Философия науки и техники. Проблемы начала XXI века
Прайс определяет технику как исследование, главным продуктом которого является не публикация (как в науке), а – машина, лекарство, продукт или процесс определённого типа и пытается применить модели роста публикаций в науке к объяснению развития техники.
В данном случае философы науки пытаются перенести модели динамики науки на объяснение развития техники. Однако этот взгляд представляется весьма узким. Конечно, это не означает, что многие результаты, полученные в современной философии науки, не могут быть использованы для объяснения и понимания механизмов развития техники, особенно вопроса о соотношении науки и техники. Однако некоторые факты приведенные ниже указывают на то, что логика развития техники несколько отлична.
Согласно такой точки зрения, наука развивалась, ориентируясь на развитие технических аппаратов и инструментов, и представляет собой ряд попыток исследовать способ функционирования этих инструментов. Германский философ Гернот Беме приводит в качестве примера теорию магнита английского учёного Вильяма Гильберта, которая базировалась на использовании компаса. Аналогичным образом можно рассмотреть и возникновение термодинамики. Термодинамика возникла в первой половине XIX века в связи с развитием теории тепловых машин (С. Карно) и установлением закона сохранения энергии (Ю. Р. Майер, Дж. Джоуль, Г. Гельмгольц).
Другими примерами являются открытия Галилея и Торричелли, к которым их привело знакомство с практической работой инженеров, строивших водяные насосы. По мнению Беме, техника ни в коем случае не является применением научных законов, скорее, в технике идёт речь о моделировании природы сообразно социальным функциям. «И если говорят, что наука является базисом технологии, то можно точно также сказать, что технология даёт основу науке… Существует исходное единство науки и технологии Нового времени, которое имеет свой источник в эпохе Ренессанса. Тогда механика впервые выступила как наука, как исследование природы в технических условиях (эксперимента) и с помощью технических моделей (например, часов и т. п.)»14.
Через появление лабораторий при производстве начинается процесс зарождения собственно технического знания, как связующего звена между наукой и практикой. «Прогресс в добыче металлов (железа) и открытии новых источников энергии (паровая машина) сделал затем необходимыми систематические эксперименты и точные расчеты. С учреждением соответствующих лабораторий для специфических нужд технических наук (в Германии они появились поначалу при Высшей технической школе в Мюнхене в 1871 г.) также стало очевидным, что технические дисциплины обладают своей собственной, отличной от естественных наук предметной областью»15.
В известной степени техника находится между наукой и природой, являясь каналом, по которому идеи человека транслируются в мир природы. Таким же образом идет и обратный поток – познавая природу, через технику применения её элементов, человек обогащает научные знания. Можно сказать даже, что техника ближе к природе, нежели к науке, так как технические объекты и природные осязаемы. Утверждение Бёме о точ, что техника дает основу науке, отчасти верно, поскольку прогресс науки зависел в значительной степени от изобретения соответствующих научных инструментов (технических инструментов созданных специально для научных целей). Причём многие технические изобретения были сделаны до возникновения экспериментального естествознания, например, телескоп и микроскоп.
Можно в том числе утверждать, что без всякой помощи науки были реализованы крупные архитектурные проекты. Например, одно из семи чудес – египетские пирамиды в Гизе были построены только с использованием физического труда и технических устройств, в частности с помощью подъемных машин. Без сомнения, прогресс техники сильно ускоряется наукой; верно также и то, что «чистая» наука пользуется техникой, т. е. инструментами, а наука была дальнейшим расширением техники. Но это ещё не означает, что развитие науки определяется развитием техники. А к современной науке, скорее даже, применимо противоположное утверждение.
Четвёртая точка зрения, приводимая Гороховым в работе «Основы философии техники и технических наук», оспаривает предыдущую, утверждая, что техника науки, т. е. измерение и эксперимент, во все времена обгоняет технику повседневной жизни. Это объясняется проявлением единства двух противоположных тенденций во взаимосвязи науки и техники. С одной стороны, возрастает роль техники в развитии науки, усиливается зависимость развития науки от уровня развития и запросов техники. С другой – увеличивается относительная самостоятельность развития науки от техники, что проявляется, в частности, в опережении отдельными отраслями науки непосредственных запросов техники и даже в рождении наукой отдельных отраслей.
