ФПНиТ / дополнительная литература / rapp

Фридрих Рапп

Техника и естествознание

(Философия техники в ФРГ М., 1989 С. 273-286)

Интеллектуальные предпосылки

Промышленная техника и экспериментально-математическое естествознание являются результатом исторического процесса развития. Простые технические действия (изготовление орудий, оружия, культовых предметов и украшений) столь же древни, что и само человечество. Такие доисторические эпохи, как каменный, бронзовый и железный века, подразделяются в соответствии с применяемыми материалами. До промышленной революции, которая началась около 1750 г. в Англии, техническая деятельность полностью организовывалась в русле традиционных представлений и конкретных жизненных связей. Технические методы и естественнонаучные концепции, точно так же как язык, право, мораль, социальные и политические отношения, считались заданными величинами, которые передавались от поколения к поколению по существу в неизменной форме. Твердая опора на унаследованную традицию, как это еще водится в развивающихся странах, делает понятным, почему в течение длительного времени пользовались одними и теми же инструментами (ткацкий станок, мельница, плуг, конская сбруя) без сознательного и целеустремленного поиска возможностей их улучшенияⁱ. Современное состояние техники и естествознания, правда, толкает к недооценке достижений предшествующих эпох. Однако, если подумать, что даже в наше время технические и научные нововведения покоятся прежде всего на дальнейшем развитии существующих методов и подходов, тогда как абсолютно новые принципы относительно редки, то достаточно отчетливо выявится значение отдельных небольших шагов для всего процесса. Если ограничиться лишь обобщенным обзором, то

273

в ходе исторического развития в технических устройствах и методах можно зафиксировать поступательное развитие, происходящее с различной степенью интенсивности и прерывающееся длительными периодами константных соотношений. В случае естественных наук такое прямолинейное развитие проследить труднее. Если производительность технических орудий можно определить наглядно, на основе их конкретных материальных свойств и результатов, которые могут быть получены с их помощью и без дополнительной интерпретации, то теоретический элемент в естественных науках невозможно элиминировать. Поскольку здесь речь идет о теоретическом объяснении физических процессов, то относящиеся к ним гипотезы и лежащие за ними представления неизбежно вливаются вместе с ними в исторически сменяющие друг друга научные воззрения, которые соответственно этому также представляют большой интерпретационный допуск для различных объяснений. Так именно в самое последнее время, Т. Кун, в противовес одностороннему подчеркиванию кумулятивного процесса в естественных науках, выдвинул изменение теоретических ориентационных моделей (парадигм). В противоположность мнимому непрерывному развитию он рассматривает исторически сменяющие друг друга мыслительные модели как принципиально несравнимые, так как они соответственно покоятся на фундаментально различных понятиях и теоретических допущенияхⁱⁱ. В противоположность этому, следовало бы также задуматься и над тем, что описывающие явления естественнонаучные теории основывались в Новое время прежде всего на целенаправленных экспериментальных поисках. Возможность предсказывать такие осязаемые экспериментальные результаты, которые в принципе всегда можно реализовать технически, предоставляет, следовательно, широкий, независимый от теории критерий прогресса для познания природных связейⁱⁱⁱ.

Современная техника и современное естествознание основываются на трезвой, конкретно-предметной установке по отношению к материальному миру. Для современного сознания космос представляет собой скопление материи, ждущее нашего активного вмешательства, а не лежащий в основе всего, достойный охраны и почитания фундамент, к которому принадлежим мы сами как физические существа. Чтобы прийти к такому выводу, нет нужды

274

возвращаться к мифологическим и анимистическим представлениям. Еще Фр. Бэкон (1561 — 1626) в своей речи в защиту усовершенствования техники вынужден был возразить против упрека в том, что систематическое исследование природы можно приравнять к дерзости грехопадения^iv. Наряду с алхимией, стремившейся облагородить чернокнижников^v, здесь можно также назвать попытку романтиков сочетать поэтическое и естественнонаучное восприятие^vi или пантеистическую натурфилософию Гете. Конечно, историческое развитие пошло много дальше этих позиций. Однако критика нашего сегодняшнего «эксплуататорского» понимания природы и последовательного овладения ею (экология, манипуляция генами, техника вооружений) показывает, что здесь также уготованы тягостные перспективы, поскольку на уровне просвещенного сознания природа не чинит нашему вмешательству никаких препятствий, если не считать внутренних законов физических процессов, необходимо находить здесь какую-то форму самоограничения^vii.

