Фундаментальные основы инженерного искусства.

Человек, овладевая природными и общественными условиями своего существования, создает свою – «вторую природу». Этот человеческий мир, базируясь на природе вместе с тем составляет ту великую «прибавку», которая исторически является самой молодой, но вместе с тем самой качественно сложной реальностью мироздания .

Техника как часть антропогенного мира определяется как совокупность средств человеческой деятельности создаваемых в целях производства и обслуживания непосредственных потребностей общества.

Проблема качественных различии мира «естественного» и искусственного» не нова. Однако в нашем сознании главным образом в силу несовершенства образования сложился стереотип такого убеждения, при котором «искусственному» миру как вторичному как бы предписывается исполнять только законы, действующие в «естественном» мире.

Однако в эпоху НТР такие стереотипы не только не соответствуют фактическому положению в науке, но наносят ей непоправимый вред, ибо сама практика научного познания начинает требовать, чтобы закономерности знания об искусственном нашли свое адекватное отражение в научной картине мира и методологии.

Одним из ярких проявлении тому служат высказывания крупного естествоиспытателя Герберта Саимона]. Основные положения науки об искусственном по мнению Герберта Саимона сводятся к следующему:

«Мир в котором мы живем в значительно большей мере является творением человеческих рук чем природы это гораздо более искусственный мир нежели естественный». Естественное выступает перед человеком, как непосредственно данное; оно есть и изучается как таковое во всех его закономерностях. Искусственное же, прежде чем стать таковым, должно быть создано. Иными словами оно должно быть спроектировано и произведено.

Между познанием человека направленным на естественный объект и познанием и деятельностью человека направленными на создание искусственных вещей есть существенное различие. Оно состоит в том, что если в первом случае в нем преобладает анализ, а во втором синтез ».

Сердцевина идеи Г. Саймона заключается в том, что необходимо разработать некую универсальную теорию конструирования или основы методологии создания искусственного. Он верит, что создание такой теории позволит исправить тот «флюс», который сейчас в нашем познании составляют естественно научные знания.

Сейчас очевидным становится, что инженеру, чтобы строить конкретную действительность, исходя из потребностей общества, уже недостаточно только «всеобщей ориентации», он должен иметь под рукой «эффективные познавательные инструменты».

Инженер, как правило, не добывает фундаментальных знаний «о природе вещей», но он добывает фундаментальные знания «о синтезе вещей». И вряд ли можно сказать, что эти исследования менее важны, чем первые. Потому что конечной целью всякого человеческого познания, да и вообще - проявления активной человеческой позиции, является не накопление знаний, как таковых, а стремление заставлять их служить себе.

Здесь мы подходим к важному выводу, что объективное существование (точнее - сосуществование) двух типов знаний: об естественном и об искусственном - рождает два типа системных исследований, один из которых развивается на базе общетеоретической, общефилософской, другой - на специально научной.

Если непосредственной целью естествознания является познание истины, раскрытия законов природы, то непосредственной целью технических наук является содействие человеку в практическом использовании этих законов, выяснение и обоснование их применения. Методологическое единство естествознания состоит в том, что как в природе, так и в технике люди имеют дело с единой материей, существующей и развивающейся по единым законам. Отсюда следует, что универсальные диалектико-материалистические принципы познания не могут не быть общими как для природы, так и техники.

Обогащение материалистической диалектики, как общей теории развития, обусловливается преимущественно спецификой технического объекта, проявляющегося в том, что здесь взаимодействуют «две формы объективного процесса: природа и целеполагающая деятельность человека» [1].

Существуют ли объективные законы развития техники?

Много лет ведутся дискуссии по вопросу эволюции законов природных объектов, вовлекаемых в сферу техники. Спорным считается вопрос о том, преобразуются ли в этом случае существенные свойства объектов. Немало ученых отрицая возможность таких изменений, приходят к отрицанию технических законов, а технические законы считаются прикладным естествознанием.

В настоящее время период НТР эти проблемы интенсивно изучаются, как и пути сближения научного и технического творчества.

Между мнениями философов и инженеров еще существует значительная пропасть. Различия в позициях, в формулировках законов, в путях сближения и активного влияния на научно-технический прогресс. Пока идут споры и разговоры, а большинстве вузов законы развития техники не изучаются, ширится фронт работ инженеров, которые успешно используют в своей практической деятельности законы развития техники. Но в литературе, в том числе и учебной не приводиться сопоставительный анализ различных позиций, без чего невозможно продвижение вперед.

