технические науки

технические науки
        ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ — область исследования, проектирования и конструирования искусственных объектов с помощью естественнонаучных и математических методов, цели которой определяются практическим использованием полученных результатов для удовлетворения человеческих потребностей. Если естественные науки описывают законы первой природы, то Т. н. характеризуют закономерности второй природы, т.е. технического мира. Знания Т. н. оцениваются не только на истинность, но и на эффективность, поскольку создаются специально для использования в технике и инженерной деятельности. Первоначально (17—18 вв.) в инженерной деятельности использовались знания из определенных естественных наук (отобранные или специально построенные), а также технологические знания (описание конструкций, технологических операций и т.д.). Такие знания позволяли задать естественный процесс, который реализовался в инженерном устройстве, а также определить в расчете точные характеристики конструкций, обеспечивающих данный процесс. Пока речь шла об отдельных изобретениях, проблем не возникало. Однако начиная с 18 столетия складывается промышленное производство и возникает потребность в тиражировании и модификации изобретенных инженерных устройств (парового котла и прядильных машин, станков, двигателей для пароходов и паровозов и т.д.). Резко возрастает объем расчетов и конструирования, в силу чего все чаще инженер имеет дело не только с разработкой принципиально нового инженерного объекта (т.е. с изобретением), но и с созданием сходного (модифицированного) изделия (напр., машины того же класса, но с др. характеристиками — иной мощностью, скоростью, габаритами, весом, конструкцией и т.д.).
        Разработка поля однородных инженерных объектов позволяла сводить одни случаи к др., одни группы знаний к др. В результате начинают выделяться и описываться определенные группы естественнонаучных знаний и схем инженерных объектов — те, которые объединяются самой процедурой сведения. Фактически это были первые знания и объекты Т. н., но существующие пока еще не в собственной форме. На этот процесс накладывались два др.: онтологизация и математизация. Онтологизация представляет собой поэтапный процесс схематизации инженерных устройств, в ходе которого эти объекты разбивались на отдельные части и каждая замещалась «идеализированным представлением» (схемой, моделью). Подобные идеализированные представления вводились для того, чтобы к инженерному объекту можно было применить, с одной стороны, математические знания, с др. — естественнонаучные знания. Замещение инженерного объекта математическими моделями было необходимо и само по себе, как необходимое условие изобретения, конструирования и расчета, и как стадия построения нужных для этих процедур идеальных объектов естественной науки.
        Накладывая» друг на друга, описанные здесь три основных процесса (сведения, онтологизации и математизации) и приводят к формированию первых идеальных объектов и теоретических знаний Т. н. (схема колебательного контура, кинематического звена и др.). Почти с первых шагов формирования Т. н. на них был распространен идеал организации естественных наук.
        Важный фактор, повлиявший на формирование Т. н., — стремление заменить громоздкие способы и процедуры получения отношений между параметрами инженерного объекта процедурами более простыми и изящными. Напр., в некоторых случаях громоздкие процедуры преобразования и сведения, полученные в двух слоях, существенно упрощаются после того, как исходный объект замещается сначала с помощью уравнений математического анализа, затем в теории графов, и преобразования осуществляются в каждом из слоев. Еще один фактор — это процесс математизации. Если на первой стадии используются отдельные математические знания или фрагменты математических теорий, то в дальнейшем в Т. н. переходят к применению целых математических аппаратов (языков). Это позволяет: а) успешно решать не только задачи анализа, но и задачи синтеза технических устройств, б) исследовать всю изучаемую область инженерных объектов на предмет теоретически возможных случаев, в) выйти к теории идеальных инженерных устройств (напр., теории идеальной паровой машины, теории механизмов, теории радиотехнического устройства и т.д.).
        Идеальное устройство — это конструкция, которую исследователь создает из элементов и отношений идеальных объектов Т. н., но которая является моделью инженерных объектов определенного класса, имитируя основные процессы и конструктивные образования этих инженерных устройств. Др. словами, в Т. н. появляются не просто самостоятельные идеальные объекты, но и самостоятельные объекты изучения квазиприродного характера. Построение подобных конструкций-моделей существенно облегчает инженерную деятельность, поскольку инженер-исследователь может теперь анализировать и изучать основные процессы и условия, определяющие работу создаваемого им инженерного объекта.
        В отличие от Т. н. классического типа, возникших, как правило, на базе одной естественной науки (напр., электротехника формируется на базе теории электричества), Т. н. неклассического типа (комплексные), напр. теоретическая радиолокация или информатика, складываются на базе нескольких естественных наук. Они состоят из разнородных предметных и теоретических частей, включают системные и блок-схемные модели разрабатываемых объектов, а также описание средств и языков, используемых в исследовании, проектировании или инженерных разработках. Комплексные Т. н. отличаются и по объектам исследования. Помимо обычных технических и инженерных устройств, как правило, более сложных, чем в традиционной инженерии, они изучают и описывают еще, по меньшей мере, три типа объектов: системы человек—машина (ЭВМ, пульты управления, полуавтоматы и т.д.), сложные техносистемы (напр., инженерные сооружения в городе, самолеты и технические системы их обслуживания — аэродромы, дороги, обслуживающая техника и т.д.) и, наконец, такие объекты, как технология или техносфера.
        При формировании неклассических Т. н., в свою очередь, можно выделить несколько этапов. На первом этапе складывается область однородных, достаточно сложных инженерных объектов (систем). Проектирование, разработка, расчеты этих объектов приводят к применению (и параллельно, если нужно, к разработке) нескольких технических теорий классического типа. При этом задача заключается не только в том, чтобы описать и конструктивно определить различные процессы, аспекты и режимы работы проектируемой (и исследуемой) системы, но и «собрать» все отдельные представления в единой многоаспектной модели (имитации). На втором этапе в разных подсистемах и процессах сложного инженерного объекта нащупываются сходные планы и процессы (регулирование, передача информации, функционирование систем определенного класса и т.д.), которые позволяют, во-первых, решать задачи нового класса, характерные для таких инженерных объектов (напр., установление принципов надежности, управления, синтеза разнородных подсистем и т.д.); во-вторых, использовать для описания и проектирования таких объектов определенные математические аппараты (математическую статистику, теорию множеств, теорию графов и т.п.). На третьем этапе в Т. н. неклассического типа создаются теории идеальных инженерных устройств (систем). Напр., в теоретической радиолокации после 50-х гг. были разработаны процедуры анализа и синтеза теоретических схем РЛС. С этой целью строится идеальный объект радиолокации — «идеальная РЛС», относительно которой формулируются основное уравнение дальности радиолокации и уравнения, определяющие ее рабочие характеристики. Создание теории идеальных инженерных устройств венчает формирование и классических и неклассических Т. н. Идеальные инженерные устройства живут и функционируют не только по законам первой природы, но и по «законам» второй природы, в которой рождаются и живут инженерные объекты.
        В.М. Розин

Энциклопедия эпистемологии и философии науки. М.: «Канон+», РООИ «Реабилитация». И.Т. Касавин. 2009.