Взаимодействие науки и техники

Специфика технических наук

Технические науки представляют собой особую область знаний. С одной стороны, они основываются на знании естественных наук, и поэтому, кажется, было бы резонно включить их в одну группу – группу естественных наук. Но с другой стороны, между естественными и техническими науками всё-таки имеются некоторые – и возможно даже существенные – различия.

Естественные науки исследуют действительность, которая существует независимо от человека. Гуманитарные науки, в свою очередь, познают человека и результаты его деятельности. Технические же науки ориентируются не на исследование природы, не на поиск истины, а на достижение какого-либо практического результата; и средством достижения этого практического результата выступает техника.

Таким образом, целью технических наук является создание техники, искусственных предметов, представляющих собой творение рук человека и функционирующих благодаря его действиям.

В задачу технических наук входит также поддержание техники в «рабочем состоянии».

Добавим здесь, что исследование в технических науках осуществляется в трех основных направлениях: это создание а) новой техники, создание б) новых технологий и создание в) новых материалов. (Или, как это ещё значится в патентоведении: а) «устройства», б) «способы», в) «вещество».)

Конечно, для того чтобы разработать и воплотить в действительность какой-нибудь технический проект, требуется знание естественных наук. Ведь искусственно созданные предметы подчиняются тем же закономерностям, что и предметы естественные. Поэтому очень часто техника понималась и понимается до сих пор как прикладное естествознание. Задача естественных наук состоит в том, чтобы открывать законы природы, а задача технических наук – в том, чтобы поставлять эти законы на службу человеку. Именно в таком взаимодействии науки и техники большинство людей и видит единственную ценность научного знания для общества. Но эта точка зрения ещё не отражает истинного положения дел.

В самом деле, в истории человечества технические знания не всегда носили характер научных знаний. Достаточно долгое время они развивались в сфере ремесленного производства и входили в состав ремесленного знания. Ремесленник сам изобретал эффективные способы достижения целей своей деятельности, не обращаясь к естественным наукам. Ведь экспериментальное естествознание появилось только в Новое время, поэтому ремесленники Античности и Средневековья могли руководствоваться лишь своим практическим опытом и представлениями. По всей видимости, глубинные основания своей деятельности ремесленник находил в соответствующей эпохе мировоззрении. Так, например, согласно верованиям алхимиков, техника обладала способностью творить чудеса: она могла избавить человечество от несчастий и страданий земной жизни, а деятельность, направленная на её создание, заключала в себе нечто мистическое, сверхъестественное [37, с. 58]. И это представление служило им таким же ориентиром в деятельности, каким сегодня служат инженеру научные воззрения.

Несомненно, что теперь естественные и технические науки тесно переплетены между собой, и знания, добываемые ими, дополняют друг друга. Но всё-таки в технических разработках в большей мере ценятся такие качества, как прочность, надежность, стандартизация, чувствительность, быстрота и т.п., а в естественных науках – теоретическая глубина, истинность, точность, рискованность нововведения, способствующая прогрессу в теории и т.п., и это связано с тем, что цели исследований естественных и технических наук различны.

Далее, в технических науках существуют и свои особенные методы познания. В процессе создания новой техники, новых материалов или новых технологических процессов, учёные-инженеры осуществляют многократное комбинирование самых различных естественных законов, сил, конфигураций деталей, входящих в проектируемое устройство, до тех пор, пока ими не будет найдена оптимальная, строго определённая последовательность взаимовлияний в целостном единстве уже точно установленных сил, свойств, процессов, законов и подсистем, которые и приводят к появлению (производству) качественно новой техники [38]. Так, например, в ходе проектирования и конструирования авиационных двигателей изучаются самые различные комбинации форм, размеров, конфигураций деталей и узлов двигателя, комбинации материалов, жаростойких сплавов и т.д. И в результате появляются двигатели, которые имеют улучшенные эксплуатационные характеристики.

