A kutatás-fejlesztés és a mérnöki tevékenység kapcsolata

A mérnöki és a kutatási tevékenység sok szálon függ össze egymással. Számos hasonlóságra és különbözőségre világíthatunk rá, ha mindkét terület mélyreható elemzését, jellemzőik összevetését elvégezzük.

A tudományos módszertan tárgykörében készült tanulmányunkban kísérletet tettünk a kutatás-fejlesztés és a tudomány összefüggéseinek a feltárására.

A mérnöki tudományokat szokás alkalmazott természettudománynak is nevezni. Ebben az elnevezésben szinte minden benne is foglaltatik. Az alkalmazott jelző ebben az összefüggésben azt jelenti, hogy a természettudományok alkalmazásán van hangsúly. Ez azonban nem jelenti azt, hogy a mérnöki tudományoknak ne lenne erőteljes visszahatása a tudományokra. A mérnöki alkotások, a műszaki tervezői munka egyre nagyobb mértékben szolgálja a tudományt. A műszaki kísérleti fejlesztés során egy sor olyan kérdés merül fel, amire a tudományok még nem rendelkeznek megfelelő válasszal. A tudomány is igényt tart a mérnöki alkotásokra, hiszen a megfigyelés, a különböző érzékszervi vizsgálatok kiegészítésére számos olyan eszköz áll ily módon rendelkezésre, amelyek soha nem látott mértékben tágítják ki a világ felé az érzékeinket. Az emberiség történetében a legkülönbözőbb módokon halmozódtak fel azok az ismeretek, amelyek a mérnöki tervezés eszköztárába is bevonultak. Ha elfogulatlanul elemezzük ezeket az ismereteket, tárgyilagosan meg kell állapítsuk, hogy ezek egy része csupán olyan, amely tudományos módszerek tudatos alkalmazásával jött létre. A tudományra, s ez különösen a mérnöki tudományokra is igaz, hogy alatta nem csupán ismeretek rendezett halmazát értjük, hanem a módszerek és eljárások összességét, amelyek felhasználásával megismerhetjük és hasznosíthatjuk a természet erőit.

A tudomány az évezredek során kialakította azokat a kritériumokat, melyek megfelelése esetén egyáltalán tudományról beszélhetünk. Az eredetiség követelménye például azt jelenti, hogy az adott tudományos eredményt korábban még soha senki abban a formában nem ismerte fel, nem fogalmazta meg. Az eredetiség kérdése éppen ezért rendkívül nehezen ítélhető meg. A mérnöki területeken az eredetiség kérdése más okokból, de hasonlóképpen nehezen bírálható el. A hasonlóság és különbözőség filozófiai szinten sem kellően megválaszolt kérdés, még inkább igaz ez a hétköznapi gyakorlatban. Ennek ellenére gyakran találkozunk azzal, hogy ítéletet kell hozzunk azzal kapcsolatban, hogy egy-egy mérnöki alkotás tartalmaz-e valami újdonság értéket, avagy sem. Filozófiai értelemben ugyanis semmiből nem létezhet két azonos példány. A különbözőség mértékére előírást, mérnöki szóhasználattal tűrésmezőket megadni rendkívül nehéz, ha ugyan nem lehetetlen. A múlt század eleji autók és korunk autói között kellően távolról nézve nincs különbség, ha azonban már kicsit közelebbről vizsgáljuk a kérdést, akkor szabadalmak ezreiben mérhető különbözőségeket találunk.

