Прикладные разработки как форма современной взаимосвязи науки и практики

ПРИКЛАДНЫЕ РАЗРАБОТКИ КАК ФОРМА СОВРЕМЕННОЙ ВЗАИМОСВЯЗИ НАУКИ И ПРАКТИКИ

М.В. Трапезников В интересах исследования определим различие между наукой и практикой относительно целей воздействия на познаваемые ими объекты. Наука едина с практикой структурой деятельности. Как научно-эмпирический опыт, так и научное мышление включают в себя: целевые и проблемные установки, методы исследования и познавательные результаты. Также наука имеет свою практику в виде исследовательского эксперимента. Ho это единство с необходимостью сопряжено с существенными различиями, которые заключаются в основных целевых ценностях. Практическое познание ориентировано на то, чтобы содействовать получению некоторого жизненного блага, способного удовлетворить человеческую потребность. Здесь сопряженность материального продукта и знания относительно проста: если спроектированное благо актуализировалось, значит, мобилизованные представления оказались правильными и ими распорядились эффективно. Как отмечал Ф. Бэкон, здесь произошел «плодоносный опыт».

Алгоритм практического познания таков: практическая проблема -> программа решения (средства изменения объекта + проект конечного продукта) -> методика проведения эксперимента -> реализация методики -> оценка полученного результата.

Для научного познания справедлива следующая схема: научная проблема -> научная гипотеза -> предполагаемое следствие из теории в виде предсказанного факта -> осуществление опыта по выявлению предсказанного факта -> соотнесение предполагаемых и полученных результатов.

Наука и проводимый по ее правилам научный эксперимент соответствуют установке «знания ради знания». Наука является наукой благодаря поиску «чистых» знаний, а практика исследует и создает реальность, исходя из утилитарных соображений.

В связи с тенденцией возрастания зависимости современных технологий от науки актуальным является вопрос о механизмах взаимодействия этих сфер исследовательской деятельности. Существовавшая долгое время и считавшаяся правильной «линейная» модель их взаимодействия, суть которой в том, что фундаментальная наука выступает источником технологических новаций, а технология является приложением науки, считается слишком простой. Есть убедительный пример в пользу такого утверждения. Его ввел американский исследователь в области философии техники Э. Лейтон в докладе, прочитанном в Москве в Институте философии РАН в 1989 г. Лейтон рассказал о так называемом проекте «Хиндсайт» («Прицел»), реализованном в США. Перед участниками этого проекта была поставлена задача проанализировать, насколько оправданными являются затраты на фундаментальные исследования в разработке новейших типов вооружения. Работа длилась 8 лет, в течение которых 13 групп ученых и инженеров проанализировали около семисот технологических новаций в системе производства вооружений. Результаты исследований поразили научный мир и общественность. Оказалось, что 91% новаций имели в качестве своего источника не науку, а предшествующую технологию И ТОЛЬКО 9% достижения в сфере науки, причем из этих 9% лишь 0,3% можно было охарактеризовать как имеющие источник в области чистой, фундаментальной науки.

«Результаты проекта „Хиндсайт“ ни в коей мере нельзя толковать в том духе, что фундаментальная наука не имеет отношения к приложениям и технологическим разработкам» комментирует Е. Мамчур. Так же как они не означают, что прикладные разработки не связаны с индустрией и технологией. Важно одно, что далеко не всегда именно фундаментальная наука является источником технологических новаций [1].

В связи с этим вполне убедительно звучит высказывание тех исследователей, которые считают что «наука и технология вообще являются двумя относительно независимыми потоками исследовательской деятельности» [2]. Наука имеет своим источником предшествующую науку; технология предшествующую технологию. И лишь в особых ситуациях, в частности при возникновении нового направления в науке, про-исходит их интенсивное взаимодействие. В процессе этого взаимодействия они взаимно обогащаются; их традиционная причинная связь может переворачиваться: уже не наука воздействует на технологию, а она ставит перед наукой задачи и сама выступает источником развития науки. Затем, когда основные проблемы решены, потребность в их взаимодействии уменьшается, и они вновь начинают развиваться относительно самостоятельно. Предложенная модель, по крайней мере, на макроуровне представляется очень правдоподобной. Что касается линейной модели, то она действительно применима далеко не всегда.

В некоторых случаях, не будучи прямым источником, чистая наука выступает опосредованной основой технологических достижений. Такая роль обычно выявляется ретроспективно. Яркий пример атомные реакторы и атомные бомбы. Объяснить выделение ядерной энергии можно только на основе специальной теории относительности (СТО). Получение атомной энергии основывается на делении атомных ядер тяжелых элементов. Рассчитать реакцию можно, основываясь на известном уравнении E = тс². Ho основанное на СТО объяснение могло быть дано уже задним числом. Что касается источника рассматриваемой технологической новации, то им была не СТО, а предшествующие научные открытия и изобретения.

Таким образом, форма участия фундаментальной науки в получении технологических новаций может быть разная. Можно ли установить некую универсальную модель взаимоотношения науки и технологии? Нужно признать, что философия науки пока не знает ответа на этот вопрос. Она все еще не отреагировала должным образом на этот эпистемологический вызов современных технологий. Более того, этот вопрос и подниматься-то стал лишь в последние десятилетия. В отличие от социальных, политических и моральных проблем, связанных с современными технологиями, эпистемологическая проблематика оказалась разработанной явно недостаточно.

