56. Соотношение теоретического и эмпирического в технических науках

В технической теории важную роль играет разработка особых операций перенесения теоретических результатов в область инженерной практики, установление четкого соответствия между сферой абстрактных объектов и конструктивными элементами реальных технических систем, что соответствует фактически теоретическому и эмпирическому уровням знания.

В научно-технических дисциплинах необходимо четко различать исследования, включенные в непосредственную инженерную деятельность и теоретические исследования, называемые технической теорией. Специфика технической теории состоит в том, что она ориентирована на конструирование технических систем.

Техническая система – это совокупность элементов, имеющих определенную форму, свойства и способ соединения.

Наибольшее различие между физической и технической теорией заключается в характере идеализации. Техническая теория имеет дело с более сложной реальностью, поскольку не может элиминировать сложное взаимодействие физических факторов, имеющих место в машине, т.е. является менее абстрактной и идеализированной, более тесно связана с реальным миром инженерии.

Структура технической теории:

Теоретические схемы представляют собой совокупность абстрактных объектов, ориентированных как на применение соответствующего математического аппарата, так и на мысленный эксперимент, т.е. на проектирование возможных экспериментальных ситуаций. В теоретических схемах задается образ исследуемой и проектируемой технической системы.

Абстрактные объекты, входящие в состав теоретических схем математизированных теорий представляют собой результат идеализации и схематизации экспериментальных объектов.

Эмпирическое и теоретическое в технической теории

Эмпирический уровень технической теории образуют конструктивно-технические и технологические знания, являющиеся результатом обобщения практического опыта при проектировании, изготовлении и т.д. технических систем. Это - эвристические методы и приемы, разработанные в самой инженерной практике, но рассмотренные в качестве эмпирического базиса технической теории.

Конструктивно-технические знания ориентированы на описание конструкции технических систем, а также включают знания о технических процессах и параметрах функционирования этих систем.

Технологические знания фиксируют методы создания технических систем и принципы их использования.

Эмпирические знания технической науки отображаются на ее теоретическом уровне в виде многослойных теоретических схем, абстрактных объектов различных уровней.

Эмпирический уровень технической теории содержит в себе особые практико-методические знания, представляющие собой практические рекомендации по применению научных знаний, полученных в технической теории, при проектировании.

Теоретический уровень научно-технического знания включает в себя три основных уровня, или слоя, теоретических схем: функциональные, поточные и структурные.

Функциональная схема фиксирует общее представление о технической системе, независимо от способа ее реализации, и является результатом идеализации технической системы на основе принципов определенной технической теории – отражает определенные математические соотношения

Поточная схема, (схема функционирования) описывает естественные процессы, протекающие в технической системе и связывающие ее элементы в единое целое – схема естественного процесса.

Структурная схема фиксирует те узловые точки, на которые замыкаются потоки. Узловые точки представляют собой конструктивные элементы различного уровня, входящие в систему – идеальная конструктивная схема.

Функционирование технической теории Осуществляется путем анализа и синтеза схем.

Анализ: формулируется инженерная задача создания технической системы, которая затем представляется в виде структурной схемы, которая преобразуется поточную схему, отражающую функционирование системы, для расчета и математического моделирования этого процесса строится функциональная схема. Инженерная задача переформулируется в научную проблему, а затем в математическую задачу, решаемую дедуктивным путем.

Синтез схем позволяет на базе имеющихся конструктивных по определенным правилам дедуктивного преобразования синтезировать новую техническую систему, рассчитать ее основные параметры и проимитировать функционирование. Решение, полученное на уровне идеальной модели, последовательно трансформируется на уровень инженерной деятельности.

Синтез новой технической системы, как правило, связан с анализом уже существующих аналогичных систем. Функционирование технической теории направлено на аппроксимацию теоретического описания.