Приведем мнение Белозерцева В.И. Действующие в окружающем нас объективном мире законы и закономерности природы подразделяются на два вида:

В нетронутой человеком природе естественные первичные законы и закономерности природы, сущности, свойства, силы, процессы;

2. В «искусственно » преобразованной человеком природной среде, в технических устройствах, технологических процессах действуют законы и закономерности – технические, которые по своей сущности являются комбинационными, а по своему происхождению – вторичными законами и закономерностями.Необычные для природы различные сочетания и комбинации первичных законов, процессов и сил порождают новые, неизвестные ей комбинационные по характеру технические законы и закономерности. Именно по этому технических законов и закономерностей, в принципе не может быть в нетронутой человеческой природе.

Таким образом, комбинационные связи в технических объектах имеют все признаки закономерности: объективность, сущность, повторяемость, устойчивость и внутреннюю необходимость.

По мнению Белозерцевав настоящее время нельзя сказать, что уже раскрыта система, вся совокупность философских проблем технических наук. Эта область по существу переживает период становления.

Белозерцев выделяет следующие аспекты философских проблем технических наук. Это социальные, онтологические, гносеологические и методологические аспекты. Социальные аспекты должны рассматривать научно-техническое творчество в условиях определенной экономической формации. Онтологические (сущие практические) аспекты должны, прежде всего, определить место технических наук в системе научного знания. Должно быть продолжено философское осмысление таких объективных категорий, как труд, закономерности антропогенного мира, учет экологических ограничений. Гносеологические (познавательные) и методологические аспекты включают вопросы-решения технической задачи: движение мысли от абстрактного к конкретному, роль практики, формы сочетания научной и инженерной деятельности, роль интуиции и воображения в техническом творчестве, техническую идею как особый вид творчества, проблему лидера и др.

Говоря об ограничениях, требованиях и области действия технических законов можно сказать, что законы развития технических систем действуют взаимосвязано между собой и с законами природы.

Мнение Самарина В.В. По вопросу существования объективных технических закономерностей среди философов имеются различные точки зрения: от фактического отождествления их с законами природы, действующими в технике, отвергая не только собственные технические закономерности, но и социальные закономерности технического прогресса, до полного признания их.

Мнение основывается на понимании своеобразия технических закономерностей. Человек в технике, преследуя свои цели, с одной стороны, подчинен природе, а с другой - создает нечто отличное от природы.

Закономерности строения (или структура) техники действительно существуют, и, на мой взгляд, состоят в необходимости, существенности, всеобщности, повторяемости состояния определенных элементов или процессов техники данного вида.

Среди собственно технических законов существования и движения имеющейся техники есть законы, отличные от природных, и есть законы, представляющие измененные законы природы.

В заключение отметим то общее, что имеется в живой природе и в технике. И у живых организмов, и в технике развитие средств воздействия на природу происходит соответственно изменению их функций. Кибернетика установила общие для техники и для живых организмов законы управления. Это «нечто общее» с большим успехом используется в таком новом направлении, как бионика.

Техника и природа в определенной мере связаны причинно-следственной взаимосвязью. Развитие техники ведет к изменению в природе, а эти изменения, в свою очередь, побуждают общество к осуществлению соответствующих изменений в технике.

Мнение Мелещенко Ю.С. Мелещенко Ю.С. рассказывая о закономерностях движения исследовательской мысли в области технических наук, назвал всего одиннадцать положений:

1. Постоянное расширение ассортимента природных и искусственных материалов.

2. Последовательное овладение все более сложными формами движения материи.

3. Использование все более глубинных и мощных источников энергии.

4. Растущая интенсивность процессов: давления, температуры, скорости и др.

5. Возрастание степени целенаправленности технических решений.

6. Возрастание степени специализации и дифференциации.

7. Последовательное усложнение и интеграция, принципы взаимозаменяемости и модульности.

8. Сокращение временного интервала между датами открытия и практического использования.

9. Общее движение по пути автоматизации и роботизации.

10. Преодоление технического консерватизма.

11. Непрерывная концентрация материальных и технических средств.

