Классические и неклассические технические науки
Классические и неклассические технические науки.Существуетдва класса технических наук. К первому относятся «классические» технические науки (например, радиотехника, прикладная механика и электротехника). Они возникли как приложение базовой естественнонаучной теории к инженерной практике. Ко второму классу относятся современные технические науки, сформированные неклассическим способом: в них нет ориентации на одну базовую естественную науку как образец проведения теоретического исследования, они могут быть связаны с несколькими науками. Дело в том, что во второй половине 20 в. произошли глубинные изменения в инженерной деятельности. Первоначально инженерная деятельность ориентировалась только на естествознание и математику, а затем каждая ее отрасль на отдельную техническую науку. Вскоре технические науки стали использовать знания всего комплекса естественных, технических наук и гуманитарных. В результате появился целый класс новых неклассических технических дисциплин, таких как: эргономика, системотехника, системный анализ, дизайн систем, градостроительное проектирование. Неклассические дисциплины выдвигают комплексные задачи, и их решение требует теоретических знаний различных наук. Например, в разработке проблем информатики принимают участие не только инженеры, но и лингвисты, логики, психологи, социологи, экономисты и философы.
Основные черты неклассических технических дисциплин:
1. Комплексность. Для решения сложных задач привлекаются знания из различных областей наук: естественных, гуманитарных и технических.
2. Описывают три типа объектов: 1) системы человек – машина (ЭВМ, пульты управления, полуавтоматы и т.д.), 2) сложные техносистемы (например, инженерные сооружения в городе, самолеты и технические системы их обслуживания – аэродромы, дороги, обслуживающая техника и т.д.) и 3) технологии или техносферу.
3. Синкретизм (нерасчлененность) представлений. Современные технические устройства представляют собой сложные комплексы, состоящие из различных механических блоков, оптических, электрических и автоматических устройств. Их описание не вписывается в существующие классические технические теории. Для этого используется системно - кибернетический подход, дающий синкретические представления об устройстве.
4. Междисциплинарность. В орбиту неклассической дисциплины начинают втягиваться множество дисциплин: системотехника, теория информации, кибернетики и вычислительной техники, электроники, автоматического регулирования и управления и др. Происходит междисциплинарный теоретический синтез поточных и функциональных схем с помощью алгоритмов. Структурные схемы становятся более абстрактными. Они охватывают все подсистемы устройства и их функции, выявляется взаимосвязь между системой и внешней средой. При этом не интересуются внутренними свойствами отдельной подсистемы. Исследуется конфигурация внутренних связей в системе и их комбинации. Для их описания может использоваться теория графов, что позволяет проводить оптимизацию структуры с помощью математических средств.
5. Теоретический аппарат состоит из разнородных теоретических частей, моделей, блок – схем разрабатываемых моделей. В нем присутствуют описания средств и языков, которые используются в исследовании, проектировании и инженерных разработках.
6. Математический аппарат становится все более абстрактным. Возникают проблемы упрощенного и приближенного описания (аппроксимации). Затем приближенные описания усложняются через ряд итераций. Единой методикой для синтеза всех теоретических схем является математическая формализация. Используются теория графов, методы теории статистических решений и т. д
7. Изменилась область применения знаний неклассических наук. Они используются в системотехнике и в нетрадиционном проектировании.
4. Роль методологии гуманитарных дисциплин в проектировании
Впроектирование проникают гуманитарные методы познания. Это меняет его облик и отличает от традиционного проектирования. Главное – уникальность объекта проектирования. Если в классическом проектировании исследуется и проектируется объект, который потом тиражируется во множестве экземпляров и для него применяются типовые методы и расчеты, то современные «человеко – машинные» системы настолько сложны, что не существует типовых способов их создания. И поэтому они уникальны. Они создаются в одном экземпляре и для их разработки используются самые разнообразные методы и средства.
Для классических естественных и технических наук характерен монотеоретический стиль мышления или монологичность. Для гуманитарных наук – диалогичность или одновременная разработка взаимодополнительных или даже конкурирующих концепций на одном и том же материале. Это используется в проектировании. В нем создаются альтернативные варианты планов, проектов и моделей. Для одной и той же технической системы строится множество возможных теоретических представлений. Поэтому такое проектирование, опирающееся на различные теоретические представления как систему понятий, называют в неклассических технических науках системным.
Системное проектирование использует принцип гуманитарного мышления – принцип историзма. Для него характерно постоянное обращение не только к истории самого объекта, но и знаний о нем. Этот принцип используется неклассическими техническими науками. Они обращаются в историю смежных научных дисциплин за образами, концептуальными схемами и идеями. Такое отношение к истории заставляет их постоянно пересматривать свою методологию.
Неклассические технические науки характеризуются сменой идеалов и норм исследований, проблемной и проектной ориентированностью.
Смена идеалов и норм классического научно – технического исследования заключается в том, что профессиональная позиция исследователя становится системной, поскольку ни одна базовая дисциплина не может собрать воедино все отдельные части знаний, аспекты и позиции. Например, в эргономике исследователь не только инженер, но и гигиенист и психолог. Смена норм исследований состоит в том, что из дисциплины уходит монологичность (монотеоретичность), т. е. опора на одну теорию в классических технических науках. Появляется диалогичность, т. е. опора на несколько теорий в различных науках.
Междисциплинарность исследований приводит к стиранию грани между теоретическим исследованием и проектированием. В комплексной научно – технической дисциплине «сплавлены» вместе теоретические и инженерные аспекты. В ее структуре можно обнаружить готовые рецепты инженерной деятельности, которые одновременно являются теоретическим знанием. Это - образцы системотехнической или эргономической деятельности, рецептурные знания (методические рекомендации, дизайн – программы, план – карты, типовые расчеты, стандарты и рабочие инструкции) и списочные структуры (справочники, каталоги и перечни). Все эти элементы являются результатом теоретико-методологической рефлексии инженерного знания. Проблема интерпретации теоретических результатов, как в классических технических науках здесь не возникает. Их адекватность проверяется непосредственно в инженерной деятельности. Поэтому результаты фиксируются в виде рецептурного знания в качестве особых рекомендаций, образцов деятельности, программ и т. д.
Проблемная ориентированность исследований.Неклассические комплексные науки за постановкой проблем и идеями обращаются к истории науки, культуры и искусства. Именно синтез точек зрения, ставшим достоянием истории обеспечивает бурное развитие этих дисциплин, самобытность их теорий.
Проектно – ориентированные исследования в классических и неклассических технических науках.В начале 20 в. проектирование выделилось в самостоятельную область инженерной деятельности. Его цель – создание проекта какой – либо технической системы. Проект представляет собой идеализированные представления о ее устройстве и функционировании. Различают «внешнее» и «внутреннее» проектирование. «Внутреннее» проектирование является конструированием, направленное на создание конкретного изделия и технологию его изготовления. Оно заканчивается выпуском технического и рабочего проектов (чертежей). «Внешнее» проектирование направлено на разработку общей идеи устройства, ее решение с помощью теоретических средств. Результатом является техническое задание и эскизный проект. Таково проектирование в классических технических науках.
С середины 50 – х годов 20 в. проектирование становится системным и начинает применяться только в неклассических технических дисциплинах. Проектная деятельность начинает замыкаться в целостную систему. Схема этой деятельности рассматривается как проект, и ей можно управлять. Происходит «размывание» границ проектирования. С одной стороны, проектная установка проникает в управленческую деятельность, с другой стороны, она сливается с комплексными инженерными исследованиями. В комплексных исследованиях необходимо представлять сложную систему в целом в виде модели и проводить ее оценку.
Лекция № 16