Эти противоположные и взаимосвязанные тенденции и свидетельствуют о не одинаковых темпах развития техники на ее разных структурных уровнях. Темпы развития техники как источника развития науки являются большими, чем темпы развития самой науки. Этим обеспечивается, с одной стороны, определяющая роль техники по отношению к науке. С другой стороны, темпы развития техники как результата реализации научных знаний ниже темпов роста этих знаний. В силу этого рост научных знаний опережает непосредственные запросы техники. Таким образом, мы получаем, что развитие техники науки опережает развитие техники повседневной жизни.
Этой точки зрения придерживался, например, А. Койре, который оспаривал тезис, что наука Галилея представляет собой не что иное, как продукт деятельности ремесленника или инженера. Он подчёркивал, что Галилей и Декарт никогда не были людьми ремесленных или механических искусств и не создали ничего, кроме мыслительных конструкций. С его точки зрения не Галилей учился у ремесленников на венецианских верфях, напротив, он научил их многому. Он был первым, кто создал первые действительно точные научные инструменты – телескоп и маятник, которые были результатом физической теории. При создании своего собственного телескопа Галилей не просто усовершенствовал голландскую подзорную трубу, а исходил из оптической теории, стремясь сделать невидимое наблюдаемым, из математического расчёта, стремясь достичь точности в наблюдениях и измерениях.
Измерительные инструменты, которыми пользовались его предшественники, были по сравнению с приборами Галилея ещё ремесленными орудиями. Новая наука заменила расплывчатые и качественные понятия аристотелевской физики системой надёжных и строго количественных понятий. Заслуга великого учёного в том, что он заменил обыкновенный опыт основанным на математике и технически совершенным экспериментом. Декартовская и Галилеевская наука имела огромное значение для техников и инженеров. То, что на смену миру «приблизительности» и «почти» в создании ремесленниками различных технических сооружений и машин приходит мир новой науки – мир точности и расчёта, – заслуга не инженеров и техников, а теоретиков и философов. Примерно такую же точку зрения высказывал Луис Мэмфорд: «Сначала инициатива исходила не от инженеров-изобретателей, а от учёных… Телеграф, в сущности, открыл Генри, а не Морзе; динамо – Фарадей, а не Сименс; электромотор – Эрстед, а не Якоби; радиотелеграф – Максвелл и Герц, а не Маркони и Де Форест…» Преобразование научных знаний в практические инструменты, с точки зрения Мэмфорда, было простым эпизодом в процессе открытия. Из этого выросло новое явление: обдуманное и систематическое изобретение. Например, телефон на большие дистанции стал возможен только благодаря систематическим исследованиям в лабораториях Белла16.
Горохов же оценивает и этот взгляд как весьма односторонний. Хорошо известно, что ни Максвелл, ни Герц не имели в виду технических приложений развитой ими электромагнитной теории. Герц ставил естественнонаучные эксперименты, подтвердившие теорию Максвелла, а не конструировал радиоприёмную или радиопередающую аппаратуру, изобретённую позже. Потребовались ещё значительные усилия многих учёных и инженеров, прежде чем подобная аппаратура приобрела современный вид. Верно, однако, что эта работа была связана с серьёзными систематическими научными (точнее, научно-техническими) исследованиями. Как например «в случае с радио (Маркони, 1895—1907) и с вентелем Флеминга (1904), которые были тесно связаны с работой Максвелла по электромагнетизму (1873). Другим примером является химия, где разработка периодической системы (Менделеев, 1871) и развитие основных теорий химических соединений (Кекуле, 1858—1866) подготовили фундамент для того, что должно было стать первой отраслью промышленности, „основанной на науке“»17.
В то же время технологические инновации вовсе не обязательно являются результатом движения, начинающегося с научного открытия. Эта теория находит свое подтверждение и в наше время. Например, результаты работы большого адро́нного коллайдера – ускорителя заряженных частиц на встречных пучках, предназначенного для разгона протонов и тяжёлых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений, исключительно важны с научной точки зрения, так как дают возможность смоделировать процессы, происходящие в «чёрных дырах». Но с другой стороны эти результаты на данном этапе развития человечества не имеют практического применения в повседневной жизни.
Наиболее реалистической и исторически обоснованной точкой зрения (пятая точка зрения) является та, которая утверждает, что вплоть до конца XIX века регулярного применения научных знаний в технической практике не было, но это характерно для технических наук сегодня. «Принцип XVIII века, что наука больше обязана технике, чем наоборот, – пишет П. Вайнгарт, – был неприменим в XIX веке. Отношения между наукой и техникой, если они вообще существовали, были несистематическими…»18 В течение XIX века отношения науки и техники частично переворачиваются в связи со «сциентификацией» техники. Этот переход к научной технике не был, однако, однонаправленной трансформацией техники наукой, – он был их взаимосвязанной модификацией. Другими словами, «сциентизация техники» сопровождалась «технизацией науки».
