Основные типы технических наук

Основные типы технических наук

Технические науки – это сложный комплекс наук, который классифицируется по различным основаниям. Так, технические науки выделяются по отраслям знания, производства, техники. В этом случае речь идёт о прикладных исследованиях, опытно-конструкторских разработках и научном обслуживании производственных процессов. Иногда технические науки делятся по предмету знания на науки о материалах, энергии и технических устройствах.

Технические науки расчленяются также на науки, изучающие структуры, функции и процессные признаки технических объектов. Наконец, выделяются науки, исследующие законы и принципы построения новых технических устройств и представляющие собой теорию использования природных закономерностей в технических устройствах, удовлетворяющих общественную практическую потребность, и науки, изучающие технологические принципы массового производства и использования технических устройств. В этом случае говорят о технических и технологических науках и утверждают, что первые имеют функции поиска и материализации технических идей, вторые – поиск путей скорейшего производства технических устройств и их наилучшего использования в практике.

Однако в большинстве случаев обычно выделяют общетехнические науки, дающие общую теорию технических систем (теоретическая механика, электротехника, сопротивление материалов, теплотехника, гидравлика, теория механизмов и машин, технология машиностроения и др.) и частные технические науки (технология сварочного производства, станки и инструменты, автоматизация производственных процессов, приборы точной механики, технология литейного производства, робототехника, мехатроника, информатика и др.). Эту структуру технических наук можно считать общепринятой.

Специфика технических наук и их классификация

Итак, к началу Новейшего времени технические науки, основанные на практике, приобрели качество подлинной науки, признаками которой являются систематическая организация знаний, опора на эксперимент и построение математизированных теорий. Технические науки составили сложную иерархическую систему знаний — от весьма систематических наук до собрания правил в инженерных руководствах; в их рамках появились также особые фундаментальные исследования.

В результате философского анализа технических наук выявилось три подхода к определению их сущности:

  • 1) отождествление технических наук с прикладным естествознанием;
  • 2 ) рассмотрение естественных и технических наук как равноправных научных дисциплин;
  • 3) выделение в технических науках как фундаментальных, так и прикладных исследований .

Сегодня большинство философов все же придерживаются позиции, согласно которой технические науки рассматриваются в качестве относительно самостоятельной отрасли научного производства, равноправной области науки. Технические науки — часть науки, и хотя они не должны далеко отрываться от технической практики, но не совпадают с последней. Научно-техническая дисциплина обслуживает технику, но является прежде всего наукой, т.е. направлена на получение объективного, поддающегося социальной трансляции знания.

В настоящее время стало обычным делом, когда целевые исследования, проводящиеся в промышленных лабораториях исследователями, получившими инженерное образование, приводят к серьезным научным прорывам, или когда ученые, работающие в университетах или академических центрах, приходят к важным технологическим открытиям. Поэтому технические науки должны в полной мере рассматриваться как самостоятельные научные дисциплины. Вместе с тем они существенно отличаются от других наук по специфике своей связи с техникой.

Выявление специфики технических наук обычно осуществляется на основе их сопоставления с другими науками — естественными, социально-гуманитарными, математическими.

Наиболее тесно технические науки связаны с естествознанием. Технические и естественные науки имеют одну и ту же предметную область инструментально измеримых явлений, однако проводят исследование различным образом.

Технические явления в экспериментальном естествознании 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 счете создаются из естественного (природного) материала. Естественнонаучные эксперименты являются артефактами, а технические процессы — фактически видоизмененными природными процессами.

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 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.

Вместе с тем технические науки отличаются от естественных. Если естествознание исследует объективную реальность, т.е. то, что существует на самом деле, изучает природу, ее явления, процессы и закономерности, то технические науки нацелены на то, чего нет в природе, на создание «второй природы», мира артефактов, технико-технологических оснований цивилизации. Если для естественных наук идеалом являются научная истина и открытия, то для технических наук — не просто истинное знание, но эффективное техническое знание в контексте инженерной практики и инженерных разработок, а также конструирование и изобретение.

В отечественной философии науки и техники характерными чертами научно-технического знания принято считать следующие :

  • • конструктивность, т.е. искусственный характер объекта и его функционирования;
  • • синтетичность, т.е. собирательность, соединение знаний о создании, функционировании, эксплуатации и т.д.;
  • • целостность, системность, т.е. сложный характер структуры, многоуровневость, связь с естественнонаучным и социально-гуманитарным знанием;
  • • конкретность и описательность;
  • • наглядность;
  • • наличие оценки последствий применения (в том числе социальных).