Если проанализировать высказанные Мелещенко Ю.С закономерности, безусловно, верные характеристики (современные черты, особенности), но не закономерности развития техники. Они имеют скорее описательный, чем глубинный, причинный характер. Их нельзя отвергнуть, но трудно использовать для практической научной, инженерной и учебной деятельности. Неясно, как на основе этих положений пытаться раскрывать и преодолевать противоречия процесса развития техники, т. е. они не носят столь действенного характера, как например, у Альтшуллера и Балашова (см. ниже).

Безусловно существует методологическое единство естественных и технических наук. Оно опирается прежде всего на то, что в природе и в технике люди имеют дело с единой материей, существующей и развивающейся по единым законам. Отсюда следует, что универсальные диалектико-материалистические принципы познания не могут не быть общими.

В последние годы мы обратили свое внимание на те исследования, которые направлены на выявление специфических законов строения и развития технических систем. Говоря кратко, тезисно, отметим следующее.

1. Некоторые философы нам говорят: существуют только законы естественных наук. Остальное - несущественно, вторично, приложение к первому. И этим уже нанесен существенный ущерб не только техническому прогрессу, но и самой философии.

2. НТР развивается, а между самими философами до сего времени идет спор - существуют ли специфические технические законы.

3. НТР продолжается, однако мы не имеем фундаментальных работ по закономерностям развития технических систем. Есть отдельные «проблемы», но и они не делают погоды.

4. Технознание не стало массовым, государственной политикой, т.к. нет общего фронта действий; дело не доводится до конца, до конкретного использования в конкретных специальностях и науках; нужны активные действия, как в технике, так и отражение этих процессов в философии.

Следует рассмотреть также позиции представителей техники. Г.С. Альтшуллеру, например, отмечал , следует начинать с правомерной постановки вопроса: существуют ли вообще объективные законы, по которым развивается техника? Ведь развитие биосферы происходило без участия человека, задолго до его появления. Поэтому ему при всем желании нельзя приписывать появление новых видов животных и растений.

Иное дело - развитие технических систем. Оно происходит «при нас», и это создает иллюзию, что «все зависит от нас», от наших догадок и озарений, т. е. нет объективной закономерности. Однако, смею Вас заверить, это совсем не так. Патентный фонд нашей страны, с которым я работал многие годы, содержащий миллионы изобретений, подтверждает существование технических законов. Жизнеспособными являются только такие изобретения, которые изменяют исходную систему (прототип) в направлении, предписываемом законами развития технических систем.

Технические системы развиваются по объективно существующим законам (да этот постулат сейчас, кажется, никто, кроме отдельных философов-ортодоксов, не оспаривает всерьез). Эти законы познаваемы, и мы плодотворно используем их для сознательного, целенаправленного, без слепого перебора вариантов решения изобретательских задач.

Законы развития технических систем являются подсистемой наиболее общей системы законов диалектики. Именно поэтому они не должны противоречить последней.

Что же касается «внутренних» противоречий между выявленными уже закономерностями, то они указывают лишь на наличие еще пока неясных закономерностей, регулирующих отношения выявленных законов.

И еще. Несомненно, объективные законы развития техники не могут противоречить фундаментальным законам механики, физики, химии, биологии - вообще естествознания. Этот постулат настолько очевиден, что не требует обоснования.

Пока философы спорят, а развитием техники командуют ретивые администраторы, законы развития техники нарушаются. И это приводит ко многим ошибкам, среди которых выделяют следующие типовые ошибки:

1) технический волюнтаризм, когда принимаются волевые или демократические решения - голосованием, какое лучше. Провал повсеместного внедрения в стране автоматизированных систем управления хорошо иллюстрирует эту ошибку. Губительным было вмешательство начальников;

2) непонимание сути и роли противоречий, выражающееся в попытках усилить одно из качеств системы, не считаясь с неизбежным ухудшением других; совершенствование элементов системы каждого по отдельности, без учета мощных системообразующих факторов.

3) топтание на месте. Великий металлург И.П. Бардин говорил, что самым дорогим процессом в технике является топтание на месте. В приложении к нашему вопросу это выражается в разработке и настойчивом внедрении мелких усовершенствований вместо серьезных изменений, которые требуются в соответствии с законами развития и вполне могли бы быть сделаны. Это не что иное, как расплата за использование пресловутого метода «проб и ошибок». Примеры - их бесчисленное множество:

4) залегание вперед - преждевременное внедрение новых элементов и решений, не обоснованных потребностью, несогласованных с другими подсистемами.