A tudományos elmélettel szemben elvárás, hogy kellően általános legyen. Az elmélet akkor általános, ha nem csupán a jelenségek egy szűk körére érvényes megállapításokat fogalmaz meg, hanem egy minél szélesebb értelmezési tartomány egészére igaz. A tudomány azonban -kevés kivételtől eltekintve- túl sok energiát nem fektet abba, hogy az érvényességi tartományt feltérképezze. Ez nem csak azért van így, mert sok ennél fontosabb kérdés feszíti a tudósokat, hanem azért sem, mert ehhez igen kevés eszköz áll rendelkezésre. A mérnökök az általánosság szinonimájaként az univerzalitás követelményét használják. Olyan modelleket, működő rendszereket kívánnak létrehozni, amelyek minél több célra használhatóak. A mérnöki szakma azonban ismeri ennek a törekvésnek az ellenkezőjét is. Az univerzalitás ugyanis nem mindig előny. Általános tapasztalat, hogy amely termék minden területen megfelelő akar lenni, az egyetlen területen sem igazán jelenti a tökéletes megoldást. Éppen ezért az univerzális mellett legalább oly gyakran cél a speciális alkotás. Önmagában az univerzalitás, vagy speciális jelleg nem értékmérő.

A tudomány által létrehozott bármely eredmény akkor tekinthető alátámasztottnak, ha annak minden állítása tudományos módszerekkel bizonyítható. A mérnöki alkotás esetében ennek megítélése látszólag sokkal egyszerűbb. Ha a specifikációs listában szereplő követelményeket „többé-kevésbé” sikerült teljesíteni, azaz a mű az előzetes homályos tervek szerint működik, akkor az eredmény létrejött.

A legtöbb tudós kutató úgy jellemzi a tudományt, hogy a megismerés többi fajtájától eltérően érték semleges, azaz objektív. A tudomány tárgya maga az objektív lét, ezzel szemben az emberi értékelés a vágyak, az illúziók, a szubjektív valóság körébe tartoznak. A mérnöki tudományok pedig éppen ez utóbbi, azaz az emberi szükségletek kiszolgálásra koncentrálnak. Ehhez viszont felhasználják azokat az ismereteket, amelyek az objektív valóság kutatása nyomán kerültek felszínre. Jelenlegi ismereteink szerint az igazság olyan ellentmondás mentes és kétségbevonhatatlan állítás, amelynek a tagadása ellentmondásra vezetne. Természetesen a tudományos megismerésnek vannak szubjektív feltételei is, de ezek nincsenek befolyással az objektív dolgok lényegére.

A tudományos leírás célja a kutatás eredményeinek megfogalmazása a tudomány nyelvén. A mérnöki tudományok is kialakították a maguk nyelvét. Éljen egy gépész-, vagy villamos mérnök a világ bármely részén, más országok szakemberivel egymás nyelvének ismerete nélkül szakmai kérdésekben tökéletesen megértik egymást. A tudományok területén is erőteljes törekvés figyelhető meg erre a szintű metanyelvi konstrukciónak a kialakítására. Ez azonban több okból is a kívánatosnál lassabban halad.

A tudomány akkor tekinthető eredményesnek, ha képes olyan prognózisokat felállítani, amelyek soha nem ellenőrzött szituációkra képesek előrejelezést adni. A mérnöki alkotásoktól ennél sokkal többet várunk el. Nem csupán le kell írja, hanem létre is kell hozza azt a szerkezetet, amely a megkívánt jelenséget megvalósítja.

A természettudományi kutatás a természeti törvények felderítésére irányul. Ez a megállapítás magában foglalja azt, hogy a természetnek vannak törvényszerűségei és ezek meg is ismerhetők. A mérnöki tudományok is ebből kell kiinduljanak, mert ellenkező esetben olyan alkotásokat is célul tűzhetnének ki, amelyek természetfeletti törvények szerint működnének. Ahogy az áltudományokat a mai napig nem sikerült legyőzni, úgy a mérnöki tévelygések között változatlanul megtalálhatók az örökmozgó típusú célok. Ezzel összefüggésben érdekes kérdésként merül fel, hogy vajon mi a helyzet azokkal a működőképes mérnöki alkotásokkal, amelyeknek a tudományos megalapozása a mai napig várat magára. A tudományosnak tekinthető magyarázat önmagában kevés ahhoz, hogy tudományos megalapozottságról beszélhessünk.

