автореферат диссертации по философии, специальность ВАК РФ 09.00.08
диссертация на тему: Концепция научно-технологических программ как метод рациональной реконструкции истории науки: на примере истории исследований по проблеме управляемого термоядерного синтеза

Полный текст автореферата диссертации по теме "Концепция научно-технологических программ как метод рациональной реконструкции истории науки: на примере истории исследований по проблеме управляемого термоядерного синтеза"

ИИСТИТУТ ФИЛОСОФИИ РАН

На правах рукописи УДК

БУРЛАЧЕНКО Павел Павлович

КОНЦЕПЦИЯ НАУЧНО-Т ЕХНОЛОГИЧБСКИХ ПРОГРМДГЛ КАК МЕТОД РАЩЮНАЛЫЮЙ РЕКОНСТРУКЦИИ ИСТОРИИ НАУКИ: НА ПРИМЕРЕ ИСТОРИИ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ПРОЕЛШ УПРАВЛЯЕМОГО ТЕРМОЯДЕРНОГО СИНТЕЗА

Специальность 09.00.08 - философские проблемы естествознания

и техники

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степе!га кандидата философских наук

Москва - 1992

\

Работа выполнена в секторе "История науки и логика" Института истории естествознания и техники РАН

Научный руководитель:

доктор философских наук А.А.Печенкин

Официальные оппоненты:

доктор философских наук С.В.Илларионов

кандидат философских наук В.И.Аршинов

Ведущая организация:

Отдел философии Института научной информации по общественным наукам РАИ

Защита диссертации состоится " " _ 1992 г.

в " " часов на заседании специализированного совета Д 002, 29-03 по философским наукам в Институте философии РАН по адресу: Москва, ул. Волхонка, 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института философии РАН

Автореферат разослан " н 199*2 г.

Ученый секретарь

специализированного совета ' уу^^Л.П.Киященко

ОЩЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЛБОТН

Актуальность теш настоящей диссертации обусловлена на-стоятельяо!! необходимостью осмысления путей развития постне-классической науки (или науки периода 1ГГР). В отличие от классике ского естествознания Нового рременг или не классической науки первой половины XX века, современная наука обладает рядом особенностей, которые позволяют выделить ее в особый этап развития естественнонаучного знания- Она характеризуется быстрым ростом числа альтериативинх теоретически концепций, усложнением экспериментальной базы, новыми связями с другими видами человеческой деятельности, прежде всего с техникой, развитием различных междисциплинарных исследований и, как следствие, появлением новых областей знания. Среди различию: форм функционирования современной науки особое значение приобретают те из них, которые непосредственно нацелены на связь науки с ьрокткческой деятельностью человека» его социальными потребностями. Одной из такта форм являются научно-технические проекты. Эти исследования ориентированы не на собственно научную проблему, но на создание некоторого объекта комплексной природа, отвечающего определенным социально-экономическим и технологическим требованиям. Такие исследования, являясь прикладными, способны в то же время обеспечить существенный прогресс фундаментального научного знания. Значение этих исследований далеко выходит за пределы собственно научной проблематики. Это обусловлено тем, что они не только формируют научную политику на относительно длительны!! период времени, но и требуют значительных бюджетных ассигнований и имеют ваяшс социально-экономические и экологические последствия, что все больше волнует широкие слои общества. Научно обоснованная оценка характера этих исследований и их значения для технологического и экономического развития дает возможность проведения такой политики в развитии науки, которая сумела бы, соединить правильный выбор приоритетов с продуманной социальной и экологической

политикой. Проблема гуманизации естествознания й техники, ставшая столь актуальной в наше время, получает здесь новые возможности для своего развития.

В то же время методологически анализ таких исследований еще не наш°л своего места в современной философии науки. С одной стороны, она преимущественно ориентировалась на изучение теоретических дисциплин, с другой - рассматривала взаимодействие науки и техники как двух обособленных сфер человеческой деятельности. Нынешняя ситуация в этой области характеризуется большим разнообразием различшис конкурирующих теорий, по-разному объясняющих проблемы роста научного знания, объяснения и обосновании, структуры научной теории и т.д. Философские и методологические разработки в этих областях варьируются в широком диапазоне от социалыю-психологи-ческих го логико-эпистемологических концепций. Исследования динамики развития научного знания привели к пониманию того, что научное знание образует сложную систему, в которой тео- ■ рия является лишь одним из элементов. .Были предложены иные структурные единицы методологического анализа, такие как парадигма, дисциплинарная матрица, исследовательская программа, научная область, исследовательская традиция и др. В то же время наметилось известное разочарование в общетеоретических построениях, способных дать универсальное.объяснение закономерностей развития науки. Это привело к повышенному вниманию к ситуационным исследованиям, т.е. исследованиям, описывающим какой-либо момент л истории науки по той или иной причине интересный с методологической точки зрения. Философия науки стала тяготеть к большей связи с историко-на-учной конкретикой,и логико-эпистемологический анализ все в большей степени проводился сквозь призму историко-научных реалий. Появление новых форм развития научного знаиия настоятельно требует обогащения методологического аппарата фи лососий науки, с о злати; концептуальных структур, .способных раскрыть закономерности и показать енм.'Уфику подобных исследований.

Цель и задачи исследования. Целью данной диссертационной работы является разработка методологии научно-технологических программ (НТП) - методологии, позволяющей выявить основные закономерности исследовательского процесса в ходе осуществления научно-технических проектов.

Достижение этой цели осуществляется в ходе решения следующих задач:

1) рассмотрение ряда специфических особенностей науки эпохи НТР и выделение научно-технических проектов как одного из актуальных феноменов в науке этого периода;

2) модификация концепции научно-исследовательских програш И.Лакатоса, опирающаяся на представление о развивающейся теории как о последовательности совершенствуемых моделей;

3) разработка основных методологических категорий, характеризующих концепцию научно-технологических програш: понятий кесткого ядра, рабочей модели и идеальной модели программы.

Структура и объем диссертации. Сформулированная последовательность решаемых в диссертации задач обуславливает ее структуру: обсуждешпо каждой задачи посвящена отдельная глава. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка цитируемой литературы.

В первой главе рассыатргааются фшгософско-теоретические предпосылки становления концепции научно-исследовательских програш И.Лакатоса, дана краткая характеристика самой этой концепции, а также рассмотрена идея переосмысления ее онтологических оснований - переход от понимания теорий как серии предложений, подлежащих опровержению, к интерпретации их как последовательности совершенствуемых моделей.

Во второй главе рассмотрены особенности развития науки периода НТР и, в частности, один из ее феноменов - научно-технические проекты. В качестве метода рациональной реконструкции этого типа исследований предложена концепция научно-технологических программ (НТП).

<

Третья глава посвящена подробному рассмотрению данной концепции на примере истории исследований по проблеме управляемого термоядерного синтеза (преимущественно программ то-камак и стелтаратор.

Б заключении подводится итог проведенной работы.

Общи" объем работы составляет 150 страниц, библиография включает ISO наименований.

Новизна диссертационного исследования обусловлена с одной стороны оригинальностью предлагаемой Методологии, которая может быть использована для рациональной реконструпл»; широкого диапазона исследований, с другой стороны - новизной самого исторического материала - научно-технических проектов, в частности, проектов по осуществлению УТС, еще не ставших объектом должного внимания со сторонн историков и философов науки. Предложенная методологическая концепция, будучи генетически связанной с теорией ШП Лакьтоса, представляет собой новый нетрадиционная подход к анализу закономерностей роста научного знания в период !ГТР.

Основные положеиия. втюскше на защиту.

1. В диссертации предлагается новая методология рациональной реконструкции роста научного знания в период ПТР. Это концепция нэучно-технологических программ (НТП),которая учитывает как теоретическую, так'и технологическую компоненту роста научного знания. В ней показано, как на основе одно»! и той же физической идеи, нашедшей разное шшенерно-тсхнологическое воплощение (пример: программы по осуществлению управляемого термоядерного синтеза; а именно: токамак и стелларатор), могут сформироваться различные программы, развивающиеся как последовательность совершенствуемых моделей объекта - цели данной программы.

2. Основой котдепщта 1ГГ11 длп автора послужила известная теория научно-исследовательских программ И.Лакатесэ, рыдыпгл'йя в рамках фаллибилистской философии науки и ее последуйте модификации в философской и историко-научноЯ литературе. Если вволгцпя исследовательских программ рас-

сматривалась у Лакатоса как процесс опровержения и последующей замены теорий защитного пояса, то в рамках концепции НГП она предстает как процесс совершенствования инженерных или теоретических моделей.

3. Концепция научно-технологических программ представляет собой систему следующих категорий:

Жесткое ядро - первоначальная модель устройства, которое должно быть создано в результате осуществления программы, основанная на определенной инженерно-физической идее. Принципы, формирующие жесткое ядро, сохраняются во всех последующих моделях программы.

Идеальная модель - модель объекта - цели данной программы, в которой в наиболее общем виде отражены его основные Функции без учета конкретного инженерно-физического исполнения.

Рабочие модели - модели объекта - цели программы, которые являются трансформацией или уточнением первоначальной модели - ядра программы. Ошт тесно связаны с теоретическими представлениями, принятыми в фундаментальной науке на данный период исследований и изменяются вместе с ними.

Критерий прогрессивности программу - степень соответствия ее рабочих моделей идеальной модели.

4. В процессе развития НГП осуществляется синтез научного и инженерного типов мышления. Если мысль инженера идет от заданной функции проецируемого объекта к созданию одной или нескольких возможных структур устройство, способного обеспечить ее выполнение, то мысль естествоиспытателя, как правило, идет от некоторого фрагмента объективной реальности к раскрытию ее внутренних закономерностей, к создания теоретической модели, позволяющей дать причинное объяснение вписываемых феноменов.

Методологическая основа исследования. Наиболее важными теоретическими основами исследования для автора были концепция НИЛ И.Лакатоса, работы ряда его последователей (в част-

ности, Г.Кларка, Дж.Уоррелла), а также работы Э.Нагеля, М.Хессе, С.Тулмина, В.Итегмюллера и др.авторов, трактующие теорию как модель физической реальности.

Автор опирался также на работы Т.Куна, К.Поппера, Ф.Суппе, Н.Р.Учнсона, Дж.Еернала, философов ШгарнбергскоЙ группы, отечественных исследователей - Б.М.Кедрова, H.H.Родного, М.Д.Ахундова, В.Л.Визгина, С.В.Илларионова, В.Н.Садовского, П.П.Гайденко, И.П.Меркулова, К. *.!Дамчур, А.А.Печенки-иа, В.Г.Горохова, М.А.Розова, В.В.Чешева и ряда других.

Научно-теоретическая и практическая значимость исследования. Представленная в работе концепция претендует на роль методологической основы дальнейшего аналиаа научно-технических проектов с точки зрения их научно-теоретической и социально-экономической оценки. Она открывает возможности для луч 'его понимания проблематики п логической структуры исследовательской работы в изысканиях подобного типа, для выработки наиболее аффективных путей решения проблем и организации исследований, связывает внутренние закономерности развития науки с экономическими и экологическими криериями. Она также расширяет диапазон современной философии науки, вводя в оборот новый концептуальный аппарат, позволяющий глубже понять закономерности развития естественнонаучного знания в период {¡ТР.

Апробация работы. Диссертация обсуждалась и была рекомендована к защите на заоедании сектора "История науки и логика" ИИЕГ РАН и на заседании сектора "Философия физики" Института философии РАН. Различные аспекты исследования были представлены автором в докладах на ХЮСГ1 и ХНУ Всесоюзных научных конференциях аспирантов и молодых специалистов по истории естествознания и техники (Москва, октябрь-ноябрь 1989 г.; май 1992 г.) и на 1У Чтениях памяти Б.1.1.Кедрова (Одесса, 3-7 сентября 1990 г.). Тезисы также были отосланы на Меадународную конференции "Развитие технологии и наука в XIX и XX вв." (ЭКндховен, Голландия, 1990 г.).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность избранной теш, объяснена структура диссертации, охарактеризована степень разработанности проблемы, сформулированы цели и задачи исследования, его новизна, теоретическая и практическая значимость, а таете приведены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава "Методолфуя научно-исследовательских программ: модельная интерпретация" - посвящена рассмотрению фи-лософско-методологических предпосылок концепции КТП, являющейся темой диссертации. Важнейшей из та явилась теория научно-исследовательских программ, предложенная И.Лакатосом. Опираясь на работы Дя.Снида, В.Штегмюллера. Ф.Суппе, А.А.Пе-чешсина и ряда других отечествен!пи: и зарубежных философов, посвященные модельной интерпретации понятия научной теории, автор приходит к выводу о возможности рассмотрения исследовательских программ как последовательности совершенствуемых моделей теории, что позволяет значительно расширить диапазон и возможности применения этой методологии.

В первом параграфе "Понятие ГО!П как инструмент анализа проблем роста научного знания" рассмотрена концепция научно-исследовательских программ (ШП), предложенная И.Лакатосом, и ее последующие модификации зег философской и историко-науч-ной литературе.

Отмечалось, что концепция сложилась в рамках постпозитивистской философии науки, сформировавшейся в период, когда наиболее наглядно проявилось давно наметившееся разочарование в классическом декартовско-ньютоновском идеале "хорошо обоснованного знания". Онтологической основой постпозитивиот-с :ой философии науки стала идея фаллибшшзма (от англ. ИУ>1е - подверженный ошибкам, ненадежный), согласно которой любое знание является лишь предположительным.

Теория ВШ Лакатоса возникла в ратях этой философии

и представляла собой попнгку согласовать и в какой-то степени объединить концепции развития науки, предложенные К.Поппе-ром и Т.Куном. Развитие научного знания, по Лакатосу, предстает как конкурентная борьба исследовательских программ. Исследовательская программа - это серия теоретических утверждений, в которой может быть выделена защищенная от критики часть - жесткое ядро программы, а также совокупность методологических установок - эвристика программы, с одной стороны, «оказывающая в какую сторону нужно развивать исследования, а с другой - способствующая защите жесткого ядра программы от выдвигаемых против нее аномали!: и контрпримеров.

Концепция 11ИЛ Лакатоса получила широкое распространение, в исторкко-иаучных исследованиях. Отмечалось', что это понятие применимо как к глобальным теоретическим построениям, формиругцим естественнонаучную картину мира, так и к исследованиям в области специальных раздьлов физики и даже отдельных проблем (В.П.Бизгин). Выдвигались также и идеи рассмотрения НИП не только как последовательности научных теорий, связанных с определенными принципами, но и как целостной эпистемологической структуры, являющейся промежуточным звеном между философским и естественнонаучным знанием (П.П.Гайденко). В то же время отмечалось, чтр отдельные категории исследовательской программы, введенные Лакатосом, нуждаются в более детальной разработке. Так, в качестве жесткого ядра программы предлагалось считать не любую фунда- • ментальную теорию, а базисную теорию, допускающую соединение с достаточно широким классом вспомогательных теорий и гипотез (М.Д.Ахундов, С.В.Илларионов).

Второй параграф - "Переход к модельной трактовке тео-рим" посвящен проблеме пересмотра онтологических предпосылок того понимания научной теории, которое сложилось в рамках неопозитивистской традиции и во многом оказало влияние я на взгляда представителей различных постпозитивистских направлений. Неопозитивизм рассматривал научную теория как логическую структуру,, включавшую в себя теоретический язык,

тзш< наблюдения и правила соответствия, обеспечивавшие перевод теоретических терминов в термины эмпирические. Такое понимание научной теории делало в принципе невозможным ее изменение и расширение с целью включения большего количества сообщений, чем то, для которого она была первоначально предназначена. Это ограничивало неопозитивистскую философ™ анализом уже готового научного знания, оставляя в стороне проблему его динамики. Наметившаяся в 50-х годах критика неопозитивистских взглядов обнаружила во многом несостоятельность такого подхода. В качестве одной из альтернатив возникло понимание теории как модели той части1 объективной реальности, на которую эта теория направлена. Развитие теории есть совершенствование этой модели, т.е. дополнение ее более конкретными чертами, способными так усовершенствовать первоначальную модель, чтобы она смогла дать адекватное объяснение новым эмпирическим фактам и обеспечить эффективные предсказания.

Переход к модельной точке зрения на научную теорию наметился таете и в связи с проблемой естественионаучного объяснения. Неопозитивисты рассматривали эту процедуру как логическое рассуждение, позволяющее вывести описание объясняемого события из одного или нескольких универсальных законов, а также определенных начальных условий. Кризис неопозитивистских воззрений привел к -тому, что фокус внимания стал смещаться от логических схем объяснения к тем методологическим правилам и представлениям, которые дополняли эти схемы, в частности, на первый план выдвинулась проблема понимания. Разработка проблемы понимания у С.Тулмина, Б. ван Фра-ассена привела к новой точке зрения на объяснение - объяснение как моделирование объясняемых фактов. Формально эта кон-^зпция (объяснения как моделирование объясняемых фактов) была развита в работах Дж. Снида и В.Штегмкилера, предложивших т.н. структуралистский подход к анализу строения и развития научных теорий, который мыслился ими в качестве альтернативы стандартному дедуктивному подходу, опиравшемуся на протокольные или базисные предложения.

Так ил образом, критика стандяртггой (гилотетшео-дедук-

- 10 -

тивной) концепции строения научной теории и основанного на ней подхода к проблеме научного объяснения способствовала формированию модельных представлений о развитии научного знания. Если в постпозитивистской традиции теория понималась КсЛ система вероятностных, подлежащих опровержению предложений, то модельная трактовка теории сформировала взгляд на научное знание как на систему совершенствуемых моделей, при-блкжащихся к более адекватному воспроизведению закономерностей, существующих в физической реальности и более эффективно служащих ее пониманию.

В третьем параграфе "КИП как последовательность сменяющих ,цруг друга моделей" показано, что модельная интерпретация теории позволяет по-иному подойти и к методологии В1П. Рассматривая ряд исследовательских программ, которые анализировал: оъ последователями Лакатоса, автор отметил, что эти програшш могут быть представлены не как последовательности подлежащих опровержению утверждений, а как серии совершенствуемых моделей. Например, в работе Р.Кларка "Атомизм против термодинамики" рассмотрена история эволюции ШИТ в термодинамике в конце XIX - начале XX вв., а именно молекулярно-кинетической программы и классической термодинамики. В частности, молекулярно-кснетическая программа выглядела как последовательность моделей: Кронига-Джоуля, исходившей из максимально упрощенных представлений о структуре и поведении чь^тиц газа и более усложненных моделей Клауэиуса, Максвелла и ван-дер-Ваальса, в которых первоначальная модель обогащалась новыми подробностями, отражающими реальные свойства и отношения, существующие в физическом объекте - молекулах газа. Анализируя работу другого сторонника взглядов П.Лакатоса - статью Дж.Уоррелла "Томас Юнг и опровержение ньютоновской оптики",автор приходит к выводу о том, что совершенствование модели теории позволяет объяснить, казалось би, несовместимые с ней емшгргческие данные, которые должны бнлп бн ее опровергнуть с точки зрения классического фалли-биливмз.

- II -

Таким образом, уже в рамках методологии НШ намечается взгляд на исследовательскую программу как на последовательность совершенствуемых моделей теории.

Вторая глава диссертации "Понятие научно-технологических программ (НТП) как инстгтлант анализа научно-техтпю-ских проектов" посвящена проблеме выработки лв основе понятия о развитии знания как последовательности совершенствуемых моделей методологии рациональной реконструкции исследований, направленных на создагае определенного объекта, отвечающего заданным требованиям и способного выполнять социально полезную роль. Такие исследования* названные научно-техническими проектами, становятся одной из наиболее1 важных форм развития научного знания в период ИГР. Они носят характер не просто.прикладных исследований, но в значительной мере способствуют прогрессу Фундаментальной науки.

Понятие рациональной реконструкции истории науки стало широко применяться в методологических исследованиях после появления работ И.Лакатоса. Под ним прежде всего понимается разработка некоторой методологической концепции, определенным образом интерпретирующей эмпирическую историю науки. Такая концепция позволяет понять, почему тем или иным направлениям исследований, тем или иным Фактом или проблемам было отдано предпочтение перед другими в дашгый период времени. Возникает вопрос о том, какие из этих факторов объяснимы внутренней логикой развития науки, а какие - внешними по отношению к ней социально-психологическими причинами. Задачей методологии науки является создание такой концепции, которая сумела бы объяснить исторические проблемы, исходя из своих внутренних предпосылок, при этом включив в свою логическую структуру факты, считавшиеся превде фактами "внешней истории", сведя к минимуму роль случайных обстоятельств.

В первом параграфе "Некоторые особенности науки периода НТР" рассмотрен ряд особенностей развития науки в этот период, которые способствуют тому, ■ что вышеуказанный тип исследований становится одним из ее характерных феноменов.

- 12 - •

Здесь автор опирался на работы философов Штарнбергской группы (Г.Бёме, В. ван дер Дола, В.Крона), Х.Боде, Д.Фейблмана, Г.Майера, Я.Г.Дорфмана, Б.М.Кедрова и статью А.М.ФинкельштеЙ-на и В.Я.Крейновича "Неизбежны ли научные революции: за и против" и другие работы.

Отмечается, что характерным явлением науки периода ИГР явились быстрый рост теоретических концепций, сопровождающийся усложнением экспериментальной базы, че позволяющий верифицировать все предложенные в данной области науки теории и возросшая сложность экспериментальной науки, требующая предварительного глубокого теоретического анализа. Экспериментальные исследования сводятся не к простому накоплению и исследованию новых данных, а к постановке таких экспериментов, которые позволяют исключить наибольшее число альтернативных тёо-ретичесгх концепций.

Важным фактором, характеризующий период ИГР, является резко возросшая роль техники в современном мире. Техника стала новой искусственной средой, которая в значительной степени пронизывает все мироощущение современного человека. Возникают и новые формы взаимодействия меаду наукой и техникой. С одной стороны, возможность технологической реализации все больше становится.фактором, влияющим'на ход тех или иных фундаментальных научных разработок, с другой стороны, развитие технологии часто требует проведения фундаментальных исследований, касающихся природы самой физической реальности. Так, многие технические проекты не используют результаты научных исследований в готовом виде, а требуют параллельных научных разработок, проектируются как бы с расчетом на потенциально е развитие научного знания.

Возникнет такая ситуация, что не все направления исследований могут равномерно развиваться. Формируются приоритетные направления,' выбор которых часто обусловлен внешними по отношению к неуке факторами. Теории, разрабатываемые в рамках этих приоритетных направлений, получают более благоприятные возможности для своего развития.

В науке периода НТР складывается матричш. I структура, являющаяся пересечением дисциплинарной и проблемной структур. Все эти факторы ведут к тому, что одной из важных форм развития научного знания становятся научно-технические проекты -исследования, требующие,с одной стороны, научных разработок фундаментального характера, а с другой - направленные на создание определетюго технологического объекта.

Характерном примером таких исследований являются исследования по проблеме УТС. Поиски решения этой проблемы на достаточно широкой основе начались „ 50-х годах одновременно учеными СССР, США. и Великобритании. Они аккумулировали саше передовые научные и технологические достижения своего времени. Их важной особенностью явилась конкурентная борьба нескольких программ. Они различались как по физическим принципам, с позиций которых подходили к возможности осуществления УТС ^магнитное удержание, электростатическое, инерционное удержание), так и по конкретным инженерно-физическим решениям данной проблемы (гокамак, стелларатор). Именно последний случай и явился предметом детального анализа п данной работе. Здесь характерным является то, что при общей фирчко-т.орети-ческой основе (иде>е магнитного удержания плазмы) субъектами конкуренции выступили две различные инженерно-физические концепции. Эта ситуация позволяет наиболее наглядно проследить роль реализации;-технологических решений в развитии научной идеи.

Во втором параграфе "Научно-технологическая программа: общая характеристика" предложена методология рациональной реконструкции истории таких исследований - ко! чепция научно-технологических программ (НТП). ^.на является развитием концепции НИИ И.Лакэтоса, в которо', однако, научное знание в отличие от постпсз*тивистской традиции понимается не как система верелтностных, подлежащих опровержения предложений, а как последовательность совериенствуемых моделей теории.

В отличие от программ планирования и организации исследований (понятия, достаточно подробно разработанные в науко-

ведческой литературе) 1ГГП является чисто методологической концепцией. Она позволяет понять логику научного поиска в ходе осуществления разработок, подобных исследованиям по проблеме УТС, проследить взаимосвязи между фактами истории науки периода 1ГГР, показать их причинную обусловленность.

Общая с^ема развития НТИ, также как и связи между ее основными категориями, показаны на рисунке:

Здесь ядрар, ядрос - жесткие ядра программ токамак и стелларатор, ГМ^, - последовательность рабочих моде-

лей программ токамак, РЦ-.П, Р%1+1 ~ последовательность рабочие моделей про1ТЗ№& стелларатор, тт - одна из теоретических моделей, описывающих поведение плазмы в замкнутых тороидальных системах, Ш - идеальная модель программы.

Третья глава "Логика научного исследования в рамках научно-технологической программы" посвящена подробному рассмотрению предложенной концепции. Придерживаясь тезиса о необходимости тесной связи между историей и методологией науки, автор рассматривает свою концепцию на примере истории исследований по проблеме управляемого термоядерного синтеза, а именно, программ токамак и стелларатор.

В первом параграфе "Кесткое ядро программы" аналяэлру-

ется понятие жесткого ядра. Жесткое ядро - ос: овная модель устройства, которое должно быть создано в результате осуществления программ», основанная на определенной физической идее. Принципы, положенные в основу жесткого ядра, сохраняются во всех последующих моделях программы. Структура жесткого. .ядра программы включает не только определенную физическую идею, но и конкретную инженерную разработку. Таким образом, различные технологические решения способны сформировать разные исследовательские программы, которые по-разному подходят к решению общей задачи. ! ассмотрегш жесткие ядра программ токамак и стелларатор. Ядро первой - это такая модель будущего реактора, где необходимая для удержания плр"л-мы конфигурация магнитного поля создается за счет сложения магнитных полей тороидального соленоида и тока, пропускаемого по плазме. В стеллараторе эта конфигурация создается исключительно при помощи внешних по отношению к плазме источников. I

Второй параграф "Идеальная модель программы" посвящен рассмотрению понятия идеальной модели. Идеальная модель -это модель объекта - Цели данной программы, в которой в наиболее общем виде отражены его основные функции. Она является общей целью обеих конкурируют« программ.

В данном случае такой моделью будет выступать модель идеального термоядерного реактора, т.е. некоторая структура, в которой отражены условия, необходимые для осуществлепя реакции синтеза так, чтобы онерговыделение от реакции компенсировало затраты от внешних источников на ее поддержание. Конкретные методы создания такой структуры, т ч. способ создания удерживающего магнитного п ля, а также вопросы конкретного инженерного .исполнения рее ьного объекта (будущего реа"-тора) остаются как бы "за скобками", вне идеальной модели. Идеальная модель является своего рода нормой, регулирутмей научно-исследовательские работы, в ходе которых создается серия рабочих моделей, выступавши в качестве последовательного приближения к ней.

-16 -

Третий параграф "Рабочая модель программы" посвящен рассмотрению понятия рабочей модели программы. Рабочая модель является трансформацией или уточнением первоначальной модели - ядра программы, которая создается после того, как предшествующая модель оказывается неспособна обеспечить дальнейший прогресс программы. Она разрабатывается на основе определенных теоретических концепций, принятых в той или иной области знания на некоторый период развития программы ( ¡дгсь: г.:о,:и-л. поведение плазмы в магнитном поле). Концептуальные представления каждой рабочей модели оказываются сформулированными на языке соответствующей физической теории, будь то маг-нитогидродинамическая теория, теория, учитывающая коллективные взаимодействия, или неоклассическая теория. Таким образом, "рабочая модель" отражает определенные представления о характере поведения плазмы в магнитном поле, которые формируются в рамках соответствующих теорий.

Далее в работе описаны:

а) Эволюция рабочих моделей программы токамак. Поскольку ход развития программы связан с эволюцией представлений теоретической физики, то наряду с развитием ее рабочих моделей мы можем также проследить изменение моделей фундаментальной теории, в данном случае, теории поведения плазмы в магнитном поле. Кавдая такая модель прибегает к определенным упрощениям и допущениям, позволяющим в наиболее общем виде сформулировать физические законы, в частности, уравнения диффузии и теплопередачи в плазме. В первой магнитогидроди-намической модели ( Т1) движение плазмы рассматривалось по аналогии с поведением сплошных электропроводящих сред. Она не учитывала колебания частиц и их взаимодействие между собой. Именно на основе таких представлений и была сформулирована первая рабочая модель программы токамак (РМгц) (вторая половина 50-х годов).

Ее развитие привело к пониманию того, что:

I) магнитогидродинамическая модель не может служить

адекватным описанием поведения плазмы в зашиг па тороидальных системах;

2) теоретическая модель поведения плазмы должна быть усовершенствована с учетом влияния неустойчивостей.

В ситуации, когда возникает необходимость в изменении теоретической модели поведения плазмы или изменении инженерно-физической концепции реактора (т.е. соответствующей первоначальной модели, являющейся ядром программы), происходит переход к новой рабочей модели.

Задачами следующей рабочей м.дели стали:

I.) разработка таких инженерно-конструктивных решений, которые позволили бы избежать неустойчивостеь;

2) углубление понимания физической природы неустойчивостей и создание общей теортг, объясняющей закономерности их возникновения.

Теоретические работы М.А.Леонтовича, В.Д.Шафранова, М.Крускала и других ученых привели к формироватр новой модели поведения плазмы, которая учитывала црллективные процессы, происходящие в ней ( ТзЬ Основными результатами, достигнутыми в рамках второй рабочей модели программы т хамак, были макроскопическая устойчивость плазменного шнура и то, что время жизни частиц в оптплальных условиях более чем в тридцать раз превысило время, вычисленное по формуле Бома.

Разработка технологии дополнительного нагрева плазмы *и переход к новым методам ее исследования - числетгсму моделированию происходящих в ней процессов на ЭВМ обусловили переход к третьей рабочей модели программы гокямак (РМ^) (конец 60-х - 70-е годы). Новым этапом в разв-тил теории науки стала неоклассическая моде..ь, предложенная в работах Р.З.Сагдеева и А.А.Галес-ва), кс эрая учитывала искажения силовых линий мапгтного поля из-за тороидальной конфигурации ( Т3). доследования в рамках данной рабочей модели (эксперименты на американском тскамаке И-т в 1978 г.) привели к достижению температуры плазмы, близкой к температуре, необходимой для зажигания реакции (приближение к идеальной

- 10-

модели но одному из параметров).

Проблемой, вставшей на этом этапе, была необходимость приближения к идеальной модели по другому параметру nv (произведение концентрации частиц на время их жизни).

Возможности существовавших на тот период (конец 70-х годов) установ-к не соответствовали этой задаче. Был осуществлен переход к новой рабочей модели - установкам со значительно увеличенными размерами тороидальных ловушек (P!Aj4) (80-е годы). Это установки tftp (СМ), ' JET (Евратом), JT -60 (Япония), T-I5 (СССР), IHTOR (МАГАТЭ). На этих установках были достигнуты околореакторнно параметры плазмы.

Так, на установке TFTP в 1986 г., хотя я в разных сериях экспериментов, впервые были выполнены оба требования, необходимые для осуществления энергетически выгодного УТС -получена температура, необходимая для зажигания термоядерной реакции и достигнуто значение параметра удержания пт , соответствующее критерию Лоусона. Таким образом, программа токамак вплотную подошла к осуществлению своей идеальной модели.

б) Эволюция рабочих моделей стеллараторной программы.

Первая модель, предложенная Спитцером (Pî.içj-) (середина 50-х годов), столкнулась с затруднением - теллеровской неустойчивостью.

Модель стеллзраторного устройства была трансформирована - вместо восьмеричной конструкции стеллараторов предложена, так называемая, рейстрековая (PMçg) (конец 50-х - первая половина 60-х годов).

Изучение поведения плазмы в стеллараторных системах привело к создании теории Пфириа-Шлотера, в которой в рамках магнитогидродинамики при некоторых упрощающих положениях был получен коэффициент диффузии, действительный для относительно низкотемпературной плазмы. Появление этой теории привело к разработке новых конструктивных вариантов стеллараторов.

- 19 -

На этом этапе стеллараториая программа и. питала кризис, который потребовал более детального изучения реальней структуры магнитного поля в стеллараторта конфигурациях. Инженерным внводом явилась необходимость более точного изготовления магнитных поверхностей стеллараторних систем. Следствием этого било появление двух новых рабочих моделей программы. Одна из них была связана с использованием традициошшх методов омического нагрева (РМ^д), другая - с изучением удержания бестоковой плазмы (РМ^) (конец 60-х - ?0-е годи).

Новой рабочей моделью програ. лы стали стеллараторы в торсатронном исполнении, на которых долани быть получены необходимые параметры плазмы и осуществлен энергетический Г'-ход термоядерной реакции, раышй затратам энергии на создание и нагрев плазмы (Р.Ч^) (конец 70-х - 80-е года).

К концу 80-х годов лидирующей являлась программа тока-мак, поэтому.очевидно,первый демонстрационный реактор будет создан на основе токамака. Однако вопрос о том, ,':акая система окажется в дальнейшем более эффективной при создании промышленного реактора, остается открытым. Конструктивная простота токамака, позволяющая сооружать все более крупн э установки, совершенствование техники эксперимента, использо-ва!ше более мощных источников нагрева обеспечивают получение в современных токамаках плазмы с термоядерными параметрами, что создает предпосылки для разработки проектов энергетического термоядерного реактора на основе токамака. Ч то же время современный уровень теоретических и экспериментальных исследований по стеллараторной программе позволяет рассмотреть и различные варианты термоядерных реакторов на основе стеллараторов. Важным преимуществом стеллараторной системы является возможность ее работы.в стационарном режиме в отличие от импульсного режима работы токамака, что может сыграть решащую роль при проектировании будущих термоядерных реакторов;

Для исследовательской деятельности, которую описывают НТП,характерно взаимодействие двух форм мшлишя: естествен-

иотучиого и инженерного. Каждая из них имеет свою специфику. Если мысль инженера идет от заданной функции проектируемого объекта к созданию одной или нескольких возможных структур устройства, способного обеспечить ее выполнение, то мысль естествоиспытателя, как правило, идет от некоторого фрагмента объективной реальности к раскрытию ее внутренних закономерностей и созданию теоретической модели, позволяющей дать причинное объяснение описываемых феноменов. В реализации цели программы - создании определенного технологического объекта - действует логика инженерного процесса - от функции к структуре, но поскольку этот процесс изменяет и модели теоретического знания, то(здесь вступает в свои права и логика естественнонаучного исследования.

Далее рассмотрены закономерности смены рабочих моделей программы. Показано, что возможность перехода к новой рабочей модели открывается тогда, когда экспериментальные результаты не соответствуют теоретическим ожиданиям или же программа не дает реального прогресса по своим основным параметрам. В этом случае ..зобходима трансформация первоначальной модели программы.

Вывод, который можно сделать об основных характеристиках рабочих моделей:

Они представляют собой структурные единицы развития программы и могут различаться по одному из следующих признаков или комбинации нескольких:

1) Изменение теоретической модели поведения плазмы (сдвиг теории).

2) Изменение инженерно-физического решения "ядра" программ (технологический сдвиг).

3) Принципиально новый подход к методике решения проблемы (методологический сдвиг).

Каждый такой переход или одновременное осуществление нескольких переходов, обеспечивающих прогрессивный сдвиг ё решении проблемы, приводит к формированию новой рабочей модели программы.

Четвертый параграф назван "Критерии поог): ;ссивности НТП, их взаимовлияние и влияние ня смежные области науки и технологии" ,

Если для научно-исследовательских программ критерием ' прогрессивности выступали объяснительные и предсказательные возможности ее теорий, то для 1ГГП таким критерием выступает степень соответствия ее рабочих моделей и идеальной модели. В исследуемых в диссертации программах - это уровень приближения тех или иных рабочих моделей к идеальной по критическим параметрам плазмы. Прогрессивность программы связана также с тем, насколько быстро и эффективно при затруднении развития программ будет найдено теоретическое объяснение встретившимся аномалиям и предложена эффективная рабочая модель, лвлявдияся трансформацией ядра программы, которая позволила бы их избежать.

Прогрессу программ'такке содействует ее способность эффективно использовать ииженерно-технологическис инновации, достигнутые в рамках сопериичащсй прогремим и научные и технологические разработки в смежных областях.

Показывается, что проблемы, поставленные в пэмка,. (ГШ, оказывают стимулирующее воздействие на ход исследований в других областях науки и техники я способствуют ускорению научно-технического прогресса.

И пятом параграфе "Переход от идеальной модели к реальным объектам. Экономическая эффективность и экологические проблемы" рассмотрены проблемы "внешней истории" науки, включенные в контекст методологии НТП. Соотношение роли внешних к внутренних факторов - проблема, клю1 ,вая для рациональной реконструкции истории науки. Преимуществами кошхспции ЛТП является пключение в свою внутреннюю логику таких факторов, КЭ1 цель исследования, определяемая в значительной степени внешними причинами, и критерия экономической эффективноепг,. коториЯ играет роль при фор":»ровян:т ядра программы и ео рабочих моделей.

- 22 -

Показано, как перспективы тех или иных программ связаны с общей экономической и политической ситуацией в мире, рассмотрена проблема анализа их экологической безопасности, которая в наше время становится все более актуальной.

Шестой параграф "Системный подход к методологии НТП" посвящен краткому рассмотрению 1ПП как сложных систем. Показано, что НТП может быть представлена как организованный комплекс средств достижения общей цели, который имеет иерархическую структуру, каждый из элементов которой по ступеням иерархии является средством достижения цели для элемента более высокого уровня.

В рамках каждой рабочей модели можно выделить четырехуровневую структуру, возникающую в результате абстрагирования от реальности исследовательского процесса.

Первый уровень - постановка проблемы, второй - опреде-летш направления исследований, третий - методы исследования, четвертый - конструктивно-технологическая реализация.

Отмечено, что в НТП собственно научное знание становится неотъемлемо от технологического и включается с ним в единую систему, как в рамках целой программы, так и ее отдельных рабочих моделей. Каждая рабочая модель программы представляет собой реализацию как фундаментальных, так и прикладных теорий и их технологическое воплощение и может рассматриваться как единая система, допускающая возможность анализа с естественнонаучной и практической сторон.

Одно из важных отличий ПТП от НИИ заключается в том, что если вторые направлены на увеличение знания, то первые - на решете конкретной проблемы. Поэтому-можно говорить о двух типах реальности, на которые ориентированы соответствующие исследования.

Поскольку в структуре ПТП присутствует идеальная модель цели программы, то возможно их рассмотрение как системы с обратной связью, осуществляющей через информационную подсистему нахождение различных путей для решения данной проблемы, выбора одного из них и планирования его осуществления. Актив-

- 23 -

тай обмей информацией осуществляется и со сме ними областями научного знания и технологии. Таким образом, в развитии ЬТП наиболее ярко проявляется связь между развитием фундаментального научного знания, технологическими инновациями и социально-экономическими задачами,, которые общество ставит перед наукой и.технологией.

В заключении подъедены итоги проведенной работы и сделаны выводы. Отмечено, что методология 11ТП может быть применена к широкому ряду исследований в различных областях естествознания и в междисциплинарных исследованиях.

Публикации по теме диссертации

1. Бурлаченко П.П. Научно-технологические программы в структуре современного знания // Материалы ХХХП Всесоюзной конференции аспирантов и молодых специалистов по истории естествознания и техники. М., 1990. 0,1 п.л.

С.263-265, '

2. Бурлаченко П.П. Научно-технологические программы как возможность синтеза науки и технологии в эпоху НТР // Синтез знаний: новый этап. Тезисы ВсесоюзноГ научной конференции. Одесса, 1990. 0,1 п.л. С.33-35.

3. Бурлаченко П.II. Научно-технологическая программа как новая форма развития современной науки // Метафизика и идеология в истории естествознания. М., 1992. 1,3 п.л. (в печати).

4. Бурлаченко П.П. ".онцепция научно-технологических программ как метод рациональной реконструкции истории науки // Материалы XXX У Всесоюзной научной конференции аспирантов и молодых специалистов по истории естествознания и техники. М., 1992. 0,1 п.л.