Классические и неклассические технические науки и их роль в социокультурном развитии человечества

В Новое время происходит постепенное становление классического научно-технического знания. В XVII—XIX вв. наука становится доминирующей формой постижения бытия. Распространяется вера в безграничные возможности науки, и эта вера все более укрепляется благодаря нарастающему потоку выдающихся технических достижений.

Философия начала Нового времени усилиями Г. Галилея, Т. Гоббса, Р. Декарта, Б. Спинозы, сформулировала новые познавательно-методологические принципы, повлиявшие на определение критериев научности и прогресс в том числе технического знания: квантитативизм (метод количественного сопоставления по формуле: "познать — значит измерить), причинно-следственный автоматизм и динамизм (признание за всеми явлениями действия однозначных, математически выраженных законов, исключение случайности), сумматизм (ориентация на сведение сложного к простому, рассмотрение всего как агрегата элементарных частей), механицизм (сведение к механике понимания всего мироустройства), экспериментальность (превращение эксперимента, как технического, так и мысленного, из иллюстрации знания в главный метод познания, проверка им даже общепринятых воззрений).

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.

1этап (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.

В рассматриваемый период стали появляться первые специализированные технические учебные заведения, главным образом военно-инженерные и горные. В начале XVIII в. подготовка военных инженеров (артиллеристов и строителей) была наиболее широко представлена во Франции. В России в основанных в 1700—1701 гг. инженерной школе, а также в школе математических и навигацких наук преподавались прикладные дисциплины. Специалистов по горнозаводскому делу подготавливали в специальных школах при заводах (Невьянском, Олонецких). В 1715 г. открылась Петербургская морская академия.

ІІ этап (вторая половина XVIII — середина XIX в.) — характеризуется, во-первых, формированием научно-технических знаний на основе использования в инженерной практики 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.

Исходным пунктом перехода от мануфактурного производства к машинному явилось изобретение и применение рабочих машин — части технического устройства, которая непосредственно воздействует на предмет труда и целесообразно изменяет его форму. Другими частями машины являются двигатель и передаточный механизм.

Ранее всего рабочие машины появились в текстильном производстве (самолетный челнок Д. Кея, прялка "Дженни" Д. Харгривса). Затем энергетический кризис в горном деле и металлургии стимулировал изобретение универсального теплового двигателя (И.И. Ползунов, Д. Уатт). Последней стадией, пришедшейся уже на XIX в., стала революция в машиностроении, связанная с изобретением суппорта.

Промышленный переворот привел к появлению новых видов производств и стимулировал целый ряд технических изобретений первой половины XIX в., абсолютно изменивших всю систему общественных отношений: парохода (Р. Фултон), железнодорожного локомотива (Р. Тревитик, Д. Стефенсон), разнообразных сельскохозяйственных машин (Д. Тулль, Г. Огль и др.), электрического пишущего телеграфа (С. Морзе), фотоаппарата (Ж.Н. Ньепс, Л.-Ж. Дагер, У. Тальбот). 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 (т.е. с изобретением), но и с созданием сходного (модифицированного) изделия (например, машины того же класса, нос другими характеристиками — иной мощностью, скоростью, габаритами, конструкцией).

Разработка поля однородных инженерных объектов позволяла сводить одни случаи к другим. В результате начали выделяться и описываться определенные группы естественнонаучных знаний и схем инженерных объектов. Фактически это были первые знания и объекты технических наук, но существующие пока еще не в собственной (форме. С этим процессом были связаны два других: онтологизация и математизация. Онтологизация — это поэтапный процесс схематизации инженерных устройств, в ходе которого эти объекты разбиваются на отдельные части и каждая замещается "идеализированным представлением" (схемой, моделью). Подобные идеализированные представления вводились для того, чтобы к инженерному объекту можно было применить как математические знания, так и естественнонаучные.

Замещение инженерного объекта математическими моделями требовалось и само по себе — как необходимое условие изобретения, конструирования и расчета, и как стадия построения нужных для этих процедур идеальных объектов естественной науки. Если на первой стадии используются отдельные математические знания или фрагменты математических теорий, то в дальнейшем технические науки переходят к применению целых математических аппаратов (языков). Наложившись друг на друга, процессы сведения, идеализации и математизации привели к формированию первых идеальных объектов технических наук (схема колебательного контура, кинематического звена, теория идеальной паровой машины и др.).

