Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4 | Следующая страница реферата

Наиболее ярко эта линия развития выразилась в программе научной подготовки инженеров в Парижской политехнической школе. Это учебное заведение было основано в 1794 г. математиком и инженером Гаспаром Монжем, создателем начертательной геометрии. В программу была заложена ориентация на глубокую математическую и естественнонаучную подготовку будущих инженеров. Не удивительно, что Политехническая школа вскоре стала центром развития математики и математического естествознания, а также технической науки, прежде всего прикладной механики. По образцу данной Школы создавались впоследствии многие инженерные учебные заведения Германии, Испании, США, России.

Технические науки, которые формировались прежде всего в качестве приложения различных областей естествознания к определенным классам инженерных задач, в середине XX века образовали особый класс научных дисциплин, отличающихся от естественных наук как по объекту, так и по внутренней структуре, но также обладающих дисциплинарной организацией.

Наконец, высшую на сегодня ступень рационального обобщения в технике представляет собой системотехника как попытка комплексного теоретического обобщения всех отраслей современной техники и технических наук при ориентации не только на естественнонаучное, но и гуманитарное образование инженеров, т.е. при ориентации на системную картину мира.

Системотехника представляет собой особую деятельность по созданию сложных технических систем и в этом смысле является прежде всего современным видом инженерной, технической деятельности, но в то же время включает в себя особую научную деятельность, поскольку является не только сферой приложения научных знаний. В ней происходит также и выработка новых знаний. Таким образом, в системотехнике научное знание проходит полный цикл функционирования — от его получения до использования в инженерной практике.

Инженер-системотехник должен сочетать в себе талант ученого, конструктора и менеджера, уметь объединять специалистов различного профиля для совместной работы. Для этого ему необходимо разбираться во многих специальных вопросах. В силу сказанного перечень изучаемых в вузах США будущим системотехником дисциплин производит впечатление своим разнообразным и многоплановым содержанием: здесь — общая теория систем, линейная алгебра и матрицы, топология, теория комплексного переменного, интегральные преобразования, векторное исчисление дифференциальные уравнения, математическая логика, теория графов, теория цепей, теория надежности, математическая статистика, теория вероятностей, линейное, нелинейное и динамическое программирование, теория регулирования, теория информации, кибернетика, методы моделирования и оптимизации, методология проектирования систем, применение инженерных моделей, проектирование, анализ и синтез цепей, вычислительная техника, биологические и социального, экономические, экологические и информационно-вычислительные системы, прогнозирование, исследование операций и тому подобное. [1]

Из этого перечня видно, насколько широка подготовка современного инженера-системотехника. Однако главное для него — научиться применять все полученные знания для решения двух основных системотехнических задач: обеспечения интеграции частей сложной системы в единое целое и управления процессом создания этой системы. Поэтому в этом списке внушительное место уделяется системным и кибернетическим дисциплинам, позволяющим будущему инженеру овладеть общими методами исследования и проектирования сложных технических систем, независимо от их конкретной реализации и материальной формы. Именно в этой области он является профессионалом-специалистом.

Системотехника является продуктом развития традиционной инженерной деятельности и проектирования, но качественно новым этапом, связанным с возрастанием сложности проектируемых технических систем, появлением новых прикладных дисциплин, выработкой системных принципов исследования и проектирования таких систем. Особое значение в ней приобретает деятельность, направленная на организацию, научно-техническую координацию и руководство всеми видами системотехнической деятельности (такими как, с одной стороны, проектирование компонентов, конструирование, отладка, разработка технологии, а с другой — радиоэлектроника, химическая технология, инженерная экономика, разработка средств общения человека и машины и тому подобное), а также направленная на стыковку и интеграцию частей проектируемой системы в единое целое. Именно последнее составляет ядро системотехники и определяет ее специфику и системный характер.

