как системы, что достигается посредством использования общенаучных методологических принципов, специальных понятий.
Данный метод предполагает:
1)рассмотрение объекта как системы;
2)определение состава, структуры и организации элементов и частей системы;
3)выявление зависимости каждого элемента от его места и функций в системе с учетом того, что свойства целого не сводимы к сумме свойств его элементов;
4)анализ того, насколько поведение системы обусловлено как особенностями ее элементов, так и свойствами структуры;
5)исследование механизма взаимозависимости системы и среды;
6)изучение характера иерархичности, присущего данной системе;
7)определение функций системы и ее роли среди других систем;
8)обеспечение множественности описаний с целью множественного охвата системы;
9)рассмотрение динамики системы, представление ее как развивающейся целостности, обнаружение на этой основе закономерностей и тенденций развития системы
Врамках системного подхода познавательный процесс ориентируется на раскрытие функционально-целостной взаимосвязи исследуемого объекта, выявление типов связей между его подсистемами. Онтологическим основанием интегральных функций системного подхода служит целостный характер общественной реальности.
ПРИМЕР: Станок (система элементов-подсистем), сам он - подсистема целостного технологического процесса, а тот в свою очередь рассматривается как подсистема целостного межтехнологического процесса и т.д.
Втехнических науках выдвижение системного подхода на одно из ведущих мест связано с появлением все более сложных технических систем, с возрастанием масштабности технических проектов, с изучением систем «человек и машина». Системный подход не связан однозначно с конкретной совокупностью познавательных принципов, это общая методологическая установка при исследовании объектов как систем (особенно сложных систем).
Спозиций системного подхода все технические объекты представляют элементы или системы, взаимодействующие, в свою очередь, с другими системами.
Системный анализ, как и системный подход, не представляет строгой методологической концепции. Однако системный анализ связан с более частными, в том числе формализованными, методами и процедурами. Методы системного анализа направлены на выдвижение различных вариантов решения задачи при наличии некоторой неопределенности в условиях задачи. Выбор наиболее приемлемого для реализации варианта решения задачи осуществляется как на основе научного исследования, так и в ряде случаев на основе личного опыта, интуиции и других субъективных моментов.
51
Поскольку применение методов системного анализа связано с процессом принятия решений по практическим проблемам управления (системами), постольку системный анализ выступает как прикладное направление современной методологии познавательной и практической деятельности. В процессе принятия технических решений методологические средства системного анализа служат действенным фактором интеграции технических наук и производства.
Системный анализ в области конструирования сложных технических систем иногда называют системотехникой. Более часто системотехнику определяют как научно-техническую дисциплину, охватывающую вопросы проектирования, создания, испытания и эксплуатации сложных систем. В таком понимании системный анализ наряду с моделированием составляет методологическую основу системотехники [58].
Математическое моделирование - процесс математизации технологического знания, то есть использование математики в описании соответствующих процессов. Математическое (информационное) моделирование - это когда исследуемый объект, характеризуемый определенными количественными параметрами, изучается с помощью ЭВМ. В основе этого метода лежит концепция "черного ящика" ("вход" и "выход", на которые задаются данные). Исследователь выявляет оптимальные показатели системы, обеспечивающие заданные характеристики объекта (процесса). Задача заполнения "черного ящика" распадается на два этапа. И именно: создание исходного образца и его оптимизация.
Впростейшем случае выдвигается конкретная техническая идея, воплощенная в объекте (образце). В сложном случае реализация технической идеи предваряется экспериментированием на модели, которая может быть упрощена, дабы выявить ее потенциальные возможности, приближающиеся к реальному объекту.
Метод моделирования имеет, наряду с экспериментом, наибольшее значение в технических науках в силу специфики возникновения технического объекта. Как уже отмечалось, под моделированием понимается исследование объектов познания посредством построения их моделей, когда реальный объект заменяется его образцом, а знания, полученные на основе исследования модели, переносятся на реальный объект. Однако в техническом познании реальный объект зачастую отсутствует. В этом случае моделирование можно рассматривать как процесс не только познания объекта, но и его создания.
Вцелом цикл моделирования включает в себя ряд этапов:
1)процедуру создания модели технического объекта;
2)исследование модели;
3)ее преобразование;
4)переход от модели к техническому объекту.
При этом моделирование оказывается непосредственно связано с экспериментом. В силу того, что сегодня масштаб технических исследований очень значителен, затраты велики, как правило, вначале создается упрошенная модель, в которой материализуются основные принципы соответствующей
52
технической системы. В настоящее время часто начинают с имитационного эксперимента, т.е. строится математическая модель, которая переводится на язык программы и вводится в компьютер.
Проективно-прагматический метод, который дает исследователю общую схему действия. Суть его составляет логика так называемого практического вывода. Необходимо не просто подвести информацию о факте под закон, а подчинить поставленной научно-технической цели информацию о средствах ее достижения.
Метод аппроксимации: слово "аппроксимация" в своем первоначальном значении в математике означает замещение каких-либо математических функций или расчетных схем другими, приближенно выражающими их, эквивалентными им в определенном отношении, а также более простыми функциями или расчетными схемами, для которых уже существуют или могут быть получены известные решения. В технических науках это понятие получило более широкое толкование как процедура решения инженерных задач на теоретических схемах с помощью ряда их эквивалентных замен и упрощений. Сущность метода аппроксимации заключается в компромиссе между точностью и сложностью расчетных схем. Точная аппроксимация обычно приводит к сложным математическим соотношениям и расчетам. Слишком упрощенная эквивалентная схема технической системы снижает точность расчетов. Аппроксимирующие выражения и схемы должны по возможности точно выражать характер аппроксимирующей функции или схемы и в то же время быть как можно проще, чтобы и математические решения были более простыми. Надо подчеркнуть, что для одного режима функционирования технической системы может оказаться предпочтительнее один вид аппроксимации, для других режимов - другие виды.
