Техническое знание и его специфика

Правила и нормы проектирования, графические и аналитические методы расчета сближают техническую науку с техническим творчеством, проектно-конструкторскими работами. Предмет технических наук формируется в непосредственной зависимости от творчества техники. В этом - специфика технических наук, которые представляют собой средство совершенствования техники, переосмысления естественнонаучных данных, открытия технологических методов и изобретения технических конструкций.

В качестве важнейшего фактора технического творчества выступают правила, предусматривающие достижение прочности и надежности технического средства, износостойкости и теплостойкости его деталей и пр. Эти правила образуют рамки конструирования, исключая из него то, что не соответствует выработанным технической наукой критериям функционирования машин. На базе правил и норм инженерной деятельности разрабатываются методы решения задач. Принципы выступают как предпосылки деятельности, как ее организующее и направляющее начало. Таким образом, в предмет технических наук входят не только закономерности технического объекта, но и закономерности технического проектирования, методы, правила, нормы и принципы проектирования техники.

Основные компоненты технического знания

Исторически возникновение и становление первых технических наук относят к концу XVIII - первой трети XIX в. Использование природных сил, овеществляемых в машинах, в качестве непременного условия требовало сознательного применения естествознания. Это обстоятельство вызвало революционные изменения в характере самой познавательной деятельности. Именно в силу этого впервые возникли такие практические проблемы, которые могли быть разрешены лишь научным путем. Таким образом, возникла потребность в прикладном научном знании. Эмпирическое, опытное естественно-техническое знание получило мощный импульс к развитию, к превращению в особую систему научного знания. Гносеологический анализ теории машин, первой и наиболее развитой ныне технической науки, дает достаточно оснований для того, чтобы "сконструировать" примерную модель технической науки как специфического вида научного знания. Такая модель может в сжатом виде выявить основные, "типовые" компоненты и структуру понятийного аппарата. На ее основе становится возможным составить известное представление о появлении и развитии многих технических наук, не прибегая к анализу каждой из них. Такие элементы технической теории, как идея, принцип, закон, понятие, метод и др., рассматриваемые через призму отражаемых в них существенных свойств технических объектов в их системной связи, наиболее четко обнаруживаются в теории машин. В понятийном аппарате современной теории машин можно выделить следующие компоненты:

1. Социально-техническая  идея как отражение социального  противоречия, определившего техническую  потребность в машинном производстве. Она выступает исходным моментом  в объяснении социальной функции  технического объекта и построение  его теории.

2. Естественно-технический  принцип теории машин. Таким принципом  явился принцип конструирования  искусственной системы взаимодействующих  механизмов, способной реализовать  заданную социальную функцию.

3. Социально-техническая  идея, естественно-технический принцип  ее реализации определяют предметное  содержание и метод теории  машин, вскрывают целую совокупность  собственно технических противоречий  машинных устройств, проявляющихся  в каждом техническом параметре  технических средств, разрешение  которых ведет к технической  оптимизации функции машинного  устройства путем постоянно контролируемого  взаимодействия между отдельными  элементами конструкции.

4. Конструктивно-технический  метод в науках о машинах  представляет важнейший структурный  элемент теории. В данной теории  метод функционирует только в  самых главных чертах, поскольку  конструктивное воплощение теоретической  модели машины рассматривается  практически да пределами данной  теории.

Современные технические науки по мере усложнения исследуемых ими технических систем, несущих сложные социальные функции, сближаются в известном плане с общественными науками. Появился раздел социально-технических знаний, который нацелен на исследование технических устройств с точки зрения технико-экономических, инженерно-психологических, технико-эстетических, эргономических, экологических и других социальных характеристик.

ПРОБЛЕМЫ ПОЗНАВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ЧЕЛОВЕКА С ЭВМ

Интенсивное развитие информационно-вычислительной техники и ее широкое использование при решении различных технических, научно-исследовательских и управленческих задач обусловило актуальность исследований и разработок, связанных с проблемой повышения эффективности взаимодействия человека с ЭВМ. При использовании ЭВМ человек выполняет самые разнообразные функции, начиная с технического обслуживания аппаратуры и кончая управлением сложными экспериментами и принятием ответственных решений на высших уровнях управления. Необходимость расширения сферы эффективного использования ЭВМ ставит перед многими отраслями современной науки комплекс весьма сложных задач. В частности, задачи психологии не ограничиваются проектированием и оценкой только языков, методов и средств информационного взаимодействия человека с ЭВМ, таких, как индикаторные устройства и пульты вывода информации, хотя они, без сомнения, делают возможным, ускоряют, расширяют или усиливают взаимодействие человека с ЭВМ.

Психологический анализ включает также распределение функций между человеком и ЭВМ, оптимизацию взаимодействия в системе в целом, поиск принципиально новых способов организации процессов решения интеллектуальных задач на базе перспективной информационно-вычислительной техники.

Одним из наиболее острых является вопрос о распределении функций, о рациональном сопряжении компьютера и творческой деятельности человека. Решение задачи распределения функций тесно связано с психологическим исследованием основных функций, выполняемых человеком с применением ЭВМ. Наиболее важными функциями, как известно, являются принятие решений, диагностика, прогнозирование и планирование. Наряду с традиционными проблемами, такими, как изучение особенностей восприятия человеком информации, выбор предпочтительных форм взаимодействия, возникает целый ряд принципиально новых: выбор стратегий и тактик решения;

формирование критериев, оценка последовательности и построения управляющих воздействий;

особенности использования различных языков обмена и способов их построения; организация диалога, повышение эффективности процедур обмена информацией при принятии оперативных решений и т. д.

Поскольку сама сущность взаимодействия состоит в кооперативном объединении усилий человека и вычислительного средства, распределение функций между партнерами системы "человек-ЭВМ" требует выделения в алгоритмической структуре задачи блоков, допускающих чисто машинную реализацию, и блоков, требующих для своей реализации участия человека. Очевидно, что большинство так называемых диалоговых задач допускает различные варианты такого разбиения. Применяемые в системах "человек-ЭВМ" алгоритмы могут быть менее жестко регламентированы, чем при чисто машинной реализации. Это позволяет резко уменьшить объем работы, связанной с формализацией процессов управления. Особенно важно построение особых алгоритмов, позволяющих ЭВМ оказать существенную помощь человеку в принятии решения, особенно в условиях преодоления информационной неопределенности.

ЭВМ необходимо рассматривать не только как орудие, в котором материализован труд его создателей, но и как объект, хранящий, преобразующий и отображающий знания и прогноз предшественников относительно способов решения возможных интеллектуальных задач, действия в различных ожидаемых ситуациях. Детерминация процессов решения технических задач применяемыми при этом программами и информационными системами ЭВМ, играющих роль заместителя предшественников, представляет особый интерес при изучении закономерностей процесса познания на современном этапе.

Сейчас начинается этап, когда в некоторых аспектах для диалоговых систем "человек-ЭВМ" создается общий, единый язык описания и человека, и машины, позволяющий отразить общий процесс познания, в котором участвуют как создатели, так и пользователи ЭВМ. Формирование таких методологий и языка является необходимым условием при исследовании проблемы интеллектуального взаимодействия между всеми участниками решения проблем, как выступающими лично (пользователи ЭВМ), так и опосредованными машинными программами или структурой системы обращения информации (создатели ЭВМ). Эффективное взаимодействие с предшественниками становится осуществимым благодаря возможности с помощью ЭВМ развертывать во времени протекающие ранее процессы решения задач, причем в темпе и форме, индивидуально адаптированных к каждому из активных участников решения и способствующему синхронизации интеллектуального взаимодействия между всеми участниками. Под синхронизацией условно понимается процесс наиболее эффективного и целенаправленного общения, приводящего к быстрой оптимизации психологических факторов сложности решения, которая делает в итоге решение для всех "очевидным".

Таким образом систему "человек-ЭВМ" можно представить как систему: вторичную по отношению к реальному объекту и системе отображения информации; исторически обусловленную развитием техники, обучением, априорными стратегиями решения, отраженными в структуре и программах ЭВМ;

целеустремленную; цели системного процесса решения обусловлены социально через профессию человека, ее общественные функции, критерии, оценки, иерархическую структуру информационного взаимодействия и общения с другими людьми; обусловленную онтогенетически - индивидуальными психофизиологическими и личностными особенностями, опытом, конкретным состоянием; стохастическую, подверженную случайным воздействиям.

Неуклонное повышение сложности возникающих научных, технических, управленческих задач требует оптимальной организации взаимодействия между людьми, совместно решающими эти задачи путем коллективного формирования их адекватной концептуальной модели. Психологические аспекты проблемы оптимальной организации взаимодействия индивидов, совместно создающих многоплановую модель некоторой сложной реальности, актуальны как для рационализации систем управления, так и для разработки сложных научных проблем, таких, как комплексное освоение природных ресурсов и охрана окружающей среды, для создания крупных проектов и во многих других случаях, когда решение задачи связано с синтезом больших объемов разноплановой информации в ограниченные сроки. Снижение эффективности иерархических систем управления, крупных научных и конструкторских коллективов во многих случаях происходит из-за потери информации при ее передаче от одного звена к другому.

Системное применение принципов многоуравневой взаимной адаптации человека и машины позволило выдвинуть проблему построения перспективных систем адаптивного информационного взаимодействия.

В основе идеи лежит, в частности, тот факт, что ЭВМ позволяет организовать информационное взаимодействие людей, разделенных во времени. Ранее была возможность передавать информацию только от предшественников к последователям. Теперь ЭВМ,моделирующая процесс решения определенной задачи кем-либо в прошлом, выполняющая функции заместителя, полномочного представителя авторов решения, может не только влиять на ход решения этой или иной подобной задачи кем-то в будущем, но и признать в ходе такого взаимодействия ошибочность или отдельные недостатки первоначального решения. Эти свойства ЭВМ позволяют достигнуть большей непрерывности накопления знаний, совершенствования способов решения научных и технических задач.

 
    Можно выделить следующие особенности таких систем:

многоуравневая взаимная адаптация компонентов системы, функционирование партнеров как единого оператора, общие ответственность и престиж, гибкое перераспределение лидерства и вспомогательных функций между партнерами в зависимости от конкретной задачи и хода ее решения;

совместный анализ и синтез информации, адаптированный к индивидуальным особенностям каждого из партнеров, принимающих решение, и направленный на формирование адекватной модели ситуации как основы принятия решения; обработка и представление информации в виде, соответствующем оптимальным значениям психологических факторов сложности решения;

антропоцентрический подход к синтезу информационно-вычислительных систем. С точки зрения концепции систем адаптивного информационного взаимодействия работа человека с ЭВМ рассматривается как "псевдодиалог", как скрытый диалог человека, выступающего лично, в реальном масштабе времени с другими людьми, зафиксировавшими свои знания, свои прогнозированные реплики и мнения в машинной программе. Причем программа может преобразовывать исходные значения по сколь угодно сложной схеме, тем не менее с точки зрения отражения социальных и биологических потребностей человечества - важнейших факторов выделения задач, интеллектуальной синхронизации людей и индивидуального инсайта ("резонанса") в их решении - машина не может добавить ничего нового.

В то же время большая емкость памяти, комбинаторные и вычислительные возможности ЭВМ позволяют эффективно накапливать опыт решения задач разных классов и данные об индивидуальных особенностях решения задач отдельными операторами, вырабатывая оптимальные формы представления каждому из них советов, справочных данных, инструкций, подсказок.

Важное значение имеют при этом возможности ЭВМ постепенно и притом контролируемо наращивать, реконструировать модели процессов решения задач, воспроизводить их и сохранять в неизменном виде.

Соотношение индивидуального творчества и культурной обусловленности процессов решения задач с помощью ЭВМ может быть представлено как связь между реальнвми и априорными стратегиями решения задач. В тех случаях, когда и реальные, и априорные стратегии описываются достоверно одним и тем же набором психологических факторов сложности решения, связи между стратегиями могут быть представлены в виде количественных статистических оценок.

Априорные стратегии, детерминирующие поведение пользователя ЭВМ, формируются как онтогенетически - в процессе обучения индивида, так и филогенетически путем материализации общего опыта в программах ЭВМ, структуре систем отображения информации, инструкциях и других информационных носителях. Конкретным основанием для изменения априорных стратегий является выявленное рассогласование между априорной и реальной стратегиями с более высокой эффективностью или расширением области применимости последней. Дальнейшее повышение эффективности применения ЭВМ и их роли в познавательном прогрессе зависит от перехода на новую структуру взаимодействия пользователя с ЭВМ, при которой человек и машина будут взаимно адаптированы на том уровне точности согласования, который соответствует требованиям развития индивидуального творчества, экономической целесообразности и технической реализуемости.