Специфика технических наук

Технические науки представляют собой особую область знаний. С одной стороны, они основываются на знании естественных наук, и поэтому, кажется, было бы резонно включить их в одну группу – группу естественных наук. Но с другой стороны, между естественными и техническими науками всё-таки имеются некоторые – и возможно даже существенные – различия.

Естественные науки исследуют действительность, которая существует независимо от человека. Гуманитарные науки, в свою очередь, познают человека и результаты его деятельности. Технические же науки ориентируются не на исследование природы, не на поиск истины, а на достижение какого-либо практического результата; и средством достижения этого практического результата выступает техника.

Таким образом, целью технических наук является создание техники, искусственных предметов, представляющих собой творение рук человека и функционирующих благодаря его действиям.

В задачу технических наук входит также поддержание техники в «рабочем состоянии».

Добавим здесь, что исследование в технических науках осуществляется в трех основных направлениях: это создание а) новой техники, создание б) новых технологий и создание в) новых материалов. (Или, как это ещё значится в патентоведении: а) «устройства», б) «способы», в) «вещество».)

Конечно, для того чтобы разработать и воплотить в действительность какой-нибудь технический проект, требуется знание естественных наук. Ведь искусственно созданные предметы подчиняются тем же закономерностям, что и предметы естественные. Поэтому очень часто техника понималась и понимается до сих пор как прикладное естествознание. Задача естественных наук состоит в том, чтобы открывать законы природы, а задача технических наук – в том, чтобы поставлять эти законы на службу человеку. Именно в таком взаимодействии науки и техники большинство людей и видит единственную ценность научного знания для общества. Но эта точка зрения ещё не отражает истинного положения дел.

В самом деле, в истории человечества технические знания не всегда носили характер научных знаний. Достаточно долгое время они развивались в сфере ремесленного производства и входили в состав ремесленного знания. Ремесленник сам изобретал эффективные способы достижения целей своей деятельности, не обращаясь к естественным наукам. Ведь экспериментальное естествознание появилось только в Новое время, поэтому ремесленники Античности и Средневековья могли руководствоваться лишь своим практическим опытом и представлениями. По всей видимости, глубинные основания своей деятельности ремесленник находил в соответствующей эпохе мировоззрении. Так, например, согласно верованиям алхимиков, техника обладала способностью творить чудеса: она могла избавить человечество от несчастий и страданий земной жизни, а деятельность, направленная на её создание, заключала в себе нечто мистическое, сверхъестественное [37, с. 58]. И это представление служило им таким же ориентиром в деятельности, каким сегодня служат инженеру научные воззрения.

Несомненно, что теперь естественные и технические науки тесно переплетены между собой, и знания, добываемые ими, дополняют друг друга. Но всё-таки в технических разработках в большей мере ценятся такие качества, как прочность, надежность, стандартизация, чувствительность, быстрота и т.п., а в естественных науках – теоретическая глубина, истинность, точность, рискованность нововведения, способствующая прогрессу в теории и т.п., и это связано с тем, что цели исследований естественных и технических наук различны.

Далее, в технических науках существуют и свои особенные методы познания. В процессе создания новой техники, новых материалов или новых технологических процессов, учёные-инженеры осуществляют многократное комбинирование самых различных естественных законов, сил, конфигураций деталей, входящих в проектируемое устройство, до тех пор, пока ими не будет найдена оптимальная, строго определённая последовательность взаимовлияний в целостном единстве уже точно установленных сил, свойств, процессов, законов и подсистем, которые и приводят к появлению (производству) качественно новой техники [38]. Так, например, в ходе проектирования и конструирования авиационных двигателей изучаются самые различные комбинации форм, размеров, конфигураций деталей и узлов двигателя, комбинации материалов, жаростойких сплавов и т.д. И в результате появляются двигатели, которые имеют улучшенные эксплуатационные характеристики.

Данный приём исследований получил название комбинационно-синтезирующий метод, который, можно сказать, является наиболее общим методом, применяемым в технических науках.

Комбинационно-синтезирующий метод не следует, однако, отождествлять с методом «проб и ошибок», когда человек в основном наугад подбирает полезные сочетания, скажем, различных веществ, как это имело место в прошлом при поиске лекарств или строительных материалов. Учёный-инженер комбинирует материалы не «вслепую», а со знанием, пусть в общих чертах, свойств как исходных, так и получаемых материалов.