В рассматриваемый период создается научный фундамент теплотехники, зарождается электротехника, закладываются аналитические основы механических наук: П. Жирар, Л. Пуансо, С. Пуассон, Г. де Прони заложили научную базу сопромата и машиностроения, Р. Клаузиус и У. Томсон сформировали первый и второй законы термодинамики, Г. Гельмгольц открыл закон сохранения энергии. Во всех европейских странах и в США складывается теперь уже система высшего технического образования. Образцом технического вуза долгое время была Политехническая школа в Париже, основанная в годы Французской революции. В России также появляются несколько учебных заведений с высоким уровнем технической подготовки: Горное училище (1773), Институт корпуса инженеров путей сообщения (1809), Технологический институт (1828), Императорское Московское техническое училище (1830), Строительное училище (1832). В 1866 г. было основано Императорское русское техническое общество.

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 характеризуетсядисциплинарным оформлением технических наук и построением ряда фундаментальных технических теории.

В это время был реализован наиболее важный для развития техники переход от центрального парового двигателя к более экономичным и безопасным, менее габаритным электродвигателю с переменным током (Г. Уайльд, З. Грамм и др.) и двигателю 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.

Первую удовлетворительную конструкцию телефона в 1876 г. создал А. Белл, и уже через пару лет 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).

К концу этапа формируется система международной научной коммуникации в инженерной сфере: возникает научно-техническая периодика, создаются научно-технические сообщества. Все это способствует дисциплинарному оформлению классических технических наук — теории машин и механизмов, теплотехники, электротехники и радиотехники, теории автоматического регулирования. Завершается становление классической теории сопротивления материалов и механики разрушения. Формирование теории паровых двигателей приводит к созданию научных расчетов паровых турбин и развитию научно-технических основ горения и газификации топлива. Создаются теоретические основы полета авиационных летательных аппаратов. Завершается формирование фундаментальных разделов технических наук — теории цепей, теории двухполюсников и четырехполюсников, теории колебаний и др.; разрабатываются методы расчета, общие для фундаментальных разделов различных технических наук [19, с. 230).

Таким образом, технические знания приобрели все признаки научного знания:

• научные методы исследования технических проблем;- оформление получаемых знаний в виде научного предмета (наличие идеализированных объектов изучения и системы взаимосвязи теорий различного уровня общности);- специальную социальную организацию деятельности по выработке этих знаний (каналы научно-технической коммуникации, сеть научно-технических учреждений, система подготовки кадров).

На рубеже XIX—XX вв. произошла крупнейшая революция в естествознании, знаменовавшая переход к так называемой неклассической науке. Как отмечает В.А. Соломатин, важнейшими чертами естествознания, отличающими его современные концепции от классических представлений, являются: признание полевой формы существования материи, зависимость пространственных координат и времени от скорости движения; инертность энергии; корпускулярно-волновой дуализм вещества; статистическое понимание физических законов и вероятностное понимание макро- и микромира (т.е. мира элементарных частиц); признание самоорганизации материи |43, с. 249].

Если собственно в момент открытия, т.е. к началу Новейшего времени, большинство неклассических научных достижений не повлияли на принципы миропонимания в технических науках (где сохранялся механицизм), то уже спустя два-три десятилетия отмеченные особенности естествознания заложили новые направления научно-технического знания.

В середине XX в. человечество вступает в новую информационную эпоху, складывание информационного общества. Этому способствовали такие технические достижения, как появление атомной энергетики, ракетной техники, создание синтетических материалов, телевидения, электронно-вычислительных машин (применение которых стало основой развития комплексной автоматизации производства и управления им). К трехзвенной системе машины — исполнительный механизм, передаточный механизм и двигатель — добавилось четвертое звено — автоматический контроль и регулирование производственного процесса.

В этот период в развитии технических наук углубляются системно-интегративные тенденции, что проявляется в масштабных научно-технических проектах (освоение атомной энергии, создание ракетно-космической техники), в проектировании больших технических систем, формировании системы "фундаментальные исследования — прикладные исследования — разработки". Возникают новые области научно-технического знания: ядерная физика, ядерное приборостроение, теоретическое и экспериментальное материаловедение, теория создания искусственных материалов. Появляются новые технологии и технологические дисциплины. Зарождается квантовая электротехника и развиваются теоретические дисциплины лазерной техники.

Создание научного обеспечения пилотируемых космических полетов (огромная роль здесь принадлежит советским конструкторам С.П. Королеву, М.В. Келдышу и др.), разработка проблем автоматизации и управления в сложных технических системах обусловили развитие теории автоматического управления, теории информации, а также средств и систем обработки информации. Решение прикладных задач на ЭВМ, развитие вычислительной математики стимулировали автоматизированное проектирование сложных систем, что привело к формированию неклассических (комплексных) научно-технических дисциплин, таких как системный анализ, системотехника, информатика, эргономика, инженерная экология, техническая эстетика и др.