Данный приём исследований получил название комбинационно-синтезирующий метод, который, можно сказать, является наиболее общим методом, применяемым в технических науках.

Комбинационно-синтезирующий метод не следует, однако, отождествлять с методом «проб и ошибок», когда человек в основном наугад подбирает полезные сочетания, скажем, различных веществ, как это имело место в прошлом при поиске лекарств или строительных материалов. Учёный-инженер комбинирует материалы не «вслепую», а со знанием, пусть в общих чертах, свойств как исходных, так и получаемых материалов.

Разумеется, данный метод не является единственным методом, применяющимся в технических науках. В процессе технического творчества взаимодействуют множество методов: это и общие математические методы, и метод приближенных вычислений (в котором формулы подбираются в зависимости от требуемой степени точности), это и системно-структурный анализ, и информационные методы, это и метод идеализации и формализации, это и общие химико-физические методы, это и специфические методы различных технических наук, это и конкретная (рабочая) методика экспериментальных исследований и т.д.

Наконец, к особенностям технических наук можно отнести также следующее. В технических науках изучается особый круг закономерностей (так называемых технических закономерностей), который не изучается другими науками.

Существует мнение, будто законы изучаются только теоретическими или фундаментальными науками (такими как физика и химия); что же касается техники, то она полностью определяется законами природы. Однако если бы это было так, техника вряд ли бы могла совершенствоваться. Ибо простое приложение закона природы к какому-нибудь процессу производства не выведет нас за пределы старого. Для того чтобы создавать качественно новую технику, необходимо такое объединение различных природных законов, предметов и сил в некое целостное единство, которое не наблюдается в естественных условиях. А это возможно только на основе открытия дополнительных закономерностей, выражающих наиболее общие, устойчивые связи искусственно созданной среды.

Эти закономерности, открываемые в рамках технических наук, представляют собой целостное единство нескольких законов, свойств и процессов природы (в естественных условиях это целостное единство, как правило, не достигается). Эти закономерности имеют объективный характер, поскольку существуют самостоятельно, автономно по отношению к человеку. Эти закономерности повторяются, когда создаются похожие условия, и это позволяет воспроизводить их в технических объектах одного типа.

Вместе с тем, в отличие от законов природы, которые действуют во всей вселенной, технические закономерности действуют лишь в области, ограниченной определёнными техническими устройствами. Иными словами, технические закономерности не существуют вне соответствующей аппаратуры; изменяется техника, изменяются и закономерности.

Таким образом, в области техники появляются закономерности, которых в принципе нет в нетронутой человеком природе – это закон рычага 1-го и 2-го рода, закон передаточного числа шестерен, закон шага винта, гидравлического удара, законы порошковой металлургии, закон превращения поступательного движения во вращательное в кривошипно-шатунном механизме, закон усиления электромагнитных колебаний в катодных трубках, в кристаллах полупроводников, в лазерных устройствах [38, с.71] и т.д.

Кстати говоря, многие из технических закономерностей по существу имеют значение фундаментальных законов природы. К ним можно отнести, например, эффект Джозефсона, наблюдаемый в физике сверхпроводимости, эффект Холла, наблюдаемый в физике металлов, или закон цепной реакции, наблюдаемый в атомной физике. Любопытно то, что в естественных условиях эти законы не существуют, так как природа даже случайно не способна создать весь комплекс необходимых для их возникновения условий.

«Обычная точка зрения: Холл не создавал своего эффекта! – рассуждает по этому поводу Я. Хакинг в книге «Представление и вмешательство» [9, с.136]. – Вся работа требовала мастерства. Вся аппаратура была произведена вручную, при этом был сделан ряд изобретений. Но мы склонны считать, что явления, обнаруженные в лаборатории, представляют собой части Божьего рукоделия, которое ещё предстоит открыть. Такой подход нам кажется естественным. Мы формулируем теории о мире. Мы делаем предположения относительно различных законов природы. Явления суть закономерности, следствия этих законов. Поскольку наши теории направлены на то, чтобы добывать истину о вселенной – Бог писал законы в Своей Книге до начала времен, – то из этого следует, что явления всегда существовали, ожидая своего открытия… Но эффект Холла не существует вне аппаратуры определенного типа. Её современный эквивалент стал технологией, производимой надежным и единообразным способом. Эффект, по крайней мере в чистом состоянии, может быть реализован только в подобных приборах… Эффект Холла не существовал до тех пор, пока Холл не понял, как его выделить, очистить и создать в своей лаборатории».

Таким образом, технические науки имеют, как это видно, свои специфические цели и задачи, систему ценностей, имеют свои специфические методы исследования и даже свои специфические закономерности. И, пожалуй, эти перечисленные особенности дают нам все основания для того, чтобы рассматривать их в качестве особой области знаний, не относящейся «напрямую» к естественным наукам.

Очевидно, что наука и техника взаимосвязаны между собой, это как бы две разные стороны одной медали. Технические знания определяют развитие науки, а научные знания, в свою очередь, определяют развитие техники.

Однако более основательный анализ взаимодействия науки и техники ведёт к постановке таких вопросов, на которые трудно найти однозначные ответы.

И, действительно, нет никакой ясности в том, представляют ли собою наука и техника две разные самостоятельные сферы деятельности? Или же, может быть, наука и техника – суть одно, только с наукой мы связываем, главным образом, теоретическую часть, а с техникой – практическую часть познавательной деятельности? А кроме того, если в науке и технике наблюдается прогресс, то, может быть, это связано с тем, что научные открытия обусловливают прогресс в технике? Или, может быть, правильней было бы думать всё-таки наоборот: это развитие техники подготавливает почву фундаментальным научным открытиям?

По поводу этих вопросов бытуют разные мнения. Поэтому нет ничего удивительного в том, что проблема взаимодействия науки и техники представлена в философской традиции несколькими подходами, с которыми мы и ознакомимся.

Первый подход к данной проблеме, на котором хотелось бы заострить внимание, состоит в следующем. Техника истолковывается как прикладная наука. Наука добывает знания, а техника их применяет. Иными словами, наука и техника образуют здесь «неразрывное целое». В философской литературе этот подход получил наименование линейной модели, потому как развитие науки и техники понимается здесь как единый процесс.

Данная позиция обладает достаточно убедительными аргументами. В самом деле, не всегда можно провести границу, отделяющую науку от техники, а в некоторых случаях она выглядит просто произвольной. В таких дисциплинах, как термодинамика, аэродинамика, физика полупроводников, медицина практика неотделима от теории. И учёные, и техники здесь одинаково занимаются теоретическими изысканиями и одинаково работают в лабораториях.

А если мы попытаемся взглянуть на историю науки и техники, то сможем убедиться, что многие учёные (Архимед, Г. Галилей, Б. Паскаль, Л. Эйлер, К. Гаусс, Кельвин и др.) оказали существенное влияние на развитие техники, а многие инженеры (Леонардо да Винчи, С. Карно и др.) стали выдающимися деятелями науки.

И потом, к сказанному можно добавить, что и социальные организации науки и техники в принципе мало чем отличаются друг от друга: те же научно-исследовательские институты, лаборатории, высшие учебные заведения, издательские центры, конференции, выставки и т.д. К тому же, и в естественных, и в технических науках в основном применяются одни и те же средства и методы достижения целей, – и там, и там имеется как своя экспериментальная, так и своя теоретическая часть.

Так что различие между наукой и техникой, пожалуй, состоит только в том, что технические задачи выглядят более узкими, специализированными по сравнению с научными задачами.

Однако это истолкование не является единственным, и оно далеко не безупречно. Следующий подход, с которым мы собираемся ознакомиться, истолковывает науку и технику в качестве самостоятельных, но согласованных сфер деятельности. Иными словами, процессы развития науки и техники здесь рассматриваются как автономные, независимые друг от друга процессы. Этот подход в философской литературе получил наименование эволюционной модели.

