Проблема соотношения науки и техники

Технические и естественные науки имеют одну и ту же предметную область инструментально измеримых явлений. Технические явления в экспериментальном оборудовании естественных наук играют решающую роль, а большинство физических экспериментов является искусственно созданными ситуациями. Объекты технических наук также представляют собой своеобразный синтез "естественного" и "искусственного". Искусственность объектов технических наук заключается в том, что они являются продуктами сознательной целенаправленной человеческой деятельности. Их естественность обнаруживается прежде всего в том, что все искусственные объекты в конечном итоге создаются из естественного (природного) материала. Естественнонаучные эксперименты являются артефактами, а технические процессы - фактически видоизмененными природными процессами.

Технические науки к началу ХХ столетия составили сложную иерархическую систему знаний - от весьма систематических наук до собрания правил в инженерных руководствах. Некоторые из них строились непосредственно на естествознании (например, сопротивление материалов и гидравлика) и часто рассматривались в качестве особой отрасли физики, другие (как кинематика механизмов) развивались из непосредственной инженерной практики. И в одном, и в другом случае инженеры заимствовали как теоретические и экспериментальные методы науки, так и многие ценности и институты, связанными с их использованием. К началу ХХ столетия технические науки, выросшие из практики, приняли качество подлинной науки, признаками которой являются систематическая организация знаний, опора на эксперимент и построение математизированных теорий. В технических науках появились также особые фундаментальные исследования.

ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ - СООТНОШЕНИЕ

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. Тот факт, что исследование является фундаментальным, еще не означает, что его результаты неутилитарны, а работа, 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.

     Естественнонаучная теория. Г. Сколимовский: научная теория исследует и объясняет реальность, Ф. Рапп: ""гипотетико-дедуктивный метод" (идеализированная абстракция). Марио Бунге: научные законы описывают реальность. Закон природы говорит о том, какова форма возможных событий. Научное предсказание говорит о том, что случится или может случиться при определенных обстоятельствах. Утверждения, выражающие законы, могут быть более или менее истинными. Характер идеализации: физик может сконцентрировать свое внимание на наиболее простых случаях (например, элиминировать трение, сопротивление жидкости и т.д.).

     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.

     Техническая теория: Техническая теория создает реальность.

Ф. Рапп: решительный поворот в развитии технических наук состоял "в связывании технических знаний с математико-естественнонаучными методами", "проективно-прагматический метод" (общая схема действия) технической науки. Марио Бунге: в технической науке теория - не только вершина исследовательского цикла и ориентир для дальнейшего исследования, но и основа системы правил, предписывающих ход оптимального технического действия, то есть она либо рассматривает объекты действия (например, машины), либо относится к самому действию (например, к решениям, которые предшествуют и управляют производством или использованием машин)  - технические правила, они описывают ход действия, указывают, как поступать, чтобы достичь определенной цели (являются инструкцией к выполнению действий, они являются нормами и могут быть более или менее эффективными  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.

     Характер идеализации: трение, сопротивление жидкости и т.д. являются весьма существенным для технической теории и должно приниматься ею во внимание, таким образом, техническая теория имеет дело с более сложной реальностью, чем научная теория, поскольку не может элиминировать сложное взаимодействие физических факторов, имеющих место в машине.

     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 электромагнитные уравнения Максвелла в такую форму, которая могла быть использована инженерами. 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

     Технические  теории в свою очередь оказывают  большое обратное влияние на  физическую науку и даже в определенном смысле на всю физическую картину мира. Например, (по сути - техническая) теория упругости была генетической основой модели эфира, а гидродинамика - вихревых теорий материи.

     За последние десятилетия возникло множество технических теорий, которые основываются не только на физике и могут быть названы абстрактными техническими теориями (например, системотехника, информатика или теория проектирования), для которых характерно включение в фундаментальные инженерные исследования общей методологии.

     Степин: Сходства и отличия физической и технической теорий.