A tudomány által megfogalmazott hipotézisek minden törekvés ellenére sok szubjektív elemet tartalmaznak, amelyet ott kiküszöbölni igyekeznek. A mérnöki alkotásoknál a szubjektivitás figyelembe vétele egyenesen kívánatos. A félig művészi megközelítéseket igénylő ipari formatervezés már-már tudományos igényességgel az emberi szubjektivitás kiszolgálására törekszik. Az emberi elvárások és tulajdonságok figyelembe vétele számos más vonatkozásban is megtörténik.

A tudomány számára az élet egy hatalmas természetes kísérleti terep, amelyen jó és olcsó adatok naponta képződnek. Nagy hiba volna a kutatómunka során nem élni ezekkel a lehetőségekkel. Hasonlóképpen a mérnökök számára is egy sor olyan természeti jelenség szolgálhat kiváló modellként, amit évezredek alatt máig ismeretlen metodika szerint a természet maga hozott létre. Nem kell mást tenni, mint ellesni a természettől, hogy ő mit és hogyan tesz egy-egy számunkra kívánatos eredmény érdekében. Az emberre oly jellemző analógiás gondolkodás sokszor hozott sikert ezen a módon, de értelemszerűen sok ellenpéldával is találkozhatunk. Nem szégyen a természettől ellesni olyan műszaki szemmel hasznosítható jelenségeket, amelyek minden korábbinál hatékonyabb megoldást adnak egy-egy problémára.

Ahogy a tudomány tekintetében a módszertani kérdésekről elmondható, hogy a legkevésbé kidolgozott területnek számít, úgy a mérnöki tudományokban is hasonló módszertani hiányosságok vannak. Cégünk e területen folytatott kutatómunkája éppen ezen hiányosságok feltárására tesz kísérletet.

A tudomány történet a tudomány fejlődését monoton, helyenként kisebb- nagyobb ugrásokkal tarkított felfelé ívelő pályaként írja le. Alaposan szemügyre véve azonban kijelenthetjük, hogy sok zsákutca és tévedés lassította az előrelépést időnként. A technika történetben is megfigyelhetők ugyanezek a jelenségek, s a két terület egymásra hatása is igen jól kimutatható.

A tudományos kutatómunka kezdeti, egyben legfontosabb szakaszát a tudományos probléma meghatározása jelenti. Hasonlóképpen zajlik ez a mérnöki tervezői tevékenység esetében is. A műszaki specifikáció összeállításánál dől el szinte minden. A tervezés végeredménye az előzetesen megoldottnak tekintett probléma, hasonlóképpen, mint a még bizonyításra váró hipotézis.

A kutatás feltételeinek biztosítása után a kutatónak el kell végeznie az előkészületeket és ki kell dolgoznia a kutatómunka részletes tervét. Nincs ez másként a mérnöki tervezésnél sem. Ahogy a kutatás tárgya dönti el a tudomány esetében a célszerűen alkalmazott módszereteket, felhasznált ismereteket, úgy a mérnöki tervezésnél is igaz ez az állítás. Itt kell azonban megjegyezni, hogy nincsenek egyik területen sem olyan korlátok, amelyek miatt ne lehetne a megszokottól eltérő módszereket alkalmazni. Minél újszerűbb egy módszer, annál nagyobb a remény egy olyan új eredményre, ami nagy változások előfutára lehet.

A múlt században a tudomány óriási fejlődésen ment keresztül, s a célja is jelentősén megváltozott.

A szempontok megváltozását az alábbiakban foglalhatjuk össze:

• állandóság feltételezése helyett változások megragadása jellemző,
• a bizonyosság helyébe a bizonytalanság lép,
• a stabilitást az instabilitás váltja fel,
• szegmentálás helyett integrálás figyelhető meg,
• az érzékszervek helyébe a mérő berendezések,
• passzív megfigyelés helyébe tudatosan tervezett kísérletek lépnek,
• az ok-okozati összefüggést a kölcsönhatásokban való gondolkodás,
• a hierarchikus viszonyokat a komplex hálózatok,
• a zárt „fekete doboz” szerű rendszereket a nyitott,
• a (pre)-determinizmust a valószínűségelmélet,
• a reverzibilitást az irreverzibilitás váltaja fel,
• a szellemi rutin kiegészül a mesterséges intelligenciával,
• a szakmai tekintély helyébe a tartalom értéke lép,
• elit kultúra helyett egyetemes hozzáférés jellemző,
• az explicit tudás kiegészül a tacit tudással,
• a közvetlen tapasztalat kiegészül a gondolat kísérlettel.