Любопытным свойством технической системы является ее развитие, которое имеет свои стадии: «детство», «возмужание и зрелость», «старость», деградация системы, замена ее системой более высокого уровня. Такое развитие (эволюция) происходит по определенным законам. Нарушение их приводит к ошибкам.

А.И. Половинкин- доктор технических наук, профессор, автор ряда работ по теории развития и функционирования технических объектов подчеркивал, что наивысший уровень инженерного творчества, состоит именно в выделении и формулировании законов и закономерностей строения и развития техники и в сознательном, подчеркиваю, в сознательном их использовании при поиске конструкторско-технологических решений.

Однако, справедливости ради нужно сказать, что мы находимся здесь в самом начале пути. Наука о законах техники только начинает формироваться. Настоящий этап в значительной мере связан с формулированием и обоснованием гипотез о соответствующих законах. Законы и закономерности техники, по моему глубокому убеждению, отвечают тем требованиям, которым должны отвечать объективные законы (хотя такое сочетание и звучит тавтологией), т.е. проявляют в своей сущности устойчивые качественные и количественные причинно-следственные связи и отношения.

Эти законы должны быть близкими к законам и закономерностям, известным в биологии, физике, т.е. законы техники должны формулироваться на уровне законов природы.

Существуют законы, формулируемые как на качественном, так и на количественном уровнях. С помощью «качественных» законов выражают основные тенденции процесса. «Количественные» законы отражают количественные связи и поэтому поддаются формализации.

Хотел бы подчеркнуть, что хотя законы техники должны объяснить многие явления и процессы, относящиеся к технике в целом и к отдельным техническим объектам, однако главная функция их - быть явно полезными при решении задач анализа существующих технических объектов (ТО), прогнозирования и развития определенного ТО и др.

Хотел бы также сказать, что законы техники представляют собой ядро или главную составляющую часть новой науки - технознания, которая будет играть в инженерном образовании такую же роль, какую играет курс биологии в подготовке врачей, агрономов. зоотехников и т. и. Нужно ли говорить, что темпы прогресса техники в существенной мере будут зависеть от состояния теоретических и прикладных исследований по законам техники и технознания.

Научно-техническая революция ускорила естественный (вроде бы) процесс дифференциации наук, за который приходится расплачиваться по крупному счету - потерей цельного, системного представления о современной технике и ее взаимодействии с окружающим миром. Велением времени (простите за высокопарный стиль) является устранение этой негативной ситуации, когда многие специалисты в буквальном смысле «не ведают, что творят» в смысле последствий их инженерной деятельности.

Выводы

Среди проблем, обсуждавшихся на многолетнем общегородском московском семинаре но философско-методологическим проблемам технических наук, выделили некоторые вопросы, тезисы. положения:

1. Соотношение и взаимосвязь общенаучных методов познания (законов развития науки) и общего специфического метода технических наук (законов развития техники).

2. Есть ли и какова связь между законами развития науки и законами развития техники?

3. НТР характеризуется интеграцией фундаментальных и прикладных исследований. Отсюда необходимость разработки концептуального аппарата взаимодействия технических наук в общей системе «наука».

4. Технические науки выделились в самостоятельную область знания. Отсюда необходимость изучения мировоззренческих, социальных, философско-методологических проблем.

5. Характер (суть) техники определяется законами развития природы, но техника приводит к существенным изменениям многих свойств природных объектов. Возникают естественно-технические законы, конкретизирующие и дополняющие естественно-научные понятия, законы применительно к техносфере.

Приведем любопытный штрих, иллюстрирующий принципиальные отличительные черты и возможности законов развития техники в сравнении с естественными законами (законами природы). В природе, как правило, происходит процесс не накопления, а рассеивания энергии (диссипация), выравнивания потенциалов. В тех более редких случаях, когда энергия накапливается, происходит внезапная (взрывная) разрядка (бури. молнии, землетрясения и т. д.). Но те и другие процессы неуправляемые (человечество пока не научилось это делать).

Во многих же технических проблемах (технологиях, конструкциях, передвижениях и т. д.) человек управляет процессом. И знание законов развития техники играет здесь важнейшую роль (конечно в сочетании с естественными законами).