ВОЗНИКНОВЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК

Исторически возникновение и становление первых технических наук относят к концу XVIII — первой трети XIX века. Механика машин «к концу первой трети XIX столетия… выделилась в отдельную науку, причем ее основным содержанием оказалась кинематика — наука о движении» ⁹. Машина отличается высокой эффективностью, в основе которой лежит ее способность превращения сил природы (ветра, воды, пара, электричества) в агенты общественного труда. Таким образом, машину как технический объект отличают быстродействие, непрерывность технологических фаз, автоматизм, высокие параметры орудий, возможность соединения многих орудий, приводимых в движение одним и тем же механизмом.

Использование природных сил, овеществляемых в машинах, в качестве непременного условия требовало сознательного применения естествознания. Это обстоятельство вызвало революционные изменения в характере самой познавательной деятельности. Именно в силу этого в капиталистическом производстве «впервые возникают такие практические проблемы, которые могут быть разрешены лишь научным путем. Только теперь опыт и наблюдения — и настоятельные потребности самого процесса производства — впервые достигли такого масштаба, который допускает и делает необходимым применение науки» ¹⁰.

Таким образом, возникла потребность в прикладном научном знании. Эмпирическое, опытное естественно-техническое знание получило мощный импульс к развитию, к превращению в особую систему научного знания. Овеществление естественно-научных знаний с целью создания рабочих машин определило необходимость в таком виде научного знания, которое способно указать, каким образом исследованные даровые природные силы поставить на службу производству.

Технические знания в виде эмпирических обобщений и законов, полученных индуктивным методом, начали систематизироваться в XVIII и XIX веках. Типичным примером такого обобщения может служить, к примеру, сформулированный Р. Гуком закон, выражающий эмпирически найденную зависимость между прилагаемым усилием и деформацией упругих тел.

Но создание машин «делает необходимым применение науки» (Маркс) в ее более или менее развитой форме. Дело в том, что создание орудийной техники может ограничиться опытным, эмпирическим знанием. Здесь субъект познания, сообразуясь со своей целью, применяет познанные свойства одних вещей как орудия воздействия на другие вещи, фиксируя в сознании их структуру, новые связи, свойства и отношения, характеризующие преобразование естественного процесса в формируемый технический объект.

Лишь в середине 40-х годов XIX века «были выяснены важные вопросы теории движения машины, роль сил инерции в машинах, заложены основы теории регулирования и создан достаточно действенный метод графоаналитического расчета маховика» ¹¹. Это со временем привело к становлению кинематики механизмов и динамики машин как двух разделов науки о машинах.

Данные наблюдения и эксперимента, отражающие эмпирические зависимости, фиксируются в форме феноменологических законов, таблиц, графиков, чертежей. Эмпирические данные составляют исходную основу для теоретического объяснения.

Переход на теоретический уровень науки о машинах связан с идеализацией реальных свойств механизмов и машин. В теоретических понятиях наиболее адекватно отражаются самые существенные свойства этих механизмов и машин. В процессе идеализации строится теоретическая модель в виде сочленений кинематических схем механизмов, кинематических пар, звеньев и так далее. Кинематические цепи рассматриваются как абстракции механизмов, в которых допустимо отвлечение от материалов, нагрузок, размеров, и так далее. Теоретически обосновываемые закономерности построения размерных цепей в машинных устройствах, законы регулирования действующих в них сил, классификация механизмов имеют важное значение при конструировании машин самого различного назначения. Чтобы перейти к конструированию и расчету реальных механизмов, необходимо учитывать данные о мощности, скорости, типах передач, физической природе процессов, и так далее.

Основной теоретико-познавательной задачей, составляющей значительную часть содержания теории машин, является теоретически обоснованный «выбор схемных решений, которые определяются в основном принципом и последовательностью технологического процесса» ¹². Поэтому теоретическое описание машины выступает как органическое единство ее конструктивно-технологических и функциональных характеристик. Конструктивная реализация полученных схемных решений свое научное обоснование получает в методе технических наук.

 

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗНАНИЯ (НА ПРИМЕРЕ ТЕОРИИ МАШИН)

Гносеологический анализ теории машин, первой и наиболее развитой ныне технической науки, дает достаточно оснований для того, чтобы «сконструировать» примерную модель технической науки как специфического вида научного знания. Такая модель может в сжатом виде выявить основные, «типовые» компоненты и структуру понятийного аппарата. На ее основе становится возможным составить известное представление о генезисе и развитии многих технических наук, не прибегая к анализу каждой из них. Такие элементы технической теории, как идея, принцип, закон, понятие, метод, и так далее, рассматриваемые через призму отражаемых в них существенных свойств технических объектов в их системной связи, наиболее четко обнаруживаются в теории машин. Это позволяет ей быть, по известному выражению Маркса, «ключом к анатомии» других технических наук.

На наш взгляд, в понятийном аппарате современной теории машин следует выделить следующие компоненты:

1. Социально-техническая идея как отражение социального противоречия, определившего техническую потребность в машинизации производства. Социально-техническая идея выступает исходным моментом в объяснении социальной функции технического объекта и построении его теории.

2. Естественно-технический принцип теории машин. Таким принципом явился принцип конструирования искусственной системы взаимодействующих механизмов, способной реализовать заданную социальную функцию.

3. Социально-техническая идея, естественно-технический принцип ее реализации определяют предметное содержание и метод теории машин, вскрывают целую совокупность собственно технических противоречий машинных устройств, проявляющихся в каждом техническом параметре технических средств (оптимальность, технологичность, надежность, быстродействие, точность, жесткость и так далее), разрешение которых ведет к технической оптимизации функции машинного устройства путем постоянно контролируемого взаимодействия между отдельными элементами конструкции. Теоретическое их выяснение составляет важный раздел теории машин.

4. Конструктивно-технический метод в науках о машинах представляет наиболее важный структурный элемент теории. В отличие от других, более частных локальных технических наук здесь метод функционирует только в самых главных чертах, поскольку конструктивное воплощение теоретической модели машины рассматривается практически за пределами данной теории.

Существует точка зрения, согласно которой функция технических наук состоит только в том, чтобы дать ответ на вопрос, «как это сделать?» На наш взгляд, задача состоит в том, чтобы из огромного числа узких, ограниченных, частных методик, эмпирически обоснованных отдельными техническими дисциплинами, вычленить наиболее общие приемы и принципы проектно-конструкторской деятельности и создать теорию метода для всего региона технических наук. Нам представляется, что таким общим методом является конструктивно-технический метод. Его обоснование должно включать общие принципы и процедуры познавательной деятельности и овеществления технических знаний в процессе создания технических объектов. Расчленение научных и технических знаний на теоретические и методические (теорию и метод) в наиболее развитых технических науках ныне получает все более четкое выражение. Для большинства технических наук эта задача выдвинулась на первый план.

При этом следует отличать конструктивно-технический метод науки от проектно-конструкторских разработок типовых серийных технических объектов. При наличии большого сходства многих процедур (принятие решений, принципы и приемы создания или усовершенствования прототипов технических устройств и так далее) принципиальное отличие конструктивно-технического метода как превращенной формы теории состоит в том, что он не «связан» с заранее принятыми техническими заданиями, эскизными проектами и рядом других ограничений. Этот метод органически вытекает из теории технического объекта. Его основанием, как и теории, выступает техническая практика в целом, а не ее частные технические отрасли. Метод поэтому теоретичен в том смысле, что не довольствуется собиранием эмпирически найденных удовлетворительных рецептов, он ставит задачу получения новой информации, приращения знаний с целью создания средств наиболеее эффективного осуществления теории и ее развития.