Две последние стадии научного обобщения техники представляют особый интерес для философского анализа, поскольку именно на этих этапах прослеживается поистине глобальное влияние техники на развитие современного общества. Франц Рело, формулируя основные задачи своей работы, подчеркивает прежде всего то огромное влияние на культурные условия мира, которое принадлежит в наши дни технике, опирающейся на научные основы. "Она сделала нас способными достигать в материальном отношении гораздо большего, сравнительно с тем, что было возможно для человечества несколько столетий тому назад... Повсюду в новейшей жизни, вокруг нас, и вместе с нами, научная техника является нашею действительною слугою и спутницей, никогда не покладающей рук, и только тогда вполне убеждаемся в этом, когда мы, хотя; только на короткое время, лишаемся ее помощи". И хотя до сих; пор раздаются голоса против неуклонного развития технических устройств, те, кто их подает, продолжают разъезжать по железной дороге, звонить по телефону и тому подобное, пользоваться всеми благами победившей технической цивилизации и ничуть не задерживают главного движения. Итак, суть научного метода в технике состоит в следующем: "Если привести неодушевленные тела в такое положение, такие обстоятельства, чтобы их действие, сообразное с законами природы соответствовало нашим целям, то их можно заставить совершать работу для одушевленных существ и вместо этих последних". Когда эту задачу начали выполнять сознательно, и возникла новейшая научная техника. [19]

Процесс сайентификации техники был бы немыслим без научного обучения инженеров и формирования дисциплинарной организации научно-технического знания по образцу дисциплинарного естествознания. Однако к середине XX века дифференциация в сфере научно-технических дисциплин и инженерной деятельности зашла так далеко, что дальнейшее их развитие становится невозможным без междисциплинарных технических исследований и системной интеграции самой инженерной деятельности. Естественно, что эти системно-интегративные тенденции находят свое отражение в сфере инженерного образования.

Формируется множество самых различных научно-технических дисциплин и соответствующих им сфер инженерной практики. Появились узкие специалисты, которые знают "всё ни о чем" и не знают, что происходит в смежной лаборатории. Появляющиеся так называемые универсалисты, напротив, знают "ничего обо всём". И хотя статус этих универсалистов в системе дисциплинарной организации науки и в структуре специализированной инженерной деятельности до сих пор четко не определен, без них сегодня становится просто невозможно не только решение конкретных научных и инженерных задач, но и дальнейшее развитие науки и техники в целом. Сами инженерные задачи становятся комплексными, и при их решении необходимо учитывать самые различные аспекты, которые раньше казались второстепенными, например, экологические и социальные аспекты. Именно тогда, когда возникают междисциплинарные, системные проблемы в технике, значение философии техники существенно возрастает, поскольку они не могут быть решены в рамках какой-либо одной уже установившейся научной парадигмы. Таким образом, ставшая в XX веке традиционной дисциплинарная организация науки и техники должна быть дополнена междисциплинарными исследованиями совершенно нового уровня. А поскольку будущее развитие науки и техники закладывается в процессе подготовки и воспитания профессионалов, возникает необходимость формирования нового стиля инженерно-научного мышления именно в процессе инженерного образования.

Кроме того, в сфере техники и технических наук формируется слой поисковых, фактически фундаментальных исследований, т.е. технической теории. Это приводит к специализации .внутри отдельных областей технической науки и инженерной деятельности. Само по себе очень важное и нужное разделение труда также порождает целый ряд проблем кооперации и стыковки различных типов инженерных задач. Естественно, что и эта тенденция находит свое выражение в сфере инженерного образования. Это приводит к тому, что проектная установка проникает в сферу науки, а познавательная — в область инженерной деятельности. Подобно тому, как это делает философия науки по отношению к научному познанию и научной теории, философия техники начинает выполнять рефлексивную функцию по отношению к техническому познанию и технической теории.

К сожалению, пока еще очень и очень медленно, но всё отчётливее в инженерное сознание проникает мысль о необходимости обращения к истории техники и науки не только для изучения культурных образцов и познания прошлого, но и для поиска новых технологических решений. Это относится, например, к древним медицинским технологиям, где многовековая проверка традицией дополняется сегодня строгим научным анализом. История техники, понимаемая не только как история отдельных технических средств, но и как история технических решений, проектов и технических теорий (как успешных, так и нереализованных, казавшихся в свое время тупиковыми) может стать действительной основой не только реализуемого настоящего, но и предвидимого будущего. Знать и предвидеть — задача не столько историческая, сколько философская. Поэтому философия и история науки и техники должны занять одно из важных мест в современном инженерном образовании.

Философия техники имеет в данном случае сходные задачи по отношению к технике, что и философия науки по отношению к науке. Её роль, естественно, возрастает при переходе от простых систем к сложным, а также от специализированных видов технической деятельности к системным и теоретическим исследованиям и видам проектирования. Процессы, происходящие именно на этих этапах развития технической, лучше сказать — научно-технической деятельности, требуют в наибольшей степени философского осмысления.

