Навігація
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Головна arrow Філософія arrow Історія, філософія і методологія науки і техніки

Специфіка технічних наук

Фундаментальні та прикладні дослідження в технічних науках: поняття технічної теорії

Класичні технічні науки, як відомо, генетично тісно пов'язані із природничими науками. Вони відчувають вплив останніх і в процесі свого функціонування, отримуючи від них вихідні теоретичні уявлення: ідеальні об'єкти і поняття, способи математичних описів, а також самі ідеали науковості. У той же час в технічних науках всі ці взаємопов'язані в нову технічну теорію елементи істотно трансформуються, в результаті чого формується новий тип організації теоретичних знань. Ось чому з повним правом можна стверджувати, що і технічні науки, у свою чергу, стимулюють розвиток природознавства, ставлячи перед ним нові проблеми і теми для дослідження.

Особливість науково-технічних дисциплін полягає в тому, що в них інженерна діяльність часто не тільки доповнює експериментальну, а й виконує функцію експерименту, замінюючи його. Саме в інженерної діяльності перевіряється адекватність теоретичних висновків і виявляється новий емпіричний матеріал для дослідження. Таким чином, науково-технічні дисципліни повинні доводити теоретичні знання до рівня практичних інженерних рекомендацій. Специфіка технічної теорії виражається не стільки у використанні її висновків для пояснення протікають в технічних пристроях природних процесів або навіть необхідності докази застосовності її результатів на практиці, скільки в їх регулярному практичному використанні для створення цих технічних пристроїв.

Думка експерта

Сергій Олексійович Християнович (1908-2000), досліджуючи рух грунтових вод через грубозернисті піски або щебінь, показав, що в даному випадку природничонауковий закон, що встановлює співвідношення між ухилом і швидкістю фільтрації однорідної нестисливої рідини, стає невірним, оскільки в ньому не враховується цілий ряд важливих для вирішення практичних інженерних задач факторів. Щоб заново вирішити поставлене завдання, тобто вивести рівняння руху ґрунтових вод, російський вчений будує новий ідеальний об'єкт, що враховує отримані в інженерній практиці дані: "Нехай фільтрація відбувається через грунт, укладений в трубці настільки тонкою, що в площині її поперечного перерізу напір можна вважати постійним". Причому розглядається ідеалізований "випадок однорідного грунту, ізотропного відносно фільтраційних властивостей". Для подальшого вирішення сформульованої таким чином теоретично проблеми залучаються дані технічно підготовленого ідеалізованого експерименту: "Закон фільтрації для такого грунту, тобто залежність між падінням напору і витратою або швидкістю фільтрації, може бути встановлений, наприклад, з дослідів над фільтрацією через зразки, укладені в трубках ". Далі Християнович від теоретично створеного ідеального об'єкта переходить до дослідження грунтових вод у земляному масиві, тобто до реальних умов [1].[1]

У технічних науках проводяться спеціальні теоретичні (або специфічні фундаментальні) дослідження, аналіз яких стає одним із важливих завдань сучасної методології та історії науки. Ось чому так важливо провести розрізнення теоретичного та емпіричного рівнів знання.

Емпіричний рівень технічної теорії включає в себе знання:

  • а) практико-методичні, пов'язані з діяльністю суб'єкта по створенню певного продукту;
  • б) технологічні, що представляють собою знання про взаємодію перетворюваного об'єкта і використовуваних для цього знарядь праці, тобто в широкому сенсі про методи створення артефактів і принципи їх застосування;
  • в) конструктивно-технічні, що відображають структурні та функціональні особливості різних конструктивних елементів технічного пристрою.

Теоретичний рівень технічних знань залежить від розвитку власне технічної теорії. У структурі технічної теорії можна виділити три типи теоретичних схем:

  • 1) функціональні, що мають на меті математичний опис;
  • 2) процесуальні, які виділяють в технічному пристрої протікають в ньому природні (особливо фізичні) процеси, тобто процеси функціонування;
  • 3) структурні, що представляють собою параметри і розрахунки конструкції, тобто структури даного пристрою.

У процесі становлення технічної теорії функціональні схеми виникають на основі вихідних теоретичних моделей математики, а процесуальні схеми будуються на базі уявлень відповідної базової природничо-наукової теорії.

