Реферат: Типология техники. Современные тенденции развития техники

Реферат: Типология техники. Современные тенденции развития техники

Технический Университет

Реферат

ТИПОЛОГИЯ ТЕХНИКИ. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ

Выполнил

студент Петров А. Д.

Проверил

доцент Иванов И. И.

Нижний Новгород

1998 год

Оглавление

Оглавление 2

Введение 3

Типология техники 5

Особенности классификации технических объектов 5

Техника в «горизонтальном» и «вертикальном» разрезе 5

Активная и пассивная техника 6

Сложные технические системы 8

Социальные функции техники 11

Современные тенденции развития техники 13

Современная техника и современное общество 13

Техника и сфера управления 13

Техника, естественные науки и производство 14

Техника и социальное развитие общества 15

Информационные технологии 17

Концепция информационного общества 17

Информатизация общества и Интернет 19

Ответственность информационных систем 21

Развитие биотехнологии 24

Субъект и объект биотехнических исследований 24

Биотехнологии, естественнонаучное познание и технические науки 25

Биотехнические системы в комплексе социальных отношений 26

Заключение 28

Литература 29

Введение

Современная наука и инженерная деятельность втягивает в орбиту человеческой жизнедеятельности принципиально новые типы объектов, требующие развития новых стратегий обращения с ними. В повседневной практике мы все чаще имеем дело уже не просто с техническим устройством или машиной, усиливаю­щими возможности продуктивной деятельности человека, и даже не просто с человеко-машинными системами, а со сложными сис­темными комплексами, в которых увязываются в качестве ком­понентов единого целого технический процесс, связанный с функционированием человеко-машинной системы, локальная природ­ная экосистема (биоценоз), в которую данный процесс должен быть внедрен, и социокультурная среда, принимающая новую технологию. Весь этот комплекс в его динамике предстает как особый развивающийся объект, открытый по отношению к внеш­ней среде и обладающий свойствами саморегуляции. Вместе с тем он внедряется в среду, которая в свою очередь не просто выступает нейтральным полем для функционирования новых сис­темных технологических комплексов, а является некоторым це­лостным живым организмом.

Такие процессы видоизменения технического объекта происходят практически во всех сферах жизни, начиная от рождения и до смерти человека. Да и сама жизнь становится в некоторой степени зависимой от развития техники и технологии в обществе: там, где техническому прогрессу открыты все пути для движения вперед, жизнь имеет больше шансов на продолжение. И я думаю, это утверждение нельзя просто опровергнуть (разработка технологии синтеза инсулина и миллионы спасенных человеческих жизней — один факт из миллиарда, но его одного вполне достаточно). С другой стороны, взрывное совершенствование и расширение области применения технических средств зачастую все чаще и чаще ставят под сомнение саму возможность существования жизни на планете. Что это — фатальный кризис цивилизации или начало новой эры человечества?

В моей работе дан обзор основных видов классификации современной техники, и особое внимание уделено рассмотрению общих тенденций в развитии техники и технологий на рубеже тысячелетий. О том, какое место технические объекты и технологии занимают в обществе, рассказано на примере информационных и биотехнических систем.

Несколько глав реферата посвящено проблемам взаимоотношений человека и современных технических систем, а также в них затронут вопрос об ответственности ученого, инженера за последствия деятельности их разработок на окружающий мир.

Типология техники

Особенности классификации технических объектов

Типологии реальных технических объектов или искусствен­ных материальных образований весьма многообразны и много­численны в виду того, что общая задача типологии искусственных объектов много сложнее, чем скажем, задача систематизации природных явлений. Дело здесь в том, что на фоне многообразных природных форм развиваются многочисленные системы искусственного происхождения, детер­минированные как природными, так и социальными закономер­ностями. Соответственно общие типологии (они, в основном, являются результатом научно-популярных об­общений) в большей степени отличаются неполнотой или слу­чайностью в выборе оснований типологии. Большинство клас­сификаций одномерны, следовательно, они составлены либо по одному какому-то основанию, либо эмпиричны [2]. Например, Шеменев Г. И. приводит следующую классификацию: «...классы (совокупности) технических объектов: технологичес­кие, энергетические, транспортные, коммуникационные, информационные». Однако, по мнению Щурова В. А., в ней сразу несколько оснований типологии, и это скорее перечисление самих оснований, чем типология техниче­ских объектов, а наиболее развернутую типологию техники мы можем найти в работе Волокова Г. Н. [1]. Обратимся к ней.

Техника в «горизонтальном» и «вертикальном» разрезе

В книге «Истоки и горизонты прогресса» Волков говорит о трех возможных основаниях классификации или типологии техники. Во-первых, технические объекты дифференцируются по деятельности, в системе которых они явля­ются средствами деятельности. Во-вторых, техника разделяется на активную и пассивную, где активная техника является сред­ством в системе деятельности, а пассивная средой или услови­ем деятельности. В-третьих, вводится неопределенное основание типологии техники — «вертикальный разрез» (дифференциация по деятельности — «горизонтальный разрез»), которое отража­ет иерархическую структуру современной техносферы. Четким является только подразделение техники по ее месту в системе деятельности. Два другие основания («горизонтальное» и «вер­тикальное» членение техники) являются интегративными и не­строгими. Рассмотрим эти классы (критерии) более подробно.

Для такой сложной системы, ка­кой является современная техника, следует прежде всего, по мнению автора, произвести «горизонтальный разрез», т. е. выяснить сначала, на какие отрасли она распадается по функциональному признаку. Горизонтальный разрез дает нам:

• производственную технику;

• технику транспорта и связи;

• технику науки (например, синхрофазатрон);

• военную (оборонную) технику;

• технику образования (например, кибернетические экзаменаторы);

• технику культуры и быта, (например, музыкальные инструменты);

• медицинскую технику (например, кардиограф);

• технику управленческого и государственного аппа­рата (например, ЭВМ, АСУ).

Следует отметить, однако, что в данной классификации информационная техника не выделяется в отдельную группу, что на мой взгляд сегодня не отражает сложившейся действительности. Информационную технику можно и должно выделить как самостоятельный и один из важнейших классов, поскольку обработка информации, как мы увидим позже, стала, пожалуй, первейшей задачей современного общества.

Активная и пассивная техника

Некоторые из развитых областей техники (производственная, транспорта и связи) могут быть подразделены на технику активную и пассивную. Пассивная техника включает:

• сосудистую систему производства и транспорта, играющую особенно большую роль в химической промышленности;

• производственные помещения: заводы, железные дороги, мосты, каналы;

• гидромелиоративные сооружения;

• технические средства распространения информации (телефон, радио, телевидение).

Пассивную технику не всегда удается четко вычленить из предметов материальной культуры вообще — гораздо более широкого понятия, чем техника. Здания, например, не относятся к технике, если они служат для жилья, а являются просто предметом потребления и не включаются в систему технического воздействия на природу.

Для анализа активной техники требуется произвести «вертикальный разрез», т. е. рассмотреть логическую последовательность структурных звеньев, которые техника образует в ходе активного воздействия человека на природу. С этой точки зрения она состоит из:

1. орудий общественной деятельности, которые делят­ся на орудия производства (инструменты ручного труда, орудия машин), орудия умственного труда (например, электронный переводчик) и орудия жизнедеятельности человека (например очки, слуховые аппараты, некоторые протезы, столовые приборы и пр.);

2. производственных машин, управляющих орудиями производства;

3. аппаратуры управления производственными машинами;

4. аппаратуры управления технологическим процессом в целом;

5. аппаратуры управления производственным процессом в целом;

6. аппаратуры управления социально-экономическими процессами.

Последовательность перечисленных звеньев техниче­ской системы соответствует в принципе исторической после­довательности их возникновения. Сначала между челове­ком и природой существовало лишь одно техническое звено — орудия ручного труда (инструменты). С возникновением машин человек уже не управляет непосредственно инструментами, которые из орудия труда превращаются в орудие машины. Между человеком и предметом труда, та­ким образом, имеются уже два технических звена. Третье звено возникает с введением автоматики (примером может служить машина с программным управлением).