Правда, на некоторых стадиях своего развития наука использует технику в качестве инструмента для получения своих результатов, но и техника, в свою очередь, тоже использует научные результаты в качестве инструмента для достижения своих целей. Однако в целом науку и технику представляют различные сообщества людей, в каждом из которых имеются свои цели, задачи и система ценностей. (К примеру, конечный результат деятельности ученых выражается в виде опубликованной статьи, а конечный результат деятельности техника в виде машины, технологического процесса, лекарства.) Согласованность же этих двух сфер деятельности проявляется главным образом в том, что техника задаёт условия для выбора научных вариантов, а наука, в свою очередь, задаёт условия для выбора технических вариантов.

В рассматриваемой модели, вообще говоря, выделяются три взаимосвязанных сферы деятельности: наука, техника и производство. И в каждой из указанных сфер происходит внутренний инновационный процесс. Этот процесс, по мнению С. Тулмина, осуществляется в три этапа: сначала появляются новые варианты, будь то в науке, в технике или в производстве (фаза мутации), затем создаются варианты практического их применения (фаза селекции) и, наконец, наиболее успешные варианты распространяются на другие, смежные сферы деятельности (фаза дифференциации).

Таким образом, данный подход отрицает мнение, согласно которому техника понимается как прикладная наука.

Далее, существует также позиция, утверждающая, что развитие науки определяется главным образом достижениями в технике. Так, например, теория магнита, разработанная В. Гильбертом, базировалась на использовании компаса, термодинамика обязана своим появлением развитию паровых машин, а классическая механика стала исследованием природы благодаря таким техническим приспособлениям как часы, весы, телескоп, маятник и т.д.

И, действительно, в этой позиции есть доля истины. Ведь многие технические изобретения были сделаны ещё до появления экспериментального естествознания.

Однако существует точка зрения, оспаривающая и эту позицию, точка зрения, которая утверждает, что техника, базирующаяся на открытиях в науке, во все времена превосходила технику повседневной жизни.

Именно так считает, например, А. Койре. Согласно его взглядам, вовсе не Галилей учился у ремесленников на венецианских верфях, напротив, он их научил многому. «Он был первым, кто создал первые действительно точные научные инструменты – телескоп и маятник, которые были результатом физической теории. При создании своего собственного телескопа Галилей не просто усовершенствовал голландскую подзорную трубу, а исходил из оптической теории, стремясь сделать невидимое наблюдаемым, из математического расчёта, стремясь достичь точности в наблюдениях и измерениях. Измерительные инструменты, которыми пользовались его предшественники, были по сравнению с приборами Галилея еще ремесленными орудиями. Новая наука заменила расплывчатые и качественные понятия аристотелевской физики системой надежных и строго количественных понятий. Заслуга великого ученого в том, что он заменил обыкновенный опыт основанным на математике и технически совершенным экспериментом… То, что на смену миру «приблизительности» и «почти» в создании ремесленниками различных технических сооружений и машин приходит мир новой науки – мир точности и расчёта, – заслуга не инженеров и техников, а теоретиков и философов» [39, с. 310-311].

Эту же точку зрения высказывает и Л. Мамфорд. «Сначала инициатива исходила не от инженеров-изобретателей, а от учёных, – пишет Мамфорд. – Телеграф, в сущности, открыл Генри, а не Морзе; динамо – Фарадей, а не Сименс; электромотор – Эрстед, а не Якоби; радиотелеграф – Максвелл и Герц, а не Маркони и Де Форест». По мнению этого мыслителя, преобразование научных результатов в практические инструменты было простым эпизодом в процессе открытия.

Однако какому бы из обозначенных подходов мы ни отдали своё предпочтение, не следует всё-таки забывать о том, что до конца XIX века не было регулярного применения научных знаний в технической практике. Наблюдаемая сегодня тесная взаимосвязь науки и техники – это примечательная черта именно нашего времени…

Дата добавления: 2014-12-27