Технический прогресс и инженерное дело в условиях развития классической науки

Введение

Ушедший ХХ век можно с полным правом назвать и «временем инженерии», и «веком инженеров». Прогресс науки и техники привел к расцвету инженерной профессии, мобилизовал невиданные созидательные силы и в то же время возложил на инженеров немалую ответственность за судьбы человеческой цивилизации. Прежде чем приобрести нынешнее значение и размах, профессия инженера, само инженерное дело прошло непростой, исторически длительный путь становления. Ценой усилий многих поколений человечество по крохам добывало знания, накапливало технические умения, готовя почву для ростков инженерной мысли.
Без участия инженерных кадров невозможно сегодня представить оперативное решение ни одной из сложных проблем, выдвигаемой новой научно-технической и экономической реальностью. Ведь наука непосредственно соединяется с техникой и воплощается в проектах сложных агрегатов, автоматизированных линий, мощных производственных комплексов, прежде всего, благодаря творческим усилиям большого и разнообразного по своему составу отряда инженеров. Инженерная деятельность является на сегодняшний день ключевым звеном в известной цепочке «наука-техника-производство», и вместе с тем она превратилась в наиболее массовый вид высококвалифицированного умственного труда. Новая техника требует, с одной стороны, качественно иного инженерного мышления, направленного прежде всего на поиск оптимальных решений в области человеко-машинных взаимодействий, а с другой – нравственной зрелости инженерного работника, умения решать сложные технические проблемы «человечно».
Современный период развития науки в целом характеризуется глубокими и качественными изменениями. Серьёзные изменения происходят в прикладных науках, в том числе и в технической области научного знания. Технические науки - это прикладные науки, исследующие технику и процессы, которые связаны с её созданием, развитием и взаимодействием с окружающей средой и человеком. Технические науки обеспечивают перенос знаний человека в физическую среду посредством создания техники, совокупность которой составляет искусственную, сознательно созданную среду обитания для человека - так называемую техносферу. Несмотря на то, что техника является продуктом только человеческой созидательной деятельности, технические науки связаны с естественными и общественными науками поскольку техника подчиняется тем же объективным законам, что и естественные объекты. Важно отметить, что объектами изучения технических наук являются не только материальные и существующие объекты техники, но и объекты ещё будущей техники, которую ещё предстоит создать. Можно отметить, что основными методами современных разделов технических наук являются компьютерное проектирование и моделирование.
Современные технические науки по мере усложнения исследуемых ими технических систем сближаются в известном плане с общественными науками. Следует отметить возникновение раздела социально-технических знаний, который нацелен на исследование технических устройств с точки зрения характеристик таких как технико-экономических, инженерно- психологических, технико-эстетических, экологических. Наряду с общими вопросами развития технических наук и техники в целом также целесообразно рассматривать и конкретные области технического знания, к примеру – возникновение и развитие мехатроники, робототехники и приборостроения.