Сегодняшняя точка зрения на материальный мир была подготовлена натурфилософскими спекуляциями античности, теоретическими представлениями схоластики и введением систематических экспериментальных исследований и функционально-математического описания в эпоху Возрождения. Этот процесс достигает высшей точки в механистической картине мира, философское основание которой дал Декарт (1596 — 1650) в своем строгом отделении протяженной материи (res extensa) и непротяженного сознания (res cogitans). Представление природы как системы процессов, которые согласно образцу механики являются закономерными, ни в коей мере не является само собой разумеющимся; так, дети могут воспринять механистический образ мышления лишь после многолетнего обучения^viii. Механистическое понимание природы восходит к наглядному опыту и теоретическому размышлению. Эта теоретическая концепция основывается, в частности, на физической теории толчка и попытках количественного, математического описания природных процессов. Эмпирические основания механистического мышления происходят прежде всего от искусных конструкций астрономических часов позднего Средневековья. В этом смысле мироздание стало истолковываться как гигантский часовой механизм, который создан

275

Богом таким образом, чтобы все колеса двигались в возможно наилучшей гармонии. В механистической картине мира деятелей Нового времени практическое, техническое применение и теоретическое, естественнонаучное объяснение образуют неразрывное единство. С одной стороны, технические процессы являются образцом для понимания природы, а с другой — естественнонаучное познание в основном всегда технически применимо. Эти представления значимы не только для лежащей в основе физики классической механики, но, в несколько измененном виде также и для всех других областей естествознания. Механистическое понимание природы образует в союзе с математическим описанием и экспериментальными методами общую основу техники и естествознания. Становящееся сегодня все более тесным переплетение обеих этих областей имеет здесь свою объективную основу.

Если смотреть систематически, то сегодняшнее, механистическое и функциональное воззрение на природу основывается на том, что аристотелевское, телеологическое и органически ориентированное учение о материи и форме видоизменилось в трех существенных пунктах. (1) Эта ориентационная модель больше не принимает форму встречающихся в природе биологических процессов, а искусственных механических процессов, вызванных рукой человека с помощью соответствующих аппаратов и приборов. (2) Понятийный арсенал для описания и анализа всех природных явлений заимствуется уже не из «высших» и сложных органических процессов, а из «низших» и простых неорганических процессов. (3) На место синтетического, ориентированного на конечный результат и тем самым на цель соответствующих процессов телеологического подхода выдвигается аналитическое исследование функциональных взаимосвязей между состояниями, следующими непосредственно друг за другом в пространстве и времени. Взгляд направляется на дифференцированное познание и связь между отдельными стадиями процесса, а не на исследование сущностных причин и строящихся на них связей.

Конечно, обоснование математического естествознания Галилеем (1564-1642) и Ньютоном (1643-1727) вначале не принесло технической практике никаких коренных изменений. Проекты инженеров эпохи Возрождения и нововведения промышленной революции основывались на изобретательном духе практиков ремесленной техники,

276

а не на теоретических размышлениях естествоиспытателей. Внешним признаком впоследствии все более тесного переплетения техники и естествознания является учреждение с конца XVIII столетия высших технических школ, благодаря чему стал явно признаваться научный характер инженерно-технических дисциплин. При этом отнюдь не только естественные науки являлись «донорами», поскольку их развитие в значительной степени определялось технической постановкой вопросов. Так, например, теоретические исследования С. Карно, который хотел улучшить коэффициент полезного действия паровой машины, составили исходный пункт развития термодинамики. Прогресс в добыче металлов (железа) и открытии новых источников энергии (паровая машина) сделал затем необходимыми систематические эксперименты и точные расчеты. С учреждением соответствующих лабораторий для специфических нужд технических наук (в Германии они появились поначалу при Высшей технической школе в Мюнхене в 1871 г.) также стало очевидным, что технические дисциплины обладают своей собственной, отличной от естественных наук предметной областью^ix.

