А. Кынин, В. Леняшин, Н.Фейгенсон.
Человечество создает и развивает Технические Системы (ТС) в соответствии с объективными Законами Развития Технических Систем (ЗРТС). Знание этих законов позволяет предсказывать возможное изменение параметров ТС в будущем. Основы ЗРТС были изложены в статье Г. Альтшуллера [ 1 ] и затем развиты в работах Г. Альтшуллера, Б. Злотина, Ю. Саломатова и В. Петрова [2, 3, 4, 5] и других. В последнее время большое внимание вопросу описания процессов развития систем уделяет Д. Кучерявый [ 6 ].
Целью представленной работы является коррекция существующих понятий, связанных с ЗРТС при минимальном изменении существующей системы Законов.
Мы предлагаем объединить существующие законы повышения идеальности и развития по S-образной кривой в общий Закон Существования Технических Систем. Формулировка Закона: Все ТС проходят стадии возникновения, развития и стагнации (вплоть до возможного исчезновения) по «линии жизни». При этом идеальность системы (которая коррелирует с ее эффективностью), непрерывно растет вдоль «линии жизни», а изменение эффективности системы описывается неубывающей кривой, близкой к S-образной.
Определимся, что именно является объектом нашего исследования. Мы будем рассматривать не отдельно взятую систему, а популяцию ТС, то есть изменение параметров не конкретного пассажирского автомобиля, а тенденцию изменения параметров некоего множества пассажирских автомобилей в мире во времени. Причем, будем делать различия между рекордными моделями и серийными популяциями систем. Рассмотрение рекордных систем необходимо, поскольку именно они определяют пределы развития для серийных систем, но они имеют отличия в процессе развития. Среди серийных моделей будут рассмотрены не все выпускаемые модели, а только лидирующие системы, то есть образцы, дающие начало новой серии.
Также имеются отличия в развитии у систем, имеющих различное назначение. Системы, удовлетворяющие потребности большой группы людей будем называть системами коллективного использования. Такие системы обычно, многофункциональны, выпускаются сравнительно мелкими сериями, либо индивидуально (самолеты, корабли, автомобили) и их развитие предваряется появлением рекордных систем. При этом «линии жизни» рекордных систем значительно опережают развитие серийных систем. Системы, которые непосредственно удовлетворяют потребности человека, будем называть системами индивидуального использования. Такие системы, как правило, однофункциональны и выпускаются крупными сериями (плееры, бытовые телевизоры и.т.д.). Для них не характерно наличие рекордных систем. Системы, действие которых направлено не человека, а на другую систему будем называть поддерживающими системами (подсистемами). Они обычно также однофункциональны. Это двигатели, измерительные системы, материалы и т.д.
Будем различать системы первичные, то есть ТС, которые пришли непосредственно на смену природным системам (автомобиль — лошадь), либо созданные заново (самолет) и вторичные, которые заменили предшествующие ТС с другим принципом действия (самолет реактивный — винтовой).
Далее, предлагаем разделить понятия развития, роста и эволюции систем.
Рост количества систем (выпуска) во времени определяется их тиражированием (выпуском) для удовлетворения потребности со стороны Надсистемы (общества). Рассматривать общее количество используемых систем, затруднительно, так как оно определяется временем эксплуатации. Кривые роста всегда начинаются с «1», так как до этого момента системы не существовало. Рост систем, которые продолжают пользоваться постоянным спросом и занимают определенную нишу, описывается кривыми, близкими к S-образным. Рост систем, которые были вытеснены с рынка конкурирующими системами, описывается колоколообразным кривым.
Развитие системы — это изменение во времени ее параметров (или их совокупности), то есть качества, без изменения физического принципа действия. Кривые развития всегда начинаются с какой-либо определенной величины, поскольку систем с нулевыми значениями параметров не существует. У каждой новой модификации существующей системы параметры обычно улучшаются. Развития систем может в ряде случаев описываться кривой близкой к S— образной.
Эволюция системы — это появление и развитие новой системы с увеличение эффективности и сохранением ее предназначения при изменении физического принципа работы. Каждая новая система образует свою «линию жизни». При этом совокупность «линий жизни» отдельно взятых систем описывается т.н. обобщающей кривой, которая имеет форму, близкую к S-образной.
В данной работе представлены следующие положения:
1. На зависимости какого-либо параметра от времени могут располагаться только системы, имеющие одинаковую функцию (пассажирские самолеты). Системы располагаются на одной кривой вне зависимости от изменения материала рабочего органа, либо смены вспомогательных подсистем без изменения принципа их действия (для корабля смены: дерево-железо, замена движителя и т.д.). Это является отражением тренда опережающего развития Рабочего Органа.
2. Общий тренд для основных параметров системы в процессе развития повышается, но значения отдельных параметров системы могут уменьшаться, если появляются ограничения со стороны Надсистемы (например, уменьшение мощности двигателей при повышении их эффективности).
3. Системы в процессе развития могут достигать своих предельных значений, если их не вытесняет более совершенная система. Пределами развития параметров систем являются:
3.1. Для рекордных систем это физические барьеры. В этом случае дальнейшее развитие системы возможно только со сменой ее основного принципа действия.
3.2. Для серийных систем это технические ограничения со стороны Надсистемы (экономика, безопасность и т.д.).
4. Графики зависимости отдельно взятого параметра системы могут иметь «ступеньки», т.е. задержки в развитии. Эти задержки могут вызываться следующими причинами:
4.1. Когда главные параметры системы коллективного использования удовлетворяют большинство потребностей Надсистемы, то начинается массовый выпуск этих системы (рост). Однако когда увеличивается количество систем, то при этом развитие рекордных систем временно прекращается, так как нет необходимости и возможности улучшать их параметры. При этом параметры серийных систем догоняют рекордные. Дальнейшее увеличение параметров системы начинается, когда первоначальные запросы Надсистемы будут удовлетворены и появляются новые, повышенные запросы.
4.2. Система сталкивается с временными проблемами в развитии. В этом случае изобретатели начинают совершенствовать какой-либо параметр в ущерб другим. Например, масштабировать системы без учета всего комплекса свойств. Это является отражением Закона неравномерности развития и характерно для систем индивидуального использования.
4.3. Развитие системы ограничивается возможностями поддерживающей подсистемы. Это могут быть параметры используемого двигателя, свойства материала, возможности существующей технологии а также параметры надсистемы (причалы, рельсовый путь, ВПП . ).
5. Зависимости изменения отдельно взятых параметров могут иметь S-образную форму. Это справедливо для систем:
5.1. Которые не имели каких-либо ограничений в процессе своего развития (См. п.п.4).
5.3. Вторичных, которые использовали уже существующую инфраструктуру первичных систем (люминисцентные – филаментные лампы, тепловозы — паровозы). Такие системы имеют укороченный 1-й участок на S- кривой по сравнению с первичными.
