Формирование технических дисциплин происходило различными путями. Технические дисциплины о двигателях основываются на результатах естествознания, на знании законов природы и применении законов физики к технике. Прикладной характер носят техническая кинематика, динамика машин и учение о деталях машин. Эти дисциплины сформировались на базе теоретической механики и начертательной геометрии, что выразилось в создании специального языка.
Технические науки формировались не только путем приложения естествознания к технике, но и путем использования многовекового опыта техники, его осмысления и придания ему логически четкого вида. Таким путем формировались науки о различных типах машин, материаловедение и пр. Проверенные на практике эмпирические данные этих технических дисциплин сохранялись и включались в общую науку о машинах. И до сих пор многие приемы изготовления и эксплуатации техники не получили должного теоретического обоснования.
Формирование технической науки положило конец ремесленному отношению к технике, когда те или иные механизмы совершенствовались по частям в течение многих десятилетий и даже столетий. Понимание того, что машина представляет собой преобразование движения в форму, нужную производству и в своей сущности состоящую из кинематических пар, легло в основу научного конструирования разнообразных технических устройств в XIX в.
Из сказанного видно, что техническая наука исследует свой объект, хотя она способна объяснить функционирование и ремесленных, ручных орудий труда, которые создавались без научного обоснования. Объект технической науки формируется в процессе выделения существенных и необходимых свойств техники, конструирования машины. Машина, ее компоненты, отношения между ними, их композиция, природная основа компонентов и технологический процесс - все это объект технической науки.
Объект технической науки является источником научно-технического познания. Его исследование дает, в частности, конструктивные структуры и их элементы. В структуре фиксируется устойчивость, повторяемость, необходимость, закономерность композиции элементов машины. По отношению к структуре компонент машины выступает в виде элемента. Мысленное получение элемента структуры связано с отвлечением от физической размерности и природной основы компонента. В конечном счете все научно-технические понятия являются отображением технического объекта.
Понятия "технический объект" и "объект технической науки" выполняют различную методологическую функцию в философском анализе техники и научно-технического познания. В понятии "технический объект" фиксируется реально изменяемая в практике сторона объективного мира. Технический объект отображается в философских, общественных, естественных и технических науках, и каждый раз наука вычленяет свойственную ей предметную область. В понятии "объект технической науки" фиксируется предмет технических наук, их отношение к объективной реальности. Главным объектом технических наук является машина, так как с ее помощью организуется технологический процесс и ею он регулируется. Машина облегчает и заменяет труд человека, служит средством достижения цели. Взаимодействие рабочего орудия с объектом преобразования составляет особую предметную область технической науки технологию. Важную предметную область образует и сопротивление материалов, из которых изготовляются детали машин и которые подвергаются в машине напряжениям, деформации и пр.
В технической науке прежде всего выделяются исследования элементов, их отношений и технических структур. Для формирования предмета технической науки важно выделить, описать и объяснить технические элементы, их отношения и возможные структуры, в которых материализуются полезные для общества производственные функции. Но на этом техническая наука не кончается. Она включает в себя правила синтеза новых технических структур, расчетные методы и формы проектирования. Мысленно сконструированные технические структуры подвергаются анализу. Они исследуются с точки зрения законов динамики, конструирования, технологии и эксплуатации. Только после этого возможны теоретические выводы о важности и полезности полученных результатов.
Своим исследовательским характером техническая наука отличается от технического творчества, для которого важен практический целеустремленный синтез технического устройства, когда создается схема механизма для наперед заданных производственных функций. Часто такой синтез осуществляется без соответствующего теоретического обоснования.
Правила и нормы проектирования, графические и аналитические методы расчета сближают техническую науку с техническим творчеством, проектно-конструкторскими работами. Предмет технических наук формируется в непосредственной зависимости от творчества техники. В этом - специфика технических наук, которые представляют собой средство совершенствования техники, переосмысления естественнонаучных данных, открытия технологических методов и изобретения технических конструкций.
