Реферат: Типология техники. Современные тенденции развития техники
Технический Университет
Реферат
ТИПОЛОГИЯ ТЕХНИКИ. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИРАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ
Выполнил
студентПетров А. Д.
Проверил
доцентИванов И. И.
НижнийНовгород
1998 год
ОглавлениеTOC o «1-3» Оглавление… PAGEREF_Toc389615640 h 1
Введение… PAGEREF_Toc389615641 h 2
Типология техники… PAGEREF_Toc389615642 h 4
Особенности классификации технических объектов… PAGEREF_Toc389615643 h 4
Техника в «горизонтальном» и «вертикальном» разрезе… PAGEREF_Toc389615644 h 4
Активная и пассивная техника… PAGEREF_Toc389615645 h 5
Сложные технические системы… PAGEREF_Toc389615646 h 7
Социальные функции техники… PAGEREF_Toc389615647 h 10
Современные тенденции развития техники… PAGEREF_Toc389615648 h 12
Современная техника и современное общество… PAGEREF_Toc389615649 h 12
Техника и сфера управления… PAGEREF_Toc389615650 h 12
Техника, естественные науки и производство… PAGEREF_Toc389615651 h 13
Техника и социальное развитие общества… PAGEREF_Toc389615652 h 14
Информационные технологии… PAGEREF_Toc389615653 h 16
Концепция информационного общества… PAGEREF_Toc389615654 h 16
Информатизация общества и Интернет… PAGEREF_Toc389615655 h 18
Ответственность информационных систем… PAGEREF_Toc389615656 h 20
Развитие биотехнологии… PAGEREF_Toc389615657 h 23
Субъект и объект биотехнических исследований… PAGEREF_Toc389615658 h 24
Биотехнологии, естественнонаучное познание итехнические науки PAGEREF_Toc389615659 h 24
Биотехнические системы в комплексе социальныхотношений… PAGEREF_Toc389615660 h 26
Заключение… PAGEREF_Toc389615661 h 27
Литература… PAGEREF_Toc389615662 h 28
ВведениеСовременная наука и инженерная деятельность втягивает ворбиту человеческой жизнедеятельности принципиально новые типы объектов,требующие развития новых стратегий обращения с ними. В повседневной практике мывсе чаще имеем дело уже не просто с техническим устройством или машиной, усиливающимивозможности продуктивной деятельности человека, идаже не просто с человеко-машинными системами, а со сложными системными комплексами, в которыхувязываются в качестве компонентов единого целого технический процесс, связанный с функционированием человеко-машинной системы, локальная природная экосистема (биоценоз), вкоторую данный процесс должен быть внедрен, и социокультурная среда,принимающая новую технологию. Весь этот комплекс в его динамике предстает какособый развивающийся объект,открытый по отношению к внешней среде и обладающий свойствами саморегуляции. Вместе с тем он внедряетсяв среду, которая в свою очередь не просто выступаетнейтральным полем для функционирования новых системных технологическихкомплексов, а является некоторым целостным живыморганизмом.
Такие процессы видоизменения технического объекта происходятпрактически во всех сферах жизни, начиная от рождения и до смерти человека. Даи сама жизнь становится в некоторой степени зависимой от развития техники и технологиив обществе: там, где техническому прогрессу открыты все пути для движениявперед, жизнь имеет больше шансов на продолжение. И я думаю, это утверждениенельзя просто опровергнуть (разработка технологии синтеза инсулина и миллионыспасенных человеческих жизней — один факт из миллиарда, но его одного вполнедостаточно). С другой стороны, взрывное совершенствование и расширениеобласти применения технических средств зачастую все чаще и чаще ставят подсомнение саму возможность существования жизни на планете. Что это — фатальный кризисцивилизации или начало новой эры человечества?
В моей работе дан обзор основных видов классификациисовременной техники, и особое внимание уделено рассмотрению общихтенденций в развитии техники итехнологий на рубеже тысячелетий. О том, какое место технические объекты итехнологии занимают в обществе, рассказано на примере информационных и биотехнических систем.
Несколько глав реферата посвящено проблемам взаимоотношенийчеловека и современных технических систем, а также в них затронут вопрос обответственности ученого, инженера за последствия деятельности их разработок наокружающий мир.
Типология техникиОсобенности классификации технических объектовТипологии реальных технических объектов или искусственных материальныхобразований весьма многообразны и многочисленны в виду того, что общая задачатипологии искусственных объектов много сложнее, чем скажем, задачасистематизации природных явлений. Дело здесь в том, что на фоне многообразныхприродных форм развиваются многочисленные системы искусственного происхождения,детерминированные как природными, так исоциальными закономерностями. Соответственно общие типологии (они, в основном,являются результатом научно-популярных обобщений) в большей степени отличаютсянеполнотой или случайностью в выборе оснований типологии. Большинство классификаций одномерны, следовательно, онисоставлены 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 ЩуроваВ. А., в ней сразу несколько оснований типологии, и это скорееперечисление самих оснований, чем типология технических объектов, а наиболееразвернутую типологию техники мы можем найти в работе ВолоковаГ. Н. [1]. Обратимся к ней.
Техника в «горизонтальном» и «вертикальном» разрезеВ книге «Истоки и горизонты прогресса» Волков говорит о трехвозможных основаниях классификации или типологии техники. Во-первых,технические объекты дифференцируются по деятельности, в системе которых ониявляются средствами деятельности. Во-вторых, техника разделяется на активную ипассивную, где активная техника является средством в системе деятельности, апассивная средой или условием деятельности. В-третьих, вводится неопределенноеоснование типологии техники —«вертикальный разрез» (дифференциация по деятельности — «горизонтальный разрез»), котороеотражает 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 «горизонтальныйразрез», т. е. выяснить сначала, на какие отраслиона распадается по функциональному признаку.Горизонтальный разрез дает нам:
*
*
* синхрофазатрон);
*
* нику образования(например, кибернетические экзаменаторы);
* нику культуры ибыта, (например, музыкальные инструменты);
* ицинскую технику (например, кардиограф);
* никууправленческого и государственного аппарата (например,ЭВМ, АСУ).
Следует отметить, однако, что в данной классификацииинформационная техника не выделяется в отдельную группу, что на мой взглядсегодня не отражает сложившейся действительности. Информационную технику можнои должно выделить как самостоятельный и один из важнейших классов, посколькуобработка информации, как мы увидим позже, стала, пожалуй, первейшей задачей современногообщества.
Активная и пассивная техникаНекоторые из развитых областей техники (производственная,транспорта и связи) могут быть подразделены на технику активную и пассивную.Пассивная техника включает:
*
* ия:заводы, железные дороги,мосты, каналы;
* ныесооружения;
* средства распространения информации (телефон, радио, телевидение).
Пассивную техникуне всегда удается четко вычленить из предметов материальной культуры вообще—гораздо более широкого понятия, чем техника. Здания, например, не относятся к технике, если онислужат для жилья, а являются просто предметом потребленияи не включаются в системутехнического воздействия на природу.
Для анализа активной техники требуется произвести «вертикальный разрез», т. е.рассмотреть логическую последовательность структурных звеньев, которые техника образует в ходеактивного воздействия человека на природу. С этой точки зрения она состоит из:
1. 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, некоторыепротезы, столовые приборыи пр.);
2. нных машин, управляющих орудиямипроизводства;
3. ния производственнымимашинами;
4. управления технологическим процессом в целом;
5. паратуры управления производственным процессом вцелом;
6. атуры управления социально-экономическимипроцессами.
Последовательность перечисленных звеньев технической системы соответствует в принципе историческойпоследовательности их возникновения.Сначала между человекоми природой существовало лишь одно техническое звено — орудия ручного труда (инструменты). С возникновением машин человек уже не управляет непосредственно инструментами, которые из орудиятруда превращаются ворудие 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 большинствогидроэлектростанций,многие химическиепредприятия,производства по выпуску изделий микроэлектроники. Интересно отметить, что как раз в этих отраслях техническая система лишенапервого звена; иначе говоря,мы имеем дело здесь с безорудийной техникой. Так, в химических процессах вкачестве «орудий» выступают химические свойства вещества, обусловливающиевзаимодействие элементов, их реакцию. Вполне мыслима также и безмашинная техника.
Что касается пятого и шестого звена, то единственныйвозможный на сегодня путь решения таких проблем — это применение средстввычислительной техники и реализуемых с помощью нее систем принятия решений иискусственного интеллекта.
В конце своей работы автор делает вывод, что ведущая роль вжизни общества принадлежитактивной производственнойтехнике, она представляет существенную часть всей техническойсистемы, ее ядро. Очевидно, что к моменту выхода книги (1976 год) такой выводбыл действительно оправдан, однако, как мы увидим в следующих главах,приоритеты техносферы сместились. Теперь можно сказать, что производственнаятехника лишь опосредовано влияет на жизньобщества: ее роль все больше и больше сводится к удовлетворению информационныхпотребностей человека. Такова типология техники Г. Н. Волокова.
Сложные технические системыДалее следует отметить, что современные технические системыстановятся настолько сложны, что как таковые уже не являются техническими объектами[2]. Такие образования,как энергетические системы или заводы-автоматы (иногда их называют большимитехническими системами), представляют собой совокупности относительно самостоятельныхискусственных образований, связанных естественными процессами. Определеннаяиерархия технических образований в таких системах позволяет эти образованиясоответственно классифицировать, но возникает несколько осложнений.Во-первых, экстраполяция из области «чистой техники» в область так называемых больших систем научнонекорректна, так как описываемое явление неоднородно и неоднородностьобусловлена включением человека. Причем, с одной стороны, кроме естественных(механических, химических и физических) связей, появляются связи, детерминированныебиологическими и социальными свойствами человека, с другой — человек, функционирующий в подобной системе,может занимать подчиненное по отношению к машине положение, то есть егодеятельность обусловлена внутренними процессами технического объекта. Человек,таким образом, превращается во «вторичную систему» или «придаток машины».Во-вторых, «системообразующим фактором в системе техническогообъекта и критерием его общественной ценности выступает социальная функция.Она определяет сущность технического объекта, выраженную в его способностипринимать на себя ту или иную функцию человека или существенно еепреобразовывать с целью облегчения и повышения эффективности деятельности человека. Поэтому понятиетехнического объекта (технического средства) нельзя распространять насоставляющие его части (детали). К примеру, поршень, цилиндрили парораспределительный механизм паровой машины еще не являются техническимиобъектами, так как их назначение в виде социальной функции реализуется только всистеме компонентов, составляющих паровую машину» [7]. Подобные составляющие части или детали, выступающиекак подсистемы технических объектов, иногда называют «вторичными системами».
Таким образом, критерийиерархичности, эффективный в конкретных техническихобластях, когда выстроенный ряд оказывается однородным (детали, механизмы,блоки, агрегаты, комплексы и так далее), сам по себе уже ничего не дает в типологиитехнических объектов.
Рассмотренные типологии, как правило, не обладают эвристичностью, то есть не в состоянии предсказыватьпоявление новых систем или включать их в себя, не разрушая внутреннейструктуры; ограничены рамками специфических деятельностей,отдельными компонентами искусственной материальной среды.
Техника во всех значениях (кроме нематериальных средствдеятельности) является результатом технической деятельности или труда какуниверсальной материальной деятельности (искусственный обмен веществ). А. В. Дахин и В. А. Щуров [2] считают, что основаниями типологии технических объектов следуетвыделить следующие компоненты: субъект деятельности, объект, средства, процесси результат. Существенным элементом, по их мнению, является также среда, вкоторой деятельность протекает.
Последовательное рассмотрение отдельных компонентов, ихразличных сторон позволит сформулировать основания типологии техническихобъектов.
Субъект деятельности.Биологическая организация человека выражается в биомеханической ипсихофизиологической формах. Работа мышц, связанная с энергетическими затратами, направлена на преобразование вещества и энергии. Впсихофизиологии человека органы чувств выполняют коммуникативную функцию(зрение, слух, а деятельность мозга связана с анализом поступающих ощущений ивыработкой соответствующих реакций. На этом биологическом субстрате основанадеятельность человека как социального существа.
Объект. Объектом,на который направлена деятельность общества, является естественная иискусственная 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 понятиявоплощаются в те или иные материальные носители (знаки),тогда они становятся достоянием общества и выходятза пределы сознания одного человека.
Средства. Это всеискусственные материальные системы, используемые впрактической деятельности человека над материальнымиобъектами во всех областях духовного и материального производства.
Технические объекты, которые непосредственно не являютсякомпенсаторами ограниченности человека, а выступают как подсистемыкомпенсатора, образуют вторичные комплексы
Процесс. Процесс — это совокупность операций воздействиясубъекта на объект. Основу их составляют универсальные элементарныефункции, наиболее общие из которых — «сохранение» и «изменение». Сохранениеимеет две составляющие — «трансляция» и«консервация». Для общей типологии такого уровня рассмотрения достаточно, таккак эти функции универсальны для всех проявлений человеческой деятельности.
Результат.Результат деятельности субъекта над материальным объектом выступает в видесуммы продукта и отхода. Продукт — этореализованная цель, отход —нереализованная, то есть результат со знаком минус.
Среда. Ее роль вструктуре деятельности двояка: в среде деятельность протекает, и среда, ее преобразование, является результатомдеятельности. Изменение среды не самоцель, оно выступает в дальнейшем как новое средство, используемое человеком для своего всестороннегоразвития.
Параметры субъекта, объекта и процессов взаимодействия между ними являются наиболее общимиоснованиями для типологии технических объектов. Рассматривая иерархию общих основанийтипологии технических объектов можно выделить два первых уровня типологии: попараметрам субъекта и объекта; по характеру выполняемых процессов. Сопоставляя параметры субъекта и объекта (первый уровень), можно выделить четырегруппы технических объектов (ТО).
1. ие ограниченность биомеханических органовчеловека, действие которых направлено на вещественные объекты (станки, здания).
2. имо от материального носителянаправлено на операции с энергией (мотор, аккумулятор).
3. . Эти ТО оперируютпредметными, целостными (в соответствии со своим диапазоном) представлениямипо одному или нескольким человеческим каналам (прибор ночного видения, очки, усилители).
4. нием (счеты,книги, ЭВМ).
По характеру выполняемых процессов (второй уровень) выделяют двенадцать основных типов техническихобъектов.
По процессу«консервация»:
1.
2. — аккумуляторы.
3. — фотоаппарат,ПЗС
4. — книга.
По процессу«трансляция»:
5. — транспортные системы.
6. — ЛЭП, рефлектор.
7. — ТВ, радио.
8. — телеграф.
По процессу «изменение»:
9. — станки.
10. — гидроэлектростанции, ДВС.
11. — очки, мегафон.
12. — ЭВМ, арифмометр.
Каждый из двенадцати типов ТОиспользуется как средство во всех родах деятельности человека, причем универсальныесистемы используются во всех или нескольких родах. Это третий иерархический уровень типологии.
К приведенной классификации можнодобавить, что вычислительная техника (аппаратно-программныесредства вычислительных систем) можно отнести сразу к нескольким предложеннымгруппам (например, консервация представлений и изменение информации).
Основания типологии технических объектов не регламентируютжестко реальное проектирование, а могут служитьметодологической базой для проектировщиков при выявлении сфер использованияпроектируемых комплексов с учетом функционирования всей среды как целостности.
Социальные функции техникиСодержательная сторона технического объекта (ТО) раскрывается.как совокупность предметных и человеческих факторов, каждый из которыххарактеризуется логически развернутым рядом параметров. Система техническогообъекта представлена как функция, которая находит отражение в определеннойструктуре (внутренняя форма) в соответствии с совокупностью всех содержательныхфакторов и воплощается формально. Каждый технический объект является элементомискусственной материальной среды (ИМС), которая и реализует систему социальныхфункций техники.
С этой точки зрения можно рассматривать определенные морфологическиетипы элементов ИМС:
А. Автономные ТО —социальная функция реализуется автономно. ТО обладают замкнутой системой. Похарактеру функции элементы этого типа можно подразделить на: монофункциональныеи полифункцнональные, которые в свою очередь делятсяпа гетерогенные и гомогенные. К гетерогенным относятся художественно-утилитарныеобъекты. Гомогенная полифункциональность предполагаетсовмещение однородных (утилитарных) функций.
Б. Большинство современных ТО в полном смысле не являютсяавтономными. В той или иной степени их функционирование связано с различнымибольшими системами (транспортные, энергетические, информационные и так далее).
Таким образом, выполняя человеческую функцию, подобные ТОобладают еще набором материальных связей, являются элементами различныхматериальных систем, поэтому их структурообразованиеи формообразование предопределяются и этими связями.
В. Элементы ИМС, не обладающие непосредственной человеческойфункцией, в совокупности образуют так называемую «чистую технику» или «вторичныесистемы». Функция подобных элементов целиком определяется внутреннимфункционированием технических объектов.
Подобные элементы целесообразно называть техническимисистемами (ТС), так как в отличие оттехнических объектов они не обладают непосредственной социальной функцией.
Современные тенденции развития техникиСовременная техника и современное обществоНепосредственно обращаясь к отдельным техническим достижениям,трудно и практически невозможно показать качественные изменения техники вообще[2]. Техническаямодернизация происходит постоянно, поэтому практически невозможно в течениеотносительно длительного времени производить неизменяющиесятехнические объекты. Это обусловлено не только изменениями, направленными на улучшение их потребительских характеристик, но ипостоянным изменением комплектующих изделий и материалов,—изменением технологическихпроцессов, то сеть всех технических условий. Более того, и переход на новую модель какправило, не приводит к качественным изменениям, таккак отдельное предприятие только элемент в общей системе производства.
Техника и сфера управленияКачественные изменения техники вцелом связаны с такими этапами ее прогрессивного развития, когда техника становится способна выполнятьтакие функции, которые до этих изменений выполнялись человеком. Современнаятехника вслед за функциями непосредственного воздействия на объектдеятельности и энергетической функции становитсяспособной выполнять управленческиефункции.
Реализация функций управлениясвязана с обработкой информации. Для того, чтобы выполнять управленческиефункции (даже самые простые), в современном производстве необходимо быстро обрабатывать огромные массивы информации, аэто стало возможно только при создании информационных систем на базеаппаратно-программных средств ЭВМ и систем телекоммуникаций.
Последовательная реализация функций управления от управлениямашинами и технологическими процессами до управленияпроизводством в целом приводит к тому, что, во-первых, материальное преобразованиепроисходит без непосредственного участия человека. Во-вторых, это означает, чтовсе люди могут обладать технологической свободой и не выступать в качествесредства в системе материального производства.
Развитие функций техники —это развитие функций человека, их усиление, усложнение, развертывание.
Техника, естественные науки и производствоПосмотрим на современное состояние техники с другой стороны.В настоящее время во всем мире естественные науки воспринимаются в их теснойсвязи с техникой [5].Финансирование естественнонаучных исследованийосуществляется в первую очередь ради получения теоретических знаний, в расчетена возможность их практического приложения, ведь чтобы иметь возможностьуправлять процессами технических изменений в каком бы то ни было смысле, необходимознать 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 можнорассматривать как элемент хозяйственных процессов. Ведь любая хозяйственнаядеятельность имеет целью оптимальное использование наличных или добываемыхресурсов, техника же в этом процессе предназначенадля мобилизации и умножения имеющихся ресурсов и открытия новых. Этавзаимосвязь 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, правовымиинститутами, социальными структурами и политическими силами, в рамкахэкономических процессов, на основе данных технологических знаний и умений, сучетом определенных ценностных и целевых представлений при использованииматериальных ресурсов создает и применяет технические системы: этот процессзатем, в свою очередь, влияет на вышеназванные областии тем самым на дальнейший ход технизации.
Возвращаясь к анализу современного состояния в развитии техники, можно выделить два главныхвзаимообусловленных аспекта ее развития [2]. Первый — этоавтоматизация существующего производства. С понятием автоматизации производствасвязывают самые различныеявления от автоматического станка до автоматизированногопроизводства. Здесь автоматизация производства понимается как возможность резкого ускорения производства, того производства, которое существует сейчас, тоесть такое изменение современного производства, которое приводит только кколичественным изменениям. Но масштабы этих количественных изменений такие,что приводят к противоречиям качественной стороны современной машиннойиндустриальной техники.
Второй — этореализация систем автоматического проектирования изделий и технологий ихизготовления. Комплексное решение всех трех задач: автоматизация производства,проектирование изделий и проектирование технологий — позволяет обеспечить «технологическуюсвободу» человека. Современное производство (в широком смысле какпротивоположность потреблению) — этомногоэтапный процесс, в котором десятки, а иногда тысячи различных ступеней, азначит и профессий: конструкторы (от художника-конструктора и главногоконструктора до разработчиков отдельных технических узлов и деталей), технологии 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 можетбыть в единственном числе, а соединение модулей постоянное, то есть в результатеполучаются как бы традиционные автономные технические объекты. Но, во-первых,это уже не отдельный технический объект, а семейство, проектирование ипроизводство которого едино и, во-вторых, подобные многоуровневые техническиеобъекты являются переходными, то есть новыепринципы производства сочетаются с традиционным вещным потреблением (особеннов области средств потребления: легковые автомобили, мебель, бытовые приборы идругие). Функционирование многоуровневых технических объектов приближается кестественным процессам природных образований.
Техника и социальное развитие обществаОсновные закономерности развития техники детерминируютсяосновными отношениями техники в системе социальной материи и выражаютсяобусловленностью техники мерой человека и мерой природы, с одной стороны, ивлиянием техники на человека и природу, с другой. Таким образом,функционально-морфологические изменения системы технических объектов можносвести к следующим основным взаимообусловленным закономерностям:
Во-первых, тенденция к усилению степени опосредования в отношении человек — природа.
Во-вторых, усложнение и развитие системы вариативных социальныхфункций техники.
В-третьих, качественное усложнение морфологической структурысистемы техники, которое выражается в формировании многоуровневых техническихобъектов.
В пределах социального этапа развития материиразвитие человека, как собственно социального образования, воплощается вразвивающейся технике, являющейся искусственным компонентом