Главная специфическая особенность технических наук обусловлена принципиальным отличием технических и технологических закономерностей от природных, являющихся предметом изучения естествознания. Тот факт, что в основе функционирования технологий лежат законы, вскрываемые естествознанием, отнюдь не свидетельствует о том, что эти законы в обобщенной, абстрактной, естественнонаучной форме могут служить достаточной базой для создания, описания, исследования искусственных технологических объектов. Технические объекты — это реальные объекты, которые создаются для выполнения определенных целесообразных функций. Техника, будучи объектом творчества, не является простой реализацией естественнонаучных знаний: она имеет свои специфические законы развития, которые также выступают основой технического творчества. Более того, законы, вскрытые естествознанием, служат лишь исходной основой для технической творческой деятельности. Действие общих естественнонаучных законов проявляется в специфической форме, связанной с тем, что реальные условия их функционирования накладывают массу ограничений конструкторского, технологического, экономического, эстетического плана. Технические закономерности отражают специфическую форму проявления природных законов, обусловленную устойчивым, целенаправленным, искусственно организованным взаимодействием природных процессов, позволяющим использовать силы природы в «пригодной к применению форме».

Специфика познавательной деятельности, осуществляемой в процессе создания технологических объектов, определяется тем, что она направлена на исследование структурно-функциональных зависимостей и придумывание (конструирование) на их основе структур, выполняющих заданные функции. Поэтому, чтобы материализоваться в технических объектах, естественнонаучные законы должны быть трансформированы в технические законы.

Развитие естественных наук — необходимое, но не достаточное условие для создания новых технологий. Именно поэтому, для того чтобы ставить и успешно решать современные технологические задачи, необходимым предварительным условием является изучение не только процессов природы и открытие законов, но и изучение всевозможных условий действия самих этих законов.

Как было показано выше, в самостоятельную область технические науки начали выделяться в XVIII—XIX вв. Именно в этот период выявляются сложные технические проблемы, сыгравшие большую роль в становлении экспериментального естествознания и технических наук, создаются системы научных инструментов и измерительных приборов, возникает технология как дисциплина, систематизирующая знания о производственных процессах, происходит становление аналитических основ технических наук механического цикла, закладываются теоретические основы гидравлики, гидродинамики и теплотехники, развивается теория механизмов и машин, сопротивления материалов, университеты и академии превращаются в сообщества ученых-экспериментаторов, в центры развития технического знания, получает дальнейшее развитие техническое и инженерное образование и др.

В XX в. бурно развиваются электротехника, радиотехника, теплотехника, электроника, космонавтика, информационная технология, эргономика, техническая эстетика, инженерная психология, дизайн, инженерная экология, создаются научно-технические организации и общества, часто проводятся съезды, конференции, выставки, растет научно-техническая периодика и т.д.

В настоящее время технические науки занимают заметное место в научном производстве, имеют исключительно важное значение для функционирования и развития технической и инженерной деятельности, хотя они и тесно связаны с естественными науками. Именно из естественных наук в технические были распространены первые исходные теоретические положения, способы, методы исследования и проектирования, принципы, ценности и идеалы научности, установка на теоретическую организацию знания, построение идеальных моделей, использование формализации и математики.

И все же не совсем корректно распространенное утверждение о том, что основой технических наук является лишь точное естествознание. Это утверждение может быть признано справедливым только по отношению к исторически первым техническим наукам. 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 социально-гуманитарных (например, экономики, социологии, психологии). Каждая из этих дисциплин имеет свой предмет исследования, т.е. конкретный аспект, отдельные стороны названного выше объекта познания, которые специально выделяются и конструируются исследователем исходя из своих целей и задач. 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. Существуют такие, к примеру, дисциплины, как инженерная психология, техническая эстетика, в которых имеет место синтез технического, естественнонаучного и социально-гуманитарного знания.

Анализ литературы показывает, что общепринятой трактовки объекта и структуры технических наук пока нет. Тем не менее можно выделить основные подходы в решении указанных вопросов.

По-видимому, объект технических наук — это техника, технология, техническая, инженерная деятельность и практика, определенные закономерности функционирования и развития техники в целом, а также отдельных ее элементов, принципы, способы и методы проектно-технической деятельности, разработки идеальных моделей технических устройств, материализации и «овеществления» технического знания прежде всего в материальном производстве, а затем и в других сферах.

