История развития инженерной деятельности и технического образования в процессе развития науки и техники

ББК 63.04

Н.И. Дятчин

История развития инженерной деятельности и технического образования в процессе развития науки и техники

N.I. Dyatchin

The History of Engineering and Technical Education in the Development of Science and Technology

Рассмотрена периодизация инженерной деятельности и технического образования в процессе развития науки и техники на следующих этапах: инструментализации, механизации, машинизации, автоматизации и кибернетизации. Выявлено их влияние на ход научно-технического прогресса.

Ключевые слова периодизация, история, наука, техника, этапы развития, инженерная деятельность, техническое образование.

Зарождение, становление и развитие инженерной деятельности и технического образования являются важными вехами в процессе формирования человеческой цивилизации, значительными этапами в развитии техники, науки и культуры. Поэтому важнейшей задачей каждого специалиста и прежде всего инженера является овладение огромным запасом опыта и знаний, накопленных предыдущими поколениями, а также их использование применительно к нуждам и запросам современного производства, научно-технического прогресса.

Исторический процесс становления и развития инженерной деятельности и инженерного образования можно условно разделить на пять этапов, соответствующих пяти основным историческим этапам развития техники [1, с. 13-14] (рис.): 1 - инструментализации (праинженерный); 2 - механизации (прединженер-ный); 3 - машинизации (собственно инженерный); 4 - автоматизации (развитый инженерный); 5 - кибернетизации (постинженерный). Каждый из этих этапов определяется уровнем развития науки и техники, производства и потребления, социально-экономическим и общественно-политическим устройством общества, его образовательным уровнем; каждому соответствует свой уровень и характер развития инженерной деятельности и соответствующего технического образования.

Первый - праинженерный - этап соответствует развитию инструментов и орудий труда в условиях ручного производства и назван этапом инструментализации. Он начинается с появлением письменности и отделением умственного труда от физического при

The author considers the division of engineering and technical education into periods and the history of their development in science and technology development phases: tool production, mechanization, machine production, automation and cybernetic stage. Their role and influence on the scientific and technological progress are revealed.

Key words: division into periods, history, science, engineering, development stages, technical activity, technical education.

переходе от варварства к античной цивилизации (по классификации Л. Моргана) и заканчивается зарождением технических знаний в условиях ремесленного производства и разделения общества на классы.

Развитие рабовладельческого способа производства привело не только к классовому расслоению на рабов и рабовладельцев, но и выделению особой прослойки технических специалистов, занятых преимущественно умственным трудом - разработкой технических проектов и организацией работ по их реализации. Так с наступлением античности между классами рабов и рабовладельцев появилась особая привилегированная прослойка общества, предшествующая инженерно-технической, «праинженеры» этапа интрументализации. «Первыми из известных инженеров обычно называют египетского жреца Им-хотена (ок. 2700 г. до н.э.), китайского градостроителя Великого Юя (ок. 2300 г. до н.э.), греческого зодчего Эвпалиния из Мегары (VI в. до н.э.). Гениальным ученым и инженером древности был Архимед (ок. 287-212 г. до н.э.)» [2, с. 77].

Базой для инженерной деятельности с самого начала являлась наука, которая в праинженерный период была в целом умозрительна, отрывочна, внутренне противоречива, скована религиозными представлениями и в основе своей оторвана от производства. Возникновение и развитие прикладных наук, таких как астрономия, математика и механика, хотя и было обусловлено нуждами производства, но их действие было спорадическим, а запас эмпирических знаний редко получал теоретическое обобщение. Еще не было науки, в ее нынешнем понимании, даже в древ-

них культурах Китая, Египта, Рима, Греции и других «оазисах» античности. Соответственно, и не было систематической подпитки практики научными знаниями, а отмечались лишь эпизодические вспышки блестящих догадок, так и не сложившихся в единый организм науки. Естественно, и никакого систематического образования, кроме ученичества в ремесленных производствах, в то время не существовало.

Вместе с тем постепенно в античной технике стали появляться, множиться и накапливаться конструктивно-технические элементы, обеспечивающие взаимодействие инструмента с объектом преобразования и формироваться отдельные технологические операции. Это привело к накоплению конструктивно-технологических знаний, которые в сочетании математикой и механикой явились осно-

вой для зарождения технических наук на последующем этапе научно-технического развития.

Второй - прединженерный - этап соответствует периоду развития механизмов и механизации производственных процессов, начавшихся еще на предшествующем этапе, но ставших значимыми для производства с наступлением новой эры. Мощным толчком для развития машинной техники стала смена рабовладельчества феодализмом, лишившая производство рабской бесплатной рабочей силы, ставшей дефицитной и потребовавшей экономии за счет ее механизации. Процесс механизации особенно интенсифицировался в эпоху Возрождения (ХГУ-ХУ1 вв.), в условиях бурного развития ремесленного производства и дальнейшего формирования феодализма.

