Анализ особенностей современного
естествознания позволяет отметить такую
его принципиальную особенность, как невозможность
свободного экспериментирования с основными
объектами. Иными словами, реальный естественно-научный
эксперимент оказывается опасным для
жизни и здоровья людей. Дело в том, что
пробуждаемые современной наукой и техникой
мощные природные силы при неумелом обращении
с ними способны привести к тяжелейшим
локальным, региональным и даже глобальным
кризисам и катастрофам.
Исследователи науки отмечают,
что современное естествознание органически
срастается с производством, техникой
и бытом людей, превращаясь в важнейший
фактор прогресса всей нашей цивилизации.
Оно уже не ограничивается исследованиями
отдельных кабинетных ученых, а включает
в свою орбиту комплексные коллективы
исследователей самых разных научных
направлений. В процессе своей исследовательской
деятельности представители различных
естественных дисциплин все более отчетливо
начинают осознавать тот факт, что Вселенная
представляет собой системную целостность
с недостаточно понятными законами развития
и глобальными парадоксами, в которой
жизнь каждого человека связана с космическими
закономерностями и ритмами. Универсальная
связь процессов и явлений во Вселенной
требует комплексного, адекватного их
природе изучения и, в частности, глобального
моделирования на основе метода системного
анализа. В соответствии с этими задачами
в современном естествознании все более
широкое применение получают методы системной
динамики, синергетики, теории игр, программно-целевого
управления, на основе которых составляются
прогнозы развития сложных природных
процессов.
Современные представления
о глобальном эволюционизме и синергетике
позволяют описать развитие природы как
последовательную смену рождающихся из
хаоса структур, временно обретающих стабильность,
а затем вновь стремящихся к хаотическим
состояниям. Кроме того, многие природные
комплексы предстают как сложноорганизованные,
многофункциональные, открытые, неравновесные
системы, развитие которых носит малопредсказуемый
характер. В этих условиях дальнейшая
эволюция сложных природных объектов
оказывается принципиально непредсказуемой
и сопряжена со многими случайными факторами,
могущими стать основаниями для новых
форм эволюции.
Все перечисленные изменения
протекают в рамках продолжающейся в настоящее
время очередной глобальной научной революции,
которая завершится, скорее всего, к середине
XXI в. Конечно, сейчас нам сложно себе представить
облик будущей науки. Очевидно, что она
будет отличаться как от классической,
так и от современной (неклассической)
науки. Однако некоторые перечисленные
выше черты науки будущего просматриваются
уже сейчас [6].
3 Современные концепции
естественнонаучного знания
Среди множества концепций современного
естествознания можно выделить те, которые
составляют методологическую основу исследовательского
аппарата практически всех наук. К ним
относятся: общая теория систем, теория
самоорганизации систем и теория управления
(или организации). Это сравнительно молодые
концепции. Они были разработаны в середине
ХХ столетия и составили ядро постнеклассической
науки. Одним из основоположников общей теории
систем считается австрийский, а позднее
американский, биолог Л. фон Берталанфи
(1901 — 1972), который выдвинул обобщенную
системную концепцию, сделал многое для
ее математического оформления, ввел понятие
открытой системы, построил системную
картину мира.
Основы теории самоорганизации (синергетика)
были разработаны в трудах химиков, получивших
мировое признание — И. Пригожина, Д. Николиса,
Г. Хакена в семидесятых годах ХХ столетия.
Отцом синергетики по праву называют И.
Пригожина (1917-2002) — лауреата Нобелевской
премии, основателя и руководителя брюссельской
научной школы химиков. Сегодня в мире
функционирует свыше четырехсот научных
институтов, основанных И. Пригожиным
и занимающихся изучением проблем самоорганизации
самых разнообразных систем. Весомый вклад
в становление идей синергетики внесли
российские ученые: химик А. П. Руденко,
физик Ю. Л. Климонтович, математики А.
Н. Колмогоров, Я. Г. Синая и многие другие.
Основы науки об оптимальном управлении
сложными системами (кибернетика) были
заложены в сороковых годах прошлого века
Н. Винером (1894— 1964). Большой вклад в развитие
этого направления внесли наши соотечественники
академики А. И. Берг, А. Н. Колмогоров и
многие другие.
Формализованный язык этих концепций
сложен и его освоение требует глубокой
специальной математической подготовки
[7].