Возможности разграничения

Если иметь в виду современную ситуацию, то взаимное переплетение техники и естествознания неоспоримо. При этом речь идет, с одной стороны, об онаучивании техники, которое заключается в том, что технические методы во все возрастающей степени опираются на методы и результаты исследований естественных наук. Наряду с новыми принципами, которые, скажем, в случае компьютерной или атомной техники могли бы привести к развитию целых отраслей промышленности, техническая реализация естественнонаучных знаний также дает улучшенные материалы рациональные способы изготовления, причем временной разрыв между нахождением новых знаний и их технической реализацией сегодня становится все короче.

Этому противостоит, с другой стороны, технизация естественных наук. Без хитроумных технических инструментов, которые простираются от простого счетчика Гейгера через усилительные устройства и вакуумные

277

приборы до электронных микроскопов, аэродинамических труб и ускорителей заряженных частиц, сегодня уже немыслимо никакое естественнонаучное исследование. Только с помощью этого технического инструментария могут быть созданы соответствующие условия для исследования и получения, передачи и обработки искомых данных наблюдения. Эта технизация, помимо всего прочего, имеет своим следствием то, что с крупными научными проектами (большая наука) можно справиться лишь с помощью коллективной работы естествоиспытателей и инженеров. Кроме того, влияние технических постановок задач на ход естественнонаучного исследования сказывается двояким образом. (1) Естественнонаучные проблемы, на которые наталкиваются при решении технических задач, представляют собой интеллектуальный вызов и стимулируют теоретические исследования^x. (2) Связанное с практикой техническое исследование и развитие финансируется предпочтительней, благодаря чему также и сама естественнонаучная исследовательская деятельность, служащая технической постановке задач, получает особое поощрение. При этом необходимо отметить, что в широкой сфере фундаментального исследования почти невозможно резкое разделение естественнонаучной и технической постановок проблем.

Если все же попытаться отграничить друг от друга технику и науку в их сегодняшней форме, необходимо проблематизировать в особенности четыре исходные положения.

1. Можно было бы исходить из того, что обсуждаемые естественнонаучные события и процессы происходят без участия человека в нетронутой природе. От этих естественных явлений следовало бы отличать полученные искусственно, с помощью техники, системы и процессы. При ближайшем рассмотрении возможно, однако, лишь условно сохранять противопоставление естественных процессов и артефактов. Конечно, технические процессы и системы появляются не сами, а только в результате сознательных человеческих целенаправленных действий. И если, как говорилось, в основе лежит господствовавшее до начала Нового времени органически-телеологическое понимание природы, которое ориентировалось на явления живой природы и пассивное наблюдение спонтанно протекающих процессов, технические объекты являются действительно искусственными. Между тем нужно все

278

же учитывать, что всякая реализованная техническая система входит в состав материального мира и именно поэтому может рассматриваться в широком смысле как естественная. Экспериментальное исследование физических процессов посредством естествознания и систематическое господство над материальным миром с помощью техники возможно ведь в первую очередь еще и потому, что нивелируется соответствующее стихийному воззрению противопоставление естественных и искусственных процессов^xi. Между естественнонаучными экспериментами и техническими процессами для современного сознания не существует принципиальной разницы: полученные в лабораториях с помощью надлежащих аппаратов и соответствующих инструментов наблюдаемые явления подчиняются в принципе тем же природным закономерностям, что и процессы в технических системах. Это — систематическая основа для практического использования естественнонаучных знаний в соответствующих артефактах и применение технических устройств в естественнонаучных исследованиях.