В сложной кооперации различных видов и сфер современной инженерной деятельности можно выделить три основных направления, требующих различной подготовки соответствующих специалистов. Во-первых, это — инженеры-производственники, которые призваны выполнять функции технолога, организатора производства и инженера по эксплуатации. Такого рода инженеров необходимо готовить с учётом их преимущественной практической ориентации. Во-вторых, это — инженеры-исследователи-разработчики, которые должны сочетать в себе функции изобретателя и проектировщика, тесно связанные с научно-исследовательской работой в области технической науки. Они становятся основным звеном в процессе соединения науки с производством. Им требуется основательная научно-техническая подготовка. Наконец, в-третьих, это — инженеры-системотехники или, как их часто называют, "системщики широкого профиля", задача которых — организация и управление сложной инженерной деятельностью, комплексное исследование и системное проектирование. Подготовка такого инженера-организатора и универсалиста требует самой широкой системной и методологической направленности и междисциплинарности. Для такого рода инженеров особенно важно междисциплинарное и общегуманитарное образование, в котором ведущую роль могла бы сыграть философия науки и техники. [19]

Таким образом, именно две последние ступени рационального обобщения в технике представляют наибольший интерес для философско-методологического анализа, а именно — методология технических наук, инженерного, а затем и системного проектирования. Именно в этой сфере интересы философии техники и философии науки особенно тесно переплетаются. Философия науки предоставляет философии техники выработанные в ней на материале естественнонаучного, прежде всего физического, познания средства методологического анализа; философия техники дает новый материал — технические науки — для такого анализа и дальнейшего развития самих методологических средств. Именно поэтому в дальнейшем мы сделаем акцент на "пересечении" философии науки и философии техники.

Фундаментальные и прикладные исследования в технических науках

Прикладное исследование — это такое исследование, результаты которого адресованы производителям и заказчикам и которое направляется нуждами или желаниями этих клиентов, фундаментальное — адресовано другим членам научного сообщества. Современная техника не так далека от теории, как это иногда кажется. Она не является только применением существующего научного знания, но имеет творческую компоненту. Поэтому в методологическом плане техническое исследование (т.е. исследование в технической науке) не очень сильно отличается от научного. Для современной инженерной деятельности требуются не только краткосрочные исследования, направленные на решение специальных задач, но и широкая долговременная программа фундаментальных исследований в лабораториях и институтах, специально предназначенных для развития технических наук. В то же время современные фундаментальные исследования (особенно в технических науках) более тесно связаны с приложениями, чем это было раньше.

Для современного этапа развития науки и техники характерно использование методов 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.

Вспомним имена великих ученых, бывших одновременно инженерами и изобретателями: Д. У. Гиббс — химик-теоретик — начал свою карьеру как механик-изобретатель; Дж. фон Нейман начал как инженер-химик, далее занимался абстрактной математикой и впоследствии опять вернулся к технике; Н. Винер и К. Шеннон были одновременно и инженерами и первоклассными математиками. Список может быть продолжен: Клод Луис Навье, инженер французского Корпуса мостов и дорог, проводил исследования в математике и теоретической механике; Вильям Томсон (лорд Кельвин) удачно сочетал научную карьеру с постоянными поисками в сфере инженерных и технологических инноваций; физик-теоретик Вильгельм Бьёркнес стал практическим метеорологом...

Хороший техник ищет решения, даже если они еще не полностью приняты наукой, а прикладные исследования и разработки все более и более выполняются людьми с исходной подготовкой в области фундаментальной науки.

Таким образом, в научно-технических дисциплинах необходимо четко различать исследования, включенные в непосредственную инженерную деятельность (независимо от того, в каких организационных формах они протекают), и теоретические исследования, которые мы будем далее называть технической теорией.

Для того, чтобы выявить особенности технической теории, ее сравнивают прежде всего с естественнонаучной. Г. Сколимовский писал: "техническая теория создает реальность, в то время как научная теория только исследует и объясняет ее".[19] По мнению Ф. Раппа, решительный поворот в развитии технических наук состоял "в связывании технических знаний с математико-естественнонаучными методами".[18] Этот автор различает также "гипотетико-дедуктивный метод" (идеализированная абстракция) естественнонаучной теории и "проективно-прагматический метод" (общая схема действия) технической науки.