3.1 Общая теория систем
Общая теория систем — научная и методологическая
концепция исследования объектов, представляющих
собой системы. Она тесно связана с системным подходом и является конкретизацией его принципов
и методов. Первый вариант общей теории
систем был выдвинут Людвигом фон Берталанфи в 1930-е годы[8] . Его основная идея состоит
в признании изоморфизма законов, управляющих функционированием
системных объектов [8].
Идея наличия общих закономерностей
при взаимодействии большого, но не бесконечного
числа физических, биологических и социальных
объектов была впервые высказана Берталанфи
в 1937 году на семинаре по философии в Чикагском университете. Однако первые его публикации на эту
тему появились только после Второй мировой войны. Фон Берталанфи также ввёл понятие и
исследовал «открытые системы» — системы, постоянно обменивающиеся
веществом и энергией с внешней средой.
Предметом исследований в рамках
этой теории является изучение:
различных классов, видов и
типов систем;
основных принципов и закономерностей
поведения систем (например, принцип узкого места);
процессов функционирования
и развития систем (например, равновесие, эволюция, адаптация, сверхмедленные процессы, переходные процессы).
В границах теории систем характеристики
любого сложно организованного целого
рассматриваются сквозь призму четырёх
фундаментальных определяющих факторов:
её состав (подсистемы, элементы);
текущее глобальное состояние
системной обусловленности;
среда, в границах которой развёртываются все её организующие процессы.
В исключительных случаях, кроме
того, помимо исследования названных факторов
(строение, состав, состояние, среда), допустимы
широкомасштабные исследования организации
элементов нижних структурно-иерархических
уровней, то есть инфраструктуры системы.
Одним из результатов Второй мировой войны было развитие ряда научно-технических
направлений исследований. Например, кибернетика возникла в результате исследований
и разработок по автоматизации зенитных
установок. Ряд продолжают такие исследования,
как «системный анализ» известной американской корпорации
«RAND» (создана в1948) и британское «исследование операций»[11], к которым позже присоединяется
и системная инженерия («системотехника» в советском переводе).
Так, во время Второй мировой войны около 1000 человек в Великобритании
были заняты в разработках в области исследования операций. Около 200 таких исследований
было выполнено для британской армии. Патрик Блэкетт работал в нескольких различных
организациях в ходе войны. В начале войны,
работая на королевскую британскую авиацию,
он создал команду, известную как «Круг»,
работавшую по вопросам зенитной артиллерии
[9].
Интеграция этих научно-технических
направлений в основной состав общей теории
систем обогатила и разнообразила её содержание.
Общесистемные принципы и законы
Как в трудах Людвига фон Берталанфи
и в сочинениях Александра Богданова,
так и в трудах менее значительных авторов,
рассматриваются некоторые общесистемные
закономерности и принципы функционирования
и развития сложных систем. Среди таковых
традиционно принято выделять:
- «гипотеза семиотической непрерывности».
«Онтологическая ценность системных исследований,
как можно думать, определяется гипотезой,
которую можно условно назвать „гипотезой
семиотической непрерывности“. Согласно
этой гипотезе, система есть образ её среды.
Это следует понимать в том смысле, что
система как элемент универсума отражает
некоторые существенные свойства последнего»: «Семиотическая» непрерывность
системы и среды распространяется и за
пределы структурных особенностей систем.
«Изменение системы есть одновременно
и изменение её окружения, причём источники
изменения могут корениться как в изменениях
самой системы, так и в изменениях окружения.
Тем самым исследование системы позволило
бы вскрыть кардинальные диахронические
трансформации окружения» [10];
- «принцип обратной связи».
Положение, согласно которому устойчивость
в сложных динамических формах достигается
за счёт замыкания петель обратной связи:
«если действие между частями динамической
системы имеет этот круговой характер,
то мы говорим, что в ней имеется обратная
связь»[46]:82. Принцип обратной афферентации,
сформулированный академиком Анохиным
П. К., являющийся в свою очередь конкретизацией
принципа обратной связи, фиксирует что
регулирование осуществляется «на основе
непрерывной обратной информации о приспособительном
результате»;
- «принцип организационной
непрерывности». А. А. Богданов утверждает,
что любая возможная система обнаруживает
бесконечные «различия» на её внутренних
границах, и, как следствие, любая возможная
система принципиально разомкнута относительно
своего внутреннего состава, и тем самым
она связана в тех или иных цепях опосредования
со всем универсумом — со своей средой,
со средой среды и т. д. Данное следствие
эксплицирует принципиальную невозможность
«порочных кругов», понятых в онтологической
модальности. «Мировая ингрессия в современной
науке выражается какпринцип непрерывности.