В отличие от технических наук классического типа, которые возникали, как правило, на основе одной естественной науки (например, электротехника — из теории электричества), неклассические (комплексные) технические науки, например теоретическая радиолокация или информатика, образованы на базе нескольких естественных наук. Они состоят из разнородных предметных и теоретических частей, содержат системные и блок-схемные модели разрабатываемых объектов, а также описание средств и языков, используемых в исследовании, проектировании или инженерных разработках.

Комплексные технические науки отличаются от классических и по объектам исследования. Помимо обычных технических и инженерных устройств, обычно более сложных, чем в традиционной инженерии, они изучают и описывают еще по меньшей мере три типа объектов:

1) системы "человек — машина" (ЭВМ, пульты управления, полуавтоматы и т.д.);

2) сложные техносистемы (инженерные сооружения в городе, самолеты и технические системы их обслуживания, аэродромы, дороги, обслуживающая техника и т.д.);

3) такие объекты, как технологию или техносферу.

Иными словами, как отмечает В.Г. Горохов, если классические технические науки предметно ориентированы на определенный тип исследуемого и проектируемого объекта — механизм, машину, техническое устройство, колебательный контур и т.д., то неклассические являются проблемно ориентированными на различные классы сложных научно-технических проблем, хотя объект исследования и проектирования может при этом совпадать [12, с. 223].

Как и в случае с классическим научно-техническим знанием, при формировании неклассических технических наук можно выделить несколько этапов:

I этап — характеризуется складыванием области однородных, достаточно сложных инженерных объектов (систем). Проектирование, разработка, расчеты этих объектов приводят к применению нескольких технических теорий классического типа. При этом задача заключается не только в том, чтобы описать и конструктивно определить различные процессы, аспекты и режимы работы проектируемой (и исследуемой) системы, но и "собрать" все отдельные представления в единой многоаспектной модели (имитации).

ІІ этап — заключается в "нащупывании" в подсистемах сложного инженерного объекта сходных планов и процессов (регулирование, передача информации, функционирование систем определенного класса и т.д.), которые позволяют: решать задачи нового класса, характерные для таких инженерных объектов (например, установление принципов надежности, управления, синтеза разнородных подсистем); использовать для описания и проектирования таких объектов определенные математические аппараты (математическую статистику, теорию множеств, теорию графов и др.).

III этап — ознаменовывается в комплексных технических науках созданием теории идеальных инженерных устройств (систем). Например, в теоретической радиолокации после 1950-х гг. были разработаны процедуры анализа и синтеза теоретических схем радиолокационных станций (РЛС). С этой целью строится идеальный объект радиолокации — "идеальная РЛС", относительно которой формулируются основное уравнение дальности радиолокации и уравнения, определяющие ее рабочие характеристики. Создание теории идеальных инженерных устройств венчает формирование и классических, и неклассических технических наук. Идеальные инженерные устройства живут и функционируют не только по законам "первой природы", но и по законам "второй природы", в которой рождаются и живут инженерные объекты.

В Новейшее время завершается процесс институционализации технических наук, т.е. создания исследовательских организаций и учреждений, формирования сообщества ученых технической направленности.

Появление постнеклассического типа научной рациональности (см. разд. 1.2), с одной стороны, и крайнее ускорение (нанотехнологии и др.) темпов технического прогресса, с другой стороны, вызвали в последние годы заявления о вступлении технических наук в постнеклассическую стадию своего развития. Объектом технического исследования в этом случае становится новый тип технического феномена, представляющего собой развитую систему четко сложившихся компонентов — технических артефактов, технического знания, технологии, инженерно-технической деятельности, информационно-технической реальности и технической культуры [21, с. 263]. Тем не менее этот переход, предпосылки которого видят, например, в развитии нанотехнологий, виртуальной реальности (области применения которой разнообразны — тренажерные системы, промышленное и архитектурное проектирование, визуализация научных данных, образование, медицина, развлечения, современное искусство и др.), космотехники, нетрадиционных комплексных дисциплин (социотехнического проектирования, эргономики, теории дизайна, эргономики и др.), еще не совершился. Очевидно, что возможен он будет только при условии систематизированного применения в техническом познании философских концепций бытия (природы), человека и общества, философской терминологии и методологии.

Итак, можно выделить следующие закономерности и тенденции развития современного научно-технического знания [66, с. 72-74]:1) последовательную эволюцию в направлении формирования целостной системы знаний;2) дисциплинарную организацию, формирование типов технических наук;3) углубление взаимодействия с естественными и социально-гуманитарными науками, а также с философией;4) углубление математизации;5) обретение определяющей роли в усилении взаимодействия науки, техники и производства, в развитии общества;6) способствование формированию техносферы, гармоничной по отношению к природе, обществу и человеку;7) взаимодействие на всех уровнях и во всех формах с инженерной деятельностью.

