Понятия и определения

Понятия и определения. Техника (греческое «техне» – ремесло, искусство, мастерство). Определения техники можно объединить в три основные группы.

Их можно представить следующим образом: техника как искусственная материальная система; техника как средство деятельности; техника как определенные способы деятельности. Первое значение (техника как искусственная материальная система) выделяет одну из сторон существования техники, относя ее к искусственным материальным образованиям. Но не все искусственным материальным образования являются техникой (например, продукты селекционной деятельности, которые обладают естественной структурой). Поэтому сущность техники не исчерпывается подобными определениями, так как не выделяют технику среди других искусственных материальных образований.

Второе значение также является недостаточным. Техника трактуется как средство труда, средство производства, орудия труда и т.д. Иногда техника определяется сразу и как средства, и как орудия. Но это не корректно, так как и то и другое понятия лежат в одной плоскости рассмотрения и средства труда являются более широким понятием по отношению к орудиям труда. Третье выделенное значение – техника как определенные способы деятельности.

Но этой сущности скорее соответствует понятие «технологический процесс», который, в свою очередь, является элементом технологии. Технический объект. Понятие «технический объект» обозначает такое техническое явление, которое обладает всеми основными признаками общего класса технических образований.

Отдельный технический объект является наиболее полной единичной клеткой технического мира. Таким образом, технические объекты – это такие образования, которые, выполняя функцию средства человеческой деятельности, интегрируют в себе основные стороны деятельности человека (материальную, научную, художественную). Все другие образования существуют относительно самостоятельно и образуют смежные явления, представляющие отдельные части целого. К ним можно отнести: явления духовной жизни человека; произведения искусства; используемые неизмененные природные формы; технические системы, обладающие искусственной природой, но не выполняющие целостной социальной функции.

Наиболее детально характеристику технического объекта дал В.В. Чешев. Он пишет «…технический объект предстает в виде определенной совокупности элементов, в виде определенной вещественной структуры. …он представляет собой особую «целесообразную форму» проявления некоторого закона природы и должен описываться со стороны технических свойств, проявляемых им при практическом использовании в производственной (или какой-либо другой) сфере деятельности, а также должен быть описан со стороны своего внутреннего содержания как процесс, определяемый законом природы.

Описывая техническое устройство совокупностью технических и естественных свойств, мы получаем обобщенное представление о техническом объекте». Машина (от лат. machina – устройство искусственного происхождения (совокупность агрегатов или устройств). Машиной называют устройство для совершения полезной работы или преобразования энергии.

Машины, в которых энергия преобразуется в механическую работу, затрачиваемую на приведение в движение машин-орудий, называют машинами-двигателями. Машины, при помощи которых производится изменение формы, свойств, положения, состояния тех или иных материалов или предметов, называют машинами-орудиями (например, металлорежущий станок). «Идеальная машина» – абстрактный эталон, в реальных условиях недостигаемый и отличающийся следующими обстоятельствами: Все части идеальной машины все время несут полезную расчетную нагрузку. Материал «идеальной машины» работает так, что его свойства используются наилучшим образом, например, металлические части работают только на растяжение, деревянные части – только на сжатие и т.д. Для каждой части «идеальной машины» созданы наиболее благоприятные внешние условия (температура, давление, характер движения внешней среды и т.д.). Если «идеальная машина» передвигается, то вес, объем и площадь полезного груза совпадают или почти совпадают с весом, объемом и площадью самой машины. «Идеальная машина» способна менять назначение (в пределах своей основной функции). Межремонтный период частей равен сроку службы всей «идеальной машины». Сравнивая «идеальную машину» с идеей изобретения, можно судить об уровне, вообще достигнутом в данной отрасли техники, и о качестве найденной идеи. Механизм – это совокупность тел (обычно – деталей машин), ограничивающих свободу движения друг друга взаимным сопротивлением. Механизмы служат для передачи и преобразования движения.

Как преобразователь движения механизм видоизменяет скорости, или траектории, или же и то, и другое.

Он преобразует скорости, если при известной скорости одной из его частей другая его часть совершает движение, подобное движению первой, но с другой скоростью.

Механизм преобразует траекторию, если, в то время как одна из его точек описывает известную траекторию, другая описывает другую заданную траекторию.

Теперь перейдем к определению закона и требования, которым должны удовлетворять законы техники. Закон-необходимое, существенное, устойчивое, повторяющееся отношение между явлениями. Закон выражает связь между предметами, составными элементами данного предмета, между свойствами вещей, а также между свойствами внутри вещи. Но не всякая связь есть закон. Связь может быть необходимой и случайной. Закон – это необходимая связь.

Он выражает существенную связь между сосуществующими в пространстве веществами. Это закон функционирования. Закономерность, обусловленность объективными законами; существование и развитие соответственно законам А.И. Половинкин сформулировал требования, которым должны удовлетворять законы техники: 1. Формулировка закона техники должна быть по форме лаконичной, простой, изящной, а по содержанию отвечать данным выше определениям закона. 2. Формулировка закона техники должна быть обобщенной и отражать очень большое число известных и возможных факторов.

Иначе говоря, закон должен допускать эмпирическую проверку на существующих или специально полученных факторах, имеющих количественную или качественную форму. При этом формулировка закона должна быть настолько четкой, что два человека, независимо подбирающие и обрабатывающие фактический материал, должны получить одинаковые результаты проверки. 3. Формулировка закона техники должна не только констатировать: что, где, когда происходит (то есть упорядочивать и сжато описать факты), но еще, по возможности, дать ответ на вопрос, почему так происходит.