В качестве важнейшего фактора технического творчества выступают правила, предусматривающие достижение прочности и надежности технического средства, износостойкости и теплостойкости его деталей и пр. Эти правила образуют рамки конструирования, исключая из него то, что не соответствует выработанным технической наукой критериям функционирования машин. На базе правил и норм инженерной деятельности разрабатываются методы решения задач. Принципы выступают как предпосылки деятельности, как ее организующее и направляющее начало. Таким образом, в предмет технических наук входят не только закономерности технического объекта, но и закономерности технического проектирования, методы, правила, нормы и принципы проектирования техники.
1.2. Основные компоненты технического знания
Исторически возникновение и становление первых технических наук относят к концу XVIII - первой трети XIX в. Использование природных сил, овеществляемых в машинах, в качестве непременного условия требовало сознательного применения естествознания. Это обстоятельство вызвало революционные изменения в характере самой познавательной деятельности. Именно в силу этого впервые возникли такие практические проблемы, которые могли быть разрешены лишь научным путем.
Таким образом, возникла потребность в прикладном научном знании. Эмпирическое, опытное естественно-техническое знание получило мощный импульс к развитию, к превращению в особую систему научного знания. Гносеологический анализ теории машин, первой и наиболее развитой ныне технической науки, дает достаточно оснований для того, чтобы "сконструировать" примерную модель технической науки как специфического вида научного знания. Такая модель может в сжатом виде выявить основные, "типовые" компоненты и структуру понятийного аппарата. На ее основе становиться возможным составить известное представление о появлении и развитии многих технических наук, не прибегая к анализу каждой из них. Такие элементы технической теории, как идея, принцип, закон, понятие, метод и др., рассматриваемые через призму отражаемых в них существенных свойств технических объектов в их системной связи, наиболее четко обнаруживаются в теории машин.
В понятийном аппарате современной теории машин можно выделить следующие компоненты:
1. Социально-техническая идея как отражение социального противоречия, определившего техническую потребность в машинном производстве. Она выступает исходным моментом в объяснении социальной функции технического объекта и построение его теории.
2. Естественно-технический принцип теории машин. Таким принципом явился принцип конструирования искусственной системы взаимодействующих механизмов, способной реализовать заданную социальную функцию.
3. Социально-техническая идея, естественно-технический принцип ее реализации определяют предметное содержание и метод теории машин, вскрывают целую совокупность собственно технических противоречий машинных устройств, проявляющихся в каждом техническом параметре технических средств, разрешение которых ведет к технической оптимизации функции машинного устройства путем постоянно контролируемого взаимодействия между отдельными элементами конструкции.
4. Конструктивно-технический метод в науках о машинах представляет важнейший структурный элемент теории. В данной теории метод функционирует только в самых главных чертах, поскольку конструктивное воплощение теоретической модели машины рассматривается практически да пределами данной теории.
Современные технические науки по мере усложнения исследуемых ими технических систем, несущих сложные социальные функции, сближаются в известном плане с общественными науками. Появился раздел социально-технических знаний, который нацелен на исследование технических устройств с точки зрения технико-экономических, инженерно-психологических, технико-эстетических, эргономических, экологических и других социальных характеристик.
2. ПРОБЛЕМЫ ПОЗНАВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ЧЕЛОВЕКА С ЭВМ
Интенсивное развитие информационно-вычислительной техники и ее широкое использование при решении различных технических, научно-исследовательских и управленческих задач обусловило актуальность исследований и разработок, связанных с проблемой повышения эффективности взаимодействия человека с ЭВМ.
При использовании ЭВМ человек выполняет самые разнообразные функции, начиная с технического обслуживания аппаратуры и кончая управлением сложными экспериментами и принятием ответственных решений на высших уровнях управления. Необходимость расширения сферы эффективного использования ЭВМ ставит перед многими отраслями современной науки комплекс весьма сложных задач. В частности, задачи психологии не ограничиваются проектированием и оценкой только языков, методов и средств информационного взаимодействия человека с ЭВМ, таких, как индикаторные устройства и пульты вывода информации, хотя они, без сомнения, делают возможным, ускоряют, расширяют или усиливают взаимодействие человека с ЭВМ.