Сформулируем кратко: естественнонаучные эксперименты являются артефактами, а технические процессы — естественными процессами. Уникальные и выполняемые в лаборатории в уменьшенном масштабе естественнонаучные эксперименты — по сравнению с природными процессами, протекающими без вмешательства человека,— являются точно так же искусственными, как и созданные в больших масштабах и повторяемые технические системы. Искусственный характер как специфический признак техники сводится, следовательно, к тому, что в случае техники будут использоваться обнаруженные с помощью «искусственных» методов природные взаимосвязи для контролирования относительно долго существующих технических систем, выполняющих конкретные практические функции. Эти технические системы проявляются отчетливее в области обыденной жизненной практики, чем вызванные ради теоретического познания в большинстве случаев лишь кратковременные, но столь же «искусственные» явления, исследуемые в естественных науках. В обоих случаях применения технических инструментов и аппаратов приводит к лишению природы свойства быть основой чувственного восприятия. Наши знания физических процессов получаются сегодня в значительной степени с помощью таких вспомогатель-

279

ных средств и оказываются в этом смысле «искусственного» происхождения. Однако, чтобы вообще быть воспринимаемыми или полезными, данные наблюдения или результаты технических артефактов, несомненно, всегда делаются в конечном счете в той или иной форме доступными непосредственному чувственному опыту.

2. Другая возможность различения может заключаться в том, что естествознание рассматривается как область теоретического познания, которая затем приходит к практическому применению в области техники. Техника в соответствии с этим была бы прикладным естествознанием. Но и эта формула, несмотря на ее убедительность, не дает исчерпывающей характеристики по следующим причинам. Во-первых, существуют определенные естественнонаучные постановки проблем, как, например, наиболее далеко идущее теоретическое обобщение или определение максимально точных величин, что для технической практики не имеет большого значения. Во-вторых, очень многие из прежних и нынешних методов, используемых в технической практике, основываются отнюдь не на гарантированных естественнонаучных знаниях, а на полуэмпирических правилах опыта. В-третьих, и в тех случаях, когда техника прибегает к применению естественнонаучных принципов, определенные и трудные инженерные задачи заключаются именно в том, чтобы конкретизировать сначала лишь теоретически заданные принципы с помощью надлежащей конструкторской работы в правильно функционирующих и экономически полезных системах.

3. Даже обобщенная формула техники как прикладной естественной науки, например, в том смысле, что естествознание и техника противопоставляются друг другу как теория и практика, наталкивается на принципиальные трудности. В таком случае, с одной стороны, для естественных наук — именно вследствие их технических, экспериментальных мероприятий — характерна также определенная, конкретно осязаемая практика, а с другой стороны, техническая деятельность имеет свое собственное теоретическое основание в технических науках, которые ни в коем случае не тождественны естественным наукам. Этот пример прежде всего показывает лишний раз, что понятия «теория» и «практика» имеют лишь относительную словесную значимость. Ведь каждая теория, как бы она ни была абстрактна, если ее рассмат-

280

ривать с точки зрения конкретного исполнения и как процесс действия, является результатом конкретной практической деятельности, и любая практическая деятельность, которая не протекает слепо и случайно, по меньшей мере имплицитно руководствуется теорией.