6. Если какие-либо параметры системы соответствуют «нишевым» потребностям, то есть потребностям, которые соответствуют запросам Надсистемы, то эта система становится родоначальником нового типа систем и общая зависимость для параметров «расщепляется» (параметры средне-магистральных самолетов, диагональ мониторов для компьютеров).
7. Если система полностью удовлетворяет «нишевым» потребностям (по определению Злотина, «совершенные» — consummate), то такие системы могут оставаться неизменными долгие годы (Самолет «Дакота», автомат Калашникова).
8. Развитие системы обычно описывается S— образной кривой, когда в рассмотрение включаются только лидирующие представители серийных систем и описания системы используется комплексный параметр. Этот параметр обязательно включает взаимоисключающие характеристики системы (скорость-грузоподъемность). В этом случае развитие системы происходит через разрешение противоречия. Обобщенный параметр определяет эффективность системы и никогда не убывает (См. п.п.2). Это является отражением Технического Противоречия и закона Повышения Идеальности.
Рассмотрим пассажирский и грузовой водного транспорт. Предназначением этого вида транспорта является перемещение пассажиров по воде. Это типичная система коллективного использования. Рабочим органом является корпус корабля. Важнейшим параметром этого вида транспорта является его водоизмещение, поскольку именно оно определяет способность судна выполнять свое предназначение.
Рис.1. Зависимость водоизмещения крупнейших кораблей и судов.
На Рис.1 представлены данные по грузоподъемности кораблей и судов до 1900 г. Это боевые корабли [7]: парусные деревянные (1), паровые деревянные (2), паровые железные (3), а также крупнейшие паровые пассажирские суда (4) [8].
Из графика следует, что водоизмещение самых разных видов судов и кораблей с удовлетворительной точностью ложится на одну общую зависимость от времени. Небольшая задержка в развитии в 1800-1820 г.г. связана, скорее всего, с тем, что деревянные корабли обладали недостаточной продольной прочностью. На этой зависимости практически не отразились проблемы, связанные с изменением материала корпуса (рабочего органа) с дерева на железо и смены движителя с колесного на винтовой. На более общей зависимости (См. Рис. 2) также не заметны замена клепаного судостроения на сварное и вытеснение паровой машины дизелем.
По нашему мнению малое влияние рассмотренных факторов связано со следующими причинами. Смена материала рабочего органа и замена движителя не оказали влияния на общую зависимость, потому что эти системы прошли период объединения с предыдущими альтернативными системами (композитный набор, колесно-винтовые суда и.т.д.). Паровые суда, являясь новой системой в рамках эволюции ТС «пассажирский транспорт», образовали собственную кривую развития, но она быстро достигла общую кривую развития и слилась с ней. Так как паровые суда это вторичная система, то начальный участок у них почти отсутствует. При этом паровые суда также прошли период объединения с парусами.
Однако, система «парусный корабль» не исчезла. Парусники со стальными корпусами производились еще в начале ХХ века. Возникает соблазн представить этот факт, как снижение параметра ТС (в данном случае скорости) со временем по сравнению с рекордными чайными. Однако, это не так. Скорость этого класса судов была изначально ниже, чем у клиперов, но она не уменьшилась в рамках рассматриваемого класса систем, а напротив, немного возросла.
На Рис.2 представлены данные по увеличению водоизмещения лидеров, то есть крупнейших железных моторных пассажирских судов [8] (А) и количества судов (B) по данным регистрации в агентстве Ллойда (1, 2, 3) [9, 10, 11]. Этот показатель коррелирует с общим количеством кораблей в мире.
На графике роста водоизмещения видна явная задержка в развитии кораблей-лидеров в 1950-1980 г.г., причем наблюдался заметный рост общего количества кораблей. В это же время также наблюдается резкий рост стали, используемой для судостроения, что также является косвенным признаком значительного роста мирового флота [ 12 ].
Рис.2. Зависимость водоизмещения крупнейших пассажирских судов и общего количества кораблей от времени.
С нашей точки зрения это явление вызвано целым комплексом причин.
Во-первых, когда параметры системы достигли уровня потребности Надсистемы, то нет необходимости улучшать их параметры. Это не значит, что суда перестали улучшать. Но упор в изменении данной ТС был сделан на такие усовершенствования, как отработка технологий поточной сборки, удешевление эксплуатационных затрат и т.д. Дальнейшее увеличение параметров системы начинается, когда первоначальные запросы Надсистемы будут удовлетворены и появляются новые, повышенные запросы (См. п.п.4.1).
Во-вторых, развитие системы ограничивается возможностями поддерживающей подсистемы, в данном случае это причалы, каналы, мосты и т.д. (См. п.п.4.3). И только тогда, когда эти проблемы были решены, система продолжила свое развитие.
Рассмотрим теперь эволюцию рельсового (железнодорожного) транспорта. Это тоже пример системы коллективного использования. На Рис. 3 приведены данные по росту скоростей рекордных образцов электрических (1), дизельных (2) и паровых (3) локомотивов [13]. Конечно, скорость не является единственной характеристикой этого вида транспорта, но она, в целом, отражает тенденции его развития.
На смену паровозу пришел тепловоз, что отвечало эволюции ТС «рельсовый транспорт». Как и в случае кораблей, смена в локомотивах только типа двигателя с парового на дизельный очень мало сказалась на характере зависимости скорости от времени. Ведь, несмотря на разницу в конструкции, дизель также является тепловым двигателем. Произошло изменение типа двигателя, но это изменение не кардинальное, поскольку «рабочий орган» — колесо, не изменился. Поэтому ТС «тепловоз» продолжает процесс развития предшествующей системы «паровоз».
А вот электрический локомотив начал свою линию, хотя и достаточно близкую к локомотивам с тепловыми двигателями. Это вполне объяснимо, так как у электрических локомотивов не только изменился принцип действия двигателя, но и Источник Энергии ушел в Надсистему. Именно это позволило электровозам занять сейчас лидирующее положение в этом виде транспорта.
Кстати, ТС «паровоз» также никуда не исчезла, а продолжает использоваться в развивающихся странах.
Рис.3. Увеличением скоростей паровозов (А) и рост длины железнодорожных путей в США (В) в зависимости от времени.
На Рис. 4 приведены данные по росту скоростей паровозов (А) [13] и длины железнодорожных путей в США (В) [14]. На зависимости «скорость-время» для этой системы после подъема, начавшегося в 1820 г.г., наблюдается явная «ступенька» в районе 1860-1890 г.г. В это же время произошло заметное увеличение длины железнодорожных путей в США, а также значительный рост производства и качества стали, которая использовалась железнодорожным транспортом.
Рис.4. Увеличением скоростей паровозов (А) и рост длины железнодорожных путей в США (В) в зависимости от времени.
Можно предположить, что такая остановка в развитии имеет причины, сходные с проблемами развития водного транспорта. Действительно, созданная Надсистема «рельсы-шпалы» явно ограничила возможности роста скорости. Кстати, до сих пор скорость 120-150 км/ч является предельной для обычных составов. Кроме того, именно тогда наблюдалась остановка в повышении эффективности паровых двигателей [15].
Следующей системой для рассмотрения были выбраны самолеты. Это также по большей части система коллективного использования.
Рис.5. Зависимость скоростей самолетов от времени
На Рис. 5 представлены зависимости скорости различных летательных аппаратов от времени. Эти графики для скоростей рекордных винтовых самолетов: (1) — [ 16], (2)- [ 17]; рекордных реактивных самолетов (3) — [18 ], (4) — [19] и лидирующих представителей серийных пассажирских самолетов (5) — [ 20].
На графике нанесены только параметры лидирующих моделей, которые затем, при совпадении с запросами Надсистемы, становились родоначальниками новой ветви ТС. Так, от общей зависимости отпочковались самолеты малой (известная всем «Сессна»), средней и прочих авиаций.
На рисунке видно, что рекордные скорости, как для винтовых, так и для реактивных самолетов, достаточно хорошо ложатся на одну общую обобщенную кривую. Это подтверждает уже высказанное предположение, что смена физического принципа двигателя (подсистемы) без изменения рабочего органа не оказывает влияния на характер кривой развития. Тем более что и в этом случае наблюдались варианты объединения альтернативных систем (реактивные стартовые ускорители для винтовых самолетов). Поскольку, реактивный самолет является типичной вторичной системой, то не его кривой развития первый участок практически не заметен, как и в случае паровых судов и тепловозов.
Винтовой самолет испытывал в своем развитии задержки в районе 1910, 1915 и в 1930-40 г.г. По мнению Д. Мартино [23] эти остановки в росте скоростей самолетов связаны с достижением определенных технических барьеров. С ним трудно не согласиться, но необходимо отметить, что преодоление всех этих барьеров сказалось на винтовых самолетах, но практически не отразилось на реактивных, которые являлись вторичной системой. Т.е. данные проблемы были уже решены предыдущей системой (См. п.п. 5.3).
Необходимо заметить, что способствовать развитию могут и системы, основанные на ином физическом принципе, но в процессе своего развития уже решившие поставленные проблемы. Так на зависимости рекордов высоты для самолетов нет задержек в развитии. Это вызвано тем, что проблемы достижения высоты уже были решены на стратостатах.
Для характеристики эффективности пассажирских самолетов был выбран комплексный критерий пассажиро-километры в час, согласно п.п.8. На Рис. 6 приведены данные по зависимость эффективности (A) в пассажиро-километрах в час и скорости (B) в милях/час пассажирских самолетов от времени создания по данным (1) — [ 24], (2) — [ 25], (3) Конкорд и ТУ-144 [ 26] и (4) ДС-3 [22 ].
Рис.6. Зависимость эффективности в пассажиро-километрах в час (А) и скорости (B) в милях/час пассажирских самолетов от времени их создания.
Этот параметр оказался пригодным для описания систем, движения которых основано на различных физических принципах, но выполняет одинаковую функцию. В то же время, использование только одного из параметров — скорости приводит к гораздо большему разбросу данных (см. Рис 5 В). А сверхзвуковые самолеты в этом случае вообще выпадают из общей тенденции.
На графике есть очень необычный объект. Это легендарный самолет ДС-3 (он же «Дакота» и Ли-2). Выпущенный в 1935 году он достиг максимального для самолетов показателя выпуска (14000 штук) и непревзойденного времени жизни (он до сих пор эксплуатируется в Африке и Латинской Америке). Линия развития этих самолетов «отпочковалась» от общей зависимости и заняла свою нишу. Этот самолет является типичной «совершенной» системой. То есть, его основные параметры настолько соответствовали удовлетворению потребности в данной нише, что практически не требовали улучшения.
Все рассмотренные нами транспортные системы являются многофункциональными. В то же время, существует много систем, которые выполняют только одну функцию.
Например, предназначением дисплеев является создание зрительного образа. Для этого могут применяться устройства, основанные на самых различных физических принципах, но имеющие сравнимые параметры для потребителя.
Очень интересно происходило развитие дисплеев и телевизоров. В течение почти 20 лет размеры телевизоров с Электронно-Лучевыми Трубками (ЭЛТ) как черно-белых, так и цветных, не превосходили 20 дюймов по диагонали. Причем, зависимость для черно-белых телевизоров практически слилась с линией развития цветных. Затем, в районе 1987 года в широкой продаже появились мониторы для компьютеров. Вместе с телевизорами они увеличили свои размеры. Однако бытовые телевизоры задержались на отметке 32′, тогда как мониторы достигли 42′, после чего, видимо, достигли пределов развития. Судя по всему, размер 32′ является оптимальным для использования в бытовых условиях.
А вот развитие Жидко-Кристаллических (ЖК) экранов пошло по совершенно другому сценарию. Здесь первыми появились как раз мониторы. И только в 1995 в Самсунге началось массовое производство ЖК телевизоров. Весьма интересно, что и ЖК вошли в нишу 32′. В то же время, рекордные образцы ЖК уже достигли размеров 80′ и продолжают расти.
Такое поведение подтверждает предположение о заполнении определенных «ниш» в развитии ТС, как это было ранее показано на примере самолета ДС-3 (См. Рис. 7).
Зависимости представлены на Рис. 7, где (1) – это мониторы ЭЛТ, (2) мониторы ЖК, телевизоры (3) – черно-белые ЭЛТ, (4) – цветные ЭЛТ, (5) – цветные ЖК. Данные по мониторам взяты из работы [27], сведения о размерах экранов телевизоров фирмы Самсунг были собраны и любезно предоставлены О. Хомяковым.
Рис.7. Зависимость от времени разрешения размера по диагонали для телевизоров и мониторов.
В работе [27] также приведены отдельные временные графики зависимостей размера монитора по диагонали (дюйм), разрешения (пиксель на дюйм) и относительной стоимости 1 дюйма экрана. Графики зависимости размеров по диагонали и разрешения дисплеев на основе Электронно-Лучевых Трубок (CRT), Жидких Кристаллов (LCD) и плазменных дисплеев (PDP) представлены на Рис.8.
Графики разрешения и размера дисплея по диагонали имеют явно выраженные «ступеньки».
Для дальнейшего анализа нами был введен комплексный критерий эффективности дисплея в размерности Разрешение — Диагональ в единицах «пиксель на дюйм *дюйм (диагонали)». График такой зависимости представлен на Рис.8 С.
Этот график имеет S — образную форму, несмотря на то, что исходные графики имеют «ступени» в развитии. Аналогично выглядят зависимости эффективности для других типов дисплеев, а также различных типов принтеров (матричные, струйные, электронные).
Рис.8. Зависимость от времени разрешения (А), размера по диагонали (В) и комплексного показателя эффективности (С) для CRT (ЭЛТ) дисплеев.
Это позволяет сделать предположение, что в процессе роста разные параметры системы возрастают в разные промежутки времени. То есть, в какой-то момент времени быстрее увеличивалось разрешение, в какой-то — размер. Однако, при использовании комплексного критерия, эта разница сглаживается, и форма зависимости приближается к S — образной. По нашему мнению, это является отражением того, что данные параметры являются антагонистами, т.е. развивая систему, изобретатели решали возникающее противоречие разделением требований к системе во времени.
В представленной работе классифицированы основные виды кривых развития, показана их взаимосвязь для различных ТС. Предложены критерии выбора параметров, которые должны описывать развитие системы. Эти рекомендации позволят улучшить понимания процесса развития техники и позволят более точно прогнозировать этот процесс в целях создания новых образцов техники.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Альтшуллер Г.С., О прогнозировании развития технических систем
2. Альтшуллеp Г.С., Злотин Б.Л., Зусман А.В. ПОИСК HОВЫХ ИДЕЙ: ОТ ОЗАРЕHИЯ К ТЕХHОЛОГИИ Кишинев, «Каpтя Молдовеняскэ» ? 1989
3. Саломатов Ю.П. СИСТЕМА РАЗВИТИЯ ЗАКОНОВ ТЕХНИКИ 2001
4. Владимир Петров Серия статей «Законы развития систем
5. А. Любомирский, С. Литвин ЗАКОНЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ — 2003
6. Dmitry KUCHARAVY, Roland DE GUIO //Application of S-shaped curve ETRIA TRIZ FUTURE CONFERENCE 2007, Frankfurt, November 7
9. Comparison of the coverage of the Lloydэs and Répertoire Générale registers http://homepages.ihug.co.nz/
13. Further information: Land speed record for railed vehicles http://en.wikipedia.org/wiki/High-speed_rail
14. Growth of the Railroad Network in the United States G. Lloyd Wilson and Ellwood H. Spencer //Land Economics, Vol. 26, No. 4 (Nov., 1950), pp. 337-345
15. Heebyung Koh, Christopher L. Magee A functional approach for studying technological progress: Extension to energy technology Technological Forecasting & Social Change (2007)
16. Дж. Мартино (JOSEPH P. MARTINO) -ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ (Перевод с английского Technological Forecasting for Decisionmaking NEW YORK — 1972)-1977
18. Дж. Мартино (JOSEPH P. MARTINO) -ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ (Перевод с английского Technological Forecasting for Decisionmaking NEW YORK — 1972)-1977
20. BOEINGOS AIRPLANE HISTORY http://seattlepi.nwsource.com/boeing/boeingplanes.pdf
23. Дж. Мартино (JOSEPH P. MARTINO) -ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ (Перевод с английского Technological Forecasting for Decisionmaking NEW YORK — 1972)-1977
25. Дж. Мартино (JOSEPH P. MARTINO) -ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ (Перевод с английского Technological Forecasting for Decisionmaking NEW YORK — 1972)-1977
27. Ashish Sood and Gerard J. Tellis Understanding the Seeds of Growth: Technological Evolution and Product Innovation http://www.marshall.usc.edu/emplibrary/wp04-04.pdf
В тексте сохранены авторская орфография и пунктуация.
Представленный фрагмент произведения размещен по согласованию с распространителем легального контента ООО «ЛитРес» (не более 20% исходного текста). Если вы считаете, что размещение материала нарушает чьи-либо права, то сообщите нам об этом.
Оплатили, но не знаете что делать дальше?
Автор книги: Лев Певзнер
Жанр: Прочая образовательная литература, Наука и Образование
Текущая страница: 1 (всего у книги 1 страниц)
История часов как технической системы
Использование законов развития технических систем для развития техники
Лев Певзнер
© Лев Певзнер, 2017
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
В этой книге описано развитие часов, как технической системы, с точки зрения теории решения изобретательских задач (ТРИЗ), с описанием выявленных в ТРИЗ закономерностей. Книга поможет преподавателям ТРИЗ и студентам увидеть многие закономерности развития технических систем, которые проявились при развитии часов.
К читателю
Это книга не столько о часах, сколько о законах развития технических система на примере развития часов. Я постараюсь показать, как в зависимости от развития потребностей людей с течением времени развивались различные типы часов. Вы увидите как развитие потребностей в измерении времени и повышение уровня развития техники позволяли постоянно создавать все новые и новые системы, повышая точность измерения времени и удобство работы со временем. Именно на часах хорошо просматривается переход от одного принципа действия системы к следующему (в ТРИЗ говорят переход от отдной S-кривой к другой), повышающего идеальность системы. Хорошо просматривается и взаимосвязь между потребностями и массовостью производства, а также доступностью часов, все более и более широкому кругу Потребителей.
Развитие часов – это постоянное стремление человека к более точному отсчету времени, при постоянном стремлении к уменьшению размеров устройства часов! Таким образом, наблюдаются две тенденции:
– повышение точности часов;
В этой работе мы рассмотрим развитие часов, как технической системы и проявление при этом общих закономерностей развития технических систем, а также проникновения часов, как технической системы, в жизнь общества.
1. Древние времена
Не буду утверждать, что все, о чем я пишу, так и было. Свидетелей не осталось, а документы в то время люди не писали. Но можно догадаться, что, наблюдая за природой, люди, могли определить, что день сменяет ночь, а потом снова начинается день. Так и определяли время – утро, полдень, вечер. Также они заметили, что лето сменяет зиму, а потом снова наступает лето, и вполне могли определить, количество дней в году.
Одним из первых календарей создали египтяне в 4-м тысячелетии до н. э. Уже тогда они знали, что в году 365 дней, которые были разделены на 12 месяцев по 30 дней в каждом. В конце года они добавляли 5 праздничных дней, не входивших в состав месяцев. Египетский календарь стал прообразом современного календаря.
Это были грубые оценки, но они были вполне приемлемы для того времени и для начала работы человека со временем. Ниже мы немного поразмышляем о допустимой и рациональной точности определения времени.
Так или иначе, но к временам Римской империи был заложены основы работы со временем, а Римские императоры несколько уточнили их, распределив более точно число дней в каждом месяце, определив, что в году 365 дней. Однако и это было неточным, поэтому позднее сделали каждый четвертый год «високосным», то есть на день больше. А еще позднее уточнили и это, сделав раз в столетие один високосный год не високосным.
С течением времени, а точнее с развитием общества, точность измерения типа утро, полдень, вечер, ночь перестали устраивать людей. Поэтому древние Греки и вавилоняне решили разделить сутки на две части – день и ночь, в каждой из которых было по 12 равных частей – часов. Но длина ночи и дня менялась в течение года, поэтому просто разделили сутки на 24 равных по длительности промежутков времени и назвали их часами. И хотя у военных так и остались 24 часа, но мирной жизни у многих так и осталось день и ночь. И если в России часто используется исчисление в 24 часа, то, например, в США, нет времени более чем 12 часов, а четко определяется время до полуночи до полудня (АМ), и от полудня до полуночи (РМ).
Достаточно скоро и эта точность перестала устраивать, и тогда каждый час разделили на 60 минут, а затем, каждую минуту на 60 секунд. Почему 60? Доподлинно это неизвестно, но скорее всего, это пришло от шумерской культуры.
Было на самом деле или это одна из легенд? Так ли это важно! Главное, что люди пришли к необходимости измерять время и создавать приборы для этого.
2. Приборы для измерения времени в древние времена
Это было время, когда не было электронных часов, а юноша мог сказать своей девушке – «Дорогая, встретимся у пальмы, когда Солнце будет на закате!». И она приходила, может раньше, может позже, но никто не мог определить насколько она опоздала. И именно Солнце стало первым прибором определения времени.
2.1. Солнечные часы
(первое поколение приборов для измерения времени)
Первые документально подтвержденные упоминания о солнечных часах – надпись в гробнице фараона Сети I (Илл. 1 и 2). Она была сделана в 1306—1290 г.г. до н. э. Там говорится о солнечных часах, измеряющих время по отбрасываемой тени. К сожалению, сами солнечные часы не были найдены.
Илл 1. Голова статуи Сети I.
Первые инструменты для измерения времени, найденные археологами и, сделанные по этому принципу относятся еще ко времени правления фараона Тутмоса III (1479—1425 гг. до н.э.). И затем долгие годы человек не имел других часов, кроме солнечных. Точность была, прямо скажем, не самая лучшая, но вполне достаточная для нужд человека того времени.
Илл. 2. Реконструкция солнечных часов по описанию из гробницы Сети I
Первые солнечные часы были неудобно, поскольку тень изменялась линейно. Положение изменил первый циферблат, более наглядный и удобный. После того как его разметили, тень стала указывать время на круглой шкале (Илл. 3).
Илл. 3. Солнечные часы и тень, указывающая время
Солнечные часы практически не совершенствовались все время своего существования, разве что плоскость стала не горизонтальной, а наклонной, что позволяло в вечернее время более точно определять час.
С точки зрения законов развития техники – это согласование формы – наклона плоскости часов с положением Солнца на небе (Илл. 4.).
Илл. 4. Экваториальные солнечные часы в Запретном городе (Китай 1100 г до н.э).
Развитие государственности в различных уголках мира вызвало потребность в более точном измерении времени. В Римской империи, где солнечные часы появились в 293 году до н.э. они стали использоваться повсеместно. А далее они стали распространяться по всей Европе и Азии.
С точки зрения ТРИЗ, солнечные часы – почти идеальная система. Она не требует энергии, в ней почти нет элементов. Солнце, как ресурс, выполняет всю работу.
Примечание: любопытной особенностью солнечных часов в Южном полушарии является то, что тень в полдень – на юге, а Солнце – на севере; видимый путь Солнца по небосводу проходит справа налево, поэтому нумерация часов идёт против часовой стрелки (Илл. 5.).
Илл. 5. Горизонтальные солнечные часы в городе Перт, Австралия
Недостатком, правда, было то, что ими нельзя было пользоваться в пасмурную погоду (хотя это не было большой проблемой, поскольку ненастье в Египте бывает не часто). Другое дело, что ими нельзя было пользоваться в помещении, а вот это вызывало много проблем сенаторов Рима.
2.2. Водяные часы
(второе поколение приборов для измерения времени)
Недостатки солнечных часов устранили водяные часы. Хотя водяные часы были изобретены еще в древнем Египте, но широкое распространение, они приобрели только в Риме. Первые водяные часы устроил в Риме верховный жрец Сципион Назик в 157 году до н.э. (Илл.6.)
Внимание! Это ознакомительный фрагмент книги.
Если начало книги вам понравилось, то полную версию можно приобрести у нашего партнёра — распространителя легального контента ООО «ЛитРес».
Представленный фрагмент произведения размещен по согласованию с распространителем легального контента ООО «ЛитРес» (не более 20% исходного текста). Если вы считаете, что размещение материала нарушает чьи-либо права, то сообщите нам об этом.
История развития техники с точки зрения развития технических систем
Интерес к истории развития техники в нашей стране является традиционным и имеет глубокие корни. Еще в XIX в. отечественными учеными было опубликовано немало исследований по различным отраслям науки. Но вначале это были исследования ученых-одиночек, не координированные в общегосударственном масштабе.
С начала XX в. начался и новый этап в развитии истории техники как самостоятельного научного направления, в становлении организационных форм исследовательской деятельности. В учебные программы средних и высших технических учебных заведений стали включаться курсы по истории техники; широкую практику получило чтение лекций по истории различных отраслей техники в народных университетах, домах культуры, музеях. Этой же тематике начали посвящаться многие научные съезды и конференции, исследования во втузах страны.
Резко возросший интерес к прошлому техники и истории ее развития предопределил организационные меры по развитию историко-технических исследований и становлению истории техники как самостоятельной науки в общегосударственном масштабе. В 1922 г. при Академии наук была создана «Комиссия по истории знаний», выпустившая ряд книг по технико-исторической тематике. При научно-инженерных обществах начали организовываться группы исследователей по истории техники, вышли из печати первые работы Ю.К. Милонова, В.В. Данилевского, А.И. Сидорова и др. ученых.
Дополнительный импульс расширению исследований, становлению истории техники как науки и организации ее преподавания придали решения ноябрьского 1929 г. Пленума ЦК ВКП(б) «О подготовке технических кадров». В них прямо указывалось на необходимость введения курса истории техники в программы технических учебных заведений. С этого времени предмет истории техники стал считаться обязательным, начали разрабатываться программы и организовываться специальные кафедры истории техники. Стали разворачиваться исследования по истории техники и в системе АН СССР, в рамках созданного в 1932 г. Института истории науки и техники.
Следующим важным этапом явилась организация в 1944 г. Комиссии по истории техники при Отделении технических наук АН СССР, в состав которой вошли академики А.А. Байков, И.П. Бардин, Г.М. Кржижановский и др. видные отечественные ученые. Главное внимание историков техники в послевоенное время было сосредоточено на использовании отечественного научного наследия, активизации исследований, прерванных войной. Повышенное внимание к истории развития техники обусловило новую постановку вопроса о ее преподавании. В результате широкого обсуждения проблемы 14.01.48 г. вышел важный приказ Министра высшего образования СССР «0 преподавании истории науки и техники в высших учебных заведениях». Он в очередной раз подтвердил необходимость преподавания истории науки и техники в вузах и организации соответствующих кафедр.
Стали восстанавливаться расформированные в годы войны кафедры истории техники, возобновляться их научная и педагогическая деятельность, создаваться необходимые программы, учебники и учебные пособия. И результаты не замедлили сказаться — резко возрос интерес к техническим знаниям, поднялся престиж технических учебных заведений.
На начало 50-х гг. приходится пик активности историко-технических исследований и совершенствования системы преподавания. Правда, не обошлось и без «перекосов». Одержимые духом патриотизма некоторые историки техники начали искать первооткрывателей только в своей стране, обозначились тенденции к пропаганде приоритетности «советской», «социалистической» науки и техники, были в известной степени утрачены принципы объективности и интернационализма.
С середины 50-х гг. наметились спад активности технико-исторических исследований, заметное охлаждение к пропаганде знаний истории техники, исключение этого предмета из вузовских программ. С 1956-58 гг. преподавание истории техники в вузах начало вообще сворачиваться, стали закрываться или перепрофилироваться кафедры истории техники. Раздутые до неприличия и в корне идеологизированные курсы «История КПСС», «Марксистско-ленинская философия» и прочие, курируемые непосредственно ЦК КПСС, стали теснить не только общеинженерные, но и профилирующие дисциплины в технических вузах.
В результате курс истории техники оказался в числе тех, которые вообще оказались «за бортом». Более того, из учебников по техническим дисциплинам стали исчезать традиционные разделы, посвященные истории развития соответствующих областей техники. Сыграли свою негативную роль не только партийно-политические установки, но и объективные причины, связанные с наступлением научно-технической революции, развитием и распространением технократических концепций.
Перестройка системы высшего образования в последние годы не могла не коснуться и отношения к истории техники — обозначился процесс ее возвращения в лоно технического образования, исправления исторической несправедливости.
О необходимости изучения истории техники
В настоящее время деятельность человека в технической области приобретает всеобъемлющее значение, вовлекая в свою орбиту все большее количество людей, призванных решать те или иные технические вопросы. Техника все больше вторгается в жизнь и быт всего населения. Именно технические, производственные потребности человека во все времена являлись двигателями научного прогресса, выдвигая все новые задачи перед фундаментальными, прикладными и естественными науками.
Изучение истории развития техники дает возможность проследить закономерности технического развития, выявить, как в процессе совершенствования производства человек научился познавать законы природы и овладевать ими, открывать новые стороны и свойства предметов, устанавливать связь между техникой, наукой и другими областями человеческой деятельности.
Установление закономерностей развития той или иной отрасли техники, оценка различных идей и изобретений на разных этапах этого развития -позволяют вырабатывать критическое отношение к современным техническим достижениям, их правильному осмыслению и пониманию, дают возможность· среди множества выделить наиболее перспективные и ценные для будущего.
Опыт прошлого в области техники никак нельзя сбрасывать в «корзину» истории, как ненужный хлам, напротив, его нужно максимально использовать, заставляя работать на будущее. Исследуя развитие любого механизма или машины в исторической и хронологической последовательности, можно не только установить определенные закономерности и тенденцию развития, но и натолкнуться на техническую идею, которая оставалась ранее нереализованной из-за несовершенства технологии, отсутствия необходимых материалов, невостребованности на данном уровне развития общества и др. причинам. От зарождения первых идей до появления технических проектов и от разработки последних до их внедрения могут проходить многие годы, века и даже целые тысячелетия.
Важнейшей задачей любого специалиста является овладение огромным запасом опыта и знаний, накопленных предыдущими поколениями, и их использование применительно к нуждам современной жизни. Без должного внимания к историческим аспектам развития техники и диалектике этого развития при подготовке специалиста его знания будут в известной степени ущербными и пассивными.
Теоретические знания могут быть прочными, активными и сознательными, когда они соединены с жизненным опытом и бытовым умением, а мышление развито не только с технической, но и с историко-культурологической стороны, что делает личность не только полезной, но и интересной для окружающих. Любой специалист не должен быть технократом, как подчеркивал выдающийся русский историк В.О. Ключевский: «Определяя задачи и направления своей деятельности, каждый из нас должен быть хоть немного историком, чтобы стать сознательно и добросовестно действующим гражданином».
Актуальность истории техники как педагогического средства заключается в том, что любой предмет изучения неотделим от истории его возникновения, которая во многом помогает постигать его внутреннюю сущность. Изучение истории развития техники заставляет повторять забытые факты и положения из общетехнических и специальных курсов, что способствует лучшему усвоению и более глубокому овладению всем комплексом предметов.
Сведения исторического характера, приводимые лектором при чтении технических дисциплин, имеют не только большое познавательное значение, но и способствуют их оживлению, эмоциональному восприятию и лучшему запоминанию, что, впрочем, не исключает необходимости специального курса истории техники во всех учебных заведениях от школы до вуза. Это убедительно доказали такие известные ученые-педагоги, как В.В. Данилевский, B.C. Виргинский, И.Я. Конфедератов и др.
Курс истории техники является своеобразным мостиком, соединяющим технические и гуманитарные науки, технику и историю, составляющих диалектическое единство. Его изучение во многом способствует развитию перспективной тенденции гуманитаризации технического образования и технизации гуманитарного, которая в конечном счете может привести к становлению единого высшего образования — прообраза высшей школы будущего.
Далеко не всегда спорные вопросы приоритета решались в истории справедливо, нередко возникали споры и раздоры между изобретателями и претендентами на изобретения, имели место фальсификации и беззастенчивые плагиаты, проходили международные суды и заседания конфликтных комиссий. Нельзя забывать о необходимости уважения к творческому наследию отечественных учены и деятелей техники, о непримиримости к предпринимаемым на Западе попыткам принизить их вклад в мировую науку и технику.
Безусловно, историей техники должны заниматься в первую очередь специалисты техники, которым проще вникнуть в исторический аспект проблемы, чем историку овладевать всеми тонкостями технических проблем. В отличие от «чистых» историков, которые в своих исследованиях обычно не поднимаются выше летописно-фактографического уровня, специалисты разнообразных отраслей техники способны всесторонне раскрыть техническую сущность собранного материала, произвести детальный технический анализ и дать объективную научную оценку деятельности пионеров науки и техники.
Важно не только установить, что, когда, где и кем было сделано, но и ответить на вопросы: почему, зачем и каким образом было разработано то или иное техническое средство. На смену стереотипу летописной хроники должен прийти глубокий анализ, раскрывающий техническую сущность, тенденции и закономерности развития исследуемого объекта. Тем не менее можно констатировать полезность и необходимость занятости в этой области науки как философов и представителей технического знания, так и ученых, соединяющих в себе оба начала.
Основные понятия и закономерности развития техники
По современному определению, техника (от греческого techne — искусство, мастерство) — это совокупность средств человеческой деятельности, созданных для осуществления процессов производства и обслуживания непроизводственных потребностей общества. В ней материализованы знания и производственный опыт, накопленные человечеством в процессе развития общественного производства.
В более узком и собирательном смысле под техникой подразумеваются машины, механизмы, приборы, устройства, орудия той или иной отрасли производства. Этот термин часто употребляется также для совокупной характеристики навыков и приемов, используемых в какой-либо сфере человеческой деятельности, и является синонимом мастерства.
Часто в понятие техники и в объекты технических наук включается также технология (от гр. tecne + logos — слово, учение) — совокупность производственных процессов в определенной отрасли производства, а также описание способов производства. Дело в том, что техника и технология, образно говоря, это два колеса на единой оси повозки, на которые опирается любое производство.
