Технические науки: формирование и специфика

Специфика технических наук

В условиях становления и развития фабрично-машинного способа  производства,  индустриализации хозяйственного  устройства и упрочения капитализма как социально-экономического механизма  расширенного производства наука превращается в экономический фактор. Это находит выражение в появлении  корпуса технических наук, непосредственно связанных с решением конкретных проблем в той или иной области массовой инженерной деятельности. Технические науки охватывают различные виды технологии, производственных и  технических средств и различные аспекты деятельности инженеров, обеспечивая расчетно-проектировочную,  конструкторскую, эксплуатационную сферы научно-обоснованными знаниями, методиками, правилами.

В технических науках, соответствующих различным областям инженерной деятельности, представлен теоретический уровень технических знаний (другие уровни - эмпирический, нормативный, практико-методический, конструктивно-технический и др.).  Важной характеристикой технических наук является формирование теоретических основ, общих для инженерных дисциплин, входящих в программу специализированного обучения инженеров.

Становление и развитие технических наук происходило параллельно с развитием соответствующих видов техники и технологических процессов. Теоретические  знания  конкретной технической науки отражают специфику устройств того или иного принципа действия и назначения. Однако объект изучения не противостоит технической  теории как нечто, существующее по независимым от познавательной деятельности законам, лишь "открываемым" в  технических науках. Развивающаяся техническая наука формирует систему адекватных ей технический устройств. Эмпирический базис технической науки - сфера проектирования технических устройств определенного типа - одновременно и сфера "претворения в жизнь" ее теоретических положений.

Действительно, технические объекты разрабатываются в  инженерной  деятельности  в  соответствии с теоретическими предписаниями технических наук. Так, некоторые параметры, входящие в  уравнения теории при расчете поведения электрических систем в тех или иных режимах,  являются заводскими  характеристиками электрических  машин,  кабелей и т.п.,  даваемыми поставщиками соответствующего оборудования.  Конкретные их величины обеспечиваются в ходе проектирования этих устройств. Методики производства испытаний заводской продукции зачастую - это закрепление в  стандартных процедурах экспериментальных методов определения выделенных в теории  показателей,  характеризующих устройство и его  работу. В определенном смысле технические устройства и с точки зрения их структурно-морфологических  характеристик (формы,  размеров,  взаимного расположения частей, материала),  и функционального назначения в системе  (фильтры, компенсаторы,  усилители и т.п.),  характера протекающих в них процессов (синусоидальная форма кривой тока в  электротехнике) являются воплощением теоретических конструктов технических наук.

Техника - предметные структуры практики, технологические и производственные процессы, инфраструктура производственной и - шире - хозяйственной деятельности, с одной стороны, - продукт инженерной деятельности,  а с другой - объект технического  знания,  на  которое  опирается инженерная деятельность. В техническом знании отображается опыт практической деятельности как со стороны процессуальной, куда входит описание характера и последовательности  действий  или  технологических преобразований,  так  и со стороны описания свойств предметных структур практики, технических средств, функционирующих в производственно-технологических процессах.

Соответственно в техническом знании следует различать по крайней мере:

1.описание (принцип действия, структура, функционирование) технических устройств;
2.  описание технологии их изготовления;
3. описание технологических процессов, в которых они работают или способов пользования ими в  какой-либо  сфере трудовой деятельности.

Технические знания - это те знания, которыми руководствуются при осуществлении практически-преобразовательной,  в т.ч. и инженерной деятельности. Знания технических наук - это определенный  вид  технических  знаний,  который содержит теоретическое описание предметных структур инженерной практики.