4. Наконец, если перевернуть обсуждавшуюся формулу, естественную науку можно рассматривать лишь как побочный продукт или как вспомогательное средство для постановки технических задач^xii. Эта точка зрения распространена сегодня особенно среди политиков, которые ввиду ограниченных финансовых средств и огромных затрат на крупные исследовательские проекты рассматривают естественные науки прежде всего в качестве поставщика решений технических проблем. Вместе с тем, как показал прежний опыт, в момент постановки естественнонаучных исследовательских задач предвидеть последующие возможности приложения практически невозможно. В отличие от конкретных преимуществ при постановке технических задач естественнонаучные исследования всегда могут сопровождаться неожиданностями. Это относится также к нормальной науке Т. Куна, функционирующей с заданной парадигмой, системой понятий и моделей объяснения. Поскольку заранее неизвестно, к каким результатам приведет тот или иной теоретический подход, любой отклоняющийся от теоретических ожиданий (негативный) результат будет оценен как успех, если констатируется приращение знания. Большинство известных сегодня и технически полезных результатов вряд ли было бы получено, если бы исследователи концентрировались всецело на заданных решениях проблем. Кроме того, соответствие естественнонаучных исследовательских проектов практике отнюдь не всегда может быть задано непосредственно и в деталях. Так как результаты естественнонаучных исследований именно в их совокупности дают широкую основу взаимодополняющих деталей, их можно использовать при постановке конкретных технических задач.

Наряду с этими практическими аргументами в пользу независящего от решения технических проблем естественнонаучного исследования необходимо также принять во внимание теоретический аргумент в пользу возможно более всестороннего и точного знания о природе. Если отвергать усилия, направленные на познание без определенной цели, ссылаясь на отсутствие пользы, то мы долж-

281

ны были бы логически последовательно проверить непосредственную полезность также и всех других технически неосуществимых дисциплин, как, например, умозрительные науки, исторические науки или все формы художественного творчества и изображения. Абсурдность такого тезиса очевидна. Он сводился бы к тому, что элементарные (биологические) потребности установлены раз и навсегда и все формы надличностной творческой и культурной деятельности должны быть ограничены.

Различительные признаки

Вследствие объективно тесного переплетения техники и естествознания здесь можно было бы вообще отвергать такое различение. В этом случае необходимо было бы тогда говорить о едином комплексе «техника — естествознание», причем, однако, реально существующие отличительные признаки все же оставались бы, так что потом неизбежно снова была бы необходима определенная дифференциация. Поэтому представляется целесообразным, несмотря на нередко плавные переходы, четко установить в целом явные бесспорно существующие различия и тем самым обеспечить различение. И не в смысле обязательного сущностного определения, а как аналитический показ реально существующих, случайных признаков. Здесь имеют значение всего три позиции.

1. Один из подходов к различению вытекает из результатов, которых добиваются соответственно в естествознании и технике. Эта совокупность позволяет расчленить естественную науку на: (а) процесс исследования и (б) полученное в нем знание. В противоположность этому техника структурирована многослойно. В виде наметок здесь можно различить три разных элемента: (а) сформулированные в технических науках технические знания, (б) применение этих знаний при определенных технических действиях и (в) изготовленные на основе этих знаний системы, включая протекающие в них процессы.

Этот перечень показывает, что наука и техника, когда они соответственно рассматриваются как целостный комплекс, приобретают совершенно различные свойства. Как научная дисциплина, занимающаяся исследованием материального мира, естественная наука вовсе не сравнима с техникой в целом, а лишь с ее частью, а именно с техни-

282

ческими науками. Пересечение и разграничение, следовательно, были бы возможны или осмысленны лишь между естественными и техническими науками. Однако последовательная, логическая стилизация здесь неуместна. Ведь обсуждаемая здесь взаимосвязь не ограничивается отношением естественных и технических наук. Она скорее включает в себя естественнонаучный исследовательский процесс так же, как и технические действия и полученные с их помощью системы и процессы. Если в естествознании стремятся понять наиболее общие и точные функциональные математические закономерности материального мира, в технике речь идет, в конечном счете, всегда о реализации конкретного материального артефакта. Результатом успешного естественнонаучного исследовательского процесса является соответственно хорошо проверенная теория, тогда как конечный результат в случае техники заключается в осязаемой, доступной пониманию материальной системе, которая выполняет заданную задачу. Систематически сформулированное и эмпирически достоверное естественнонаучное знание противостоит, таким образом, конкретно реализованному, действующему техническому артефакту.