Роль технических наук в социокультурном развитии общества. В. С. Степин отмечает, что существует неразрывная связь между современной цивилизацией и научными достижениями, благодаря которым стал возможен настолько впечатляющий научно-технологический рывок. Последствия этого прогресса привели к новому качеству жизни.

Сравним ценности традиционного и современного обществ. Так, основным жизненным принципом первого являлось невмешательство в протекание природных процессов и адаптация человека к сложившейся социальной среде. Для техногенной цивилизации, напротив, характерно понимание человека как активного существа, деятельность которого направлена вовне, т.е. для преобразования и переделки внешнего мира, в частности, природы. Эта идея доминировала на протяжении всей истории развития техногенной цивилизации. Основная ценность здесь - всё новое, инновация и любого рода оригинальность [7].

Из культурологических исследований известно о существовании двух типов культур. Первый ориентирован на предметно-активистский способ жизнедеятельности и на автокоммуникацию, второй на интроспекцию и созерцание. Для культур техногенных обществ характерен первый тип, а для культур традиционных обществ - второй.

Таким образом, техногенная цивилизация стала возможна благодаря формированию определенных ценностных установок в обществе. Однако последствия НТП имеют неоднозначный характер.

Человек стремился облегчить себе жизнь, создал технику, вследствие чего общество усложнилось предельно. Все это привело с собой и проблемы в образовании, когда развитие науки и техники идет настолько быстрыми темпами, что современный учитель просто не успевает передавать необходимые навыки своим ученикам [8].

Появляются все новые средства электронного общения и поиска информации, которые отодвигают на второй план человека. Это положительные моменты развития науки и техники, так как они способствуют экономическому росту, однако они приводят к опасным последствиям, когда усиливается «атомизация» общества и отчуждение людей друг от друга [2]. Потеря естественного, нормального общения ведет к множеству проблем во многих сферах человеческой жизни вплоть до психических расстройств.

По мнению Э. Ласло, в современном крайне нестабильном обществе необходимы фундаментальные изменения мышления и особенно ценностей. Такое преобразование сводится к преобразованию культуры - к скачку в «культурной эволюции» [3].

С синергетической точки зрения социальная эволюция понимается не как линейное развитие и даже не как прохождение определенных циклов, а как развитие общества по спирали. Спиралевидное развитие общества является более сложным по сравнению с циклическим и линейным. С одной стороны, оно является линейным, так как происходит в чем-то от простого к сложному. Это развитие является как бы циклическим. Возникают вопросы: как именно происходит переход от одного состояния к другому, почему общество до и после точки бифуркации - это не одно, почему это порядок нового типа, что именно определяет то, каким будет обновленное общество?

Ответ на эти вопросы можно найти у одного из основателей синергетики Г. Хакена, который подчеркивает, что синергетика фокусирует свое внимание на тех ситуациях, в которых поведение системы изменяется качественно при изменении определенного «параметра порядка» [9].

В социальных системах за «параметр порядка» может быть принята ведущая система ценностей. После прохождения точки бифуркации изменится и система ценностей, старое состояние общества сменится новым.

Таким образом, в ходе исторического развития НТП стал неотъемлемой частью жизни человечества. Развитие науки и техники оказало влияние на философию, религию, искусство, на систему ценностей. В философии возникло большое количество направлений, связанных с НТП и пытающихся переосмыслить его влияние на человека и общество. Религия и искусство стали в большинстве случаев замыкаться на самих себе, из-за чего отчасти было потеряно их прежнее влияние на духовное развитие личности.

В связи с этим изменилась и система ценностей общества. Более влиятельными становятся следующие ценностные установки: индивидуализм, потребительство, прагматизм, локальность мышления, утилитаризм и т.п. Все эти ценностные ориентации отражаются на жизнеспособности современного общества, так как они способствуют лишь сиюминутной выгоде, а не выживанию общества как системы (с этим же связано и большинство глобальных проблем, характерных для современности). В связи с этим важно пересмотреть сложившийся подход к научным исследованиям, а также к ситуации, сложившейся в религии и искусстве. Для науки все более важным становится междисциплинарный подход, который дает возможность рассмотреть изучаемую проблему с разных сторон и учитывать накопившийся опыт в других научных областях. Для религии и искусства важно учитывать свою социальную значимость и ответственность, а также возможность влияния на умонастроения людей и их духовное развитие.