A fenti felsorolásban szereplő szemlélet megváltozásának fontos következményeivel találkozhatunk a műszaki tudományok, a mérnöki tervezés területén belül is. A mai napig a tudományon belül is viták vannak az elmélet és a gyakorlat viszonyát illetően.

Ma már nem vita tárgya viszont az, hogy a természettudományok által felfedezett törvények valójában olyan emberi alkotások, egyszerű modellek, amelyek a valóság leírására kielégítő eredményt adnak. Ezeknek a modelleknek előnye, hogy használható választ adnak a természeti jelenségek várható kimenetelére. A modell is ki kell állja a gyakorlat próbáját. Az elmélet tehát akkor jó, ha használható valamire, vagyis alkalmas jelenségeket leírni, megmagyarázni, jövőbeli állapotokat megjósolni. Ez a képessége szükséges ahhoz, hogy a mérnöki tudomány használni tudja őket.

A kutató munkában -minden más szakmaterülethez hasonlóan- elfogadható a selejt, talán még az arányát tekintve elnézőbbnek kell lennünk. Ha a rutin munka eredményezhet selejtet, akkor miért ne illetné meg a tévedés, a hibázás joga a kutatót, a kutató munkával számos párhuzamosságot mutató mérnöki tervező munkát is. A szellemi munkát éppen az különbözteti meg a rutinra épülő szakmáktól, hogy sok a bizonytalansági tényező, a munka végeredménye előre nem garantálható. Egy specifikációban elvárt képzeletbeli termék nem mindig készülhet el, időnként súlyos kompromisszumokat kell megkötni.

A tények elengedhetetlen feltételei a kutatásnak, mert biztos alapjai a megismerésnek. El kell őket ismerni és fogadni, függetlenül attól, hogy tetszenek -e nekünk vagy sem. A mérnöki alkotási folyamatban ezek a tudomány által feltárt tények már mint lehetőségek jönnek számításba, amelyeket szabad akaratból meghozott döntés alapján felhasználhatjuk vagy elutasíthatjuk.

Minden kutatás és tervezői munka első lépésben a szakirodalomban való tájékozódást, annak addigi eredményeinek az elemzését igényli. A mások által feltárt ismereteket integrálni igyekszünk a saját munkánk során. A kutatáshoz hasonlóan a mérnöki tervezés is megoldások keresése. Mindkét terület egy igen összetett és kreatív szellemi munkán, a tudományos módszerek alkalmazásán alapul. Az intuíciónak is mindkét területen komoly szerepe van. Egy jó ötlet, megérzés jelentős előrelépést eredményezhet a k+f tevékenység folyamatában is, annak ellenére, hogy ott az objektivitásra való törekvés jegyében éppen a szubjektív elemektől igyekszünk megszabadulni. A mérnöki tervezésben elfogadottabb módon jut szerephez az intuíció, amely lényegének megragadásával, működésének természetrajzával még adós a tudomány. Ha mégis valamifajta különbséget kell tegyünk az intuíció érvényre jutását illetően, akkor azt mondhatjuk, hogy a tudomány területén a meglévő, de a „szabad szemmel nem látható” szerkezetet kell megsejtsük a már létező dolgok mögött. A mérnöki tervezésben az intuíciótól ezzel szemben már azt várjuk, hogy egy új, mesterséges szerkezetet álmodjon meg, valami olyat, ami abban a formában még sehol nem létezik.

Összefoglalva tehát azt mondhatjuk, hogy a kutató-fejlesztő munkát az avatja tudományossá, ha eredménye az emberi tudás tárházának bővítését szolgálja. A mérnöki tudomány pedig az emberiség mindenfajta szükségletét hivatott kielégíteni, amihez minden eszközt igyekszik felhasználni, ezek között első helyen a tudományok eredményeit.

dr. Reith János