Формування технічної теорії, як правило, відбувається наступним чином. Спочатку виникає інженерне завдання створення технічного пристрою певного типу, яка на перших постає у вигляді певної структурної схеми, а потім перетвориться в картину природного фізичного процесу, що відображає функціонування даного пристрою. Інженерне завдання переформуліруется в наукову проблему, а потім в задачку, решаемую дедуктивним шляхом. Цей шлях (знизу вгору) називається аналізом схем, а протилежний йому - синтезом схем. Він дозволяє на базі вже наявних конструктивних елементів, точніше, відповідних їм ідеальних об'єктів, синтезувати нове технічне пристрій (вірніше, його ідеальну модель або теоретичну схему) за певними правилами дедуктивного перетворення, розрахувати його основні параметри і проімітувати його функціонування. Вироблене на основі ідеальної моделі рішення потім послідовно переноситься на рівень інженерної практики. Головне завдання технічної теорії полягає в розробці різних типів структурних схем для різних (усіляких) вимог і умов. Тим самим заздалегідь теоретично забезпечується створення відповідних технічних пристроїв.

Математичні моделі виконують в технічній теорії різні функції, насамперед, наприклад, інженерних розрахунків. У розвинутій технічної теорії такі моделі використовуються для аналізу та синтезу теоретичних схем. Застосування математичних методів для верифікації ідеальних об'єктів служить саморозвитку технічної теорії. За допомогою маніпуляції математичними параметрами отримують нові знання про процеси, що протікають в технічних пристроях, без звернення до інженерній практиці, хоча математичні методи в ході їх застосування самі зазнають певних змін, пристосовуючись до вирішення специфічних науково-технічних завдань. Саме таким чином, зокрема, виникло операційне числення, спочатку розвинене для вирішення практичних інженерних задач та отримало свою досконалу логічну форму значно пізніше.

Застосування математики в рамках проведення інженерних розрахунків вимагає певної ідеалізації технічних систем. Дослідник - представник технічної науки - працює одночасно з теоретичними схемами як фізичної, так і технічної теорії, а також з математичними моделями, які інтерпретуються, з одного боку, з точки зору їх фізичного сенсу, а з іншого - з позицій змісту інженерної діяльності. Власна діяльність дослідника полягає в пошуку наукового обгрунтування для засобів ідеального опису стоять перед ним пізнавальних завдань, які виявляються в процесі інженерної діяльності. При цьому подібна ідеалізація будується таким чином, щоб були можливі переходи між шарами теоретичних схем, які в якості кінцевого результату припускають використання їх у розрахунках проектувальників нової техніки.

Приклад

Послідовну універсальну теоретичну схему для дослідження різного роду механізмів розробив російський машіновед Леонід Володимирович Ашшур (1878-1920), виходячи з єдиних принципів їх структурної класифікації. Така схема давала можливість не тільки розподіляти механізми на групи за загальними ознаками, а й застосовувати загальні методи вирішення завдань. Деякі з них були розроблені самим Ассуром, наприклад методи "особливих точок", "помилкових картин швидкостей" і т.п., а методи, розроблені іншими вченими та інженерами, він включив у контекст своєї класифікації. Ці методи полягали у встановленні чіткої відповідності між геометричними уявленнями механізму (функціональними схемами) і його кінематичними (поточними) схемами. Тоді за допомогою деяких додаткових графічних побудов (побудови годографов швидкостей і прискорень), а також вирішення деяких систем рівнянь вдається визначити небезпечні значення напруг і методами теорії механізмів і машин змінити в потрібному напрямку становище. Іншими словами, інженерне завдання розробки надійного, міцного і довгостроково діючого механізму зводиться до наукової проблеми дослідження тисків в парах механізму з метою визначення напружень в його ланках, що в контексті фізичного представлення означає визначити сили, що діють на його ланки. При цьому сам механізм розглядається як деякий фізичне тіло в природному, а не штучному модусі розгляду. Далі, модифікуючи цю наукову проблему в математичну задачу, необхідно представити механізм і його руху вже не як руху фізичного тіла, а як ряд геометричних фігур, кожна з яких відповідає певному положенню елементів механізму. Причому ці елементи розглядаються тепер у вигляді математичних точок, а діючі на них сили - у вигляді векторів [2].[2]

Отже, сучасні науково-технічні дисципліни більше неможливо розглядати лише як прикладні області відповідних природничих наук, бо в них побудовані власні - технічні - теорії.

  • [1] Див .: Християнович С. А. Механіка суцільного середовища. М.: Наука, 1981. С. 302-303.
  • [2] Див .: Артоболевский І. І., Боголюбов А. Н. Леонід Володимирович Ашшур (1878-1920). М.: Наука, 1971. С. 125-130; Добровольський В. В., Артоболевский І. І. Структура і класифікація механізмів. М.; Л., 1935. С. 65.
 
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук