Творцы техносферы: профессия инженера в исторической перспективе

В первой половине XVIII в. основываются высшие технические школы, которые подготавливали военно-инженерных специалистов и появляется учебная литература для инженеров, играющая важную роль в становлении и развитии технических наук. Первым по времени был изданный в 1729 г. учебник строительного искусства военного инженера, профессора математики, члена Французской академии Белидора под названием "Наука инженерного дела". В этой работе в практическую механику вводились математические расчеты, в частности элементов зацепления  зубчатых колес.

К концу XVIII - началу XIX вв. произошло формирование корпуса гражданских инженеров, прежде всего инженеров-механиков и горных инженеров: в 1771 г. в Англии возникло Общество гражданских инженеров, в 1818 г. там же - Институт гражданских инженеров,  в 1847 г. Дж. Стефенсон, изобретатель паровоза, основал в Англии Институт инженеров-механиков. Это было связано с промышленной революцией, с развитием машинного производства, определившего спрос  на  специалистов-профессионалов, способных решать нетрадиционные проблемы производства, создавать принципиально новые технические устройства, организовывать новые технологические процессы.

В ходе формирования фабрично-заводского производства на основе  механизации технологических процессов появились систематизированные описания трудовых приемов и их последовательности, функционирования употребляемых  приспособлений, устройств, механизмов, машин. Эти описания не ограничивались чисто технической  стороной того или иного вида производства, но содержали обобщения, касающиеся методов организации и управления любым производством как объектом предпринимательской деятельности в конкретном технико-экономическом и финансовом контексте. Учебники, трактаты, словари и энциклопедии, в которых описывались, классифицировались, приводились в систему знания о технической, организационной, экономической стороне производства получили широкое распространение в конце XVIII  - начале XIX  вв. Упомянем  прежде  всего пятитомные "Очерки по истории изобретений " (1780-1805 гг.) основателя немецкой технологической науки Иоганна Бекмана (1739-1811). Бекман ввел в научное употребление термин "технология", которым он обозначал дисциплину, читавшуюся им в университете в Геттингене с 1772г.

Она включала основы ремесел, политическую экономию, финансы, вопросы организации производства и была предназначена для лиц, занимающихся предпринимательством в промышленности. Предметом технологии у Бекмана было производство в хозяйственном, финансово-экономическом контексте. В 1777 г. он опубликовал свой труд "Введение в Технологию", где писал: "Обзор изобретений, их развития и успехов в искусствах и ремеслах может называться историей технических искусств; технология, которая объясняет в целом, методически и определенно все виды труда с их последствиями и причинами являет собой гораздо большее".

Концепция технологии как учения о способах производства развивалась в трудах немецкого ученого, специалиста по истории техники И.Г.Поппе (1776-1854) "Механика ХУШ и первых лет Х1Х столетия"(1807), "Учебник общей технологии" (1809), "История технологии" в трех томах (1807-1811 гг.) "Физика преимущественно в применении к ремеслам" (1830 г.). Учебник общей технологии содержал, в частности, следующие разделы:

1. Расщепление и разделение природных тел на части.
2. Работы по ослаблению взаимодействия частиц одного тела или различных тел.
3. Соединение различных частей тел.
4.Способы увеличения плотности  и прочности тел.
5. Способы придания телам определенной формы.
6. Вспомогательные работы и вспомогательные устройства.

Энергетическую базу  фабричной  промышленности  составило изобретение Дж.Уаттом к 1784 г. парового  двигателя  двойного действия  с непрерывным вращением.  Этот паровой двигатель был универсален: он мог успешно приводить в действие рабочие машины, станки, устройства в текстильном производстве, металлургии, горном деле, на  транспорте. Становление фабрично-заводского производства, основанного на машинной технике, нашло осмысление в технологическом, технико-экономическом и организационном аспектах в трудах английских исследователей Ч.Бэббеджа (1792-1871) и Э.Юра (1778-1867). Именно в работе Бэббеджа "Об экономике фабричного производства" (1832г.) было дано определение машины как комбинации простых орудий, приводимых в движение  двигателем, введено деление машин на машину-двигатель, передаточное  устройство и рабочую машину, поставлены и рассмотрены вопросы подетальной специализации, организации массового фабричного производства. В 1835 г. опубликована книга Юра "Философия  фабрики", в которой рассматривались технико-экономические вопросы машинно-фабричного производства, а в 1843-44 г. вышел "Технический словарь" Юра, включавший описание различных технологий, производственных процессов, статьи о железных дорогах, паровой машине,  газовом освещении и т.д., и в целом отразивший новейшие достижения промышленной революции, уровень технических знаний.

В России в начале XIX в.  также появились работы, в которых описывалась и исследовалась сфера производства.  Это учебник  профессора  Московского университета И.А. Двигубского "Начальные основания технологии или краткое показание работ на заводах и фабриках "0 производимых" в двух частях (1807-1808гг.), учебник Ф.А.Денисова "Пространное руководство к общей технологии или к познанию всех работ, средств, орудий и машин, употребляемых в разных технических искусствах" (1828 г.).

Можно констатировать, что при переходе в результате промышленной революции от мануфактур к фабрикам и заводам возникла наука (учение) о машинно-фабричном производстве как  организованном,  управляемом совокупном трудовом процессе, получившая название "технология". В технологи рассматривались экономические,  финансовые, организационные и технические аспекты производственного процесса в рамках предприятия - фабрики.

Технический аспект включал  описание имеющихся технических средств производства, технико-экономических показателей их работы, описание свойств  сырья,  способов  его обработки, их последовательности, используемых приспособлений, оборудования, веществ. Можно сказать, что предметом технологии при ее зарождении был вопрос организации производства на  основе  наличных трудовых, финансовых,энергетических, природных ресурсов и имеющихся технических средств и способов воздействия на предмет труда. Это общее  значение сохраняется и поныне в инженерных дисциплинах технологического цикла, таких как технология машиностроения, технология  производства  электрических машин и трансформаторов, химическая технология и т.п. Однако произошли и существенные изменения. Отметим два момента.

Во-первых, произошло относительное обособление дисциплин, рассматривающих проблемы экономического анализа  производства, организации  и  управления  производством  и собственно технико-технологических проблем. Это нашло выражение в формировании специализаций инженеров-экономистов,  менеджеров (управленцев) и инженеров-технологов.

Во-вторых, в XIX в. изобретательство, создание новых технических устройств приобретает форму поиска  путей  применения на  практике  открываемых в естественных науках явлений (яркий пример - электротехника). При этом привлекаются знания естественных  наук  и на их основе формируются специфические теории, описывающие принцип действия,  законы функционирования тех или иных технических  устройств, законы протекания тех или иных процессов в создаваемых на их основе технических системах  или технологических  операциях. В инженерно-изобретательской деятельности тем самым складывается корпус технических наук, позволяющих осуществлять проектирование и расчеты разрабатываемых технических средств и  технологических  процессов на научной основе. Преемником изобретателя становится инженер-проектировщик, инженер-конструктор. В этой ситуации технология как наука специализируется в зависимости от вида производимой продукции, и содержание той или иной конкретной технологической дисциплины формируется и развивается во взаимодействии инженера-проектировщика и инженера-технолога.

Так в технологии машиностроения существует принцип подчинения связей в технологических процессах связям,  заложенным в конструкцию машины.  Объектом изучения технологии машиностроения по мере ее развития становятся не просто методы формирования и обработки поверхностей деталей машин, а закономерности и связи в технологических процессах,  с помощью которых осуществляется изготовление машины и обеспечивается ее качество. В научные основы  технологии машиностроения в 1930 - 50-х гг. входят теория размерных цепей,теория базирования, методы проектирования технологического процесса изготовления машин, методы адаптивного управления ходом технологических процессов и др. Таким образом, технология машиностроения является теоретически развитой конкретной технической  наукой,  занимающейся "изучением закономерностей,  действующих в процессе изготовления машины, с целью использования  этих  закономерностей  для обеспечения  требуемого качества машины и наименьшей ее себестоимости".

Итак, технология как наука в течение XIX-XX вв. эволюционировала  от  решения  проблем  рационализации  производства путем обобщения и изучения производственного  опыта  к созданию  теоретических  основ конкретных технологических процессов. И новые технологические процессы в XX в. разрабатываются как реализация результатов  прикладных  исследований естественных наук и теоретических построений технических наук.

В  конце  1960-х  гг.  появились термины "высокие технологии", "продукция высоких технологий" для  обозначения  тех  отраслей производства, в которых высок уровень затрат на исследования и разработки в велика доля научного и инженерного персонала. Итак, сфера производства, технические средства и технологические процессы все в большей  степени  становятся  овеществленным знанием. Запущенный в XVII в. механизм научно-технического прогресса получил ускорение в концу XVIII в., с появлением  организационных форм прикладных исследований - специальных  промышленных исследовательских лабораторий в исторический процесс "онаучивания" традиционных отраслей техники и производства, таких, как строительство, металлургия, ткацкое производство, производство соды,селитры и др. осуществлялся постепенно, на основе прикладных исследований,совершенствования старых и внедрения новых приемов, устройств. В трансформации их облика можно выделить эволюционные и  революционные периоды, зачастую связанные с созданием новых разделов науки, например, создание механики разрушения в сопромате. Другой вариант представляет история электротехники.

Электротехника - первая отрасль промышленности,  развивавшаяся  на основе технического освоения явлений,  открытых в лабораторных условиях.  Электротехниками были созданы удовлетворительно  работающие устройства и найдены принципиальные решения ряда проблем на основе взаимодействия с физиками, еще до создания теории электромагнитного поля Дж. Максвеллом, на основе собственных исследований и отдельных физических законов.Причем деятельность  электротехников  стимулировала  теоретические исследования в физике.

В авиации мы имеем пример,  когда техническая идея зарождается  вне  связи  с естественно научными результатами на базе технических достижений (создание дизельного двигателя), но реализуется  за счет проведения целенаправленных экспериментальных и теоретических исследований и создания специального  раздела механики - механики сплошных сред,  введения понятия пограничного слоя, разработки теории аэродинамической поверхности. Т.е.  в  случае авиационной техники одновременно с ее становлением происходило создание новых  естественнонаучных и технических теорий.

Радиотехника и радиолокация формируются при наличии базовой естественно научной теории (теория электромагнитных  колебаний) и разрабатывают систему собственных, описывающих методы передачи и обработки информации в  соответствующем  диапазоне частот.  Техническая  база радиотехники изменяется от искровых промежутков и электромагнитных генераторов к электронным лампам и микроэлектроники, однако, подчиненность ее развития общему контексту совершенствования методов  обработки информации остается.

Химические производства, в которых осуществляется синтез искусственных веществ и материалов, а в последнее время и изделий,  являют пример реализации чисто научных результатов.  В 1930-х  гг. создается химическая технология как инженерная дисциплина, со специальными концепциями и подходами (макрокинетика), позволяющими проектировать оборудование и аппараты и рассчитывать режимы их работ с учетом влияния на химические реакции явлений, играющих роль в масштабах и условиях реального производства.

Технологии, материалы и машины, появившиеся во второй половине XX в. (лазерная технология, микроэлектроника, новые методы металлообработки, биотехнология), являются материализованным синтезом инженерных,прикладных и фундаментальных знаний.

В каждой отрасли производства, сфере инженерной деятельности задействованы характерные именно для нее машины, технологии, материалы, что не исключает и заимствования этих элементов  из других отраслей. По мере научно-технического прогресса совершенствование системы "технология - материалы - машины" происходит за счет создания научных основ каждого из элементов системы с ориентацией на достижение оптимума технических и производственных характеристик отрасли как целого. Со временем в каждой технической науке,  технологической дисциплине формируются специальные дисциплины, подразделы - о технологии, о материалах, о технических средствах (машинах,  оборудовании).

Удельный вес и значение их могут быть различны для того или иного вида инженерной деятельности. Эти разделы имеют выходы в сферу соответствующих естественных наук, смежных технических наук, собственные методы  исследования, экспериментирования, получения эмпирических закономерностей, использования математического аппарата и т.п. Что же их координирует и объединяет, каким образом обеспечивается их совместимость?

Методики расчета технических устройств,конструкций,технологических режимов являются разделами инженерных знаний, в которых реализуется, актуализируется связь отдельных направлений  исследования и дисциплин технических наук. Потенциально она наличествует между ними и поддерживается в ходе естественного  взаимосвязанного  развития  элементов  системы "технология - материалы - машины". Частные исследовательские проблемы каждого направления через зачастую явно эксплицируемое дерево целей, отражающее кооперативный характер научно-технической деятельности, "замыкается" на решение в предельном случае какой-либо общей конечной технической (проектной) задачи.

Вообще можно сказать, что методические разделы инженерных знаний, в частности, методики проектирования и расчета отдельных   конструкций, устройств, процессов  выполняют  функцию "склейки" разделов технических наук, имеющих различные базовые естественнонаучные знания и теоретические технические схемы, на уровне их результатов, на уровне функционирования их знаний в непосредственном обслуживании инженерной практики. Фундаментальные же разделы  технических наук обеспечивают связность языков  теоретического описания, вырабатываемых в различных частных направлениях исследования, возможность координирования и согласования как постановки, хода проектных работ, так и результатов теоретических исследований.

К середине 1950-х гг. создание новых технологий, машин, материалов в той или иной области производства, инженерной деятельности приобретает комплексный характер уже на стадии проектно-исследовательских работ, что находит выражение в появлении методов планирования исследований и разработок,  в появлении крупных научно-технических проектов в атомной, космической промышленности и др.