Техника и наука большую часть своей истории были мало связаны друг с другом. В античной культуре наука и техника рассматривались как принципиально различные виды деятельности. В античном мышлении существовало четкое различение эпистеме, на постижении которого основывается наука, и тэхнэ, практического знания, которое необходимо для дела и связано с ним. Тэхнэ не имело никакого теоретического фундамента, античная техника всегда была склонна к рутине, сноровке, навыку; технический опыт передавался от отца к сыну, от матери к дочери, от мастера к ученику. Древние греки проводили четкое различение теоретического знания и практического ремесла. И такое разделение продолжалось вплоть до XIX века. Люди могли делать и делали устройства, не понимая, почему они так работают. В то же время естествознание решало в основном свои собственные задачи, хотя часто отталкивалось от техники. Инженеры, провозглашая ориентацию на науку, в своей непосредственной практической деятельности руководствовались ею незначительно. После многих веков такой «автономии» наука и техника соединились в XVII веке, в начале научной революции. Однако лишь к XIX веку это единство приносит свои первые плоды, и только в XX веке наука становится главным источником новых видов техники и технологии.
Техника в свою очередь не только питается плодами науки, но и сама ставит перед ней новые задачи и вооружает ее средствами, которые в трудновообразимой степени расширяют границы нашего познания.
Очевидно, что целью индустриализации нашего общества является замена труда человека на труд машины. Информатизация общества ведёт к замене интеллекта человека на интеллект машины. Автоматизация, доведённая до абсолюта, предполагает полное отчуждение человека от выполнения рутинных интеллектуальных задач.
Собственно и сама система моделирования автоматизированного производства и автоматизированного решения сервисных задач должна обладать искусственным интеллектом. Внедрение такой системы должно оставить за человеком только творческие задачи, полностью автоматизировав рутинные операции по управлению современным производством.
Такая система должна обладать набором знаний и способностей, сопоставимым с качествами современного аналитика или ученого среднего уровня. В таком случае искусственный интеллект будет уже не системой управления данными как в ХХ веке, а системой управления знаниями, обеспечивающей представление и обработку формализованных моделей ситуаций сопоставимых с моделями, которые рисует сознание человека.
Все современные достижения техники являются результатом приложения, использования фундаментальных открытий науки. В сжатой форме сказанное можно сформулировать так: человеческий разум – это проявление высшего уровня, которого достигла материя в процессе эволюции нашего мира. Это мощнейшая из всех известных сил, так как она овладевает всеми прочими силами природы, вызывает к жизни такие из них – например, атомную и термоядерную энергию, – каких не знал мир нашей планеты.
Мощь этой силы хорошо охарактеризована в ставших крылатыми словах Эйнштейна: «Величайшая из загадок это то, что наш мир познаваем». Превращение этой загадки в действительность и осуществляется силой нашего разума, для которой мы не видим границ ее познавательных возможностей. Формой действия такой силы является наука. А техника служит орудием, инструментом, посредством которого эта сила используется для нужд человечества.
Рассмотренная выше классификация соотношения науки и техники является в определенной степени условной. Наряду с ней существуют и другие, так например
Г. Беме выделяет три фазы в развитии соотношения науки и техники в применении к Западной Европе. Первая фаза (1660—1750 гг.) начинается в эпоху расцвета абсолютизма. Это эпоха дифференциации сфер науки и техники и, вместе с тем, определенной ориентации науки на технику. Появляется техника научных инструментов, формируется технический принцип познания в виде механической картины мира. Вторая фаза начинается с промышленной революции и охватывает весь XX век. Развитие техники вызывает спрос на науку, что в свою очередь приводит к онаучиванию техники. Научные приборы и инструменты, методы исследования начинают проникать в технику. На третьей фазе взаимный обмен знаниями и практическим опытом между наукой и техникой становится систематическим и стратегически планируемым. Разработка техники осуществляется через построение научной теории. Этот процесс начался во второй половине XIX века и играет все большую роль в XX веке.