Этапы развития на «всеобщей спирали развития» техники:

1 - инструментализация, 2 - механизация, 3 - машинизация, 4 - автоматизация, 5 - кибернетизация

В тот период появился и получил затем широкое распространение в Европе термин «инженер» (фр. Ingenieur от лат. Ingenieum - ум, изобретательность, врожденная способность). И это не случайно -именно в Западную Европу переместился тогда центр научно-технического прогресса. Мощным толчком для становления инженерной деятельности в этот период были: достижения математики и механики, соединение науки с практикой и становление экспериментальной науки; развитие ремесленного производства и зарождение мануфактурного. Это был период резкого умножения изобретений и открытий; эпоха великих гениев (Леонардо да Винчи, Агрикола, Г. Галилей и др.) и формирования квалифицированных

технических кадров мастеров и инженеров: военных, горных, строительных, корабельных и др.

Основным социально-техническим источником инженерной деятельности этого этапа было мануфактурное производство. Однако только сложные механизмы, приводимые в действие тягловой силой животных, а затем природной энергией воды и ветра (мельницы), смогли потеснить ручной ремесленный труд как основной вид общественного производства и обеспечить коренной переворот в структуре производительных сил. Это привело, с одной стороны, к формированию рабочего класса как основной производительной силы зарождавшегося в недрах феодализма капиталистического способа производства,

с другой - к становлению инженерной профессии и социального статуса инженеров как необходимого элемента производительных сил. Это, собственно, и стало началом подлинной инженерной деятельности на следующем этапе развития.

Важнейшим социальным мероприятием данного этапа стало создание системы просвещения, обеспечивающего подготовку инженерных кадров - специалистов, способных к исследованию, разработке и эксплуатации техники. Поэтому с конца XVI в. наметилась тенденция к политехнизации обучения с целью получения технических знаний в университетах Италии, Франции, Германии, а затем и России.

Третий - собственно инженерный - этап, этап машинизации, стал периодом становления инженерной профессии в социальном плане, обретением ею своего общественного статуса. Основой для подобной трансформации стал переход с изобретением парового двигателя от мануфактурного к машинному производству в эпоху разложения феодально-крепостнических и утверждения капиталистических производственных отношений.

Развитие машинного производства привело к тому, что рабочий стал «придатком машины», окончательно лишившись функции рационализации технической деятельности. Она окончательно перешла к обособленной группе научно-образованных работников -инженерам. «В условиях начавшегося процесса превращения науки в непосредственную производительную силу инженерная деятельность стала научной рационализацией технической деятельности. В конце XIX в. инженерная деятельность и профессия уже существуют как социальный институт» [2, с. 78]. Широкому развертыванию инженерной деятельности в этот период способствовало бурное развитие техники и возрастающие потребности промышленного производства в машинах. Как отмечал К. Маркс, «в XIX в. инженер - это главным образом машиностроитель» [3, с. 156].

Развитие науки, техники и инженерной деятельности было связано с резким увеличением потока изобретений, особо резкий скачок которых наблюдается в преддверии промышленной революции. Изобретательство стало одним из наиболее ярких проявлений инженерной мысли, а изобретатели превратились в настоящие «двигатели технического прогресса», своей гениальностью часто опережавшие время. Чрезвычайно резкий всплеск изобретательской инженерной мысли вызвал социальный заказ на тепловой универсальный двигатель (паровую машину) и особенно велосипед (5 тыс. патентов в Англии в 1896 г.). Выдающимися инженерами своего времени были творцы паровой машины - великий русский изобретатель Иван Иванович Ползунов и англичанин Уатт; нельзя обойти вниманием изобретателя токар-

ного суппорта А.К. Нартова и нашего знаменитого механика И.П. Кулибина.

Острый дефицит в квалифицированных инженерных кадрах вызвал необходимость начать их подготовку помимо университетов. В 1794 г. в Париже французский математик Гаспар Монж со своими соратниками основал Политехническую школу. Не отставала от «просвещенной Европы» и Россия -27 января (по новому стилю) 1701 г. Петр I издал указ об учреждении в Москве школы математических и навигацких наук, называвшейся Навигацкой школой, а впоследствии переименованной в Морскую школу. В России указанная дата официально принята за начало инженерного образования, которому в 2001 г. исполнилось 300 лет [4]. Вскоре после Морской школы была создана близкая по структуре Артиллерийская школа; в 1703 г. Московская, а в 1715 г. Петербургская инженерные школы. Так в России были заложены основы инженерного образования, которое по своему уровню стояло не ниже западноевропейского.

Вторая половина рассматриваемого этапа совпадает с эпохой индустриализации, когда мануфактура окончательно уступила место крупной, технически развитой промышленности. Такие отрасли, как машиностроение и приборостроение, металлургия, энергетика, горное дело, химическая промышленность и транспорт, получили приоритетное развитие. Они стали ведущими и определяли технический прогресс в целом, характер инженерной деятельности и состояние инженерного образования в частности. Основной функцией инженерной деятельности стал при этом прогресс техники, вызванный общественными и техническими потребностями и обеспечивающий максимальную прибыль капиталу.

Четвертый - развитый - инженерный этап является этапом автоматизации и связан с наступлением с середины ХХ в. научно-технической революции (НТР). Мощным стимулирующим фактором в развитии инженерной деятельности и инженерного образования на данном этапе стало бурное, опережающее развитие науки и ее превращение в непосредственную производительную силу. Непрерывное ускорение в развитии техники не могло осуществляться без широкого использования результатов научных исследований. Наука окончательно вырвалась вперед по отношению к технике, обеспечивая, таким образом, резкое ускорение технического прогресса.

На основе базовых направлений НТР развернулся крупнейший переворот в среде производственной техники, открылась дорога комплексной автоматизации на базе гибких производственных систем (ГПС), роторных и роторно-конвейерных автоматических линий (АРЛ и РКЛ), систем автоматизированного проектирования (САПР). Ведущим звеном комплексной автоматизации явилась управляющая система машин на основе микропроцессоров и микроЭВМ.

Проникновение науки в промышленное производство и ее единение с практикой, внедрение научнотехнических достижений в производство вызвало необходимость в дальнейшем развитии и совершенствовании организации самой науки, инженерной деятельности и инженерного образования. Началась организация промышленных и университетских исследовательских лабораторий, на базе которых затем стали создаваться научно-исследовательские институты (НИИ).

Технические науки вступили в качественно новый этап развития, характеризующийся налаживанием устойчивой связи с естествознанием, а также интенсивным процессом их дифференциации, подразделения на отдельные, специальные отрасли. Началось зарождение и последующее бурное развитие элек-тро- и радиотехники, электроники, ядерной физики. Закладывались научные основы микроэлектроники, атомной техники и технологии.

С наступлением НТР резко изменился характер взаимодействия науки, техники и производства. В результате их тесного соприкосновения и переплетения образовалась неразрывная триада «наука-техника-производство», в которой наука заняла ведущее положение, опережая в своем развитии технику, а техника -производство.

На уровень с ведущими инженерными профессиями, такими как инженер-технолог и инженер-конструктор, выдвинулась профессия инженер-исследователь, обеспечивающая более тесную связь науки с производством. На базе академий, НИИ и университетов развернулась организация науки в общегосударственных масштабах. Произошло резкое усложнение структуры инженерной профессии в соответствии с расширением сферы инженерной деятельности, ростом сложности и многоукладности техники.

Пятый - постинженерный - этап развития инженерной деятельности и инженерного образования связан с наступлением этапа кибернетизации и второго этапа НТР, развернувшейся на границе тысячелетий, а также зарождением шестого технологического уклада, в основе которого закладываются нанотехнологии, генная инженерия и информационная революция [5, с. 102-105].

Возможности для очередного общественно-технического переворота созрели в результате развернувшейся в 1970-х гг. научной революции, лидерами которой стала триада научно-технических направлений: микроэлектроника, информатика и биотехнология. Это в очередной раз привело к коренному перевороту в характере инженерной деятельности и инженерного образования. Сфера инженерной деятельности необычайно расширилась, а в области инженерного образования началось бурное «размножение» специальностей и специализаций и, соответственно, необ-

ходимость в их четком определении систематизации и классификации.

Развертывание второго этапа НТР привело к необычайному расширению сферы инженерной деятельности, структура которой была подвержена влиянию целого ряда факторов. Исчерпание традиционных энергоресурсов и их негативное воздействие на экологию, заставившие искать и осваивать новые нетрадиционные и практически неисчерпаемые (возобновляемые) источники энергии, такие как солнечная, ветровая, геотермальная, энергия приливов и отливов и др. Стали развертываться работы по обладанию таким мощным источником энергии, каким является термоядерная энергия.

Близится к завершению век железа, господствовавшего в качестве основного конструкционного материала на протяжении почти трех тысячелетий, и приоритет все чаще стал отдаваться материалам с повышенными и заранее заданными химико-физикомеханическими свойствами: пластмассам, композитам, керамике, порошковым материалам. Осуществляется технологический переворот на основе широкого освоения принципиально новых мало- и безотходных технологий для добычи и переработки сырья. Это позволит опускать целый ряд промежуточных операций, с меньшими затратами и в более короткие сроки получать конечный продукт с помощью лазерной, плазменной, электроимпульсной, мембранной технологий, геобиотехнологии, СВС-технологии и др.

Существенно преображается техническая база науки благодаря широкому применению САПР и автоматизации эксперимента, позволившим сократить долю ручного труда в науке и конструировании, усилить творческое начало и существенно сократить путь от рождения новой и плодотворной идеи до ее претворения в принципиально новой технике и технологии. Изменилось направление исследования и освоения Космоса, закончился период «научных подвигов» и отстаивания приоритетов, не считаясь с затратами, от научного и военного стали переходить к промышленному и коммерческому его освоению.

Объектом интенсивного промышленного освоения стал также океан, его неисчерпаемые богатства. Расширяется добыча полезных ископаемых с шельфов, морского дна и их непосредственное извлечение из морской воды, а также переход к марикультуре - от естественного к искусственному воспроизводству растительного и животного мира морей и океанов.

Посредством Интернета, сети телекоммуникаций и широкого применения электронной бытовой техники в мировое информационное пространство стали активно включаться широкие слои населения, которые становятся не только обладателями информации, но и ее активными творцами. Указанные тенденции в инженерной деятельности приводят и к неизбежной трансформации инженерного образования. Всеобщая

компьютеризация и информатизация образования, в первую очередь инженерного, широкое использование видеотехники и других современных технических средств обучения позволяют интенсифицировать учебный процесс и активизировать работу обучающихся.

Одной из важнейших особенностей инженерной деятельности в условиях НТР является ее интернационализация, развитие международного научнотехнического сотрудничества и объединение усилий всех прогрессивно мыслящих инженеров в решении глобальных технических проблем современности. Создание единых международных систем энергосбережения, транспорта и информации - основные направления сотрудничества инженеров разных стран.

Глобальные проблемы современности обусловлены обостряющимися противоречиями развития способа производства материальных благ. Это прежде всего углубление противоречий между природой и обществом, заключающееся в нарушении стабильности окружающей среды и ухудшении ее качества. С точки зрения производственной технологии наибольшую меру ответственности за обострение социально-экологической ситуации несут именно инженеры. Общество предъявляет к инженерам противоречивые требования - увеличение мощности техники и интенсивности технологии, расширение производства при одновременном ограничении их воздействия на окружающую среду и человека.

Участие инженеров в международном сотрудничестве на основе достижений НТР имеет особенно

большое значение для развивающихся стран как средство преодоления их экономической и научнотехнической отсталости. От развития инженерной деятельности зависит и решение глобальной проблемы обеспечения населения планеты источниками энергии. Научно-технические основы новых возобновляемых источников энергии разработаны, но их освоение, внедрение и эксплуатация задерживается ввиду отсутствия инженерных проектов высокоэкономичных и эффективных энергетических установок. Важным результатом НТР, изменившим соотношение сил природы и общества, стал отказ от господствовавшего у нас до середины XX в. «революционного» принципа инженерного «преобразования природы». Ожидает своего скорейшего разрешения транспортная проблема, грядет транспортная революция, к которой своевременно должны быть готовы инженеры и настроено инженерное образование.

Повышение степени сложности труда, частая его перемена и смена поколений и направлений техники сделают невыгодным узкопрофессиональное разделение труда. Понадобятся инженеры, а также рабочие, техники, менеджеры, ученые и другие работники производственной сферы, имеющие широкопрофильную подготовку, способные хорошо адаптироваться к быстро меняющимся условиям труда и направлениям своей деятельности. Особо важное значение приобретает фундаментализация инженерного образования, под которым следует понимать овладение знаниями истории развития техники, законами и закономерностями ее строения, функционирования и развития [6-7].

Библиографический список

1. Дятчин Н.И. Современные проблемы науки в машиностроении : учебное пособие. - Барнаул, 2005.

2. Шаповалов Е.А. Общество и инженер: философско-социологические проблемы инженерной деятельности. -Л., 1984.

3. Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2-е изд. : в 50 т. - М., 1955. - Т. 1.

4. Рудин А.В. Профессиональному инженерно-техническому и военному образованию в России - 300 лет. - М, 2000.

5. Яковец Ю.В. Циклы, кризисы. Прогнозы. - М., 1999.

6. Дятчин Н.И., Бураков В.И., Дмитриев В.В. Становление и развитие инженерного образования на Алтае : монография. - Барнаул, 2005.

7. Дятчин Н.И. Техника: закономерности строения, функционирования и развития : учебное пособие. - Барнаул, 2003.