Объектом истории техники является в первую очередь сама техника, поэтому ее можно определить как науку, изучающую закономерности развития техники в условиях различных общественно-экономических формаций. Изучая структуру и свойства техники, история техники носит характер технической науки, а изучая процесс развития техники и исследуя влияние общественных условий на ее развитие, она носит характер общественной науки — в этом состоит дуализм истории техники как науки. Техника, являясь элементом производительных сил, неразрывно входит в способ производства и производственные отношения, поэтому сведение техники только к средствам труда не раскрывает полного содержания этого термина.
Техническая деятельность человека не является изолированной и узкоспециализированной, ибо при разработке любых объектов техники необходимо учитывать целый ряд не только технических, но и экономических, экологических, эстетических и иных социальных требований, определяемых той областью материального производства, где техника создается, и той сферой общественной жизни, где она используется
Вся история материального производства является вместе с тем историей познания всех его сторон, ибо без соответствующих знаний было бы невозможным как развитие и совершенствование предметов и средств труда, так и процесса трудовой деятельности. По мере развития производства не только существенно меняется техника, но и все более возрастают положение и роль науки в общественном производстве, которая все больше сращивается с техникой и становится ведущим фактором.
Система «человек — техника» занимает центральное место в технологическом способе производства и от характера и взаимосвязей элементов этой системы зависят их роль и положение в производственном процессе. С этой точки зрения, в развитии техники мож- „но выделить три этапа: инструментализация, механизация и автоматизация.
Техника и инженер
Техническая деятельность возникла в процессе антропосоциогенеза на самых ранних этапах становления человеческого общества. Создание техники является результатом решения технической задачи в процессе разрешения технических противоречий.
В первобытном обществе в силу перемены видов труда техническая деятельность еще не имела самостоятельности, которую она стала приобретать в период отделения ремесел от земледелия и скотоводства, когда стал формироваться основной субъект технической деятельности — ремесленник. По мере перехода к классовому обществу и цивилизации, дифференциации и интеграции труда происходили дальнейшее развитие технической деятельности и появление его спорадических форм в виде городского ремесла и зачатков инженерной деятельности.
Развитие мануфактуры привело к возникновению новых форм технической деятельности, субъектами которой наряду с ремесленниками становились и работники мануфактур. Одновременно быстрыми темпами шло формирование технических наук и инженерной деятельности.
Промышленная революция окончательно закрепила в качестве основного субъекта технической деятельности наемного промышленного рабочего. В эпоху наступления научно-технической революции с развитием технических наук и высшего технического образования, обусловивших появление новых форм технической деятельности, ее основными субъектами становятся инженер и рабочий.
Термин «инженер» (фр. ingenieur от лат. ingenium — ум, изобретательность, врожденные способности) появился и получил большое распространение в Западной Европе в ХШ—XIV вв. В XVII в. через французский и немецкий языки это слово проникло и в Россию. История инженерной деятельности тесно связана с историей цивилизации и закономерностями развития техники, достижения которых в значительной степени были обеспечены трудом и творчеством этой категории технических работников.
Первый (праинженерный) этап был этапом становления инженерной деятельности в эпоху рабовладельчества, связанным главным образом со строительством и архитектурой. Он ознаменовал собой резкий скачок в развитии общественных форм технической деятельности, первый узловой момент ее истории. Наиболее выдающимися инженерами этой эпохи были выходцы знаменитой Александрийской школы: Герон Александрийский, Ктесибий, Архимед, а также римский архитектор Марк Витрувий Поллион, написавший труд «Десять книг об архитектуре».
Второй (прединженерный) этап инженерной деятельности начался в эпоху Возрождения н развивался в условиях феодализма и зарождения машинного производства. Основной сферой инженерной деятельности продолжает оставаться строительство, а также создание военной техники (метательных, стенобойных и др. машин). И потому в «Энциклопедии» Дидро и Д’Аламбера инженер определяется как строитель воинских укреплений и машин. Самым выдающимся инженером эпохи Возрождения был Леонардо да Винчи, художник, архитектор, механик, экспериментатор и изобретатель, гениальность которого была подкреплена обширными техническими знаниями.
Третий этап становления инженерной деятельности имел место в эпоху промышленного переворота и распространения рабочих машин на базе парового двигателя.
Четвертый этап представлял развитие инженерной деятельности на основе системы машин и технических наук в условиях монополистического капитализма (империализма). В середине XIX в. развитие науки, вызванное потребностями материально-технического производства, привело к возникновению социальных институтов технических наук и научно обоснованной технической деятельности, которая с этого времени стала считаться инженерной
С этих лор техническая подготовка производства становится по преимуществу инженерной и, прежде всего, конструкторской и технологической, а инженер — это уже главным образом машиностроитель. К. Маркс и Ф. Энгельс считали инженерную деятельность чисто промышленной отраслью, связанной с сознательным применением науки, а инженеров — научно образованными работниками.
Пятый этап — формирование современного инженера в эпоху научно-технической революции. Во второй половине XX в. происходит качественный скачок в· развитии социальной функции науки как непосредственной производительной силы. Носителями этой функции становятся инженеры, деятельность которых и является основным каналом превращения науки в непосредственную производительную силу.
По современному определению, инженер — это специалист в какой-либо области техники с высшим техническим образованием. Инженерные разработки поглощают основную долю затрат при создании новой техники, а количество инженеров, как правило, значительно превышает количество научных работников и продолжает расти в той же пропорции. При производстве новых уникальных технических объектов трудозатраты инженеров равны, а часто и превышают трудозатраты рабочих.
Таким образом, инженерная деятельность представляет собой развитую форму технической деятельности, которая получила относительную самостоятельность и стала социальным институтом в результате разделения труда и развития производительных сил и производственных отношений. Современная инженерная деятельность представляет собой наиболее зрелую форму трудовой деятельности, непосредственно направленной на решение технических задач и создание техники. Техника есть то единое, что объединяет всех инженеров, независимо от того, в какой сфере общественной жизни используется их труд.
Инженерную деятельность нельзя отождествлять с научной, в том числе и в области технических наук. Если ученый преследует познавательные цели, то перед инженером всегда стоит конкретная практическая задача — создать технический или технологический объект, причем в течение ограниченного промежутка времени и с минимальными затратами. Инженерная деятельность имеет смысл лишь тогда, когда ее результаты имеют практическую реализацию, инженер несет ответственность за технические решения в течение всего срока эксплуатации технического объекта, вплоть до замены его более прогрессивным.
Инженерная деятельность — это техническое применение науки, направленное на производство техники и удовлетворение общественных технических потребностей. Однако наличие принципиальных различий научной и инженерной деятельности вовсе не означает, что их нельзя совмещать. Творчество выдающихся деятелей науки и техники, таких как Архимед, Леонардо да Винчи, М.В. Ломоносов, И.В. Курчатов, И.П. Бардин, С.П. Королев и др., убедительно доказывают необходимость и возможность перемены труда, перехода от научной к инженерной деятельности и наоборот.