Это различие в достигнутом конечном результате находит также выражение в критериях, по которым оценивается соответствующее осуществление цели. Так, например, от естественнонаучных (математически сформулированных) теорий требуется, чтобы они были возможно более универсальными, хорошо эмпирически подтвержденными, простыми в пользовании и эвристически плодотворными. От технических систем, напротив, требуется, чтобы они надежно выполняли предусмотренную функцию, легко обслуживались и контролировались, имели возможно более длительный жизненный цикл и были бы экономичными прежде всего в изготовлении и употреблении. В случае естественной науки оценка осуществляется сначала с помощью ученых — специалистов в той или иной области, которые ориентируются на установленные внутри науки критерии. Технические же системы систематически оцениваются широким кругом соответствующих покупателей или потребителей. По этой причине техника относительно быстро приводит к далеко идущим общественным последствиям, в то время как естественная наука как теоретическая дисциплина лишь косвенно связана с социальными событиями.

283

2. Еще один отличительный признак составляет применяемый метод действий. В обоих случаях в творческой деятельности создается или обнаруживается нечто до сих пор неизвестное. Творческое усилие в технике относится к новым методам изготовления систем и процессов (изобретениям), тогда как в естествознании речь идет о новых теоретических знаниях и их экспериментальном подтверждении (открытиях). Решающим здесь является то обстоятельство, что инженеру в случае конкретного технического проекта через экономические условия задается сравнительно узкий допуск. Характерное для естествознания теоретическое исследование, направленное на выяснение общего и принципиального, может для него представлять интерес, лишь поскольку способствует решению проблем. В упрощенной форме можно поэтому для естествознания говорить о способах построения гипотез с последующей проверкой, а в случае техники — о проекте или конструкции с последующей реализацией.

В то время как в естественных науках имеют дело с теоретически и понятийно хорошо определенными и практически и экспериментально изолированными явлениями, при конструировании технической системы учитывается множество параметров, с тем чтобы в итоге выполнить требуемую функцию. Это многообразие факторов либо вообще невозможно точно схватить или можно этого добиться лишь посредством огромных затрат. Инженер вынужден поэтому довольствоваться практически применимыми оценками или приблизительным моделированием фактических связей.

В зависимости от того, высоко ли здесь оценивается последовательный теоретический вывод или интуитивное одоление сложных теоретических связей, получается различная классификация деятельности естествоиспытателя и инженера. Конечно, здесь неуместно однозначное противопоставление, так как естествоиспытатель столь же мало может отказаться от интуиции, как и инженер от логического вывода. Возникающий время от времени спор о более высоком ранге работы естествоиспытателя или инженера является, следовательно, важнейшей исторически обусловленной, социально-психологической, и лишь в некоторой степени научно-методологической проблемой.

Заслуживает внимания то, что на основании соответствующего технического уровня науки благодаря «запланированным изобретениям» результаты технического раз-

284

вития прогнозируются с некоторой уверенностью. Общее состояние технических знаний и приобретенного до сих пор опыта больших технических проектов делали, например, возможным относительно планомерное преодоление проблем в космонавтике или при развитии определенных типов реакторов. При этом решающую роль играет суммирование частичных улучшений, которые, взятые в отдельности, вовсе не являются существенными. Технический прогресс осуществляется только через их взаимодействие. Так, например, автомобильная техника постоянно совершенствовалась, тогда как основные принципы не претерпели никаких изменений. Ведь в самом общем плане также и при постановке технических задач исходят из того, что через такого рода улучшение деталей данные методы могут быть всегда усовершенствованы. Здесь налицо известная аналогия с рутинной исследовательской работой в естественной науке, где тоже дело сводится к решению отдельных проблем, исходя из хорошо определенного положения дел. Как только, однако, речь идет о принципиально новом исследовательском подходе, разница становится очевидной. Если для прилунения может быть составлен реалистический график, для развития единой физической теории поля едва ли мыслим соответствующий календарь сроков.