до новой эры появились водяные мельницы. Но как бы ни были значительны технические достижения этой эпохи, развитие знаний, имеющих отношение к процессу материального производства на базе орудийной техники, имело крайне ограниченные возможности. Достигнутый уровень был недостаточен для создания средств, необходимых для «теоретического покорения природы». Ограниченный объём знаний и опыта был непосредственно обусловлен самим трудом и поэтому «не развивался в качестве отделённой от него самостоятельной силы… не выходил за пределы… лишь очень медленно и понемногу расширяемого собирания рецептов. (Эмпирическое овладение тайнами каждого ремесла.)» 8

Дальнейшее развитие технического знания связано с возникновением машинного производства, качественно изменившего характер технической практики, содержание трудовой деятельности. Применение машин настолько преобразовало труд, что знание и опыт стали развиваться в качестве отделённой от него самостоятельной силы (Маркс). Опытное техническое знание со временем, в меру удовлетворения технических потребностей общества превратилось в относительно самостоятельный специфический вид научного знания.

Возникновение технических наук

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, причём её основным содержанием оказалась кинематика — наука о движении» 9. Машина отличается высокой эффективностью, в основе которой лежит её 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.

Использование природных сил, овеществляемых в машинах, в качестве непременного условия требовало сознательного применения естествознания. Это обстоятельство вызвало революционные изменения в характере самой познавательной деятельности. Именно в силу этого в капиталистическом производстве «впервые возникают такие практические проблемы, которые могут быть разрешены лишь научным путём. Только теперь опыт и наблюдения — и настоятельные потребности самого процесса производства — впервые достигли такого масштаба, который допускает и делает необходимым применение науки» 10.

Таким образом, возникла потребность в прикладном научном знании. Эмпирическое, опытное естественно-техническое знание получило мощный импульс к развитию, к превращению в особую систему научного знания. Овеществление естественнонаучных знаний с целью создания рабочих машин определило необходимость в таком виде научного знания, которое способно указать, каким образом исследованные даровые природные силы поставить на службу производству.

Технические знания в виде эмпирических обобщений и законов, полученных индуктивным методом, начали систематизироваться в XVIII и XIX веках. Типичным примером такого обобщения может служить, к примеру, сформулированный Р. Гуком закон, выражающий эмпирически найденную зависимость между прилагаемым усилием и деформацией упругих тел.

Но создание машин «делает необходимым применение науки» (Маркс) в её более или менее развитой форме. Дело в том, что создание орудийной техники может ограничиться опытным, эмпирическим знанием. Здесь субъект познания, сообразуясь со своей целью, применяет познанные свойства одних вещей как орудия воздействия на другие вещи, фиксируя в сознании их структуру, новые связи, свойства и отношения, характеризующие преобразование естественного процесса в формируемый технический объект.

Лишь в середине 40-х годов XIX века «были выяснены важные вопросы теории движения машины, роль сил инерции в машинах, заложены основы теории регулирования и создан достаточно действенный метод графоаналитического расчёта маховика» 11. Это со временем привело к становлению кинематики механизмов и динамики машин как двух разделов науки о машинах.

Данные наблюдения и эксперимента, отражающие эмпирические зависимости, фиксируются в форме феноменологических законов, таблиц, графиков, чертежей. Эмпирические данные составляют исходную основу для теоретического объяснения.

Переход на теоретический уровень науки о машинах связан с идеализацией реальных свойств механизмов и машин. В теоретических понятиях наиболее адекватно отражаются самые существенные свойства этих механизмов и машин. В процессе идеализации строится теоретическая модель в виде сочленений кинематических схем механизмов, кинематических пар, звеньев и так далее. Кинематические цепи рассматриваются как абстракции механизмов, в которых допустимо отвлечение от материалов, нагрузок, размеров, и так далее. Теоретически обосновываемые закономерности построения размерных цепей в машинных устройствах, законы регулирования действующих в них сил, классификация механизмов имеют важное значение при конструировании машин самого различного назначения. Чтобы перейти к конструированию и расчету реальных механизмов, необходимо учитывать данные о мощности, скорости, типах передач, физической природе процессов, и так далее.