     Теоретические схемы представляют собой совокупность абстрактных объектов, ориентированных, с одной стороны, на применение соответствующего математического аппарата, а с другой, на мысленный эксперимент, т.е. на проектирование возможных экспериментальных ситуаций. Они представляют собой особые идеализированные представления (теоретические модели), которые часто (в особенности в технических науках) выражаются графически. Примером их могут быть электрические и магнитные силовые линии, введенные М.Фарадеем в качестве схемы электромагнитных взаимодействий. "Фарадеевы линии силы, - писал Максвелл, - занимают в науке об электромагнитизме такое же положение, как пучки линий в геометрии положения. Они позволяют нам воспроизвести точный образ предмета, о котором мы рассуждаем". Эти схемы, с одной стороны, отражают интересующие данную теорию свойства и стороны реальных объектов, а с другой, - являются ее оперативными средствами для идеализированного представления этих объектов, которое может быть практически реализовано в эксперименте путем устранения побочных влияний техническим путем. Так, Галилей, проверяя закон свободного падения тел, выбрал для бросаемого шарика очень твердый материал, что позволяло практически пренебречь его деформацией. Стремясь устранить трение на наклонной плоскости, он оклеил ее отполированным пергаментом. В качестве теоретической схемы подобным образом технически изготовленный объект представлял собой наклонную плоскость, т.е. абстрактный объект, соответствующий некоторому классу реальных объектов, для которых можно пренебречь трением и упругой деформацией. Одновременно он представлял собой объект оперирования, замещающий в определенном отношении реальный объект, с которым осуществлялись различные математические действия и преобразования.

     Особенность технических наук заключается в том, что инженерная деятельность, как правило, заменяет эксперимент. В технических науках эксперименты не являются конечным практическим основанием теоретических выводов. Огромное значение в этом отношении приобретает инженерная практика. Абстрактные объекты технической теории обладают целым рядом особенностей. Прежде всего они являются "однородными" в том смысле, что собраны из некоторого фмксированного набора блоков по определенным правилам "сборки". Например, в электротехнике таковыми являются емкости, индуктивности, сопротивления; в теоретический радиотехнике - генераторы, фильтры, усилители и т.д.; в теории механизмов и машин - различные типы звеньев, передач, цепей, механизмов. Это обеспечивает, с одной стороны, соответствие абстрактных объектов конструктивным элементам реальных технических систем, а с другой создает возможность их дедуктивного преобразования на теоретическом уровне. Теоретические знания в технических науках должны быть обязательно доведены до уровня практических инженерных рекомендаций.

- Сциентификация техники

Гернот Бёме, Вольфганг ван ден Даале, Вольфганг Крон Сциентификация техники (Философия техники в ФРГ М., 1989. С 104-131)

При строительстве Миланского собора, начатом в 1386 г., проблемы математики и статики. Исходя из модели ad triangulum, архитекторы не могли бы вычислять заранее длину, по которой рабочие должны изготовлять подсекции для главных опор. Городской совет призвал математика, он смог предложить решение. Проблема статики: городской совет пригласил научных экспертов. Экспертное мнение французского инженера Жана Миньо было резко критическим: в соответствии с геометрическими основами готической статики сооружение в целом не будет прочным, искусство без науки — ничто (ars sine scientia nihil est)». Местные мастера-строители утверждали, что не видят непреодолимых трудностей, ответ Миньо заканчивался утверждением «scientia sine arte nihil est» («наука без искусства ничто»). Впервые техника и наука состязались относительно лучших средств для получения определенного результата. От греков вплоть до раннего Ренессанса напряженность между теорией и практикой первоначально имела моральную природу; речь шла о ценности — теоретической (анализирующей) или практической (полезной) жизни. В миланском споре не ставился вопрос ни о стиле жизни, ни о мировоззрении, а скорее о практической применимости теоретического знания и недостатках традиционного знания для решения новых проблем. Инженеры, художники и математики-практики должны были играть решающую роль в развитии и социальном одобрении этого нового типа практически ориентированной теории.

Данные теории нарушают традиционные границы между естественным и искусственным, между пониманием явлений и конструированием артефактов (пойетической практикой). Леонардо да Винчи (1452—1519) одним из первых который сочетал техническое конструирование желаемой реальности с познанием реальности. Никколо Тарталья (1499? —1577) разработал теория баллистики, которая сочетала естественную силу (гравитацию) с искусственной (импульс снаряда) и привела к единому геометрическому выражению их обеих (книг «Новая наука» («Nova Scientia»). Парацельс (1494—1541), Амбруаз Паре (1510—1590) и Андрей Везалий (1514—1565) революционизировали науки о человеке, основанные как на натурфилософии, так и на средневековой медицине, заложив основы фармакологии и хирургии. Вильям Гильберт (1544—1603) набросал теорию магнетизма, стремясь охватить и земной магнетизм, и искусственно индуцированный ферромагнетизм.