Он определяется различно; тектологическая
же его формулировка проста и очевидна: между всякими двумя комплексами
вселенной, при достаточном исследовании
устанавливаются промежуточные звенья,
вводящие их в одну цепь ингрессии»;
- «принцип совместимости» (М. И. Сетров),
фиксирует, что «условием взаимодействия
между объектами является наличие у них
относительного свойства совместимости»,
то есть относительной качественной и
организационной однородности;
- «принцип взаимно-дополнительных
соотношений» (сформулировал А. А. Богданов),
дополняет закон расхождения, фиксируя,
что «системное расхождение заключает
в себе тенденцию развития, направленную
к дополнительным связям». При этом смысл
дополнительных соотношений целиком «сводится
к обменной связи: в ней устойчивость
целого, системы, повышается тем, что одна
часть усваивает то, что дезассимилируется
другой, и обратно. Эту формулировку можно
обобщить и на все и всякие дополнительные
соотношения»[48]:196. Дополнительные соотношения
являются характерной иллюстрацией конституирующей
роли замкнутых контуров обратных связей
в определении целостности системы. Необходимой
«основой всякой устойчивой системной
дифференциации является развитие взаимно-дополнительных
связей между её элементами». Данный принцип
применим по отношению ко всем деривативам сложно организованных систем;
- «эакон необходимого разнообразия»
(У. Р. Эшби). Весьма образная формулировка
этого принципа фиксирует, что «только
разнообразие может уничтожить разнообразие».
Очевидно, что рост разнообразия элементов
систем как целых может приводить как
к повышению устойчивости (за счёт формирования
обилия межэлементных связей и обусловливаемых
ими компенсаторных эффектов), так и к
её снижению (связи могут и не носить межэлементного
характера в случае отсутствия совместимости
или слабой механизации, напр., и приводить
к диверсификации);
- «закон иерархических компенсаций»
(Е. А. Седов) фиксирует, что «действительный
рост разнообразия на высшем уровне обеспечивается
его эффективным ограничением на предыдущих
уровнях». «Этот закон, предложенный российским
кибернетиком и философом Е.Седовым, развивает
и уточняет известный кибернетический
закон Эшби о необходимом разнообразии»[52]. Из данного положения следует
очевидный вывод: поскольку в реальных
системах (в собственном смысле этого
слова) первичный материал однороден,
следовательно, сложность и разнообразие
воздействий регуляторов достигается
лишь относительным повышением уровня
его организации. Ещё А. А. Богданов неоднократно
указывал, что системные центры в реальных
системах оказываются более организованными,
чем периферические элементы: закон Седова
лишь фиксирует, что уровень организации
системного центра с необходимость должен
быть выше по отношению к периферическим
элементам. Одной из тенденций развития
систем является тенденция прямого понижения
уровня организации периферических элементов,
приводящая к непосредственному ограничению
их разнообразия: «только при условии
ограничения разнообразия нижележащего
уровня можно формировать разнообразные
функции и структуры находящихся на более
высоких уровнях», т.о. «рост разнообразия
на нижнем уровне [иерархии] разрушает
верхний уровень организации». В структурном смысле закон
означает, что «отсутствие ограничений…
приводит к деструктурализации системы
как целого», что приводит к общей диверсификации
системы в контексте объемлющей её среды;
- «принцип моноцентризма» (А. А. Богданов),
фиксирует, что устойчивая система «характеризуется
одним центром, а если она сложная, цепная,
то у неё есть один высший, общий центр». Полицентрические системы
характеризуются дисфункцией процессов
координации, дезорганизованностью, неустойчивостью
и т. д. Подобного рода эффекты возникают
при наложении одних координационных
процессов (пульсов) на другие, чем обусловлена
утрата целостности;
- «закон минимума» (А. А. Богданов),
обобщающий принципы Либиха и Митчерлиха,
фиксирует: «устойчивость целого зависит
от наименьших относительных сопротивлений
всех его частей во всякий момент». «Во всех тех случаях, когда
есть хоть какие-нибудь реальные различия
в устойчивости разных элементов системы
по отношению к внешним воздействиям,
общая устойчивость системы определяется
наименьшей её частичной устойчивостью». Именуемое также «законом
наименьших относительных сопротивлений»,
данное положение является фиксацией
проявления принципа лимитирующего фактора:
темпы восстановления устойчивости комплекса
после нарушающего её воздействия определяются
наименьшими частичными, а так как процессы
локализуются в конкретных элементах,
устойчивость систем и комплексов определены
устойчивостью слабейшего её звена (элемента);