Рассматривая процесс эволюции науки и техники и взаимоотношения между ними, П. Вайнгард определяет также три фазы этого процесса. Рассмотрим его взгляд на этот процесс в сравнении с авторитетным мнением отечественного исследователя этого вопроса Б.И.Козлова. Как пишет Козлов в своей работе «Возникновение и развитие технических наук»: «Три составляющих определили течение процесса становления научно-технического знания современного типа на протяжении всего XIX в. Во-первых, развитие реальной технической деятельности и ее ведущей стороны – материального производства; во-вторых, вызванная социальным заказом, сложившимся в период промышленной революции, коренная перестройка структуры научно-технического знания и деятельности по его производству и применению; в-третьих, развитие естественных наук и математики, в значительной мере обусловленное тем же материальным производством, но протекающее в соответствии со своими собственными внутренними закономерностями»19.
Итак, в первой фазе (XVII – XVIII века) ни техника, ни наука еще не оформились как отдельные системы. Хотя произошла дифференциация теоретических и практических сторон производства знаний, «новая наука» Бэкона и Декарта ускорила временное слияние науки и техники, провозгласила единство истинности и полезности.
Историко-технические исследования формирования системы производства в XVIII веке дают нам представление о той основе, на которой возникала и развивалась техника. Такой анализ подчеркивает, что машинное производство, которому в последствии суждено было заменить мануфактурное возникало на несвойственной ему основе, то есть именно в мануфактурах. Мануфактурное производство машин для крупной промышленности было общепринятой нормой. Очевидна парадоксальность подобного положения дел: мануфактуры вытеснялись из социально-экономического быта общества крупный промышленным производством, технику для которого готовили мануфактуры. Этот факт ярко указывает на существование внешней логики развития техники.
Научно-технический прогресс в XVIII веке выделяет науку как производственную силу общества. Нужно в первую очередь представить, что Европа XVIII века в первую очередь занималась обработкой хлопка и шерсти. Мануфактуры задействованные в этих областях производства были наиболее массовыми и технологичными. Не удивительно, что и основные события в развитии отношений науки и техники происходят именно в этой специализированной отрасли. В 1738 году английский плотник Джон Уайет получает патент на машину способную прясть пряжу без помощи пальцев. Чуть позже Джеймс Харгривс усовершенствовал эту модель и создал прядильную машину периодического действия «Дженни». В 1769 году часовщик Ричард Аркрайт, применив свои знания о зубчатой передаче и математические навыки для расчета скорости валиков в машине снова усовершенствовал «Дженни» и создал прямые возможности для механизации труда ткачей.
В 1786 году сельский священник и часовщик транслирует из конструкции паровой машины Уатта форму и принцип действия эксцентриков, тем самым устраняя разрыв в качестве машинного и ручного прядения. Это ещё одна яркая иллюстрация как спроектированные научным методом механизмы замещают технику, созданную ремесленным путем. Впоследствии механизм изменения скорости движения веретен заимствует свою суть из часового механизма с гирями, а замена шпуль (катушек) организована по принципу револьвера. Стоит отметить, однако, что влияние науки на ткацкую технику не велико, и не поставлено на поток. Научные решения пока по-прежнему остаются лишь подспорьем в решении технико-технологических проблем. К ним прибегают лишь, когда чисто технического опыта становится недостаточно. Очевидно так же, что именно значимость научных идей и накопленная критическая масса изменений в технике приводят сначала к технической революции в этой отрасли, а затем и к серьёзным технико-социальным последствиям во всей Европе.
На этом этапе истории взаимоотношений науки и техники происходит ключевой перелом: техника переходит от подражания природе, то есть миру реально существующих артефактов к подражанию миру идей человека. Происходят первые шаги сциентификации техники, а значит научные идеи находят наконец-то инструмент воплощения – технику.
Граница чисто научной деятельности и чисто технической деятельности начинает размываться с появлением таких инженеров как Карно. Как отмечает Б.И.Козлов: «Подход Карно требовал уже не только знаний об устройстве, возможностях и способах функционирования искусственных технических средств, но и теоретического анализа физических принципов, реализованных в их конструкции»20. Изменились не механизмы, не социальная обстановка, не теоретическая основа, – изменился именно подход к решению инженерных задач. «Идеальная паровая машина Карно сводила реальные паровые машины с их искусственно созданными свойствами и функциями к системе физических величин, а конструктивно обеспечиваемое взаимодействие частей реальной машины – к протекающим в них физическим процессам. Инженеру затем предстояло совершить обратный переход – от знания выявленных при анализе теоретической модели особенностей физических процессов к конкретной, реальной конструкции, воплощающей в себе это знание. Взаимодействие этих двух видов знания, их синтез, и представляет собой техническую науку как область специфического познания. Такой подход обеспечил быстрый рост машинной техники начиная с середины XIX в.»21 Это были только первые шаги взаимодействия науки и техники, однако даже они смогли значительно повлиять на повседневную жизнь общества.
