Друг или враг?

Если внимательнее посмотреть на то, как создавались машины первой волны промышленной революции, можно обнаружить любопытное обстоятельство. Оказывается, почти все технические новшества, приведшие к перевороту в технике и технологии, созданы практически без помощи науки!

Челнок-самолет Джона Кея, прядильная машина «Дженни» Джеймса Харгривса, ватермашина Ричарда Аркрайта, механический ткацкий станок Эдмунда Картрайта, хлопкоочистительная машина «Джин» Эли Уитни, ткацкий станок для узорчатого тканья Жозефа Жаккара — все это было создано без помощи теории. Даже в технических решениях, заложенных в конструкцию универсального парового двигателя, наверное, самой сложной из машин, совершивших промышленную революцию, доля теоретических знаний не так уж велика. Зато когда потребовалось существенно улучшить первые образцы, достичь предела их принципиальных возможностей — вот тогда пришлось обратиться к науке, потому что без нее нельзя было понять суть происходящих в машинах процессов.

Джеймс Уатт, совершенствуя свой двигатель, должен был обратиться к физике. Чтобы узнать, как часто можно заполнять паром цилиндр при испарении определенного количества воды, он даже провел исследование и установил, что при превращении воды в пар ее объем увеличивается примерно в 1700 раз при низком давлении. Но все это было скорее использованием естествознания в технике, чем разработкой специальных технических теорий.

Общую теорию паровых машин создал не их творец Джеймс Уатт, а выпускник знаменитой Политехнической школы в Париже инженер Сади Карно (1796–1832). Подобно Архимеду, искавшему в III веке до нашей эры общие знания о технических средствах и потому рассматривавшему не конкретные балки, стержни и корпуса судов, а обобщенные геометрические фигуры, Сади Карно в первой половине XIX века отвлекся от конкретной конструкции паровой машины. Он понял силу научной абстракции и сформулировал метод создания технической теории. В 1824 году он написал: «Чтобы рассмотреть принцип получения движения из тепла во всей его полноте, надо его изучить независимо от ка-кого-либо механизма, какого-либо агента; надо провести рассуждение, приложимое не только к тепловым машинам, но и ко всем мыслимым тепловым машинам». Сади Карно, отмечает Ф. Энгельс в «Диалектике природы», создал идеальную паровую машину. Такие создаваемые сознанием конструкции мы называем теперь теоретическими моделями.

Работа Карно не случайно отмечена Энгельсом. Это интереснейшее событие в истории науки и техники. В самом деле, гениальный математик, физик и инженер Архимед разработал основы раннего научного знания о технике. От его достижений отталкиваются затем Галилей, Ньютон и другие основоположники науки Нового времени, чтобы продвинуться дальше и выстроить фундамент великого здания — естественных наук, научных знаний о природе. Научное естествознание Нового времени, более общее по предмету изучения, а значит и по уровню теоретического обобщения фактов и явлений, подводит мощное основание и под научно-технические знания.

И вот Сади Карно формулирует общий метод технических наук: сведение конкретных технических конструкций с их искусственно созданными свойствами к системе естественных — физических, химических — величин и их характеристик. Теперь взаимодействие частей реальной машины может быть представлено с помощью этих характеристик как сложная система физических процессов, описываемых обобщенной теоретической моделью. Исследуя модель и опираясь на общие законы естественных наук, можно получить новые знания об особенностях физических и прочих явлений в работающей машине. Инженеру остается совершить обратный переход — от познания выявленных при анализе модели особенностей естественных процессов к техническим свойствам конкретной, реальной конструкции.

Развитие научных знаний о технике теперь идет рука об руку с развитием организации обучения специалистов, формирования их коллективов, условий кооперации труда. В отличие от инженеров древности, средневековья и XVI–XVII веков инженеры Нового времени получают образование в государственных учебных заведениях и работают в специализированных организациях— лабораториях, проектных, технологических и научно-исследовательских институтах.

Формирование в XIX веке технических наук, органически взаимосвязанных с естественными и общественными науками, — очень важное событие. Отныне общество сознательно, целенаправленно формирует целые армии хорошо организованных технических специалистов-профессионалов, вооруженных последними достижениями науки, обеспечиваемых необходимыми для их работы ресурсами.