Univerzitet u KragujevcuMašinski fakultet Kragujevac

MASTER STUDIJE

Predmet: ISTRAŽIVAČKI RAD U MAŠINSTVU

Semestar: II (30 + 30)

Nastavnik: Dr Slavko Arsovski, dipl. inž. red. prof. Mašinskog fakulteta u Kragujevcu

Kragujevac, 2009-03-26

Master studije – II semestarISTRAŽIVAČKI RAD U MAŠINSTVU

(2+2)

1. UVOD (1. i 2. predavanje) Osnovni podaci o predmetu. Plan rada. Naučno objašnjenje, predviđanje i razumevanje. Struktura naučnog znanja – činjenice, zakoni i teorije.

2. ISTORIJA MAŠINSTVA

3. NAUKA

4. NAUČNO ISTRAŽIVANJE Uvodni seminarski rad

5. ISTRAŽIVANJE I TEHNIČKI RAZVOJ Završni rad

6. GLOBALNI NAUČNO-ISTRAŽIVAČKI IZAZOVI 21. VEKA

UVOD

Istorija nauke

• Moderna istorija je nastala u Evropi, ali joj je prethodilo rađanje nauke u Egiptu, Indiji, Kini itd.

• Prva sistematizovana znanja se javljaju oko 600 godina pre naše ere u Grčkoj: filozofija, matematika, astronomija, medicina, fizika, istorija, logika i dr.

• Istorija nauke se proteže na više milenijuma pre naše civilizacije (o čemu svedoče mnoga grandiozana dela prethodnih civilizacija).

• Matematika i astronomija su doživele procvat 27 vekova p.n.e. a u Mesopotamiji su nastali prvi pisani dokumenti oko 3500 godina p.n.e.

• Aristotel (384-322) p.n.e. i njegovi učenici su ostavili prve zapise o razvoju znanja u našoj civilizaciji.

• Teofrast (370-287) p.n.e. je napisao prvu istoriju fizike i matematike.• Eudem je napisao prvu istoriju aritmetike, geologije i astronomije.• Menon je napisao prvu istoriju medicine.

• Od uništenja biblioteke u Aleksandriji pa do 1500. godine skoro da se nije pojavio nijedan naučnik.

• 1500. godine je Evropa manje znala od Arhimeda (umro 212. godine p.n.e.).

• Prvi univerziteti su otvoreni u XII veku u Bolonji, Parizu, Oksfordu i Monpeljeu.

• U XIII veku se osniva još 17 univerziteta u XIV 23, u XV 33. Na kraju XV veka u Evropi je bilo 77 univerziteta (većina i danas postoji).

• U X veku počinje prevođenje dela, što je vrlo važno za širenje nauke i umetnosti i razmenu naučne misli.

• Renesansa (počela od Petrarke 1304-1374.) je trajala oko 2 veka.• Od XVI veka se javljaju opšte poznati naučnici: Nikola Kopernik

(1473-1543), Đordano Bruno (1548-1600), Galileo Galilej (1654-1642), Johanes Kepler (1571-1630) i drugi.

• XVII vek je nova prekretnica u evropskoj nauci, kojoj je znatno doprinelo: širenje univerziteta, pronalazak štampe, pojava genija u nauci, pronalazak teleskopa itd.

• Ogist Kont (1798-1857) predlaže osnivanje katedre za istoriju nauke na College de france. Katedra počinje sa radom 1892. godine.

• Istorija nauke se intenzivnije razvija u XVII veku.

SCIENTA EST POTENTIA !(Frensis Bekon)

(NAUKA JE SNAGA / MOĆ)

NAUKA NEMA GRANICA !(D. I. Mendeljejev)

"PERIODIZACIJA" RAZVITKA DRUŠTVA I "MEHANIČKA" FAZA – 300 god. (1600-1900) II "ELEKTRIČNA" FAZA – 3001/2 ≈ 17,5 god. III "ETERIČNA" FAZA 17,51/2 ≈ 4 god.

