Фундаментальные и прикладные исследования в технических науках

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 Бьркнес 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 вс 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 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.

Таким образом, в современной философии техники исследователям удалось выявить фундаментальное теоретическое исследование в технических науках и провести первичную классификацию типов технической теории. Разделение исследований в технических науках на фундаментальные и прикладные позволяет выделить и рассматривать техническую теорию в качестве предмета особого философско-методологического анализа и перейти к изучению ее внутренней структуры. Голландский исследователь П. Кросс утверждал, что теория, имеющая дело с артефактами, обязательно претерпевает изменение своей структуры.

Он подчеркивал, что естественнонаучные и научно-технические знания являются в равной степени знаниями о манипуляции с природой, что и естественные, и технические науки имеют дело с артефактами и сами создают их. Однако между двумя видами теорий существует также фундаментальное отличие, и оно заключается в том, что в рамках технической теории важнейшее место принадлежит проектным характеристикам и параметрам. 7 Исследование соотношения и взаимосвязи естественных и технических наук направлено также на то, чтобы обосновать возможность использования при анализе технических наук методологических средств, развитых в философии науки в процессе исследования естествознания. При этом в большинстве работ анализируются в основном связи, сходства и различия физической и технической теории в ее классической форме, которая основана на применении к инженерной практике главным образом физических знаний.

Однако 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.

Для трактовки отдельных сложных явлений в технических разработках могут быть привлечены часто совершенно различные, логически не связанные теории. Такие теоретические исследования становятся по самой своей сути комплексными и непосредственно выходят не только в сферу природы, но и в сферу культуры.

Необходимо брать в расчет не только взаимодействие технических разработок с экономическими факторами, но также связь техники с культурными традициями, а также психологическими, историческими и политическими факторами.6 Таким образом, мы попадаем в сферу анализа социального контекста научно-технических знаний. ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ, СИСТЕМ ЧЕЛОВЕК - ВОЕННАЯ ТЕХНИКА Анализ закономерностей развития военной техники целесообразно начать с определения е сущности.

В. И. Ленин писал закон и сущность понятия однородные однопорядковые или вернее, одностепенные, выражающие углубление познания человеком явлений, мира 8 Можно сказать, что закономерность является формой выражения сущности. Сущность военной техники Сущность военной техники можно раскрыть через е характерные черты. Военная техника - это искусственные средства воинской деятельности, усиливающие возможности человека в вооруженной борьбе средства вооруженного насилия, созданные в интересах политики и предназначенные для достижения определенных военно-политических целей овеществленная сила знаний об окружающей действительности овеществленный труд работников материального производства, овеществленные возможности экономики.

Военная техника органически связана с разными уровнями, сферами развития общества. В самом широком общесоциальном плане к ним относят политику, экономику, науку.

Кроме того, в качестве относительно самостоятельной выделяется сфера эксплуатации и боевого применения военной техники - это область воинской деятельности. Между ними как бы находится промежуточная сфера, через посредство которой происходят взаимодействие общесоциальных факторов и военных. Назовем ее сферой военно-технической политики. В нее включена целая система специальных военных организаций, научных учреждений и предприятий промышленности, которые непосредственно участвуют в процессе создания и совершенствования военной техники. 16 Общесоциальные закономерности развития военной техники Глубинными экономическими предпосылками возникновения и функционирования военной техники явились антагонистические противоречия в способе производства материальных благ. Основным источником возникновения послужили антагонистические социально-политические противоречия общества.

Но источник развития общественных явлений предполагает лишь возможность развития. Переводят данную возможность в действительность движущие силы. Основными из них выступают политические потребности, интересы, цели эксплуататорского класса, направленные на укрепление своего политического господства, создание специальных органов и средств вооруженного насилия - военной техники.

Нельзя не учитывать и изменение условий классовой борьбы внутри антагонистического общества. Они также могут существенно влиять на формы и средства насилия, к которым прибегают эксплуататорские классы, стремящиеся затормозить общественный прогресс.

Логика классовой борьбы вынуждает господствующие классы совершенствовать средства насилия для удержания в повиновении эксплуатируемых, расширения сфер своего экономического и политического господства. 20 Другая группа предпосылок возникновения и развития военной техники носят технологический характер долгие тысячелетия человек совершенствовал орудия труда и охоты, свое первобытное оружие. К тому временя, когда политическая потребность в возникновении средств военно-политического насилия появилась соответствующая технологическая сторона развития производства, зачатки научно-технических знаний для создания вооружений были уже по сути сформированы.

Общесоциальные закономерности развития военной техники представляют собой объективную основу е развития. Однако их еще не достаточно для того, чтобы военная техника развивалась. Это развитие подготавливается и осуществляется людьми, классами, партиями, государственными организациями, которые должны правильно осознать потребности и закономерности развития военной техники и соответствующим образом организовать свою деятельность.

Субъективная сторона политических, производственно-экономических и научно-технических факторов выражается прежде всего в возможности и способности военно-политического руководства реализовать действие объективных факторов. Здесь большая роль в оценке военно-политической обстановки, определении перспектив развития военной техники, формирования военной доктрины.

Важно подчеркнуть, что оборонительная военная доктрина нашего государства и изменение геополитического положения постсоциалистичеких государств должно существенно повлиять на тенденции развития военной техники в современных условиях, направленность военно-технической политики государств.