2.9. Особенности эмпирического и теоретического познания в технических науках

В технических науках, как и в любых других, выделяются эмпирический и теоретический уровни познания. На эмпирическом уровне формируются два вида знаний. 1) Знания, ставшие обобщением практического опыта. Конструктивно-технические знания – знания об элементах и структуре технических систем. Технологические знания – знания о принципах работы технических систем. 2) Знания, ставшие приложением теоретических исследований к конкретным практическим задачам, практические рекомендации по применению научных знаний (практико-методические знания).

Как и в естественных науках, в технических на эмпирическом уровне применяется наблюдение. Объектом выступают технические устройства. Фиксируется статистика: когда, при каких условиях, что и в каком количестве происходит? Выявляется соотношение ожидаемого и неожиданного. Выдвигаются гипотезы, объясняющие непредвиденный результат. Гипотеза должна раскрывать причинно-следственные связи. Могут проводиться эксперименты: естественный эксперимент (эксплуатация техники в обычных условиях), поставленный эксперимент (изменение параметров, деталей, с целью выявления того, как это отразится на результате).

Метод моделирования в технических науках совмещает эмпирическое и теоретическое, являясь частью процесса создания технического объекта. Цикл моделирования: описание объекта, его элементов и структуры, составление функциональной схемы, математических зависимостей, создание модели, исследование модели, преобразование модели, переход от модели к техническому объекту.

На теоретическом уровне в техническом творчестве происходит дальнейшее обобщение эмпирических знаний, создание абстрактных схем, с помощью которых совершенствуются существующие технологии и создаются новые. Техническая теория, как и естественнонаучная, включает в себя абстрактные идеализированные объекты. Так немецкий инженер и ученый Франц Рело отобразил реальный механизм в виде абстрактного объекта – системы иерархически соподчиненных цепей, звеньев, пар и элементов. При таком подходе механизм определялся как замкнутая кинематическая цепь принужденного движения, одно из звеньев которой закреплено.

Абстрагирование и конкретизация – это универсальные мыслительные операции, которым каждый человек обучается в детстве и постоянно выполняет на протяжении всей жизни. В процессе абстрагирования мы на основе наблюдения окружающих нас предметов, процессов и явлений создаем абстрактные объекты. При этом из многообразия свойств и признаков объекта мы выделяем существенные для нас в данный момент, игнорируя несущественные. Чем меньше признаков имеет мысленное описание предмета, тем оно более абстрактно, сохраняя все меньшее сходство с исходным единичным предметом. При этом оно становится общим для описания широкого круга предметов, т.к. чем меньше признаков задано в описании, тем большее количество предметов им соответствуют. А чем больше признаков содержит описание предмета, тем, соответственно, оно более конкретно, приближаясь по подробности описания к единичному предмету.

В.Г. Горохов выделяет три вида схем, различающихся по уровню абстракции.¹ 1) Структурная схема – отображает элементы технического устройства и связи между ними. Это первый уровень абстрагирования (не учитываются, например, габариты технических систем, способы монтажа). 2) Поточная схема (схема функционирования) отображает естественные процессы, происходящие в технической системе (физические, химические). 3) Функциональная схема это высший уровень абстрагирования, на котором учитываются только математические зависимости между элементами, раскрывающие функциональные свойства элементов и системы в целом.

Наличие определенных правил делает язык схем, как и любой искусственный язык, интерсубъективным. Он включает принятые инженерным сообществом знаки, символы. Чем более абстрактен чертеж, тем труднее его понять неспециалисту.

Теоретические исследования включают в себя анализ и синтез. Технический анализ – это теоретическое описание объектов, изготовленных эмпирически. Описывается структура технической системы, функционирование и, наконец, математические отношения между параметрами, позволяющие провести расчёты. Инженерная задача переформулируется в научную проблему, а затем в математическую задачу.

Синтез – это деятельность, цель которой – рассчитать, спроектировать и изготовить объект, имеющий заданные характеристики. Это обратный анализу процесс, в котором сначала составляются функциональные схемы, затем поточные и структурные, и далее даются практические рекомендации по проектированию.

В технических науках, как и в любых других, теория и практика представляют две стороны единого процесса познания. Определяющую роль играет практика. Во-первых, практика выступает основой познания, давая эмпирические знания о технике, информацию для обобщения. Во-вторых, практика выступает движущей силой познания, порождая потребность в новых технических теориях, необходимых для усовершенствования имеющихся технических систем и создания новых. В-третьих, практика выступает критерием эффективности технических теорий. В-четвёртых, практика выступает конечной сферой применения технических теорий.