RAZVOJ DRUŠTVA SE POSLE II SVETSKOG RATA MOŽE POISTOVETITI SA RAZVOJEM NAUKE

ISTORIJA PRIRODNIH NAUKA XVI, XVII I XVIII VEKA JE VEOMA OPŠIRNA, ISTORIJA NAUKE XIX VEKA JE VEOMA SLOŽENA, A MOŽEMO SAOSEĆATI SA ONIM KO BUDE PISAO SLIČNU ISTORIJU XX VEKA!

(Luj de Brolj)

NAUKA JE POZVANA DA OBEZBEDI RASTUĆE MATERIJALNE I DUHOVNE

POTREBE ČOVEKA

• Nauka, kao i filozofija, stavlja čoveka u prvi plan, polazi od čoveka i vraća se čoveku. One su uvek u osnovi antropološko-humanistički usmerene.

• Čovek nije nikada potpuno zadovoljan, on uvek ima ciljeve kojima teži. Retko kada se zadovoljava postignutim. Svaki postignuti cilj predstavlja za čoveka stvar koja se sama po sebi podrazumeva, a novopostavljeni cilj je ono za šta se vredi boriti i ulagati nove napore. Čovek, dakle stalno pomera svoje ciljeve i granice svojih htenja.

• Opšti ciljevi kojima društvena zajednica teži jesu obezbeđenje egzistencije čoveka i povećanje njegovog blagostanja.

• U skladu sa najopštijim ciljevima stoji i nastojanje da se naučno-tehnički napredak učini dostupnim što većem broju ljudi.

• Sa porastom broja stanovnika i sa povećanjem blagostanja čoveka, sve više se iscrpljuju postojeće rezerve u:

– sirovinama,– energiji,– prehrambenim sirovinama,– količini vode za piće, itd.

• Povećavaju se potrebe u:– broju stanova,– broju radnih mesta u broju radnih organizacija,– kapacitetima prosvetnih i zdravstvenih ustanova, itd.

• Čovek je prinuđen da istražuje i otkriva nove sirovine, nove mogućnosti za ishranu i nove izvore energije.

PROCESI SE SVE VIŠE UBRZAVAJU ZAHVALJUJUĆI NAGLOM RAZVOJU

NAUKE I TEHNIKE

• Prošlo je vreme izolovonag empirizma.• Rad naučnika u prošlosti ličio je na rad zanatljije.• Povećavaju se ulaganja u istraživanje. U velikom broju

razvijenih zemalja ulaganje u istraživanje i razvoj iznose 2 do 4% od društvenog proizvoda.

• U mnogim industrijskim zemljama procenat koji se izdvaja za nauku raste znatno brže od procenta povećanja nacionalnog dohotka.

• Ovde je potrebno naglasiti da su statistički podaci, koje navodimo, samo orjentacioni pokazatelji.

• Od izuzetnog značaja su ukupna društvena klima, organizaciona struktura, fleksibilnost i motivacija istraživača i istraživačkih organizacija, kao i interdisciplinarno povezivanje naučnih saznanja i tehnoloških mogućnosti.

• Skraćuje se vreme od momenta naučnog otkrića do prelaska na industrijsku proizvodnju. Primeri.

– 112 godina za fotografiju... (1727-1839),– 56 godina za telefon... (1820-1876),– 35 godina za radio... (1867-1902),– 14 godina za televiziju... (1922-1936),– 14 godina za radar... (1926-1940),– 6 godina za atomsku bombu... (1939-1945),– 5 godina za tranzistor... (1948-1953),– 5 godina za laser... (1956-1961) i – 3 godine za inegrisana kola... (1958-1961).

• Da bi se shvatila brzina sa kojom se odvijaju procesi u vremenu u kojem živimo, biće dovoljno ako napomenemo da se danas u industrijski najrazvijenijim zemljama sveta (SAD, Japan, Nemačka) oko 60%-70% ukupnog prihoda ostvaruje od novih proizvoda.

• Lako je zaključiti da je nauka prodrla u sve pore ljudskih aktivnosti.

NAUKA I NJENA OGRANIČENJA

• Kad se pomene nauka, prisutna su dva različita značenja i to: fond znanja o nekoj pojavi (statički aspekt nauke) i istraživanje i uvećanje fonda znanja (dinamički aspekt nauke).

• Kada se postavi pitanje koji su to najveći uspesi čoveka, u obzir dolaze:

nauka i umetnost.

• Svako vreme ima svoju nauku – da li je nauka moda svog vremena? Na ovo pitanje, Šredinger je dao sledeći odgovor:“Polazeći od činjenice da je broj obavljenih eksperimenata manji od mogućeg, što je rezultat prethodne selekcije. Često se izučava ono što izučavaju lideri. Kada se ovlada početnim znanjem, svakako treba krenuti sopstvenim putem”.

• Svaki naučnik ima ograničenja, u pogledu: granica svojih čula, što se nadomeštava instrumentima, granice svog uma, što se nadomeštava savremenom

računarskom tehnologijom, granica komunikacije, što se nadomeštava novim sistemima

komunikacije.

• U prošlosti, nauku su ograničavale društvene norme, religije i neke filozofije 1: Aristotel: "u ženama je manje krvi na površini tela, a više

unutra" ili "Neki insekti se stvaraju od rose" ili za lek protiv ćelavosti "nijedan evnuh nije ćelav".

teološki postulati znanja:• znanje se dobije preko dva različita kanala – vere i razuma,• preko vere znanje se dobija iz svetog pisma,• razum prima podatke od naših čula i interpretira ih• pošto obe vrsta znanja dolaze od boga, koji ne može biti u

kontradikciji sa samim sobom, oni moraju da se slažu. Ako se ne slažu, u pravu je Sveto pismo.

• Ovaj postulatorni sistem znanja ima sledeće karakteristike:• to je sređen, kompletan i zatvoren sistem,• iza sistema je apsolutni autoritet u koji se ne sme sumnjati,• dozvoljena je samo dedukcija iz datih principa,• prihvata se samo ono što ulazi u svetu šemu,• traže se ilustracije prihvaćenih principa,• odbija se ono što se ne slaže sa svetom šemom, pa i

činjenice,• osuđuje se svako drugačije učenje.

NE POSTOJE OŠTRE GRANICE IZMEĐU FUNDAMENTALNIH I PRIMENJENIH

ISTRAŽIAVANJA

• Kada govorimo o razlikama između fundamentalnih i primenjenih (aplikativnih) istraživanja, mi ni u kom slučaju ne mislimo da jedna izlazi iz domena vrednosti za čoveka, odnosno iz domena praktične primene, dok je druga u neposrednoj vezi sa njim i njegovim praktičnim potrebama. Radi se o tome da li se primena odgađa na neodređeno vreme ili se očekuje realizacija rezultata istraživanja.

• Ostaje nam motiv istraživanja kao jedan od osnovnih elemenata za međusobno razgraničavanje ova dva pojma. Motiv istraživanja može da bude dvojak: jednom se radi o profesionalnom ili urođenom interesovanju čoveka da upozna ili pronikne u zbivanje i zakone prirode, drugi put se radi o želji da se unapredi postojeća tehnika (proizvod, proizvodni proces, organizcija i ekonomsko poslovanje ili, uopšte, poslovanje čoveka). U drugom slučaju, radi se o strategiji istraživanja i razvoja čiju pokretčku snagu čini samo poslovanje organizacije.

• Prema T. Kun-u "nauka može da privuče čoveka iz svih mogućih razloga. Među tim razlozima jeste i želja da se bude koristan, uzbuđenje prilikom ispitivanja nove teorije, nada da će se pronaći red, kao i težnja da se proverava ustanovljeno znanje. Ti motivi, a pored njih i neki drugi, pomažu takođe da se odrede oni posebni problemi kojima će se čovek docnije baviti".