Своеобразие классической науки и социокультурные условия ее формирования

На рубеже XVIII–XIX столетий произошли кардинальные изменения развивающейся науки, как внутри ее, так и в ее социокультурном окружении. Они привели к формированию дисциплинарно организованной науки с присущими ей особенностями роста знания, его систематизации и его трансляции в потоке культурного опыта. В эту эпоху механическая картина мира постепенно утрачивает статус общенаучной, универсальной онтологии. Рядом с ней формируются другие представления о природе, возникают специальные научные картины мира, каждая из которых претендует на онтологический статус в рамках своей отрасли знания. Наука превращается в сложно организованную систему отдельных дисциплин, обладающих автономией и взаимодействующих друг с другом.
В конце XVIII – первой половине XIX века ситуация радикально меняется. Перед исследователями этого периода встала достаточно сложная и многоплановая проблема: не просто спорадически использовать отдельные результаты в практике, но обеспечить научную основу технологических инноваций, включая их внутрь производства.
Именно в этот исторический период начинается процесс интенсивного взаимодействия науки и техники и возникает особый тип социального развития, который принято именовать научно-техническим прогрессом. На очереди стояло развитие междисциплинарных связей и взаимодействий. При переходе от периода классической науки к неклассической, особенно в конце XIX и начале XX столетий, произошло взаимосвязанное кардинальное событие в науке – революция и кризис, в первую очередь, в физике. Это событие вызвало к жизни острейшую полемику между различными философскими направлениями, но как всегда, прежде всего, между материализмом и идеализмом. Была предпринята особенно серьезная попытка покончить с материализмом как философским направлением, ссылаясь на новейшие теории, будто бы вызванные к жизни закономерным ходом развития научного познания. Эта ситуация оказалась особенно опасной и вместе с тем оказавшее серьезное положительное значение для развития науки будущего и в первую очередь той же физики.
Фундаментальные естественные науки оперируют, в основном, понятием процесс (от лат. procedo - последовательных смен состояний объектов во времени), то есть изучение базовых законов природы, при этом невозможно заранее задать конечную цель исследования, оценить результаты, необходимые сроки и затраты. Однако, в результате может быть получена совершенно новая, недоступная по уровню технических наук технология. К примеру, лазерные технологии в современном мире приобрели существенную роль – от светодиодов до технологий оптических носителей информации и военного назначения.
Тем не менее, именно технические науки в составе иных прикладных наук играют основную роль в развитии технологий. В основе техники лежит использование законов природы.
Технические науки — это система теоретического знания, направленного на изучение и разработку идеальных моделей искусственных материальных средств целесообразной деятельности людей. В становлении и развитии технических наук в Новое время можно выделить несколько этапов.
I этап (XVII - середина XVIII в.) - время первой собственно научной революции, которая знаменуется становлением экспериментального метода и математизацией естествознания как приложения научных результатов в технике. К концу этого этапа, благодаря в первую очередь И. Ньютону, сформировалась первая — механистическая — научная картина мира. В этих условиях техника выступает как объект исследования естествознания, поскольку становление экспериментальной науки требует создания инструментов и измерительных приборов