Принято выделять три большие группы технических наук:

  • 1) науки, изучающие технические свойства материалов;
  • 2) науки, изучающие технологические способы производства, т.е. технологические науки;
  • 3) науки об устройствах.

Внутри каждой из этих больших групп технических наук выделяют общие и специальные технические науки. Применительно, например, к техническим наукам об устройствах к общим наукам относятся науки о процессах (техническая термодинамика, гидравлика и др.). Специальные же технические науки возникают на пересечении общих наук о процессах и наук о структурно-функциональных свойствах (например, теория паровых генераторов и паровых турбин, промышленная теплоэнергетика — на пересечении гидравлики и металлургии) [45, с. 253—254).

Различные технические науки исследуют процессы функционирования структурных элементов техники как общественной материальной системы, построения, производства и эксплуатации новых технических объектов внутриотраслевого, отраслевого и межотраслевого назначений. Отсюда — разная степень их общности и фундаментальности. Технические науки раскрывают закономерности, принципы и методы реализации всех отмеченных процессов, поэтому, как и многие другие, имеют свои фундаментальные и прикладные области.

Фундаментальные технические исследования направлены на получение новых научных знаний и выяснение фундаментальных закономерностей развития и функционирования техники и технологии, на построение технической теории. Их результаты адресованы главным образом другим членам научного сообщества.

Прикладные технические исследования непосредственно направлены на решение различных практических, технико-технологических, инженерных проблем и задач. Их результаты адресованы производителям и заказчикам, клиентам5.

В этих исследованиях акцент сделан на «овеществление», «утилизацию» технического знания, на выборку проектно-методических рекомендаций по применению технического знания в технической и инженерной практике.

Иными словами, прикладное исследование — это такое исследование, результаты которого адресованы производителям и заказчикам и которое направляется нуждами или желаниями этих клиентов, фундаментальное же исследование адресовано другим членам научного сообщества.

Для современного этапа развития науки и техники характерно использование результатов 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.

Общепринятой структуризации, номенклатуры видов технических наук не существует. Используемые подходы к структуризации технических наук в России и развитых странах Запада имеют много общего, так как основаны на сходной истории и потребностях технического и технологического развития, но содержат и ряд особенностей.

Легитимной категоризацией технических наук, принятой в современной России, является номенклатура специальностей научных работников высшей аттестационной комиссии (ВАК). При этом специальности научных работников в области технических наук связаны, с одной стороны, с текущими и перспективными потребностями общества в производстве техники и развитии технологий, а с другой стороны, со всеми естественными и даже гуманитарными науками. Утвержденная Министерством образования и науки Российской Федерации номенклатура специальностей научных работников включает в себя следующие технические науки:

  • 1) инженерную геометрию и компьютерную графику;
  • 2) машиностроение и машиноведение;
  • 3) энергетическое, металлургическое и химическое машиностроение;
  • 4) транспортное, горное и строительное машиностроение;
  • 5) авиационную и ракетно-космическую технику;
  • 6) кораблестроение;
  • 7) электротехнику;
  • 8) приборостроение, метрологию и информационно-измерительные приборы и системы;
  • 9) радиотехнику и связь;
  • 10) информатику, вычислительную технику и управление;
  • 11) энергетику;
  • 12) металлургию и материаловедение;
  • 13) химическую технологию;
  • 14) технологию продовольственных продуктов;
  • 15) технологию материалов и изделий текстильной и легкой промышленности;
  • 16) процессы и машины агроинженерных систем;
  • 17) технологию, машины и оборудование лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева;
  • 18) транспорт;
  • 19) строительство и архитектуру;
  • 20) безопасность деятельности человека;
  • 21) электронику.

Полная номенклатура специальностей научных работников в области технических наук всего насчитывает более 140 специальностей6, при этом ряд специальностей имеют, кроме того, отраслевую диверсификацию. Хорошо видно, что структурирование технических специальностей, т.е. специальностей, по которым человек получает диплом инженера (выпускник технического вуза), научную степень кандидата и доктора технических наук, ученое звание профессора, доцента и старшего научного сотрудника, имеет прежде всего отраслевую, прикладную направленность.