Техническая структура, использующая четвертое из пе­речисленных звеньев, применяется в некоторых отраслях промышленности, имеющих дело с за­крытым технологическим циклом. Таковы, например, атом­ные электростанции, подавляющее большинство гидроэлек­тростанций, многие химические предприятия, производства по выпуску изделий микроэлектроники. Интересно отметить, что как раз в этих отраслях техническая система лишена первого звена; иначе говоря, мы имеем дело здесь с безорудийной техникой. Так, в химических процессах в качестве «орудий» выступают химические свойства вещест­ва, обусловливающие взаимодействие элементов, их реак­цию. Вполне мыслима также и безмашинная техника.

Что касается пятого и шестого звена, то единственный возможный на сегодня путь решения таких проблем — это применение средств вычислительной техники и реализуемых с помощью нее систем принятия решений и искусственного интеллекта.

В конце своей работы автор делает вывод, что ведущая роль в жизни общества принадлежит актив­ной производственной технике, она представляет сущест­венную часть всей технической системы, ее ядро. Очевидно, что к моменту выхода книги (1976 год) такой вывод был действительно оправдан, однако, как мы увидим в следующих главах, приоритеты техносферы сместились. Теперь можно сказать, что производственная техника лишь опосредовано влияет на жизнь общества: ее роль все больше и больше сводится к удовлетворению информационных потребностей человека. Такова типология техники Г. Н. Волокова.

Сложные технические системы

Далее следует отметить, что современные технические системы становятся настолько сложны, что как таковые уже не являются техническими объек­тами [2]. Такие образования, как энергетические системы или за­воды-автоматы (иногда их называют большими техническими системами), представляют собой совокупности относительно са­мостоятельных искусственных образований, связанных естест­венными процессами. Определенная иерархия технических образований в таких системах позволяет эти образования соот­ветственно классифицировать, но возникает несколько осложне­ний. Во-первых, экстраполяция из области «чистой техники» в область так называемых больших систем научно некорректна, так как описываемое явление неоднородно и неоднородность обусловлена включением человека. Причем, с одной стороны, кроме естественных (механических, химических и физических) связей, появляются связи, детерминированные биологическими и социальными свойствами человека, с другой — человек, функ­ционирующий в подобной системе, может занимать подчиненное по отношению к машине положение, то есть его деятельность обусловлена внутренними процессами технического объекта. Че­ловек, таким образом, превращается во «вторичную систему» или «придаток машины». Во-вторых, «системообразующим фак­тором в системе технического объекта и критерием его обще­ственной ценности выступает социальная функция. Она опреде­ляет сущность технического объекта, выраженную в его способ­ности принимать на себя ту или иную функцию человека или существенно ее преобразовывать с целью облегчения и повышения эффективности деятельности человека. Поэтому понятие технического объекта (технического средства) нельзя распро­странять на составляющие его части (детали). К примеру, пор­шень, цилиндр или парораспределительный механизм паровой машины еще не являются техническими объектами, так как их назначение в виде социальной функции реализуется только в системе компонентов, составляющих паровую машину» [7]. По­добные составляющие части или детали, выступающие как под­системы технических объектов, иногда называют «вторичными системами».

Таким образом, критерий иерархичности, эффективный в конкретных технических областях, когда выстроенный ряд ока­зывается однородным (детали, механизмы, блоки, агрегаты, комплексы и так далее), сам по себе уже ничего не дает в типо­логии технических объектов.

Рассмотренные типологии, как правило, не обладают эвристичностью, то есть не в состоянии предсказывать появление новых систем или включать их в себя, не разрушая внутренней структуры; ограничены рамками специфических деятельностей, отдельными компонентами искусственной материальной среды.

Техника во всех значениях (кроме нематериальных средств деятельности) является результатом технической деятельности или труда как универсальной материальной деятельности (ис­кусственный обмен веществ). А. В. Дахин и В. А. Щуров [2] считают, что основаниями типологии технических объектов следует выделить следующие компоненты: субъект деятельности, объект, средства, процесс и результат. Существенным элемен­том, по их мнению, является также среда, в которой деятельность протекает.

Последовательное рассмотрение отдельных компонентов, их различных сторон позволит сформулировать основания типоло­гии технических объектов.

Субъект деятельности. Биологическая организация человека выражается в биомеханической и психофизиологической фор­мах. Работа мышц, связанная с энергетическими затратами, направлена на преобразование вещества и энергии. В психофизиологии человека органы чувств выполняют коммуникативную функцию (зрение, слух, а деятельность мозга связана с анали­зом поступающих ощущений и выработкой соответствующих ре­акций. На этом биологическом субстрате основана деятельность человека как социального существа.

Объект. Объектом, на который направлена деятельность об­щества, является естественная и искусственная среда в ее на­туральном и знаковом воплощении. Следует отме­тить, что если объект деятельности — энергетическое состояние данного тела, то материальный носитель его играет вторичную роль.

Из совокупности ощущений человек формирует представле­ния, которые составляют основу образного мышления. Сформи­рованные представления — понятия — основа логического (аб­страктного) мышления. Если представления и абстрактные по­нятия воплощаются в те или иные материальные носители (зна­ки), тогда они становятся достоянием общества и выходят за пределы сознания одного человека.

Средства. Это все искусственные материальные системы, используемые в практической деятельности человека над матери­альными объектами во всех областях духовного и материально­го производства.

Технические объекты, которые непосредственно не являют­ся компенсаторами ограниченности человека, а выступают как подсистемы компенсатора, образуют вторичные комплексы

Процесс. Процесс — это совокупность операций воздействия субъекта на объект. Основу их составляют универсальные эле­ментарные функции, наиболее общие из которых — «сохране­ние» и «изменение». Сохранение имеет две составляющие — «трансляция» и «консервация». Для общей типологии такого уровня рассмотрения достаточно, так как эти функции универ­сальны для всех проявлений человеческой деятельности.

Результат. Результат деятельности субъекта над материаль­ным объектом выступает в виде суммы продукта и отхода. Про­дукт — это реализованная цель, отход — нереализованная, то есть результат со знаком минус.

Среда. Ее роль в структуре деятельности двояка: в среде деятельность протекает, и среда, ее преобразование, является результатом деятельности. Изменение среды не самоцель, оно выступает в дальнейшем как новое средство, используемое че­ловеком для своего всестороннего развития.

Параметры субъекта, объекта и процессов взаимодействия между ними являются наиболее общими основаниями для ти­пологии технических объектов. Рассматривая иерархию общих оснований типологии технических объектов можно выделить два первых уровня типологии: по параметрам субъекта и объекта; по характеру выполняемых процессов. Сопоставляя параметры субъекта и объекта (первый уровень), можно выделить четыре группы технических объектов (ТО).

1. ТО, компенсирующие ограниченность биомеханических ор­ганов человека, действие которых направлено на вещественные объекты (станки, здания).

2. ТО, компенсирующие ограниченность биомеханических ор­ганов, но действие их независимо от материального носителя направлено на операции с энергией (мотор, аккумулятор).

3. ТО, компенсирующие ограниченность органов чувств че­ловека (органы зрения, слуха). Эти ТО оперируют предметны­ми, целостными (в соответствии со своим диапазоном) пред­ставлениями по одному или нескольким человеческим каналам (прибор ночного видения, очки, усилители).

4. ТО, компенсирующие ограниченность способностей мозга. Независимо от материального воплощения такие системы опе­рируют абстрактными понятиями с формализованным содержа­нием (счеты, книги, ЭВМ).

По характеру выполняемых процессов (второй уровень) выделяют двенадцать основных типов технических объек­тов.

По процессу «консервация»:

1. Консервация вещества. Пример ТО: склад, холодильник.

2. Консервация энергии — аккумуляторы.

3. Консервация образов (представлений) — фотоаппарат, ПЗС

4. Консервация понятий (информация) — книга.

По процессу «трансляция»:

1. Трансляция вещества — транспортные системы.

2. Трансляция энергии — ЛЭП, рефлектор.

3. Трансляция представления — ТВ, радио.

4. Трансляция информации — телеграф.

Попроцессу«изменение»:

1. Изменение вещества — станки.

2. Изменение энергии — гидроэлектростанции, ДВС.

3. Изменение представлений — очки, мегафон.

4. Изменение информации — ЭВМ, арифмометр.

Каждый из двенадцати типов ТО использу­ется как средство во всех родах деятельности человека, причем универ­сальные системы используются во всех или нескольких родах. Это третий иерархический уровень типологии.

К приведенной классификации можно добавить, что вычислительная техника (аппаратно-программные средства вычислительных систем) можно отнести сразу к нескольким предложенным группам (например, консервация представлений и изменение информации).

Основания типологии технических объектов не регламенти­руют жестко реальное проектирование, а могут служить мето­дологической базой для проектировщиков при выявлении сфер использования проектируемых комплексов с учетом функциони­рования всей среды как целостности.

Социальные функции техники

Содержательная сторона технического объекта (ТО) раскрывает­ся. как совокупность предметных и человеческих факторов, каж­дый из которых характеризуется логически развернутым рядом параметров. Система технического объекта представлена как функция, которая находит отражение в определенной структуре (внутренняя форма) в соответствии с совокупностью всех содержательных факторов и воплощается формально. Каж­дый технический объект является элементом искусственной ма­териальной среды (ИМС), которая и реализует систему социальных функций техники.

С этой точки зрения можно рассматривать определенные морфо­логические типы элементов ИМС:

А. Автономные ТО — социальная функция реализуется ав­тономно. ТО обладают замкнутой системой. По характеру функции элементы этого типа можно подразделить на: монофункциональные и полифункцнональные, которые в свою очередь делятся па гетеро­генные и гомогенные. К гетерогенным относятся художествен­но-утилитарные объекты. Гомогенная полифункциональность предполагает совмещение однородных (утилитарных) функций.

Б. Большинство современных ТО в полном смысле не явля­ются автономными. В той или иной степени их функционирова­ние связано с различными большими системами (транспортные, энергетические, информационные и так далее).

Таким образом, выполняя человеческую функцию, подобные ТО обладают еще набором материальных связей, являются эле­ментами различных материальных систем, поэтому их структурообразование и формообразование предопределяются и этими связями.

В. Элементы ИМС, не обладающие непосредственной чело­веческой функцией, в совокупности образуют так называемую «чистую технику» или «вторичные системы». Функция подобных элементов целиком определяется внутренним функционировани­ем технических объектов.

Подобные элементы целесообразно называть техническими системами (ТС), так как в отличие от технических объектов они не обладают непосредственной социальной функцией.

Современные тенденции развития техники

Современная техника и современное общество

Непосредственно обращаясь к отдельным техническим до­стижениям, трудно и практически невозможно показать качест­венные изменения техники вообще [2]. Техническая модернизация происходит постоянно, поэтому практически невозможно в течение относительно длительного времени производить неизменяющиеся технические объекты. Это обусловлено не только изменениями, направленными на улуч­шение их потребительских характеристик, но и постоянным из­менением комплектующих изделий и материалов,—изменением технологических процессов, то сеть всех технических условий. Более того, и переход на новую модель как правило, не приводит к качественным изменениям, так как отдельное предприятие только элемент в общей системе производства.

Техника и сфера управления

Качественные изменения техники в целом связаны с такими этапами ее прогрессивного развития, когда техника становится способна выполнять такие функции, которые до этих изменений выполнялись человеком. Современная техника вслед за функ­циями непосредственного воздействия на объект деятельности и энергетической функции становится способной выполнять управ­ленческие функции.

Реализация функций управления связана с обработкой информации. Для того, чтобы выполнять управленческие функции (даже самые простые), в современном производстве необходи­мо быстро обрабатывать огромные массивы информации, а это стало возможно только при создании информационных систем на базе аппаратно-программных средств ЭВМ и систем телекоммуникаций.

Последовательная реализация функций управления от уп­равления машинами и технологическими процессами до управ­ления производством в целом приводит к тому, что, во-первых, материальное преобразо­вание происходит без непосредственного участия человека. Во-вторых, это означает, что все люди могут обладать технологиче­ской свободой и не выступать в качестве средства в системе ма­териального производства.

Развитие функций техники — это развитие функций чело­века, их усиление, усложнение, развертывание.

Техника, естественные науки и производство

Посмотрим на современное состояние техники с другой стороны. В настоящее время во всем мире есте­ственные науки воспринимаются в их тесной связи с техникой [5]. Финансирова­ние естественнонаучных исследований осуществляется в первую очередь ради получения теоретических знаний, в рас­чете на возможность их практического приложения, ведь чтобы иметь возможность управлять процессами технических изменений в ка­ком бы то ни было смысле, необходимо знать механизмы, посредством которых вообще осуществляются изменения. Успешное вмешательство в них предпо­лагает знание соответствующих взаимо­действий. Речь идет о техническом раз­витии как комплексном, многомерном явлении.

С точки зрения дальнейшей перспек­тивы технику можно рассматривать как элемент хозяйственных процессов. Ведь любая хозяйственная деятельность име­ет целью оптимальное использование наличных или добываемых ресурсов, техника же в этом процессе предназна­чена для мобилизации и умножения имеющихся ресурсов и открытия новых. Эта взаимосвязь принципиальна и пото­му действенна независимо от идеологи­ческих, политических и хозяйственных структур, господствующих в обществе.

В целом для процесса технизации свойствен­но следующее. Общество, характеризуе­мое определенными культурными воз­зрениями, правовыми институтами, со­циальными структурами и политически­ми силами, в рамках экономических процессов, на основе данных технологиче­ских знаний и умений, с учетом опреде­ленных ценностных и целевых представ­лений при использовании материальных ресурсов создает и применяет техниче­ские системы: этот процесс затем, в свою очередь, влияет на вышеназванные обла­сти и тем самым на дальнейший ход технизации.

Возвращаясь к анализу современного состояния в развитии техники, можно выделить два главных взаимообусловленных аспекта ее развития [2]. Первый — это автоматизация существующего произ­водства. С понятием автоматизации производства связывают самые различные явления от автоматического станка до автома­тизированного производства. Здесь автоматизация производства понимается как возможность резкого ускорения производства, того производства, которое существует сейчас, то есть такое изменение современного производства, которое приводит только к количественным изменениям. Но масштабы этих количествен­ных изменений такие, что приводят к противоречиям качествен­ной стороны современной машинной индустриальной техники.

Второй — это реализация систем автоматического проек­тирования изделий и технологий их изготовления. Комплексное решение всех трех задач: автоматизация производства, проекти­рование изделий и проектирование технологий — позволяет обес­печить «технологическую свободу» человека. Современное про­изводство (в широком смысле как противоположность потреб­лению) — это многоэтапный процесс, в котором десятки, а иног­да тысячи различных ступеней, а значит и профессий: конструк­торы (от художника-конструктора и главного конструктора до разработчиков отдельных технических узлов и деталей), техно­логи и разработчики технологического оборудования, непосред­ственные производители (от литья и производства заготовок до сборки и наладки), и все эти ступени автоматизируются.

Пока в реально существующих разработках уровней немно­го (три — четыре) и базовый модуль может быть в единствен­ном числе, а соединение модулей постоянное, то есть в резуль­тате получаются как бы традиционные автономные технические объекты. Но, во-первых, это уже не отдельный технический объ­ект, а семейство, проектирование и производство которого еди­но и, во-вторых, подобные многоуровневые технические объек­ты являются переходными, то есть новые принципы производ­ства сочетаются с традиционным вещным потреблением (осо­бенно в области средств потребления: легковые автомобили, ме­бель, бытовые приборы и другие). Функционирование много­уровневых технических объектов приближается к естественным процессам природных образований.

Техника и социальное развитие общества

Основные закономерности развития техники детерминируются основными отношениями техники в системе социальной ма­терии и выражаются обусловленностью техники мерой челове­ка и мерой природы, с одной стороны, и влиянием техники на человека и природу, с другой. Таким образом, функционально-морфологические изменения системы технических объектов мож­но свести к следующим основным взаимообусловленным зако­номерностям:

Во-первых, тенденция к усилению степени опосредования в отношении человек — природа.

Во-вторых, усложнение и развитие системы вариативных со­циальных функций техники.

В-третьих, качественное усложнение морфологической струк­туры системы техники, которое выражается в формировании многоуровневых технических объектов.

В пределах социального этапа развития материи развитие человека, как собственно социального образования, воплощает­ся в развивающейся технике, являющейся искусственным ком­понентом единого «тела» человека. Функции компенсаторная, организационная, моделирующая и социализирующая являются выражением сущности техники в ее качественной определен­ности и сохраняются на