.
Решению этой проблемы была подчинена значительная часть деятельности ученых-экспериментаторов. Так, Г. Галилей. И. Кеплер, X. Гюйгенс и др. предлагали все более совершенную конструкцию зрительной трубы. Э. Торичелли создал ртутный термометр и дал научное объяснение его действию. О.фон Герике изобрел воздушный насос, Р. Бойль — барометр, а ассистент Бойля Р. Гук — микроскоп. В теоретической части научно-технического знания усилиями Л. Эйлера, Ж. Б. Даламбера были разработаны физико-математические основы технической механики, в частности механики жидкостей и газов, пневматики. Трудами С. Стевина, Б. Паскаля и др. формируется гидростатика как раздел гидромеханики.
ІІ этап (вторая половина XVIII - середина XIX в.) – характеризуется формированием научно-технических знаний на основе использования в инженерной практике знаний естественных наук и, во-вторых, появлением первых технических наук. Этот качественный скачок неразрывно связан с развитием крупного капиталистического производства и так называемым промышленным переворотом.
Промышленный подъём привел к появлению новых видов производств и стимулировал целый ряд технических изобретений. В первую половину XIX века они изменили всю систему общественных отношений (железнодорожные локомотивы, пароходы, сельскохозяйственные машины, электрические телеграфы, фотоаппараты). Были заложены основы электромеханики (Дж. Генри, Б.С. Якоби и др.).
В этих условиях возникла потребность в тиражировании и модификации изобретенных инженерных устройств. Резко возрос объем расчетов и конструирования, в силу чего все чаше инженер имел дело не только с разработкой принципиально нового инженерного объекта, но и с созданием сходного (модифицированного) изделия (например, машины того же класса, но с другими характеристиками, иной мощностью, скоростью, габаритами, конструкцией).
III этап (последняя треть XIX - начало XX в.) - время завершения перехода от простой передачи накопленных предыдущими поколениями технических знаний и навыков к развитию науки через систему профессиональной деятельности и образования, основой которых явилась механистическая картина мира. Этап характеризуется дисциплинарным оформлением технических наук и построением ряда фундаментальных технических теории.
В это период был реализован наиболее важный для развития техники переход от центрального парового двигателя к более экономичным, безопасным и менее габаритным. Это создание электродвигателя с переменным током (Г. Уайльд, З. Грамм и др.) и двигателя внутреннего сгорания (Н. Огто, Г. Даймлер, Р. Дизель). Это, вместе с прогрессом в металлургии и химической промышленности, привело к целому ряду технических изобретений, важнейшие из которых — гигантский стальной корабль, трактор, аэроплан (А.Ф. Можайский, О. Лилиенталь, братья У. и О. Райт), танк. Примечательной особенностью эпохи является и то, что впервые технические новшества поступают в массовое производство, а это стало возможным в том числе благодаря изобретению Ф. Тейлором сборочного конвейера. Стали вводиться в эксплуатацию телефонные станции, интересными изобретениями явились фонограф (Т. Эдисон) и кинематограф (И.А. Тимченко, Ж. Демени, братья О. и Л. Люмьер и др.). Одним из величайших открытий в области техники явилось изобретение радио (A.C.Попов).
Наука как целостный феномен возникает в Новое время вследствие отпочкования от философии и проходит в своем развитии три основных этапа: классический, неклассический, постнеклассический (современный). На каждом из этих этапов разрабатываются соответствующие идеалы, нормы и методы научного исследования, формулируется определенный стиль мышления, своеобразный понятийный аппарат и т.п. Критерием (основанием) данной периодизации является соотношение (противоречие) объекта и субъекта познания:
1. Классическая наука (XVII-XIX вв.), исследуя свои объекты, стремилась при их описании и теоретическом объяснении устранить по возможности все, что относится к субъекту, средствам, приемам и операциям его деятельности. Такое устранение рассматривалось как необходимое условие получения объективно-истинных знаний о мире. Здесь господствует объектный стиль мышления, стремление познать предмет сам по себе, безотносительно к условиям его изучения субъектом.
2. Неклассическая наука (первая половина XX в.), исходный пункт которой связан с разработкой релятивистской и квантовой теории, отвергает объективизм классической науки, отбрасывает представление реальности как чего-то не зависящего от средств ее познания, субъективного фактора. Она осмысливает связи между знаниями объекта и характером средств и операций деятельности субъекта. Экспликация этих связей рассматривается в качестве условий объективно-истинного описания и объяснения мира.
3. Существенный признак постнеклассической науки (вторая половина XX - начало XXI в.) - постоянная включенность субъективной деятельности в "тело знания". Она учитывает соотнесенность характера получаемых знаний об объекте не только с особенностью средств и операций деятельности познающего субъекта, но и с ее ценностно-целевыми структурами.
Постнеклассической стадии соответствует парадигма становления и самоорганизации. Основные черты нового (постнеклассического) образа науки выражаются синергетикой, изучающей общие принципы процессов самоорганизации, протекающих в системах самой различной природы (физических, биологических, технических, социальных и др.). Ориентация на "синергетическое движение" - это ориентация на историческое время, системность (целостность) и развитие как важнейшие характеристики бытия.
При этом смену классического образа науки неклассическим, а последнего - постнеклассическим нельзя понимать упрощенно в том смысле, что каждый новый этап приводит к полному исчезновению представлений и методологических установок предшествующего этапа. Напротив, между ними существует преемственность. Налицо "закон субординации": каждая из предыдущих стадий входит в преобразованном, модернизированном виде в последующую. Неклассическая наука вовсе не уничтожила классическую, а только ограничила сферу ее действия. Например, при решении ряда задач небесной механики не требовалось привлекать принципы квантовой механики, а достаточно было ограничиться классическими нормативами исследования.


Инженерия в условиях прогресса классической науки

Античность - исход современной западной культуры, от которого берут свое начало философия, наука, искусство, рациональное мышление. Для данного исторического периода характерно взаимосвязь и неразделенность научных и технических знаний. То есть наука в античности была комплексной, неразделенной пока на отдельные дисциплины и представляла собой максимально полный охват теоретического знания.
Зачатки технического мышления были оформлены первыми древнегреческими мыслителями, которые впервые стали мыслить природу в специально сконструированных понятиях, объясняя ее естественными причинами