• U osnovi sve dinamičnijih procesa leže sve brže, češće, interakcije između fundamentalnih i primenjenih istraživanja. Zahtevi prakse otkrivaju nove zadatke za fundamentalna istraživanja; s druge strane naučna saznanja brzo postaju podstrek za nova primenjena istraživanja.

NAUČNI RAZVOJ I RAST NAUKE

• Sa svakim istraživanjem otvaraju se novi problemi čije rešavanje zahteva nova istraživanja; na taj način istraživanja mogu da se prošire do u nedogled. Ovo je osnovna karakteristika svakog naučnog rada: Rezultati određenog istraživanja su najčešće konačni samo u onoj meri u kojoj su diktirani ograničavajućim faktorima kao što su: vreme, kadrovi i finansijska sredstva.

• Nameće se sasvim jasan zaključak da istraživanju nema kraja, da se istraživanje širi po obimu, po horizontali i vertikali do beskonačnosti.

1. Porast nauke

• Porast broja naučnih časopisa je po eksponencijalnoj krivoj liniji (slika).

• Porast broja naučnika po Prajsu: "U ma koje vreme koegstitiraju u naučnoj populaciji naučnici koji koji su počeli takvu tokom poslednjih četrdeset godina. Prema tome, u ma koje vreme, njih ima za tri vremena udvostručenja. Znači oko 80 do 90 odsto naučnika koji su ikada živeli, sada su u životu. Mogu nam nedostajati Njutn ili Aristotel, ali srećom, većina onih koji su doprineli još uvek su živi sa nama".

• Jednom udvostručenju stanovništva odgovaraju tri udvostručenja naučnika.

• Bertrand Rasel iskazuje u knjizi "U naučnom duhu" sledeće porastu nauke: " verovatno će nauka još vekovima nastaviti da proizvodi sve brže promene". On u svojoj autobiografiji kaže da su mu honorari od knjiga bili preko potrebni za plaćanje dokumentacije bivšim ženama.

Slika – Eksponencijalni rast broja naučnih časopisa

• Rastu nauke doprinose unutrašnji i spoljni faktori:• Unutrašnji faktori su vezani za otkrivanje granica od

kojih se ne može dalje. Ima još mnogo prostora u primenjenim naukama.

• Unutrašnji faktori se odnose na potrebe velikih sistema (vojska, energetika)

• Specijalizacija nauke nastaje zbog:1. obilja prirodnih i drugih pojava,2. velikog broja zakona,3. velikog broja instrumenata i metoda istraživanja4. velikog broja istraživača,5. obilja informacija.

Zbog toga se smatra da specijalizacija isključuje amaterizam.

2. Integracija i jedinstvo nauka

• Kult novog naučnici su razvili do opsesije• Jedinstvo nauka nije zamenilo jednu nauku drugom• Zamena pregrada mostovima dovela je do timskog rada

većeg broja naučnika iz različitih oblasti – multidisciplinarnog tipa

• Sve veći broj istraživanja se odnosi na interdisciplinarna istraživanja u rubnim oblasti nauka, kao na slici.

N1 N2

N3

presek - interdisciplinarna oblast istraživanja nauka 1-3

Slika – Prostor interdisciplinarnih istraživanja

3. Objektivnost nauke

• Naukom se bave ljudi sa statističkom raspodelom vrlina i mana.• Svako naučno saznanje karakteriše nivo greške. Sa porastom

znanja o nekoj pojavi, naše saznanje je objektivnije.• Vrhovni arbitar u nauci je merenje. Ono što se merenjem dobija

je verovatna vrednost.• Preko teorije verovatnoće dobija se ono što je najverovatnije, ali

to i ne mora da se desi.• Kada se izvrši veći broj merenja, rezultati se rasporede po

zvonastoj krivoj, čiji maksimum odgovara najverovatnijoj vrednosti. Ako se teorijski izračunata vrednost nalazi bliže maksimuma, smatra se da se teorija i eksperiment dobro slažu.

