Инженерное мышление. Интуиция инженера

Тема 5. Инженерная деятельность: специфика и обобщенная характеристика.

Сущность инженерной деятельности, ее специфика.

Виды (типы) инженерной деятельности.

Инженерное мышление. Интуиция инженера.

 

Ключевые понятия: инженер, инженерная деятельность, техническая деятельность, изобретательство, конструирование, проектирование, социальное проектирование, системотехника.

 

Сущность и особенности инженерной деятельности.

Инженерная деятельность занимает одно из важных и существенных мест в современной культуре человечества. Без достижений инженерного творчества и инженерной мысли невозможно созидание и существование высокотехнологизированной цивилизации, отличающий настоящий этап исторического развития общества. Инженер — центральная фигура современной научно-технической деятельности. Не только результаты инженерной деятельности повсюду окружают нас, но и нормы и методы инженерного мышления проникают в научную, социальную и даже гуманитарные сферы.

Кто же такой инженер? Какова специфика инженерной деятельности? Что выделяет ее от других видов человеческой деятельности? Какие конкретно виды технического творчества составляют инженерную деятельность?

Слово “инженер” произошло от латинского корня ingeniare, что означает “творить”, “создавать”, “внедрять”. Из латинского языка это слово перешло в итальянский язык, а затем во французский, и, наконец, в русский. К нему близки по значению русские слова “изобретательный”, “искусный”, “хитроумный”. Также и слово “механик” в первом своем значении применялось к искуснику, изобретателю, создателю машин. Кстати, слово “машина” было синонимом слову “ухищрение”.

Как происходило становление инженерной профессии?

Профессия инженера, генетически связанная с техникой — исторически значительно более позднее явление, чем сама техника. Инженерная деятельность, как и любое другое явление, имеет свою предысторию. Формирование ее происходило на основе профессии ремесленника, возникшей одновременно с общественным разделением труда. «Ростки» инженерной деятельности, ее исторические прообразы можно найти уже в античную эпоху. Хотя, надо заметить, эти прообразы оставались чем-то эпизодическим, нетипичным, случайно существующим на фоне безраздельного господства ремесленной деятельности. Блестящим примером воплощения «научного ремесла» — предтечи инженерной деятельности — было творчество древнегреческого ученого Архимеда (ок. 287-212 до н.э.). Из истории нам известно, что он прославился своими хитроумными техническими решениями и изобретениями при обороне родного города Сиракузы. Именно благодаря техническому гению Архимеда и использованию его оборонительных сооружений и метательных машин город смог оказать достойное сопротивление римлянам. Архимед, а также небольшая группа ученых-техников античности — Евдокс, Архит, Гиппарх, Птолемей — впервые реализовали замысел «научного ремесла», когда теоретический способ мышления идеальным образом сочетался с практическими дарованиями, а большинство технических проектов античных техников производился на основе точных математических расчетов. Однако сам Архимед не считал себя инженером; сама идея соединения техники и науки отвергалась им как смешение благородных (наука) и низких (ремесло) занятий. Последние были недостойны свободного мужа, поэтому, по свидетельству Плутарха, Архимед считал сооружение машин занятием, не заслуживающим внимания, считая его низменным и грубым. Причины негативного отношения к практической деятельности в античности имеют свои глубокие культурные основания. Дело в том, что свою главную задачу античные философы и ученые видели в приобщении к мудрости и поиску истины, которая выступает целью лишь теоретической, научной деятельности. Решение этой задачи считалось делом благородным, так как приближало человека к подлинному бытию, а ремесло, практическая работа относилась к миру чувственных вещей, к миру неподлинного бытия.

Отход от традиции резкого противопоставления теоретической деятельности практической наметился лишь в эпоху Возрождения. Первую попытку преодоления этого противопоставления мы находим в творчестве одного из самых выдающихся умов этой эпохи — Леонардо да Винчи (1452-1519). Он гармонично сочетал в своем творчестве теорию и практику. Он полностью реабилитировал опытное познание. По его мнению, «опыт есть истинный учитель» и «отец всякой достоверности». Однако все это не означает, что Леонардо был жестким сторонником эмпиризма. Он считал, что практика без знания слепа и похожа на кормчего, ступившего «на корабль без компаса и руля». Теория дает нужное направление опыту. Следовательно, только в единстве с теорией практика становится плодотворной и эффективной, единство это заключается в том, что «наука — капитан, а практика — солдаты» [3, с. 53.]. Леонардо предвосхитил метод Галилея и современной науки о природе.

