2.6. Взаимоотношение науки и техники

Наиболее наукоемкими является так называемые фундаментальные исследования. Существует немало определений фундаментальности. Суть их такова, что фундаментальным называют исследование, совершаемое исходя из внутренних потребностей и закономерностей науки, а не из конечной полезности его результата. В отличие от фундаментального, прикладное исследование четко нацелено на конечный результат. Впервые термин "прикладное исследование" ввел английский математик и изобретатель Чарльз Бэббидж в 1832 г.

Научные исследования в основном способствует созданию атмосферы, благоприятной для развития техники, а не решению конкретных технических задач.

Комитет, созданный министерством обороны CША. дал следующую характеристику термину "фундаментальное исследование":

а) не соотнесено с каким-либо конечным результатом;

б) бесполезно решительно для всех;

в) ищет знание, которого пока нет;

г) предпринимается только потому, что этого желает исследователь;

д) не несет ограничений секретности;

е) ведется исследователем, который не в состоянии объяснить, чем он занят;

ж) всегда ново и проводится, как правило, в области, не имеющей практического значения".

Под техникой обычно понимают искусственное созданные материальные средства целесообразной деятельности человека. (Другой оттенок этого термина, заключенный, например, в выражении "техника исполнения", мы опускаем). Многие ученые (физики, химики, даже биологи) в настоящее время занимаются исследованием искусственных объектов, не переставая быть представителями так называемых естественных наук. Объединяющим подходом для исследований естественных и искусственных объектов является познание присущих им закономерностей с позиций законов природы. В случае искусственных и естественных спутников Земли - это законы небесной механики, в молекулярной электронике и генной инженерии - это законы строения органических веществ, в микроэлектронике и минералогии - это законы кристаллографии.

П. Вейнгарт дает следующую периодизацию истории техники и науки. В первой фазе, простирающейся от эпохи Возрождения до конца XVII в. наука и техника институционально объединены, причем приоритет в постановке и методах решения принадлежит технике. Вторая фаза, охватывающая конец XVII и большую часть XIX в., характеризуется выделением науки, приобретением ее автономии.

На третьей фазе наука и техника вновь сближаются, но происходит постепенная "сайентификация" ("онаучивание") техники, особенно интенсивно протекающее в эпоху научно-технической революции.

2.7. Модели в науке и технике

Моделирование весьма распространено в творчестве. Проводя классификацию творческих задач, мы тем самым определяем модели этих задач.

Моделированием называют исследование объектов познания на их моделях. Под моделью часто понимают образ объекта или явления, упрощающий и тем самым делающий более отчетливыми те его черты, которые подлежат изучению. Именно в этом смысле мы будем понимать этот термин в дальнейшем. Понятие "модель" может иметь и другой смысл: это предметное воплощение некой абстракции или некого предмета (в последнем случае, возможно, в другом материале, других размерах и т.д.),

Модели могут быть, таким образом, мысленными и вещественными. В естественных науках и технике обычно имеют дело с тремя видами моделей.

1. Мысленные или интуитивные модели. Строятся на основе мысленных экспериментов и опыта.

2. Математические модели. Являются разновидностью мысленных. Представляют собой описание объекта или процесса с помощью систем уравнений, алгоритмов, расчетных формул и т.п.

3. Физические (натурные) модели. Получаются путем уменьшения или увеличения самого технического объекта или подобного ему тела. Для многих объектов (более изученных) вполне достаточно математических моделей, для других объектов требуются физические модели, поскольку они не имеют математического описания.

Существует комбинация моделей. Например, аналоговые модели, которые являются комбинацией математических и физических моделей. Примером является электролитическая ванна.

Методы мысленного (интуитивного) моделирования пока исследованы слабо. Актуальность такого моделирования со временем растет, а способности инженеров к нему снижаются из-за роста формализации и наукообразности учебных дисциплин.

Модели часто помогают в работе и при изучении физики и других наук (не только естественных); полезно пользоваться моделями для выработки интуиции (физической, математической, семантической и иной). И хотя оказывается, что великие открытия абстрагируются от моделей и последние оказываются ненужными (как уже отмечалось) при формулировке конечного результата, однако они могут остаться полезными для его интерпретации, а также сократить время достижения результата.

ЗАДАНИЕ. Имеется среда, проводимость которой зависит от освещенности и на которой с помощью неравномерного освещения можно создавать заданное распределение неоднородностей проводимости. Какую модель можно изготовить из такой среды и как это сделать?