• Poteškoća u ostvarivanju objektivnosti nauke je emotivna vezanosti naučnika za svoje ideje, rešenja. Zato je dobro isti eksperiment da realizuju nezavisni pojedinci, timovi.

• Proveravanjem se ne mogu sprečiti različite interpretacije istih problema i rešenja. To može da se izradi čak i u netolerantnosti i isključivost.

frekvencija

loše dobre najbolje osobine

4. Nauka kao strast

• Veliki fiziolog Pavlov opisao je jednom studentu strast naučnika rečima: "Kako se postaje Pavlov? Ujutru ustani sa tvojim problemom pred sobom. Doručkuj sa njim. Idi sa njim u laboratoriju. Ručaj sa njim. Drži ga pred sobom posle večere. Misli o njemu kad pođeš u krevet. Sanjaj o njemu."

• Nauka ima intelektualnu lepotu, kao što umetnost ima estetsku, ili religija harmoniju i duboka osećanja. U sva tri slučaja lepota je vezana za istinu i to:

naučnu istinu, umetničku istinu (doživljaj) i religijsku istinu.

• Naučnik se sa strašću obogaćuje novim, do tada nepoznatim saznanjima, kao što se bogataš (i drugi manje bogati) obogaćuju novcem.

5. Naučna vrednost

• Naučna vrednost novog se posmatra sa sledećih aspekata: Izvesnost i tačnost. Gradijent novog – koliko se odmaklo

od postojećeg. Dubina istraživanja je mera intelektualne složenosti.

Inherentna interesantnost (npr. laser ili superprovodljivost).

• Novo mora biti originalno, ubedljivo i kontraverzno. Tako npr. u slučaju Ajnštajna, 15 godina posle objavljivanja specijalne teorije relativnosti Nobelov komitet nije bio ubeđen da ista zaslužuje nagradu, već za teoriju fotoefekta.

• Sloboda istraživača je često ograničena time da se radi ono što se mora, a ne ono što se želi.

• Odgovorno istraživanje je skopčano sa puno neizvesnosti, ali isključuje proizvoljnost. Istraživač u svakom trenutku veruje u nešto, svestan da rezultat može biti neočekivan.

• Samokritika istraživača je prirodna, bez nje se nauka guši.

6. Naučna otkrića

• Razlikuju se slučajna otkrića i otkrića i pronalasci.• Slučajno otkriće nastaje spontano ili je pratilac nekog

eksperimenta. Postoje slučajna otkrića (npr. Bekerelovo otkriće radioaktivnosti) koje je nastalo kao rezultat sistematskog traženja (kao u Bibliji "Ko me traži, naći će me").

• Pronalazak je novi proces koji se zasniva na otkriću određenih zakona.

• Otkrića se ne mogu patentirati, za razliku od pronalaska.• Pronalazači ne moraju biti naučnici, već mogu biti ljudi vešta

da određena otkrića dovedu do realizacije.

SVAKA NAUKA NOSI U SEBI DEO FILOZOFIJE

• Istraživač u traganju za istinom vidi draž i lepotu svog poziva. Baveći se istraživanjem on akumulira i demonstrira sve osobine koje su čovečanstvo kroz vekove vukle napred. Istraživanje je traženje istine, što je podstrek koji čini čoveka jedinstvenim.

• Svako istraživanje obogaćuje naše znanje o položaju čoveka u prirodi i društvu, određuje mu tačnije mesto i ulogu u univerzumu i time za delić dopunjuje nauku koju nazivamo filozofija. Sledi jasan zaključak da svaka nauka nosi u sebi deo filozofije.

• Još Aristotel deli filozofiju na posebne filozofske discipline, što predstavlja prvu klasifikaciju nauke. Prema pomenutom filozofu, razlikujemo sledeće filozofske discipline:

Metafizika (učenje o nevidljivom i nepokretnom ili o osnovnim principima bića i mišljenja),

Organon (učenje o mišljenju i naučnom saznanju),

Teorija umetnosti i Etika.