В механике Леонардо приблизился к пониманию принципа инерции, угадал принцип сложения сил и принцип наклонной плоскости, принятой им в качестве основы при объяснении полета птиц. Удивительно, что эти догадки не остались только на теоретическом уровне. Были попытки их реализации или, по крайней мере, технического проектирования.

Целый ряд важнейших технических изобретений и конструкторских догадок значительно опередили свое время (проекты металлургических печей, прокатных станов, ткацких станков, подводной лодки, танка, деревообрабатывающих, землеройных машин, летательных аппаратов, парашюта и пр.). Ориентация на науку, в отличие от ремесла, есть признак инженерной деятельности, поэтому с полным основанием можно отнести Леонардо да Винчи к одному из первых инженеров в истинном смысле этого слова. В его деятельности отчетливо заметен переход от традиционного мышления к инженерному. Он при создании своих технических проектов пользуется методами предпроектного исследования, математического расчета и описания технологии изготовления.

Эпоха Возрождения родила и подарила миру и других великих инженеров, которые появились, как правило, либо из среды ученых, обратившихся к технике, либо из среды ремесленников-самоучек, обратившихся к науке. Среди них Николло Тарталья, Георг Бауэр, Джироламо Кардано, Яко де Страда, Симон Стевин, Альбрехт Дюрер и др. Первые инженеры — это одновременно и художники, архитекторы, алхимики, врачи, математики и изобретатели. Например, Дж. Кардано (1501-1576) имел большие достижения в математике, механике, а также в медицине. Среди его научных интересов была и теоретическая астрология. В его честь назван карданный вал — механизм широко применяемый и сегодня, спустя 500 лет. Его он создал для усовершенствования экипажа императора Карла V. Агрикола (его настоящее имя — Георг Бауэр: 1494-1555гг) — немецкий учитель, писатель, ученый, врач, минеролог. Он явился одним из основателей так называемой технической химии, ставшей своего рода промежуточным этапом между алхимией и научной химией.

Возникновение инженерной деятельности связано с появлением мануфактурного производства. В средние века господствовала техническая деятельность, органически связанная с ремесленной организацией производства (в основе которого лежало точнейшее, скрупулезное копирование технического образца — канона). Ремесленная техника уже не могла удовлетворить потребности бурно развивающегося производства, и как историческая альтернатива ей возникает инженерная деятельность.

Сначала инженерная деятельность носила в основном военный характер. Инженером назывался тот, кто руководил созданием военных машин и фортификационных сооружений. Различие между военным и гражданским инженером стало проводиться значительно позднее. Впервые стал себя называть гражданским инженером известный английский инженер Джон Смитон (1724-17920).

Ключевым событием для формирования понятия “инженер” в современном смысле стало интенсивное развитие в 19 в. машинного производства. Это резко повысило спрос на инженерную деятельность, который уже не мог удовлетворяться случайным образом. Если фундаментальная наука, не занятая решением практических задач, была способна развиваться усилиями небольшого числа интеллектуалов, то прикладная, ориентированная как раз на практику, уже не могла питаться тоненьким ручейком «штучно» подготовленных специалистов. Именно тогда профессия инженера стала носить массовый характер и получила подлинное свое развитие. Стремительно развивающееся крупное машинное производство диктовало настоятельную необходимость массовой подготовки профессиональных инженеров и систематического научного образования инженеров. Время инженеров-самоучек закончилось. Практика предъявляла новые требования к подготовке квалифицированных инженерных кадров. Возникают первые технические высшие школы. Именно их появление ознаменовало следующий важный этап в развитии инженерной деятельности. Первые технические школы создаются на базе ремесленных училищ почти одновременно во Франции, Германии, России. Институт инженеров становится социально оформленным. Появляется система профессионального технического образования — высшие технические школы, которые стремились получить статус, эквивалентный классическим университетам. Характерной особенностью высших технических школ являлись две основные тенденции: ориентация на практику и на науку.