Основной теоретико-познавательной задачей, составляющей значительную часть содержания теории машин, является теоретически обоснованный «выбор схемных решений, которые определяются в основном принципом и последовательностью технологического процесса» 12. Поэтому теоретическое описание машины выступает как органическое единство её конструктивно-технологических и функциональных характеристик. Конструктивная реализация полученных схемных решений своё научное обоснование получает в методе технических наук.

Основные компоненты технического знания (на примере теории машин)

Гносеологический анализ теории машин, первой и наиболее развитой ныне технической науки, даёт достаточно оснований для того, чтобы «сконструировать» примерную модель технической науки как специфического вида научного знания. Такая модель может в сжатом виде выявить основные, «типовые» компоненты и структуру понятийного аппарата. На её основе становится возможным составить известное представление о генезисе и развитии многих технических наук, не прибегая к анализу каждой из них. Такие элементы технической теории, как идея, принцип, закон, понятие, метод, и так далее, рассматриваемые через призму отражаемых в них существенных свойств технических объектов в их системной связи, наиболее чётко обнаруживаются в теории машин. Это позволяет ей быть, по известному выражению Маркса, «ключом к анатомии» других технических наук.

На наш взгляд, в понятийном аппарате современной теории машин следует выделить следующие компоненты:

  1. Социально-техническая идея как отражение социального противоречия, определившего техническую потребность в машинизации производства. Социально-техническая идея выступает исходным моментом в объяснении социальной функции технического объекта и построении его теории.
  2. Естественно-технический принцип теории машин. Таким принципом явился принцип конструирования искусственной системы взаимодействующих механизмов, способной реализовать заданную социальную функцию.
  3. Социально-техническая идея, естественно-технический принцип её реализации определяют предметное содержание и метод теории машин, вскрывают целую совокупность собственно технических противоречий машинных устройств, проявляющихся в каждом техническом параметре технических средств (оптимальность, технологичность, надёжность, быстродействие, точность, жёсткость и так далее), разрешение которых ведёт к технической оптимизации функции машинного устройства путём постоянно контролируемого взаимодействия между отдельными элементами конструкции. Теоретическое их выяснение составляет важный раздел теории машин.
  4. Конструктивно-технический метод в науках о машинах представляет наиболее важный структурный элемент теории. В отличие от других, более частных локальных технических наук здесь метод функционирует только в самых главных чертах, поскольку конструктивное воплощение теоретической модели машины рассматривается практически за пределами данной теории.

Существует точка зрения, согласно которой функция технических наук состоит только в том, чтобы дать ответ на вопрос, «как это сделать?» На наш взгляд, задача состоит в том, чтобы из огромного числа узких, ограниченных, частных методик, эмпирически обоснованных отдельными техническими дисциплинами, вычленить наиболее общие приёмы и принципы проектно-конструкторской деятельности и создать теорию метода для всего региона технических наук. Нам представляется, что таким общим методом является конструктивно-технический метод. Его обоснование должно включать общие принципы и процедуры познавательной деятельности и овеществления технических знаний в процессе создания технических объектов. Расчленение научных и технических знаний на теоретические и методические (теорию и метод) в наиболее развитых технических науках ныне получает все более чёткое выражение. Для большинства технических наук эта задача выдвинулась на первый план.

При этом следует отличать конструктивно-технический метод науки от проектно-конструкторских разработок типовых серийных технических объектов. При наличии большого сходства многих процедур (принятие решений, принципы и приемы создания или усовершенствования прототипов технических устройств и так далее) принципиальное отличие конструктивно-технического метода как превращённой формы теории состоит в том, что он не «связан» с заранее принятыми техническими заданиями, эскизными проектами и рядом других ограничений. Этот метод органически вытекает из теории технического объекта. Его основанием, как и теории, выступает техническая практика в целом, а не её частные технические отрасли. Метод поэтому теоретичен в том смысле, что не довольствуется собиранием эмпирически найденных удовлетворительных рецептов, он ставит задачу получения новой информации, приращения знаний с целью создания средств наиболее эффективного осуществления теории и её развития.

Гносеологический анализ теории машин во многом проясняет генезис и ряда других технических наук, их становление и развитие. В частности, это относится к изучению технической термодинамики. Известно, что внедрение рабочих машин вызвало революцию в энергетике. Насущной потребностью явилось создание двигателя, «который, потребляя уголь и воду, сам производит двигательную силу и мощность которого находится всецело под контролем человека… который, будучи городским, а не сельским, как водяное колесо, позволяет концентрировать производство в городах… универсальный по своему техническому применению»… 13 В этом состояла суть социально-технической идеи.