Освобождаясь от необходимости предварительного накопления огромного количества эмпирического чисто технического опыта, техника начинает развиваться значительно быстрее, получив могущественного союзника в деле проектирования – науку. Это происходит в тот момент, когда задачи, за решение которых берутся инженеры, достигли такого уровня сложности, что одного только эмпирического опыта для их решения уже недостаточно. На этом этапе становится понятно, что «назрело более глубокое познание естественных сил и явлений природы, используемых в технических устройствах и технологических процессах»22. Таким образом техническая деятельность становится прямым заказчиком продуктов научной деятельности, то есть практически применимых теорий. Как пишет Б.И.Козлов к концу XVIII века «Задача состояла в том, чтобы не только привлечь естественнонаучные и математические знания к исследованию технической проблематики, но и определенным образом переработать, переформулировать их, приспособить для практического использования в сфере создания и применения техники, включить их в исторически сложившуюся систему технического знания»23. В результате изменения подхода к технической деятельности меняется сама её структура. Разработка знания становится неотъемлемой частью технической деятельности, а вместе с тем меняется и её название. С конца XVIII века это научно-техническая деятельность. Однако непосредственного слияния двух общественных институтов пока не происходит. Об этом можно судить хотя бы по тому факту, что в XVIII веке ещё пока отсутствуют профессиональные институты целью которых является целенаправленное получение практически применимого знания.
События, протекавшие в науке и технике на этом этапе являются переломными в процессе сциентификации техники и технизации науки. Это подчеркивает Б.И.Козлов в своей работе: «Материальное производство, техническая деятельность стали выступать непосредственными заказчиками и потребителями научно-технического знания. Вместе с тем новые области применения научного знания и возникающие в них специфические научно-технические проблемы привели к дальнейшему развитию науки, к формированию в ней относительно самостоятельной подсистемы научно-технического знания и деятельности по его производству и применению. Только теперь, после промышленной революции и возникновения науки Нового времени, единый процесс „технизации“ науки и „онаучивания“ техники стал чрезвычайно сложным, многообразным и многоуровневым, и потому – более трудным для анализа»24.
Обобщая приведенные данные нужно сказать, что результатом процессов бурно протекавших в XVIII веке стало формирование самостоятельной системы научно-технического знания, состоящей из двух областей деятельности: деятельности по формированию и производству технического знания основанного на науке и деятельности по применению этих знаний в практической области.
Вторая фаза (с первой половины XIX века вплоть до 20х годов XX века) характеризовалась институционализацией науки, ведущей, в конечном счете, к дифференциации науки и техники.
Появляются музеи, обсерватории, лаборатории как новые формы технической деятельности и способов передачи знания. Все это происходит из естественной потребности: «Систематическое технологическое применение науки предъявило новые требования к научному знанию и организации его разработки и применения»25.
Нужно отметить что лаборатории существовали и ранее в частном порядке, например лаборатория Галилея, Да Винчи или Ньютона, но теперь лаборатории появляются как при научных университетах так и при мануфактурах. Это ярко свидетельствует о едином подходе к процессу получения эмпирического знания и осознанию его пользы, как в научной, так и в технической среде. Специализация появляющихся в это время лабораторий делится на два типа. Это деление сохранилось и до нашего времени: по техническому объекту приложения знаний, либо по научной проблематике.
Обогащаемая значительными общественными ресурсами научно-техническая деятельность стала лучше отражать реальную структуру научного знания. Б.И.Козлов приводит такое определение научно-технической деятельности: «В наиболее общем виде научно-техническое знание может быть определено как отвечающее критериям научности знание об искусственных материальных средствах человеческого существования и деятельности»26. Возрастающая специализация самого знания заставляла развивать структуру научно-технических объединений и вместе с тем более полно отвечать потребностям исследователей и производственников. И «Если XVIII был веком академий, а XIX – веком высшей школы, то XX начинается тем, что становится веком исследовательских институтов»27, – писал в 1927 г. С. Ф. Ольденбург, после ознакомления с организацией научных исследований в Германии, Франции и Англии.