Декарт (1596 —1650), «Рассуждении о методе»: новая концепция природы, связывающей ее объяснение и управление Для этой цели необходимо открыть принципы, или первые причины всего того, что есть и может быть в этом мире. Переделка природы в нечто, воспринимаемое как возможное, но еще не существующее,— это и есть техника. Некоторые заметки Леонардо указывают на то, что это понятие природы уже лежало в основе его исследований почти на столетие раньше. Кассирер: переход от субстанциального к релятивному мышлению, процесс, который получил свой импульс от художников и инженеров Возрождения. Параллелизм художественного осмысления природы и ее геометрического описания дает первенство формальным закономерностям в природе, а не ее онтологическим качествам .

Историческая эволюция взаимоотношениятехники и науки: три фазы.

Первая фаза (около 1660—1750) эпоха Реставрации в Англии и распространения абсолютизма на континенте. Институциональная и когнитивная дифференциация сфер науки и техники, но ориентация науки на технику остается важной в двух аспектах. Во-первых, это приводит к особому развитию технологии, т.е. техники научных инструментов и процедур. Во-вторых, технический принцип познания в виде механистической картины мира становится универсальной моделью (образцом) объяснения. Вторая фаза: промышленная революция - весь XIX век, техническое изобретение становится конституирующим элементом экономического воспроизводства; спрос на науку - первые примеры «сциентификации» техники. На третьей фазе взаимный обмен в спросе и предложении между наукой и техникой становится систематически и стратегически планируемым - втор. пол. XIX века  - XX век. Научный прогресс становится целенаправленным, развитие технологий планируется в соответствии с теориями.

Раздельное развитие естествознания и техники. Уставы большинства научных институтов, возникших после основания Британского Королевского общества и Французской академии наук, предполагают научное исследование, которое должно вести к результатам и новым, и полезным. но институционализированное соединение новизны и полезности не продолжалось долго. Видимо, инновации в промышленности и социальной структуре не были главнейшей целью абсолютистских правительств, но все же нововведения играли достаточно важную роль в войнах, внешней торговле, производстве предметов роскоши, стандартизации и измерениях (как основы для налогообложения) и на транспорте. Сочетание изучения книг и ремесленной техники в эпоху Ренессанса появилось из преодоления когнитивных и институциональных барьеров и осуществлялось художниками, инженерами и отдельными учеными. Но результатом была не единая «техническая наука», а, с одной стороны, новая техника, соединенная с научным методом, и, с другой, новая естественная наука, которая анализировала природу с помощью техники и интерпретировала ее в соответствии с моделью такой техники. Несмотря на близость обеих областей, различные цели исследования влекли за собой новое отделение науки от техники. Уже на рубеже XVII столетия интерес к теории стал перевешивать интерес к исследованию, ориентированному на практические нужды, даже в Королевском обществе и в Академии наук, чьи уставы ставили условием поощрение торговли и ремесел с помощью новой науки, уже в то время, когда его членом стал Ньютон. Поскольку ученые стали действовать независимо, сосредоточившись на развитии теорий, и поскольку их вклад в прогресс производства, военного дела и навигации становился все меньшим, систематическое совершенствование этих областей перешло к инженеру, а сама инженерия стала также институционализированной. Абсолютистские государства организовали инженерное дело конкретно для удовлетворения нужд транспорта, горного дела, военного дела и военно-морского флота. Это привело к учреждению различных технических корпораций и школ во Франции Ếcole des Ponts et Chaussees (1750 г., Corpsdes Ponts et Chaussees была основана раньше, в 1720 г.), Ếсо1е du Corps des Ingenieurs des Mines (1778 г.), Ёсо1е Royale Militaire (1753 г.), Ёсо1е du Corps Royaldu Genie (1665, для обучения архитекторов), артиллерийских школ и военно-морских коллежей. В Англии: Институты механики, а в Германии — горные академии в Берлине (1775 г.) и во Фрайбурге (1765 г.) и школы агрономии. Эти школы готовили инженеров, и их учебные курсы включали в себя основы математики и естественных наук.