В связи с этим заметим, что в науке немало существовало и существует эмпирических законов, которые на отвечают на вопрос «почему?» или отвечают на него частично. И по-видимому, почти нет научных законов (в виду локального характера их действия), которые отвечают на вопрос «почему?». На все вопросы обычно отвечает теория, опирающаяся на несколько законов. 4. Формулировка закона техники должна быть автономно независимой, то есть к законам будем относить такие обобщенные высказывания, которые не могут быть логически выведены из других законов техники.

Выводимые обобщения будем относить к закономерностям техники. 5. Формулировка закона техники должна учитывать взаимосвязи: «техника – предмет труда», «человек – техника», «техника – природа», «техника – общество». 6. Формулировка закона техники должна иметь предсказательную функцию, то есть предсказывать новые неизвестные факты, которые могут быть более или менее очевидными, а иногда необычными, парадоксальными. 7. Формулировка всех законов техники должна иметь четко определенную единую понятийную основу. 2. Закономерности техники Основные закономерности техники описал Ю.С. Мелещенко.

Он глубоко и обстоятельно исследовал развитие техники, технических и естественных наук. В своей работе он дал глубокий анализ: концепций, понятий, определений и классификации техники; системы связи техники с другими общественными явлениями; развития техники, и научно-технических революций.

В результате этого анализа Ю.С. Мелещенко вывел следующие закономерности развития техники: 1. Закономерности, характеризующие сдвиги в материальной стороне техники; 1.1 Изменения в применении материалов 1.2. Расширение ассортимента природных материалов, применяемых в технике. 1.3. Вовлечение материалов природы в сферу технического использования 1.4. «Поиск и создание новых материалов сочетается с постоянным совершенствованием имеющихся материалов, выявлением и использованием их новых свойств.

Этот процесс, имеющий закономерный характер, пронизывает всю историю техники». 1.5. Растущая целенаправленность в применении материалов, из которых создана техника. 1.6. Подбор материалов, которые по своим свойствам наиболее соответствуют структуре и свойствам технических устройства. 1.7. Рациональное использование материалов в количественном отношении. Изменение показателей (обычно в сторону уменьшения) по мере совершенствования техники.

Например, уменьшение удельного веса, коэффициента компоновки, показателя относительного веса конструкции и др. 2. Закономерности, связанные с изменениями в использовании процессов природы. Большую часть этой группы образуют закономерности, которые выражают сдвиги в энергетических и других процессах, используемых в технике. 2.1. Последовательное овладение все более сложными формами движения материи, их техническое использование, расширение спектра процессов, применяемых в технике (использование физических, химических и биологических процессов). 2.2. Использование все более глубоких и мощных источников энергии. От использования мускульной энергии человека и животных, к использованию энергии движения воды и воздуха, тепловой энергии (паровой двигатель, двигатель внутреннего сгорания), электроэнергии, атомной энергии. 2.3. Растущая интенсивность применяемых процессов.

Например, давления, температуры, скорости, напряжения, скорости и интенсивности применяемых процессов, увеличение скорости и количества принимаемой и перерабатываемой информации и т.д. 2.4. Постоянное возрастание степени целенаправленности используемых энергетических и других процессов. «Смысл и назначение техники и состоит в том, чтобы не просто осуществить какой-то процесс, а максимально направить его в нужную сторону, сделать его наиболее полезным и рациональным». Это осуществляется двумя путями: 2.4.1. Усовершенствование выбранного принципа действия 2.4.2. Переход к принципиально новой технике. 3. Закономерности, связанные с изменением ее элементов, структуры и функций. 3.1. Процесс дифференциации и специализации технических систем, их элементов. «Объективные предпосылки к этому коренятся в росте и развитии общественных потребностей, которые вызывают к жизни все новые и новые формы деятельности, а вместе с ними и соответствующие средства труда.

Эти процессы обусловлены также внутренней логикой развития техники». 3.2. Функциональная специализация.

Средства труда или сложные технические системы предназначены для обслуживания определенной функции или достаточно общей операции. 3.3. Предметная специализация.

Технические устройства или их элементы предназначаются для выполнения узкой операции, имеют ограниченную и жестко закрепленную программу действий. Интересно отметить так же, что понимает Ю.С. Мелещенко под дифференциацией и специализацией. Он пишет: «Характерно также усиление дифференциации и специализации элементов технических устройств и систем.

Примером тому служит классическая система машин трехзвенного состава, включающая в себя рабочую машину, передаточных механизм и двигатель. На ступени автоматизации она дополняется таким специализированным элементом, как управляющее устройство». 4. Процесс усложнения и интеграции техники. 4.1. Движение к автоматизации. «Можно выделить три основных этапа исторически развивающегося взаимодействия, людей и техники в процессе трудовой, целесообразной деятельности: 1) этап использования орудий техники; 2) этап машинной техники; 3) этап автоматизации». «Таким образом, закономерным для развития машинной техники является последовательное и все более полное замещение человека в выполнении материальных функций». «Автоматизация проходит рад ступеней в своем развитии.

Различают частичную, комплексную и полную автоматизацию». Все эти закономерности имеют в своей основе фундаментальные законы развития техники. 3.