Задачи, решаемые в технических науках (а, следовательно, и комплекс знаний,  используемых и вырабатываемых для  решения этих задач) принципиально отличаются от проблем, стоящих перед естественной наукой.  Феномен технической науки возникает  как результат  некоторых процессов в рамках более широкого целого, которым является деятельность  по  созданию технических устройств, так, как возникновение технических наук обусловлено потребностями развивающейся технической практики. Техническая наука представляет собой исторически сложившуюся форму обслуживания знаниями инженерной деятельности, характеризующуюся:

1) научными методами исследования технических проблем;
2) организацией получаемых знаний в виде научного предмета (наличие идеализированных  объектов изучения и системы взаимосвязанных теорий различного уровня общности);
3) специальной социальной организацией деятельности по выработке этих знаний (каналы научно-технической коммуникации, сеть научно-исследовательских учреждений, система подготовки кадров).

Эти характеристики технических наук сопоставимы с  характеристиками естественных наук,  что,  собственно,  и позволяет говорить о них как о науках.  Специфика  же  технических  наук обусловлена  их  "обслуживающей"  функцией;  обеспечение  этой функции включает приложение и детализацию знаний  естественных наук,  однако  не сводится к этому и предполагает формирование специального предмета исследования. Те идеализации,  которые необходимы  для  теоретического описания объектов,  совершенно различны,  например, для электротехники и физики электрических явлений.

Самостоятельный статус технических наук в  логико-гносеологическом аспекте определяется наличием специфического объекта исследования - предметных структур технической  практики  и предмета  исследования  - взаимосвязь физических (процессных), функциональных  (технических)  и  конструктивных (морфологических) параметров технических устройств.

Каков же в общем виде ход  эволюции технических  знаний, приведший к формированию технических наук? В формировании технических наук можно выделить 3 этапа: этап донаучного развития технических знаний (до второй половины ХУ11 в.);  этап становления и развития технических наук "классического" типа  (ХУ111-начало ХХ в.); этап формирования комплексных научно-технических дисциплин (с первой трети ХХ в.).

Способы видения и описания технических объектов (устройств и процессов) определяются уровнем развития техники, задачами инженерной проектировочной деятельности, уровнем развития инженерного мышления. На донаучном этапе развития  технических знаний основным было конструктивно-функциональное описание технических объектов. Принцип их действия вытекал из их структуры, характера взаимодействия элементов, их морфологических свойств (отдельные  машины,  включаемые  в  некоторых дискретных точках технологических процессов - в строительстве, мельницы, подъемники в шахтах и т.п.). Идея технического описания  в этот период - описать конструкцию как совокупность морфологических элементов и их конструктивных связей; функционирование ясно из их конструкции.

Возникновение технических наук связано со становлением экспериментального естествознания и перестройкой технического мышления в социокультурном процессе изменения  общественного сознания при переходе к капиталистической формации: происходит изменение способа видения  технических  объектов, открывающее путь к становлению технических наук "классического" типа. Технические объекты начинают рассматриваться не просто как целесообразно  функционирующие структуры, но и как структуры, осуществляющие,  использующие некоторый природный  процесс.  В технических  науках "классического" типа принцип действия технического объекта дается  на  естественно научной основе, а конструкция рассматривается как способ его реализации. Таким образом, появляется научное техническое знание, в котором технические устройства описываются как естественно-искусственные образования. При этом выделяются характеристики трех  типов: конструктивно-морфологические   (характеризуют строение устройства), процессуальные (характеризуют протекающий в устройстве природный процесс, изучаемый естествознанием), функциональные (характеризуют устройство с точки зрения его работы в качестве средства целесообразной деятельности, элемента технической системы).

Исследование технических объектов приводит к формированию в технических науках специфических теоретических схем (связных совокупностей идеализированных объектов изучения), описывающих связи указанных характеристик для определенных классов технических устройств. Классические технические науки опираются на теоретические представления естественных наук. Причем базовая естественно- научная  теория может иметь феноменологический характер, но быть весьма полезной для технической теории в виду того, что для построения расчетных методов нужны прежде всего количественные зависимости, фиксируемые в математическом аппарате  естественно научных  теорий.  Задача  технических наук - дать эффективные методы проектирования и расчета  инженерных объектов, режимов функционирования сложных технических систем.

В технических теориях их функционирование предстает как законообразный процесс. Эта работа в технических науках ни в коей мере не подменяет и не заменяет инженерной  деятельности, самостоятельная задача которой - материальное воплощение технических идей и проектов в определенных условиях их технико-экономической целесообразности.