Средствами инженерного труда служат научные знания, результаты научной деятельности проявляются в виде готовых методик расчета, формул, зависимостей, правил, нормативов и других средств подготовки производства. Результаты инженерной деятельности, в свою очередь, являются средствами труда рабочих, которые опосредствуют воздействие инженера на технику.
Таким образом, инженерная деятельность представляет собой устойчивый, относительно самостоятельный вид технической деятельности, обладающий качественной определенностью и отличающийся от материально-производственной деятельности рабочих, научных работников и других специалистов, занятых в сфере производства и использования техники. Инженер выступает в роли основного источника технического прогресса, доказательством его является постоянно увеличивающаяся доля затрат инженерного труда при создании современных технических объектов.
Основными инженерными специальностями являются: инженер-исследователь, инженер-конструктор (проектировщик) и инженер-технолог. Первый выполняет функции сбора и обработки информации, второй — подготовку рабочего проекта, третий — его реализацию. Инженерам-технологам принадлежит ведущее место не только в структуре инженерной профессии, но и в производстве, поскольку они аккумулируют результаты деятельности всех других инженеров. Это профессия широкого профиля, так как технологу приходится выполнять не только свои собственные, но и функции проектировщика, производственника и эксплуатационника.
Профессиональный путь технического специалиста не совпадает с инженерным, хотя высшее техническое образование является необходимым как для первого, так и для второго. На практике уже отчетливо просматривается деление на технических специалистов и инженеров, необходимо лишь юридическое оформление этого разделения. Технические вузы уже давно выпускают не инженеров, а лишь дают высшее техническое образование, создавая предпосылки для практической технической деятельности. Квалификация же приобретается в процессе инженершу ной деятельности после определенного периода самостоятельной трудовой деятельности по решению практических технических задач. Только после этого может произойти становление инженера, а может и не состояться.
Инженерное образование не совпадает с высшим техническим, так как последнее уже стало обязательным для некоторых групп высококвалифицированных рабочих. И не все специалисты, имеющие инженерное образование и занимающие инженерные должности, в действительности занимаются инженерной деятельностью. Инженерами являются лишь те из них, труд и творчество которых непосредственно направлены на создание и использование техники, вне техники они, естественно, лишаются предмета своей деятельности.
Влияние науки и ученых на развитие техники
На протяжении всей истории человеческого общества роль науки в развитии техники и техническом прогрессе непрерывно возрастала.
Несмотря на то, что возникновение и развитие естественных и точных наук, и прежде всею астрономии, математики и механики, во все времена было обусловлено потребностями производства, связь науки с производством и техникой, соответственно, в ремесленный период была односторонней. Обратное воздействие наук на производственную технику осуществлялось спорадически, поскольку сама техника в своем развитии опиралась не на выводы, добытые наукой, а на запас накопленных к тому времени эмпирических знаний. Поэтому и сама наука, оторванная от практики и находившаяся под влиянием религиозной идеологии, имела схоластический характер.
В период мануфактуры поток информации, направляющейся от науки ж технике, значительно увеличился, однако систематическое применение науки в производстве началось лишь в XVIII в. с началом промышленного переворота. С этого времени начались быстрый рост числа изобретений и открытий и ускорение их внедрения в производство.
Техника является основной составляющей системы «наука — техника — производство», которая включает целый ряд взаимосвязанных звеньев, образующих единую день, ведущую от фундаментальных естественнонаучных исследований через технические науки и проект но-конструкторские разработки к внедрению в производство. Развиваясь на основе науки, техника ставит перед наукой новые задачи и совершенствует средства научной деятельности. Если в прошлом техника в основном представляла собой аккумулированные в средствах труда эмпирические знания и опыт, то сейчас она все больше представляет непосредственную материализацию научных знаний.
Роль новаторов и изобретателей в развитии техники. Технический уровень любого государства во многом определяется его изобретательским потенциалом, который формируется под влиянием научно-технической среды, в которой готовятся инженерные кадры.
История техники изобилует множеством всевозможных, в том числе и гениальных изобретений и открытий, которые, согласно легендам, нередко повторяемым в литературе, были выполнены по воле случая, в результате внезапного озарения.
В действительности случайным является лишь сам факт появления того или иного события, которое к тому времени уже было подготовлено всем предыдущим ходом развития техники, соединением труда и разума. Недаром знаменитый ученый и изобретатель Т. Эдисон говорил: «Гений — это десять процентов вдохновения и девяносто потения». Необходимость, назревшая потребность в том или ином техническом совершенствовании прокладывает себе дорогу через массу случайностей, что иногда и порождает наивную веру во всемогущего гения и решающую роль случая.
Изобретатель должен не только обладать трудолюбием и оптимизмом, но быть диалектиком и владеть методом исторического анализа, чтобы все правильно расставить на полках моральных и интеллектуальных ценностей. Забытые приемы, орудия и технологии наших предков представляют зарытые клады, остающиеся невостребованными. Поэтому многие современные изобретения являются лишь повторением забытого опыта предшествующих поколений.
Инженерная деятельность — это не только труд, но и познание, общение и творчество. Критерий технического творчества в инженерной деятельности закреплен юридически в «Положении об открытиях, изобретениях и рационализаторских предложениях», согласно которому изобретением «признается новое и обладающее существенными отличиями техническое решение задачи в любой области народного хозяйства, социально-культурного строительства или обороны страны, дающее положительный эффект».
В отличие от изобретения новизна рационализаторского (от лат rationalis — разумный, рациональный; ratio — разум) предложения носит местный (локальный) характер и имеет значение лишь для одного или группы предприятий. Во многих случаях рацпредложения являются устаревшими или «отложенными» изобретениями. Изобретения в основном являются прерогативой инженерно-технических работников, а рацпредложения — передовых рабочих-рационализаторов.
Мы можем по праву гордиться выдающимися достижениями технической мысли отечественных деятелей науки и техники. Благодаря им в нашей стране были заложены концепции многоступенчатых ракет, созданы первые экспериментальные ракеты, запущен первый искусственный спутник Земли, первым человеком в космосе стал также наш соотечественник. С 1950 г. половина трансурановых элементов была открыта отечественными учеными; неоспорим их вклад в разработку теории цепных реакций, теории света и радиоволн, открытие лазеров, современную аэродинамику, сверхвысокое давление и сверхнизкие температуры, металлургические технологии и др.
Дятчин Н.И.
Из книги «История развития техники», 2001
- http://iknigi.net/avtor-lev-pevzner/142938-istoriya-chasov-kak-tehnicheskoy-sistemy-ispolzovanie-zakonov-razvitiya-tehnicheskih-sistem-dlya-razvitiya-tehniki-lev-pevzner/read/page-1.html
- http://secrethistory.su/1488-istoriya-razvitiya-tehniki.html