В настоящее время вопрос об адекватной теоретической реконструкции взаимодействия науки и технологии активно обсуждается. Предлагаются различные модели. Одна из них «цепочечная». В отличие от линейной, она начинается не с законов фундаментальной науки, а с дизайна. Сам процесс инновации представляется как цепочка технологических усовершенствований, каждое звено которого связано с предыдущим петлей обратной связи. Наука не участвует в этой цепочке. Она привлекается как бы со стороны для решения возникающих в ходе технологических разработок проблем [3].

Несмотря на свое правдоподобие, вряд ли и такая модель окажется применимой ко всем случаям взаимодействия чистой и прикладной наук: ведь иногда верна и линейная модель. Возможно, единой теоретической реконструкции вообще не существует: разнообразие практик требует и определенного разнообразия моделей. В любом случае, какой бы ни была предложенная модель, неизбежен вопрос о механизмах применения фундаментальной науки в технологии. Роль посредника в данном процессе может взять на себя прикладная наука.

В прикладной науке результат ожидаем и предсказуем. Ценность знаний, добытых фундаментальными науками, в их непредсказуемости и неожиданности. Приступая к решению практической (прикладной) задачи, мы считаем, что наших базовых, фундаментальных знаний достаточно для того, чтобы ее решить, и новых знаний для решения этой задачи не нужно. Если результат прикладной работы не достигается, это может говорить и о недостаточности усилий, и о низкой квалификации исполнителя. Ho в том случае, когда подход к решению задачи был адекватным, а решения все равно нет, можно предположить, что не хватило каких-то базовых знаний и, значит, задача, объявленная прикладной, на деле содержала в себе нерешенную фундаментальную проблему.

В реальности ни фундаментальная, ни прикладная науки никогда не встречаются в чистом виде. На практике в любой проблеме присутствуют обе науки в различных пропорциях, и фундаментальной мы называем проблему, в которой велика доля нового, неизвестного знания, а прикладной ту, в которой, как нам представляется, неизвестного значительно меньше. Из принципиального различия двух наук следует довольно много практических выводов, которые прямо связаны с системой финансирования науки и получения практических результатов научной деятельности И].

Результат прикладной работы всегда направлен на практическую цель, это всегда бизнес-проект, реализация которого зависит от ряда промежуточных актов. Первый шаг начинается с разработки прикладной модели. Здесь нужно найти должные теории среднего уровня и специфицировать их в соответствующие эмпирические обобщения. Такая дедукция позволяет спуститься с общих понятий на уровень особенного, она и составляет содержание прикладного исследования. Многие крупные проекты привлекают комплексы научных дисциплин механику, электродинамику, химию и т. д. В этом случае прикладная дедукция от общего к особенному принимает междисциплинарный характер. Затем идеальные объекты и эмпирические обобщения преобразуются в технические объекты, параметрами которых выступают технологические свойства. Все параметры подвергаются математическому расчету. Инженерная разработка создает систему специфических технических объектов, что и дает искомую модель. Ее воплощение в материалах и конструкции рождает проектное устройство [5].

Следующий важный шаг разработка технического проекта. Речь здесь идет о создании сложных устройств, удовлетворяющих новые социальные потребности. Это может быть самолет определенного типа, корабль, робот или что-то подобное. У проекта есть определенный заказчик государство, частная фирма и т. п., который задает основные целевые характеристики изделия и осуществляет финансирование. Тут учитываются экономические, экологические и другие требования, существенные для будущего потребителя. Когда проект попадает исполнителю, то он разрабатывает техническое задание. В нем выделяется система целевых параметров чисто технического характера и контурно, в самом общем виде намечаются основные средства реализации.

Рассмотренная схема показательна для нанотехнологий. Некоторые авторы утверждают, что в современных наноразработках различия между фундаментальной наукой, прикладной наукой и практикой исчезают. Происходит это якобы благодаря тому, что в одних и тех же операциях, проводимых с помощью одного и того же оборудования, осуществляются и процессы изучения физических явлений, проявляющихся в новых технологических продуктах (фундаментальные исследования), и процесс их изменения (прикладные разработки). В качестве примера приводятся исследования на атомно-силовом микроскопе ACM, с его помощью можно не только увидеть отдельные атомы, но избирательно воздействовать на них, например, перемещая их по поверхностям. Обратимся к Стэнфордской энциклопедии, в ней даются такие определения: «Нанонаука это исследование феноменов на масштабе от 1 до 100 нанометров… Нанотехнология создание и контролирование объектов на этой же шкале с целью получения новых материалов со специфическими свойствами и функциями» [6]. Как видно, авторы энциклопедии не сомневаются в том, что нанонаука и нанотехнология различные типы исследовательской деятельности. Важно подчеркнуть, что там, где мы сталкиваемся с новым, неизвестным знанием мы имеем дело с фундаментальной наукой. Если происходит адаптация этих знаний в практических целях и построение технической модели, то налицо прикладная наука. Когда эта модель реализуется в конкретном утилитарном проекте можно говорить о технике, технологии, т. е. практическом познании. И это справедливо, в том числе и для таких наукоемких отраслей человеческой деятельности, как сфера нанопознания и нанотехнологии.

Итак, современные прикладные разработки демонстрируют общую схему трансформации: научная теория — прикладное исследование — прикладная модель — технический проект — новое изделие.

Примечания

наука практический технологический новация.

• 1. Мамчур Е. А. Фундаментальная наука и современная технология. Там же.
• 2. Kline S. J. & Rosenderg N. An Overview of Innovation // The Positive Sum Strategy: Harnessing Technology for Economic Growth.
• 3. Бебуров M, И, Две науки: «настоящая» и «прикладная».
• 4. Юлов В. Ф. История и философия науки: учеб. пособие.