Этапы рационального обобщения техники

Рациональным обобщением техники называется теоретическое обобщение отдельных областей технического знания в различных сферах техники. В истории техники существует несколько этапов рационального обобщения. Первый этап связан с необходимостью обучения ремесленной технологии. Он занимает период с 15 в. по 18 в. Нужны были справочники, пособия, учебники по производству металлов и сплавов, вопросам разведки полезных ископаемых, горному делу, архитектуре и механике. В 1556 г. выходит труд немецкого инженера Георгия Агриколы «О горном деле и металлургии в двенадцати книгах», позже появляются издания, посвященные «театрам машин», и «театрам мельниц». Первые издания носят описательный характер, математический расчет в них встречается редко. Положение меняется в 18 столетии. Возникает потребность научного описания техники и систематизации накопленных научно – технических знаний в связи с подготовкой инженеров в училищах. В России в 1773 г. было учреждено Петербургское Горное училище, а во Франции в 1794 г. математиком и инженером Гаспаром Монжем была создана Парижская политехническая школа. В этих учебных заведениях была ориентация на научную подготовку инженеров.

Второй этап рационализации техники связан с попыткой систематизировать различные производства в технических ремеслах, чтобы облегчить их изучение. Это было осуществлено Иоганном Бекманом в «Общей технологии», вышедшей в печать в 1777 г. и во французской «Энциклопедии» Дидро. По замыслу «Энциклопедия» должна была собрать все знания, рассеянные по земле, чтобы ознакомить с ними всех людей. Этот проект должен был опрокинуть барьеры между ремеслами и науками и дать им свободу. Несмотря на претензии на научность, эти попытки были рациональным обобщением технического опыта с помощью здравого смысла. Техника продолжает развиваться на эмпирической базе.

Третий этап рационального обобщения связан с появлением в 19 в. технических наук или первых технических теорий: технической механики, сопротивления материалов, гидростатики, электротехники, технической термодинамики и др. На основе этих наук начинают разрабатываться различные технические системы. Теоретическое техническое знание возникло в процессе ответа на вопросы, возникающие при создании и эксплуатации технических объектов. Произошел перенос представлений, выработанных в естественных науках в сферу техники. От идеальных естественно – научных объектов (понятий) перешли к идеальным техническим объектам. Например, от понятий теории твердого тела перешли к понятиям теоретической механики. Техника стала научной в том плане, что она стала вырабатывать свои собственные специальные технические науки.

Наиболее ярко эта линия развития выразилась в научной подготовке инженеров Парижской политехнической школы. В программу обучения была заложена ориентация на естественнонаучную и математическую подготовку будущих инженеров. Впоследствии Политехническая школа стала центром развития математического естествознания и техники. По образцу Школы вскоре были созданы инженерные учебные заведения Германии, Испании, США и России.

Четвертый этап рационального обобщения охватывает этап с середины 19 в. по настоящие дни. Начиная с середины 19 в. технические науки образовали особый класс научных дисциплин, отличающихся от естественных наук, как по объекту, так и по внутренней структуре. Они стали дисциплинарно организованными и начались процессы дифференциации и интеграции технических дисциплин. Формируется множество самых различных научно – технических дисциплин и соответствующих им сфер инженерной деятельности. Сами инженерные задачи становятся комплексными. Они требуют учета экологических и социальных аспектов. В сфере техники и технических наук начинает формироваться слой фундаментальных знаний. Это приводит к дальнейшей специализации технических наук. Разделение труда требует стыковки различных типов инженерных задач. Проектная установка проникает в сферу науки, а познавательная - в область инженерной деятельности.

Высшую ступень рационального обобщения представляет собой системотехника, сложившаяся в 60 – е годы 20 в. Это попытка комплексного теоретического обобщения всех отраслей современной техники и технических наук. При этом ориентация происходит не только на естественнонаучное, но и на гуманитарное образование инженеров. Системотехникой называется особый вид инженерной и технической деятельности, направленный на создание сложных технических систем. В системотехнике происходит полный цикл функционирования научного знания – от его получения до использования на практике.

Системотехника является продуктом развития традиционной инженерной деятельности и проектирования. Но она отличается от них тем, что возросла сложность проектирования технических систем и появились новые дисциплины, которые занимаются проектированием этих систем на принципах системного подхода, физического и математического моделирования, например, кибернетика и информатика. Особое значение в системотехнике приобретает деятельность, направленная на руководство всеми видами технической деятельности: проектирование компонентов, конструирование, отладку, разработку технологии, разработку средств общения человека и машины, интеграцию частей проектируемой системы в единое целое. Для этого инженеру – системотехнику нужно разбираться во множестве вопросов. Он должен знать: теорию систем, линейную алгебру и матрицы, теорию цепей, теорию надежности, теорию вероятностей, теорию информации, кибернетику, моделирование, биологические, социальные и информационно – вычислительные системы и т.д. Но самое главное заключается в том, что он должен не только уметь создать сложное техническое устройство, но и уметь управлять им.

Системотехника оказывает колоссальное влияние на развитие общества. Она создает современную материальную культуру. Например, «компьютерная революция» создала техническую и технологическую основу для создания миниатюрных технических систем, новые формы передачи информации, основанные на принципах цифрового кодирования, новое программное обеспечение для персональных компьютеров, системы искусственного интеллекта и т. д. Все это позволило улучшить качество нашей жизни.