В конце XVIII — начале XIX века в результате усилий изобретателей целого ряда промышленно развивающихся стран был найден естественно-технический принцип создания такого двигателя 14. Его реализация завершилась разработкой основ технической термодинамики. Дальнейшее повышение эффективности производства было связано с преодолением целого ряда недостатков паровой техники. В конечном счёте был создан электрический двигатель, открывший эпоху электрификации. В результате этого в XIX веке возник целый цикл технических теорий разной степени общности (электротехника, теории электродвигателей, привода, линий передачи, единых энергетических систем и так далее).

К середине XX века сформировалась целая совокупность технических наук, теоретически обосновывающих создание сложных по своей структуре и многообразию функций технологических, энергетических, транспортных, информационных п других систем машинной техники 15. Известно, что этот период ознаменовался началом научно-технической революции, оказывающей огромное преобразующее влияние на все стороны жизни общества. В главных чертах эти революционные изменения в технических науках, как нам представляется, состоят в следующем.

  1. Если ранее технические средства, выступающие в форме отдельных машин, исследовались, проектировались и создавались автономно, обособленно, то в условиях НТР технические исследования и конструкторские разработки автоматических систем возможны только путём интеграции знаний при учете соответствующих социальных параметров. Возникла необходимость органического синтеза данных теоретического естествознания, технических и общественных наук.
  2. Изменились и логико-гносеологические характеристики технического знания. Технические явления и процессы всё больше исследуются теперь с системных позиций как имеющие сложную стохастическую природу. В связи с этим широкое применение получают вероятностно-статистические теории. Усилилась тенденция к теоретизации знания, его математизации и кибернетизации.
  3. В регионе технических наук возникла необходимость создания базовых наук.
  4. Под воздействием НТР меняется организационная структура всей системы исследовательских учреждений, место и роль технических наук в общей системе науки.

Современные технические науки по мере усложнения исследуемых ими технических систем, несущих сложные социальные функции, сближаются в известном плане с общественными науками. Следует отметить возникновение раздела социально-технических знаний, который нацелен на исследование технических устройств с точки зрения технико-экономических, инженерно-психологических, технико-эстетических, эргономических, экологических и других социальных характеристик.

Приме­чания:
  1. См. Шеменев Г. И. Логико-гносеологический анализ технического знания: Материалы годичной конференции Отделения Советского национального объединения историков естествознания и техники. — Л., 1968; Чешев В. В. Взаимосвязь технических и естественных наук. — Учен. зап. Том. ун-та, 1968, № 70, вып. 4; и другие.
  2. Наиболее полную библиографию публикаций см. в книге: Философско-методологические проблемы техники и технических наук. Основная советская литература (1918–1981 годы). — М., 1983.
  3. Маркс К., Энгельс Ф. Соч. второе изд., т. 13, с. 497.
  4. Там же, т. 23, с. 51–52.
  5. Там же, т. 16, с. 195.
  6. Там же, т. 23, с. 189.
  7. Боголюбов А. Н. Теория механизмов и машин в историческом развитии её идей. — М., 1976, с. 6.
  8. Маркс К., Энгельс Ф. Соч. второе изд., т. 47, с. 554.
  9. Боголюбов А. Н. Теория механизмов и машин в историческом развитии её идей, с. 147.
  10. Маркс К., Энгельс Ф. Соч. второе изд., т. 47, с. 554.
  11. Боголюбов А. Н. Теория механизмов и машин в историческом развитии её идей, с. 175.
  12. Теория машин автоматического действия. — М., 1970, с. 26.
  13. Маркс К., Энгельс Ф. Соч. второе изд., т. 23, с. 388–389.
  14. Известно, что в основу теории паровой машины был положен принцип преобразования энергии пара в механическую работу.
  15. См. История АН СССР: Технические науки. — М., 1946.
Источ­ник: Г. И. Шеменёв. Некоторые проблемы возникновения и развития технических наук. Философские вопросы технического знания. Сборник статей. АН СССР, Иститут философии. — М., Наука, 1984. // Электронная публикация: Центр гуманитарных технологий. — 21.05.2013. URL: http://gtmarket.ru/laboratory/expertize/6203
Содержание
Публикации по теме
Новые статьи
Популярные статьи