Технический эксперимент - это деятельность по производству технических эффектов, отчасти может быть квалифицирована как инженерная деятельность, т.е. как конструирование машин, как попытка создать искусственные процессы и состояния, однако с целью получения новых научных знании о природе или подтверждения научных законов, а не исследования закономерностей функционирования и создания самих технических устройств.
К особенностям современного научно-технического эксперимента относят:
а) высокий уровень его материально-технического обеспечения, требующий, как правило, работы целого научного коллектива; б) использование мощных технологий обработки данных (компьютерных
методов, схем статистического анализа, приемов математического моделирования); в) взаимодействие подходов из различных областей науки для решения
конкретных проблем.
Впрочем, до сих пор в прикладных технических науках эксперимент нередко заменяет инженерная деятельность. Именно в инженерной
53
деятельности проверяется адекватность теоретических выводов технической теории и черпается новый эмпирический материал.
Метод декомпозиции (как технический вариант единства анализа и синтеза) применяется для решения сложной технической задачи и сводится к расчленению системы на подсистемы или даже на элементы с целью их детального исследования и последующего синтеза. Например, ракетоноситель как сложная техническая система расчленяется на блоки, которые, в свою очередь, делятся на отсеки, имеющие законченное конструктивное и функциональное назначение. Каждый отсек (топливный, переходный, отсек двигательной установки) подвергается аналитической проработке, а для каждого его элемента проводятся тепловые, прочностные и другие расчеты.
Экстраполяция — распространение знаний о какой-то части объектов, явлений на другую их часть или на совокупность объектов в целом, шире — следствий какой-либо гипотезы или теории с одной сферы описываемых явлений на другие сферы. Так, установив для какого-то газа свойство сжатия и выразив его в виде количественного закона, можно перенести это на другие, не исследованные газы с учетом их коэффициента сжатия. Это распространяется и на прикладное техническое познание.
Выводы: на сегодняшний день насчитывается множество методов технического познания. Как и в естественных науках, методология (наука о методах) техникознания служит определению специфики необходимых методов применительно к техническим наукам. Общим подходом можно считать системный подход, поскольку он наилучшим образом помогает изучить систему техника-природа-человек. Комбинационно-синтезирующий метод позволяет комбинировать различные естественные законы, процессы, силы, детали, принципы работы различных подсистем. Необходимым является метод моделирования, в том числе математического моделирования.
Контрольные вопросы.
1.Каковы взаимоотношения знаний, полученных на эмпирическом и теоретическом уровнях исследования в техникознании?
2.Есть ли какое-то отличие теоретического и эмпирического уровней познания технических и естественных наук?
3.Чем техническая теория принципиально отличается от теории естественнонаучной?
4.Какова роль технической теории?
5.Что составляет содержание технической теории?
6.Какую роль выполняют теоретические схемы в техникознании и технической теории?
7.Какие существуют виды схем? Какую роль они выполняют?
8.В чем заключается специфика эксперимента в технических науках?
9.Раскройте особенности метода проектирования в современном техническом знании.
10.Чем проектирование отличается от конструирования?
11.В чем заключается сущность системного подхода в технических
науках?
54
12.В чем заключается сущность метода системного проектирования?
13.В чем заключаются особенности проектно-ориентированного исследования в современной науке?
14.Что такое аппроксимация и какую роль она играет в технических науках и инженерном проектировании?
ТЕМА IV. ТЕХНИКА И ТЕХНОГЕННАЯ ЦИВИЛИЗАЦИЯ
§1. Научно-технический прогресс и возрастание роли творчества в деятельности инженера.
§2. Специфические черты технического творчества и предпосылки его развития.
§3. Техника и техногенная цивилизация. Противоречия техногенной цивилизации.
§4. Технологический детерминизм. Технократия и технофобия.
§1. Научно-технический прогресс и возрастание роли творчества в деятельности инженера.
Основные понятия: научно-технический прогресс, научно-техническая революция, глобальные проблемы, инновации, инженерная деятельность, творчество, воображение.
Одним из дискуссионных вопросов в философии техники является вопрос о научно-техническом прогрессе и его последствиях.
Научно-технический прогресс (НТП) – единое, взаимообусловленное,
поступательное развитие науки и техники; основа социального прогресса.
Этапы научно-технического прогресса:
1)Первый этап связан со сближением научного и технического прогресса (XVI
– XVIII вв.), когда мануфактурное производство, нужды торговли, мореплавания потребовали теоретического и экспериментального решения практических задач.
2)Второй этап связан с развитием машинного производства с конца XVIII в. – наука и техника взаимно стимулируют ускоряющиеся развития друг друга;
3)Третий этап определяется научно-техническими революциями, охватывает наряду с промышленностью сельское хозяйство, транспорт, связь, медицину, образование, быт. О подлинном научно-техническом прогрессе можно говорить лишь с конца XIX в. и особенно с конца первой половины XX в. До этого наблюдается своего рода инкубационный период, в течение которого достижения науки стимулируют развитие производства и совершенствование техники в форме отдельных эпизодических фактов [15].
Научно-техническая революция (НТР) — понятие, используемое для обозначения тех качественных преобразований, которые произошли в науке и технике во второй половине XX в. Начало НТР относится к середине 40-х гг. XX в. В ходе ее завершается процесс превращения науки в непосредственную производительную силу.
55