• Nešto pre početka naše ere počinje proces formiranja matematike i filologije kao posebnih nauka nezavisnih od filozofije.

• Danas imamo preko dve hiljade naučnih disciplina. Na izgled ostalo je malo prostora za filozofiju, u kojoj su se začele sve nauke, koja je dugo tutorisala svim naukama nazivajući se "jednom naukom" ili "majkom svih nauka".

• Prihvatajući definiciju da je filozofija "nauka o odnosu čoveka-subjekta prema objektivnom svetu, te da je zadatak filozofije da izuči najopšta shvatanja sveta kao celine, čovekova položaja u svetu i društvu i smisao ljudske egzistencije uopšte", sa odvajanjem posebnih nauka, i sama filozofija se obogatila i postala nauka.

• Činjenica da je ljudska zajednica kroz istoriju uvek sledila neku filozofiju, bez obzira na kome nivou su bila ljudska saznanja, ukazuje na to da svaka filozofija ima u sebi elemente vizije o svetu koje nauka nije u datom momentu u stanju niti da dokaže niti da opovrgne.

DRUŠTVENA ZAJEDNICA MORA DA UPRAVLJA NAUKOM I DA

KONTROLIŠE PRIMENU REZULTATA ISTRAŽIVANJA

• Na osnovu takve prirode istraživanja postavlja se jasno, praktično i ljudsko pitanje: U kom obimu treba vršiti ulaganja u istraživanje, posebno u kom odnosu treba da stoje ulaganja u fundamentalna i primenjena istraživanja?

• U opštim i konkretnim opredeljenjima u neposrednim, srednjoročnim i dugoročnim ciljevima društva, koji su usaglašeni sa realnom materijalnom bazom, treba tražiti odgovor na prvi deo pitanja. Neobično važno, ako ne i najvažnije mesto, ima opet priroda čoveka sa svojim ograničavajućim faktorima, jer sve brži progres koji ostvaruje nauka unosi stalne novine koje društvo, a to znači pojedinci koji ga čine, treba da prihvate. Realni problem koji je danas već postao ozbiljan ograničavajući faktor jeste raskorak između sve bržeg naučno-tehničkog napretka i sposobnosti ili brzine adaptiranja čoveka.

• Imajući ovo u vidu veliki broj vodećih industrijskih preduzeća u SAD i industrijski razvijenim zemljama Evrope vrše izbor rukovodećeg kadra na osnovu stava prema novinama i sposobnosti adaptacije, sposobnosti za permanentno učenje i sposobnosti za komuniciranje sa ljudima.

• Svakako da povećanje ukupnog nivoa obrazovanja pospešuje brži razvoj sposobnosti adaptacije čoveka. Ali ne treba ispustiti iz vida da "obrazovanje malo koristi čoveku ako nije koncipirano tako da čovek nauči da temeljno i iscrpno misli i da svoj duh koncentriše na jednu temu sve dotle dok je ne shvati tako temeljno da je njegov kritički razum time apsolutno zadovoljen".

• Šira društvena zajednica, kao i industrija, mora da planira i upravlja naučnoistraživačkim radom. Nauka predstavlja sve manje interes pojedinca, a sve više opšti ineres društva.

• Istraživanja su osnova idustrijske proizvodnje. Sposobne istraživače treba mobilisati na ostvarenje ciljeva društva. Naučno saznanje ne može da bude, nije i ne treba da bude neutralno u odnosu na svrhe i ciljeve kojima služi. Šira društvena zajednica mora da kontroliše i primenu naučnih rezultata.

• Naučnoistraživački rad je sam po sebi koristan ali pogrešna primena rezultata naučnoistraživačkog rada može da ima kobne posledice za čovečanstvo i time da se pretvori i svoju suprotnost. Neophodna je društvena kontrola u primeni rezultata istraživanja.