Связь инженерной экологии с другими науками

Инженерная экология развивается в тесной взаимосвязи с другими фундаментальными и прикладными науками.

Любая ветвь науки способна распасться на множество самостоятельных отраслей. Из любой отрасли перед нами открывается необъятность. С увеличением в арифметической пропорции горизонтов известного увеличиваются и горизонты неизвестного, но в геометрической пропорции. "Наше знание определяется отношением к нашему незнанию: прогресс углубляет бездну незнания…" – писал А. Белый в 1910 году. Однако есть существенные детали, которые в этих справедливых замечаниях не учтены.

Наука – это всегда знание, даже там, где она раскрывает нам бездны незнания. Без этого не было бы стремительного развития мысли. А. Эйнштейн считал одним из главных побуждений к творчеству – ощущение тайны. "Самое прекрасное и глубокое переживание, выпадающее на долю человека – это ощущение таинственности. Оно лежит в основе религии и всех наиболее глубоких тенденций в искусстве и науке. Тот, кто не испытал этого ощущения, кажется мне, если не мертвецом, то во всяком случае слепым… Я довольствуюсь тем, что с изумлением строю догадки об этих тайнах и смиренно пытаюсь мысленно создать далеко не полную картину совершенной структуры всего сущего". Он признавал величайшей радостью "…воспринимать то непостижимое для нашего разума, что скрыто под непосредственными переживаниями, чья красота и совершенство доходят до нас лишь в виде косвенного слабого отзвука" (см. Баландин Р.К., 1973, с.218).

Однако вернемся к знаниям и еще непознанным явлениям, связанным с инженерной экологией.

Развитие прикладной науки, инженерной экологии, происходит прежде всего во взаимной связи с экологической наукой в целом и, разумеется, всего комплекса инженерных наук. Без такой связи развитие инженерной экологии невозможно. С одной стороны, инженерная экология использует научные данные, а с другой – инженерно-экологические знания влияют на широкий круг отраслей экологической науки. В результате этого в инженерной экологии вскрываются внутренние связи между компонентами изучаемых систем "человек – техника – среда" с их качественной и количественной оценкой.

Изучая процессы информационного взаимодействия человека, техники и окружающей природной среды, инженерная экология опирается на методологический принцип – системный подход, на теоретические концепции, разработанные в общей теоретической экологии, с одной стороны, и теоретические основы инженерных наук, ставших фундаментом проектирования и конструирования сложных технических устройств, - с другой. Однако следует отметить, что инженерная экология рассматривает все эти проблемы в плане деятельности человека-оператора (или группы людей), управляющего сложными техническими устройствами или их комплексами, во взаимосвязи с окружающей природной средой.

В современных условиях важной тенденцией развития научного знания стала интеграция наук, изучающих различные проблемы деятельности сложных систем на основе комплексных подходов. Среди таких научно-практических комплексов, составляющих интересы инженерной экологии, является инженерная эргономика, изучающая объективные закономерности процессов и средств взаимодействия человека, техники и среды с целью приложения их к проектированию и конструированию эргатических систем.

В инженерно-эргономический комплекс входят физиология и гигиена труда, антропометрия, биомеханика, проектирование и конструирование технических средств, техническая эстетика, дизайн и другие дисциплины, круг которых пока еще окончательно точно не определен.

Инженерная экология имеет тесную связь с экономикой, организацией труда, социологией, социальной экологией и рядом других дисциплин, изучающих социотехнические системы, на основе которых зарождается новый научный комплекс – наука управления. Основным направлением в этих вопросах должно быть глубокое изучение механизмов управленческих процессов, структур и управленческой деятельности в целом в тесной взаимосвязи и с учетом человеческих факторов и состояния экологических систем.

Инженерная экология связана также с кибернетикой и системотехникой. Кибернетика изучает общие законы получения, хранения, передачи и преобразования информации в сложных управляющих системах. Значение кибернетики для инженерной экологии заключается в том, что она открывает возможности изучения и описания с единых системных позиций таких качественно разнородных компонентов системы ЧТС, какими являются человек, техническое средство и экологическая система. Вместе с тем, нельзя не учитывать специфичность каждого из компонентов: человека, подчиняющегося психофизиологическим и биологическим законам, техники, подчиняющейся физическим и химическим законам, и экологии, подчиняющейся физическим, химическим и биологическим законам. Напомним, что при изучении инженерной экологии рассмотрение человека, техники и природной среды является абстрактно-искусственным методом, не более чем методическим приемом, дающим возможность рассматривать различные составляющие системы ЧТС во взаимосвязи и совместном действии.

Системотехника – новое научное направление, это техническая наука об общих принципах разработки, совершенствования и использования технических систем. Разумеется, системотехническое проектирование широко использует принципы и методы инженерной эргономики, учитывающей характеристики человеческого фактора в человеко-машинных системах.

В инженерной экологии широко используются математические методы, в частности, при изучении деятельности человека-оператора или для построения моделей экосистем, планирования и обработки данных динамики состояния экосистем в условиях антропогенных загрязнений, при получении различных количественных характеристик и соотношений параметров технических средств в стадии их проектирования и конструирования.

Особой темой научно-технического применения инженерной экологии являются работы, связанные с созданием космических эргатических систем. Исследование космических пространств – передний край сегодняшней науки – имеет прямое отношение к основам инженерной экологии. Решение прикладных задач создания космических ракет, межпланетных станций, равно как глубоководных океанских технических устройств, т.е. различных эргатических систем, требует дальнейшего развития инженерной экологии. Тем более, что сегодня уже можно говорить о реальном переходе от чистого исследования космического пространства к его освоению человечеством, начатому несколько десятилетий назад в нашей стране российскими учеными и инженерами. Интересно вспомнить, что об этом говорят ученые-фантасты, соединяя научную ответственность с художественной проницательностью. В прогностической таблице английского ученого и писателя-фантаста Артура Кларка, увидевшей свет в 60-х годах, на 2060 год прогнозируется "разрушение пространства-времени", подразумевающее, по всей вероятности, овладение контролем над пространственно-временным континуумом. Ближайшие прогнозы Кларка на 70-е годы – "космическая лаборатория, посадка на Луну" - стали фактом. Далее А. Кларк прогнозирует в 2020 году "межзвездный зонд", а "межзвездный полет" - на 2070 год. В 2050-2060 годах этому сопутствует "планетная инженерия", а с 2090 года - "астроинженерия", которые опережает в 2020-2030 годах "космическая геология".

Прогноз А. Кларка совмещает на 2000 год "колонизацию планет" и "освоение морского дна", или на 2010-й "путешествие к центру Земли" с "контролем погоды". "Контроль над климатом" прогнозируется на 2070 год одновременно с "околосветными скоростями" и "искусственной жизнью", а "передача материалов" в 2090 г. – с "бессмертием".

В части духовных ресурсов человечества Кларк считает: уже в 2000 году за "искусственным разумом" будет создана "всемирная библиотека", в 2010-м – "телепатические устройства" и "логический интеллектуальный потенциал человечества". Изучение измерений гравитационной постоянной русским ученым профессором А. А. Силиным прокладывает канал связи к предсказанному Кларком контролю над "гравитационными волнами".

Вернемся к вопросу о взаимной связи инженерной экологии с другими науками. В последние годы наметилось усиление связи инженерной экологии с экономикой, открывающее огромные резервы роста производительности труда и эффективности производства.

Какое же место занимает инженерная экология в системе подготовки современного инженера?

Изучение инженерной экологии опирается на некоторые разделы, как уже было отмечено, фундаментальных и прикладных дисциплин. Знания из области физики, химии и биологии необходимы при проведении инженерно-экологических исследований и экспериментов. Математические знания нужны при изучении количественных характеристик экосистем, а в эргатических системах - также при изучении деятельности человека-оператора. Общая теория надежности помогает изучать надежность оператора и эргатической системы "человек – техника – среда". Знание возможностей и принципов построения ЭВМ позволяет изучать вопросы распределения функций между человеком и машиной и моделирования экологической ситуации, деятельности оператора и всей системы в целом.

Инженерная экология в учебных программах технического университета является базой для изучения таких дисциплин по профилю подготовки студентов, как конструирование машин, станков, агрегатов, приборов и другого технического оборудования, эксплуатация технических средств, охрана окружающей среды, экономика и организация промышленного производства, инженерная эргономика и др.

Полноценная инженерная деятельность в наше время может быть обеспечена лишь на базе широкого образования, включающего не только фундаментальную математическую, прикладную, но и столь же основательную методологическую подготовку в области техники и технических наук.