Во Франции самая первая техническая школа появляется в 1720 г. — Корпус инженеров путей сообщения, в 1747 — школа инженеров путей и дорог. Событием огромной важности для инженерного образования стало основание Гаспаром Монжем Парижской политехнической школы (1794). Это была высшая техническая школа нового типа — она ориентировалась на высокую теоретическую подготовку студентов, по ее образцу строились многие инженерные учебные заведения Европы.

В Германии первая техническая школа — Строительная академия — появилась в 1799 г. Затем возникают политехнические институты в Мюнхене (1827), Дрездене (1828), Ганновере (1831), Штутгарте (1840) и др. Вспышка активности в немецких технических университетах середины и конца ХIХ в, а также начала ХХ в. сделала Германию того периода бесспорным лидером в промышленном и инженерном отношении.

В России техническому образованию положила начало созданные в 1700 году Инженерная и годом позже Математико-навигационные школы. Флагманами высшего технического образования стали Технологический институт в Петербурге (1862), Московское высшее техническое училище (1868), Петербургский электротехнический институт (1891). С самого начала эти учреждения начали выполнять не только учебные, но и исследовательские функции в сфере инженерной деятельности, чем способствовали развитию технических наук. С тех пор инженерное образование стало играть существенную роль в развитии техники.

В 20 в. инженерия разделилась на множество отраслей и подотраслей (по сферам техники): инженеры-физики (электротехники, механики, радиоинженеры и т.п.), инженеры-химики, биохимики, инженеры-строители, инженеры по вычислительной и информационной технике и т.д. Специалисты - инженеры дифференцируются и по функциональному признаку: производственники (функции технолога, организатора), инженеры по эксплуатации производства (практические процессы), исследователи (разработка и проектирование технических объектов), системотехники (организация и управление сложными, комплексными техническими системами, системное проектирование).

Сегодня в слово “инженер” следующее значение: инженер — это уже не только тот, кто действительно делает искусственный объект, а тот, кто управляет процессом его созидания, занимается проектированием сложной технической системы. Таким образом, инженерная деятельность — это процесс создания (изобретение, конструирование, проектирование) и управления определенной технической системой. Функция инженерной деятельности в современной цивилизации — оптимальное сопряжение искусственной среды жизнедеятельности общества с его потребностями и возможностями на основе всех ресурсов общественного производства, в т.ч. и науки. Специфика инженерной деятельности заключается в том, что она связана с регулярным применением научных знаний для создания искусственных, технических объектов — сооружений, устройств, механизмов, машин и т.д. В отличие от нее техническая деятельность основывается на опыте, практических навыках, догадке, интуиции. Техническая деятельность носит исполнительный характер и основана на точном копировании образца.

Инженеры не только применяют знания, продуцируемые наукой. Они оказывают обратное стимулирующее влияние на развитие и прогресс науки, которое проявляется в выработке технических и научных инноваций, получаемых в результате инженерной деятельности. Именно это сближает деятельность инженеров с деятельностью ученого - экспериментатора и отличает от работы техника - ремесленника.

В деятельности инженера сочетается два вида знаний: естественнонаучное и техническое. Это обусловлено тем, что для инженера всякий объект, относительно которого стоит техническая задача, рассматривается, с одной стороны, как явление природы, естественный объект, подчиняющийся природным закономерностям, а с другой — как орудие, механизм, машина, сооружение, которое необходимо построить искусственным путем. Инженер в своей деятельности имеет дело с описанием двух разных типов объектов: идеальных и технических. Инженер, таким образом, опирается и на науку, из которой он черпает знания о естественных процессах, и на существующую технику, где он заимствует знания о материалах, конструкциях, их технических свойствах, способах изготовления и т.д. Отсюда следует вывод, что инженерная деятельность — это и не чисто научное познание, и не просто техническое конструирование, это особая сфера творчества, органично сочетающая в себе и первое и второе.

Смысл и назначение инженерной деятельности — созидать культурные ценности, отвечающие жизненным интересам людей. То есть инженерная идея и деятельность по ее выработке всегда должна учитывать потребности человека, которым должна удовлетворять созидаемая вещь. В этом смысле научная деятельность, как правило, отличается от инженерной, так как ставит задачу получения научной истины, которая безотносительна к человеческим интересам.