Разумеется, данный метод не является единственным методом, применяющимся в технических науках. В процессе технического творчества взаимодействуют множество методов: это и общие математические методы, и метод приближенных вычислений (в котором формулы подбираются в зависимости от требуемой степени точности), это и системно-структурный анализ, и информационные методы, это и метод идеализации и формализации, это и общие химико-физические методы, это и специфические методы различных технических наук, это и конкретная (рабочая) методика экспериментальных исследований и т.д.

Наконец, к особенностям технических наук можно отнести также следующее. В технических науках изучается особый круг закономерностей (так называемых технических закономерностей), который не изучается другими науками.

Существует мнение, будто законы изучаются только теоретическими или фундаментальными науками (такими как физика и химия); что же касается техники, то она полностью определяется законами природы. Однако если бы это было так, техника вряд ли бы могла совершенствоваться. Ибо простое приложение закона природы к какому-нибудь процессу производства не выведет нас за пределы старого. Для того чтобы создавать качественно новую технику, необходимо такое объединение различных природных законов, предметов и сил в некое целостное единство, которое не наблюдается в естественных условиях. А это возможно только на основе открытия дополнительных закономерностей, выражающих наиболее общие, устойчивые связи искусственно созданной среды.

Эти закономерности, открываемые в рамках технических наук, представляют собой целостное единство нескольких законов, свойств и процессов природы (в естественных условиях это целостное единство, как правило, не достигается). Эти закономерности имеют объективный характер, поскольку существуют самостоятельно, автономно по отношению к человеку. Эти закономерности повторяются, когда создаются похожие условия, и это позволяет воспроизводить их в технических объектах одного типа.

Вместе с тем, в отличие от законов природы, которые действуют во всей вселенной, технические закономерности действуют лишь в области, ограниченной определёнными техническими устройствами. Иными словами, технические закономерности не существуют вне соответствующей аппаратуры; изменяется техника, изменяются и закономерности.

Таким образом, в области техники появляются закономерности, которых в принципе нет в нетронутой человеком природе – это закон рычага 1-го и 2-го рода, закон передаточного числа шестерен, закон шага винта, гидравлического удара, законы порошковой металлургии, закон превращения поступательного движения во вращательное в кривошипно-шатунном механизме, закон усиления электромагнитных колебаний в катодных трубках, в кристаллах полупроводников, в лазерных устройствах [38, с.71] и т.д.

Кстати говоря, многие из технических закономерностей по существу имеют значение фундаментальных законов природы. К ним можно отнести, например, эффект Джозефсона, наблюдаемый в физике сверхпроводимости, эффект Холла, наблюдаемый в физике металлов, или закон цепной реакции, наблюдаемый в атомной физике. Любопытно то, что в естественных условиях эти законы не существуют, так как природа даже случайно не способна создать весь комплекс необходимых для их возникновения условий.

«Обычная точка зрения: Холл не создавал своего эффекта! – рассуждает по этому поводу Я. Хакинг в книге «Представление и вмешательство» [9, с.136]. – Вся работа требовала мастерства. Вся аппаратура была произведена вручную, при этом был сделан ряд изобретений. Но мы склонны считать, что явления, обнаруженные в лаборатории, представляют собой части Божьего рукоделия, которое ещё предстоит открыть. Такой подход нам кажется естественным. Мы формулируем теории о мире. Мы делаем предположения относительно различных законов природы. Явления суть закономерности, следствия этих законов. Поскольку наши теории направлены на то, чтобы добывать истину о вселенной – Бог писал законы в Своей Книге до начала времен, – то из этого следует, что явления всегда существовали, ожидая своего открытия… Но эффект Холла не существует вне аппаратуры определенного типа. Её современный эквивалент стал технологией, производимой надежным и единообразным способом. Эффект, по крайней мере в чистом состоянии, может быть реализован только в подобных приборах… Эффект Холла не существовал до тех пор, пока Холл не понял, как его выделить, очистить и создать в своей лаборатории».

Таким образом, технические науки имеют, как это видно, свои специфические цели и задачи, систему ценностей, имеют свои специфические методы исследования и даже свои специфические закономерности. И, пожалуй, эти перечисленные особенности дают нам все основания для того, чтобы рассматривать их в качестве особой области знаний, не относящейся «напрямую» к естественным наукам.