Таким образом, специфика знаний технических наук и исследовательской деятельности в них определяется прежде всего контекстом практических приложений. Ориентированность технических теорий на обслуживание расчетно-проектной инженерной деятельности выражается в том, что познавательная установка в технических науках подчинена проектной.  Соотношение этих установок можно представить в формулировке "познать,  чтобы сделать". На первый взгляд такая формулировка мало чем отличается от характеристики позиции инженера:  "знать,  чтобы делать". Тонкость заключается в том, что понимать под "знать" и "познать".

Инженер знает образцы, методы решения технических задач, приемы  и опыт предшественников, изучает ("познает") теоретические основы своего дела и использует этот широкий  спектр разнообразных знаний в своей деятельности - т.е.  он "знает, чтобы делать". Представитель технических наук (это,  в  частности, инженер-исследователь или ученый инженер) создает и развивает определенного  рода  структуры  теоретического  знания, исследует ("познавая") особым образом, по нормам специфической научности и с расчетно-проектной ориентацией, объектные структуры инженерной деятельности, ее проблемы.

Разумеется, разграничение позиций "инженера-деятеля-использователя  знаний" и "инженера-исследователя-создателя знаний" (представителя технических наук) в  значительной  мере носит условный,  теоретический характер. Оно не имеет ценностного оттенка и не предназначено  для "маркировки"  конкретных деятелей инженерии. Эти позиции, зачастую являющиеся ипостасями одних и тех же исторических лиц, нужны для анализа структуры инженерного сообщества.

Какое же содержание фиксируется в технических  науках  об изучаемых объектах?  В чем специфика теорий,  закономерностей, устанавливаемых техническими науками?  Знания технических наук являются  продуктом специфической познавательной деятельности, опирающейся на развитый корпус знаний естественных наук и на развитую  сферу  инженерной  деятельности, включающей опытные знания, процедуры проектирования, методики расчета, приемы инженерных  измерений  и испытаний, особые типы моделирования и т.п.

Исходные теоретические представления о процессах в технических устройствах формируются на основе  привлечения  естественно-научных знаний и экспериментального исследования их работы по образцу физических исследований. При этом, во-первых, вырабатываются отдельные  эмпирические  расчетные  формулы и, во-вторых, формулы определенных физических законов специфицируются применительно к принципу действия и конструкции того или иного устройства. Конструкции фиксируются  в  технических науках в виде структурно-морфологических изображений устройств. Такие изображения "поставляются" техническими науками проектировочной деятельностью, задачи которой непосредственно определяются проблемами развития техники.

Теоретическое исследование (познание) в технических науках направлено на построение таких моделей протекающих в инженерных объектах процессов, которые обеспечивают математическое описание и получение  технического  устройства. Исследовательские  процедуры и теоретические схематизации технической науки позволяют осуществлять переход от структурно-морфологических изображений устройств, на которых разъясняется и анализируется физическая картина протекающих в них процессов в свете поставленной инженерной задачи, к их расчету.

Таким образом, специфика знаний технических наук и исследовательской деятельности в них определяется прежде всего контекстом практических приложений. Ориентированность технических теорий на обслуживание расчетно-проектировочной инженерной деятельности выражается в том, что познавательная  установка  в технических науках подчинена проектной.  В технических науках центр тяжести перенесен с объяснения экспериментальных данных  на выработку адекватных инженерным задачам идеализаций и методов расчета (в общем случае  анализа и синтеза)  процессов, протекающих  в  определенных  классах  технических устройств. В связи с этим знания технических наук характеризуются принципиальным многообразием теоретических построений, относящихся к одному и тому же классу эмпирических объектов изучения, и широким  диапазонам методов прикладной математики.

Исследовательской проблемой в технических  науках наряду  с собственно выработкой теории является  решение методических вопросов, определение границ и оптимальных условий использования в инженерной практике принимаемых теорией идеализаций и вычислительных методов.