Г. Беме отмечал, что "техническая теория составляется так, чтобы достичь определенной оптимизации". Для современной науки характерно ее "ответвление в специальные технические теории".[19] Это происходит за счет построения специальных моделей в двух направлениях: формулировки теорий технических структур и конкретизации общих научных теорий. Можно рассмотреть в качестве примера становление химической технологии как научной дисциплины, где осуществлялась разработка специальных моделей, которые связывали более сложные технические процессы и операции с идеализированными объектами фундаментальной науки. По мнению Беме, многие первые научные теории были, по сути дела, теориями научных инструментов, т.е. технических устройств: например, физическая оптика — это теория микроскопа и телескопа, пневматика — теория насоса и барометра, а термодинамика — теория паровой машины и двигателя.

Марио Бунге подчеркивал, что в технической науке теория — не только вершина исследовательского цикла и ориентир для дальнейшего исследования, но и основа системы правил, предписывающих ход оптимального технического действия. Такая теория либо рассматривает объекты действия (например, машины), либо относится к самому действию (например, к решениям, которые предшествуют и управляют производством или использованием машин). Бунге различал также научные законы, описывающие реальность, и технические правила, которые описывают ход действия, указывают, как поступать, чтобы достичь определенной цели (являются инструкцией к выполнению действий). В отличие от закона природы, который говорит о том, какова форма возможных событий, технические правила являются нормами. В то время, как утверждения, выражающие законы, могут быть более или менее истинными, правила могут быть более или менее эффективными. Научное предсказание говорит о том, что случится или может случиться при определенных обстоятельствах. Технический прогноз, который исходит из технической теории, формулирует предположение о том, как повлиять на обстоятельства, чтобы могли произойти определенные события или, напротив, их можно было бы предотвратить. [19]

Наибольшее различие между физической и технической теориями заключается в характере идеализации: физик может сконцентрировать свое внимание на наиболее простых случаях (например, элиминировать трение, сопротивление жидкости и так далее), но всё это является весьма существенным для технической теории и должно приниматься ею во внимание. Таким образом, техническая теория имеет дело с более сложной реальностью, поскольку не может элиминировать сложное взаимодействие физических факторов, имеющих место в машине. Техническая теория является менее абстрактной и идеализированной, она более тесно связана с реальным миром инженерии. Специальный когнитивный статус технических теорий выражается в том, что технические теории имеют дело с искусственными устройствами, или артефактами, в то время как научные теории относятся к естественным объектам. Однако противопоставление естественных объектов и артефактов еще не дает реального основания для проводимого различения. Почти все явления, изучаемые современной экспериментальной наукой, созданы в лабораториях и в этом плане представляют собой артефакты.

По мнению Э. Лейтона, техническую теорию создает особый слой посредников — "ученые-инженеры" или "инженеры-ученые". Ибо для того, чтобы информация перешла от одного сообщества (ученых) к другому (инженеров), необходима ее серьезная переформулировка и развитие. Так, Максвелл был одним из тех ученых, которые сознательно пытались сделать вклад в технику (и он действительно оказал на нее большое влияние). Но потребовались почти столь же мощные творческие усилия британского инженера Хэвисайда, чтобы преобразовать форму, Таким посредником был, например, шотландский ученый-инженер Рэнкин — ведущая фигура в создании термодинамики и прикладной механики, которому удалось связать практику построения паровых двигателей высокого давления с научными законами. Для такого рода двигателей закон Бойля—Мариотта в чистом виде не применим. Рэнкин доказал необходимость развития промежуточной формы знания — между физикой и техникой. Действия машины должны основываться на теоретических понятиях, а свойства материалов выбираться на основе твердо установленных экспериментальных данных. В паровом двигателе изучаемым материалом был пар, а законы действия были законами создания и исчезновения теплоты, установленными в рамках формальных теоретических понятий. Поэтому работа двигателя в равной мере зависела и от свойств пара (устанавливаемых практически), и от состояния теплоты в этом паре. Рэнкин сконцентрировал свое внимание на том, как законы теплоты влияют на свойства пара. Но в соответствии с его моделью, получалось, что и свойства пара могут изменить действие теплоты. Проведенный анализ действия расширения пара позволил Рэнкину открыть причины потери эффективности двигателей и рекомендовать конкретные мероприятия, уменьшающие негативное действие расширения. Модель технической науки, предложенная Рэнкиным, обеспечила применение теоретических идей к практическим проблемам и привела к образованию новых понятий на основе объединения элементов науки и техники. [7]

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: реферат на тему казахстан, контрольные по геометрии.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4 | Следующая страница реферата