Сложившаяся в нашей стране в советский период система учреждений технических наук включала в себя, во-первых, академическую техническую науку, а во-вторых, сотни отраслевых научно-исследовательских институтов (большинство из них, к сожалению, исчезло в постсоветское время в связи с ликвидацией промышленно-технических министерств). В рамках Академии наук СССР в 1935—1964 гг. существовало Отделение технических наук, а в 1980-е гг., после возвращения в состав академических учреждений значительной части исследовательских институтов технического профиля, в структуре Академии наук возникли отделения: проблем машиностроения, механики и процессов управления; физикохимии и технологии неорганических металлов; обшей и технической химии; геологии, геофизики, геохимии и горных наук; информатики, вычислительной техники и автоматизации [19, с. 234).

Первые технические науки как прикладное естествознание. Основные типы технических наук

Технические науки нередко отождествляются с прикладным естествознанием. Однако в условиях современного научно-технического развития такое отождествление не соответствует действительности. Технические науки составляют особый класс научных (научно-технических) дисциплин, отличающихся от естественных, хотя между ними существует достаточно тесная связь. Технические науки возникали в качестве прикладных областей исследования естественных наук, используя, но и значительно видоизменяя заимствованные теоретические схемы, развивая исходное знание. Кроме того, это не был единственный способ их возникновения. Важную роль сыграла здесь математика. Нет оснований также считать одни науки более важными и значимыми, чем другие, особенно если нет ясности, что принять за точку отсчета. По мнению Дж. Агасси, разделение науки на фундаментальную и прикладную по результатам исследования слишком тривиально. «Существует, конечно, пересечение, — писал он. — То исследование, которое известно как фундаментальное и которое является чистой наукой в ближайший отрезок времени, в конце концов применяется. Иными словами, фундаментальное исследование — это поиск некоторых законов природы с учетом использования этих законов». Это пересечение показывает, что данное разделение не является единственным, но все же, с точки зрения Агасси, оно является достаточным, только имеет иное основание. Он выделил в науке два рода проблем — дедуцируемости и применимости — и показал различия в работе ученых-прикладников и изобретателей. В прикладной науке, в отличие от «чистой», проблемой дедуцируемости является поиск начальных условий, которые вместе с данными теориями дают условия, уточняемые практическим рассмотрением. С его точки зрения, «изобретение — это теория, а не практическая деятельность, хотя и с практическим концом».

Строго говоря, термин «прикладная наука» является некорректным. Обозначая техническую науку в качестве прикладной, исходят обычно из противопоставления «чистой» и прикладной науки. Если цель «чистой» науки — «знать», то прикладной — «делать». В этом случае прикладная наука рассматривается лишь как применение «чистой» науки, которая открывает законы, достигая тем самым понимания и объяснения природы. Однако, такой подход не позволяет определить специфику технических наук, поскольку и естественные, и технические науки могут быть рассмотрены как с точки зрения выработки в них новых знаний, так и с позиции приложения этих знаний для решения каких-либо конкретных задач, в том числе — технических. Кроме того, естественные науки могут быть рассмотрены как сфера приложения — например, математики. Иными словами, разделение наук по сфере практического применения является относительным. По мнению Марио Бунге, разделение наук на «чистые» и прикладные все же имеет определенный смысл: «эта линия должна быть проведена, если мы хотим объяснить различия в точке зрения и мотивации между исследователем, который ищет новый закон природы, и исследователем, который применяет известные законы к проектированию полезных приспособлений: тогда как первый хочет лучше понять вещи, последний желает через них усовершенствовать наше мастерство». Как показывают конкретные исторические примеры, в реальной жизни очень трудно отделить использование научных знаний от их создания и развития. Как правило, инженеры сознательно или несознательно используют и формулируют общие утверждения или законы; математика выступает для них обычным аналитическим средством и языком. Инженеры постоянно выдвигают гипотезы и проектируют эксперименты для лабораторной или натурной проверки этих гипотез. Все это обычно маркируется и воспринимается как наука.

Инженеры используют не столько готовые научные знания, сколько научный метод. Кроме того, в самих технических науках постепенно формируется мощный слой фундаментальных исследований, теперь уже фундаментальные исследования с прикладными целями проводятся в интересах самой техники. Все это показывает условность проводимых границ между фундаментальными и прикладными исследованиями. Поэтому следует говорить о различии фундаментальных и прикладных исследований и в естественных, и в технических науках, а не о противопоставлении фундаментальных и прикладных наук, неизменно относя к первым из них — естественные, а ко вторым — технические науки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *