Phenomenon of the interdisciplinary laboratory experiment (case study): philosophical reflection attempt

Abstract

Some philosophical aspects of interdisciplinary research are considered on the example of corrosion testing of materials in a biologically active environment, a proposal is put forward on the applicability of Feyerabend's philosophical concept to such studies.

Full Text

В последние годы одно из основных исследовательских направлений философии техники, рассматривающее взаимодействие по линии человек – техника, превратилось в осмысление многостороннего и многоуровневого взаимодействия проблематики, которую с достаточной долей условности можно назвать взаимодействием в «треугольнике»: человек – техносфера – социум.

В.И. Вернадский писал «…человек своим трудом – и своим сознательным отношением к жизни – перерабатывает земную оболочку – геологическую область жизни – биосферу. Он переводит её в новое геологическое состояние; его трудом и сознанием биосфера переходит в ноосферу. Им создаются в биосфере новые, не существовавшие раньше биогеохимические процессы» [1, с. 36]. При этом человек так глубоко проникает в недра природы, что техническая деятельность в современном мире становится частью эволюционного процесса, а человек – соучастником происходящих изменений.

Ханс Позер (р. 1937), профессор Технического университета Берлина, предлагал рассмотреть цепочку homo sapiens – homo faber – homo creator, поскольку креативность предшествует инновации как изобретению нового [2, с. 382].

В настоящее время техническое развитие достигло уровня, когда создается впечатление, что всё меньше и меньше остается невозможного для владеющего техникой человека, и современные технологии позволяют произвести любую структуру с заданными свойствами, но отсюда вытекает проблема последствий технического развития (в философии техники часто употребляется выражение «проблема ответственности») [3]. Существуют противоположные мнения: как о бескрайних возможностях, открывающихся перед человечеством в будущем, так и об угрозах разрушения нашего мира посредством деструктивного воздействия на социум созданных человеком материалов, технологий, модифицированных человеком растений, животных, микроорганизмов и т. д.

На основании изложенного выше выделим основные закономерности развития взаимосвязи «инженер – оборудование»:

• новый культурный тип homo creator исходит из человеческих целей и контролируемых изменений;
• инженерное мышление становится невозможным без гуманитарной составляющей, позволяющей вписывать инженерные проекты в социальную среду;
• усиление гуманитарной составляющей тесно связано с вопросом об этической и социальной ответственности инженера;
• усиливается междисциплинарный, комплексный характер технического знания, появляются трансдисциплинарные методологии в связи с развитием технонаук, проявилась зависимость развития техники, технических знаний от четырех объединенных технологий NBIC (нано-, био-, инфои когнитивистика);
• мир науки фундаментально меняют цифровые технологии.

В области технических наук различают научно-исследовательскую и проектно-конструкторскую деятельность. Технические и технологические науки – это прежде всего знания о соответствующих объектах и процессах, а конструирование и проектирование – это реализация знаний в технических решениях. Техника в ходе влияния на трудовую деятельность человека преобразует его самого, образно говоря, освобождает человека от власти природы, поэтому система «человек – техника – природа» дуалистична, а технические объекты выполняют в ней прямую и обратную функции. Прямая функция связана с взаимодействием человека и природы через технику. Обратная функция связана с воздействием технических объектов на человека и общество.

Именно социальные процессы, включая отношения социального заказа при производстве технической продукции, требуют от современного инженера обладания не только научно-техническими и естественнонаучными, но и социально-гуманитарными знаниями. То есть его профессиональные знания должны содержать и значительную гуманитарную составляющую.

Рассмотрим взаимосвязь в структуре химия – биология – технология. Резкое усиление взаимосвязи химии с биологией произошло в результате создания А.М. Бутлеровым теории химического строения органических соединений. В дальнейшем химики занялись направленным синтезом веществ. И сегодня мы можем уверенно сказать, что во многих случаях удалось превзойти природу, что такие специфические свойства живого, как рост, размножение, подвижность, возбудимость, способность реагировать на изменения внешней среды, связаны с определенными комплексами химических превращений.

Значение химии среди наук, изучающих жизнь, исключительно велико. Но главное заключается в том, что объективно в самой основе биологических процессов, функций живого лежат химические механизмы. Следует перечислить науки, возникшие на стыке биологии, химии и физики: биохимия, биоорганическая химия, физико-химическая биология, биофизика, биофизическая химия и радиационная биология. Аналогично процессы, связанные с устойчивостью материалов к воздействию внешней среды, в присутствии биологически активных сред не могут быть исследованы с помощью только химических или биологических методов; возникают задачи, решить которые можно, используя инструментарий междисциплинарной природы. Приведём далее конкретику, рассмотрим подобные взаимосвязи применительно к реальному междисциплинарному исследованию, проведённому автором.

Была проведена серия экспериментов по исследованию коррозионной стойкости материалов в присутствии биологически активных сред Исходя из анализа литературных данных, в частности работ Н.П. Жука [4], А.А. Герасименко [5], в которых указывается на сугубо экспериментальный характер подобных исследований и отсутствие по многим причинам в настоящий момент теоретической базы, которая бы позволила создать заранее математическую модель происходящих процессов, планирование исследования несколько отличалось от распространенных схем [6, c. 36–40; 7, с. 5–11].

Стоит отметить, что классификация экспериментальных исследований, принятая за основу в части научного сообщества, как правило, не выходит за рамки условного деления на два типа: концептуально важные, характеризующиеся связью с теорией и проводимые для ее проверки, и технически важные, осуществляемые для более точного измерения какой-либо величины [8].

Постановка задачи, тем не менее, должна была быть обоснована методологически.

Целью исследования было выявить наличие или отсутствие влияния биологически активной среды на скорость протекания коррозии в металлах и сплавах и деструкции в случае полимерных органических материалов.

По мнению Раппа, «…естественнонаучные эксперименты являются артефактами, а технические процессы – естественными процессами. Уникальные и выполняемые в лаборатории в уменьшенном масштабе естественнонаучные эксперименты – по сравнению с природными процессами, протекающими без вмешательства человека, – являются точно так же искусственными, как и созданные в больших масштабах и повторяемые технические системы» [9, с. 277–282]. Специфика конкретной задачи исследования протекания коррозионных процессов заключалась в многофакторности влияния (возможно, разнонаправленного). Следовательно, учесть или выявить приоритетное влияние какого-либо фактора было важнейшей задачей. Если рассматривать с точки зрения теоретической, то очевидно, что постановка задачи данного эксперимента формировалась под влиянием представлений термодинамики.

Термодинамика однозначно говорит о том, что стабильное состояние материалов есть результат влияния и действия коррозионных процессов. Но ещё необходимо было учесть и другие факторы, в том числе кинетические, которые могли тормозить процесс.

Кроме всего прочего кинетика процессов определялась ещё и наличием фактора, который не рассматривается в классической теории коррозии, – влиянием биологически активных веществ. Из вышесказанного следует, что поставленная научная проблема находится на стыке наук, выступая как пограничная, и имеет междисциплинарный характер, что, безусловно, создает дополнительные сложности.

Биологически активная среда может влиять разнонаправленно. Конечно, ускорение коррозии предполагалось, но наличие конкретной среды в ряде экспериментов не идентифицировали и, таким образом, различные среды могли дать противоположный эффект.

В экспериментах с Aspergillus niger (вид высших плесневых грибов) на основании данных классических работ [4; 5] и недавно проведённых исследований [6, с. 36–40; 7, с. 5–11] предполагалось увеличение скорости коррозии в присутствии микросреды, поскольку метаболизм данного гриба приводит к выделению сероводорода, что однозначно вызывает рост скорости коррозии.

Однако постановка эксперимента требовала учесть влияние и окружающей среды. В данном случае окружающая среда – это, конечно, атмосфера, и эксперимент проводился в два этапа: в присутствии атмосферы и в изолированном пространстве с минимальным влиянием окружающей среды. Кроме того, для изучения биологической среды использовались различные физические и химические приборы, представляющие собой сложные в техническом плане устройства, применялись различные физическо-химические методики. Соответственно исследование сразу же приобрело междисциплинарный характер.

Выявление влияния разных факторов определяло построение эксперимента, планирование вело к усилению влияния определенных факторов в натурных условиях эксперимента, а также позволяло выявить их особую значимость, хотя такой подход, вероятно, уязвим для критики с позиций недоопределенности научной теории или тезиса Дюгема – Куайна и воспроизводимости результатов.

Как показали результаты исследований, выявление влияния разных факторов с точки зрения индуктивной логики в упомянутых экспериментах не должно основываться на подобных принципах дедукции; рассмотрение нужно вести только в контексте частных случаев, как case study, не более того. Следует отметить, что в ходе экспериментов с микрокультурой Aspergillus niger при смене питательной среды был зафиксирован факт её гибели. Это лишний раз свидетельствует об актуальности утверждения: «Единственное средство против нависших опасностей – сами опасности» [10] – и одновременно подтверждает междисциплинарность проведённой работы.

Дополнительно можно констатировать, что определить синергетичность процессов, осложненных влиянием биологических сред, и учесть в вышеупомянутых исследованиях не представлялось возможным.

Проведенные исследования влияния биологически активных сред являются частью решения экологических проблем, напрямую связанных с долговечностью материалов трубопроводного транспорта, от которых зависит безопасная эксплуатация и загрязнение окружающей среды. Как видим, задача проведенного исследования была чрезвычайно сложной и многофакторной, междисциплинарной, для постановки экспериментов и интерпретации их результатов требовалось участие специалистов в разных областях: биологии, химии, материаловедении, металлургии и др. Такой синтез усилий представляется невозможным при установлении определенных правил исследования; базовая философская идея Пола Фейерабенда «все дозволено», вероятно, в наибольшей степени отвечает специфике задачи. «…Это доказывается и анализом конкретных исторических событий, и абстрактным анализом отношения между идеей и действием. Единственным принципом, не препятствующим прогрессу, является принцип «все дозволено». Идея метода, содержащего жесткие, неизменные и абсолютно обязательные принципы научной деятельности, сталкивается со значительными трудностями при сопоставлении с результатами исторического исследования. При этом выясняется, что не существует правила – сколь бы правдоподобным и эпистемологически обоснованным оно ни казалось, – которое в то или иное время не было бы нарушено. Становится очевидным, что такие нарушения не случайны и не являются результатом недостаточного знания или невнимательности, которых можно было бы избежать. Напротив, мы видим, что они необходимы для прогресса науки» [11, с. 151].

Философское осмысление междисциплинарных исследований направлено на выявление лучшего, что есть в разных дисциплинах. Оно помогает достичь более высокого уровня знания и за счёт совокупности знаний учесть понимание происходящих процессов с метатеоретических позиций, что недостижимо для отдельной науки (научной области) и позволяет активизировать межпредметный диалог. Именно наличие такого междисциплинарного диалога даже вне зависимости от желания исследователя показывает, что технология современных исследований технологических характеристик различных материалов в разнообразных средах не может быть рассмотрена изолированно и требует многофакторного анализа как для объяснения получаемых результатов, так и для обоснования путей дальнейших исследований. В свою очередь такой подход не может существовать без метапредметного философского дискурса.