На главную страницу

К рубрикатору «Эссе и статьи Переслегина»

Сменить цвет

Выход (FAQ и настройки цвета)


С.Б. Переслегин

Методологические основания экологического прогнозирования.

Большинство работ, посвященных исследованию взаимодействия систем: "человек" и "природа", носят индуктивный характер: общие тенденции выводятся из той или иной совокупности частных проявлений. Не отрицая значимости подобного подхода, хотелось бы обратить внимание на методологическую ценность альтернативы.

Мы вправе рассматривать изучаемые системы, как некоторые целостности, описываемые конечным набором функциональных параметров. Зафиксируем уровень исследования, то есть, - перейдем от системы к модели, отбросив те аспекты реальности, которые представляются нам несущественными.

Динамика модели описывается определенным эволюционным уравнением. Разумеется, в большинстве задач вид этого уравнения нам неизвестен, а начальные значения параметров не могут быть определены с достаточной точностью. Тем не менее, сама возможность математически описать поведение системы представляет интерес.

Прежде всего, надежда научиться предсказывать ход эволюции сложных объектов обретает опору в совокупности впечатляющих достижении теоретической физики. Далее, сама процедура постановки задачи накладывает ограничения на форму динамических уравнений и поведение семейства решении. Наконец, мы получаем право использовать аксиоматический подход: сформулировать последовательность общих законов, которым должна подчиняться произвольная /корректно определенная/ система.

/В теплофизике в роли набора аксиом, никоим образом не доказывающихся, но вытекающих из совокупного опыта человечества, выступают три начала термодинамики; в механике - принцип наименьшего действия, в электромагнетизме - уравнения Максвелла. Гипотетические общесистемные постулаты должны быть связаны с этими фундаментальными закономерностями как генетически, так и онтологически./

Задачей статьи является теоретическое осмысление взаимодействия систем "человек" и "природа".

I. Понятийный аппарат.

Совокупность элементов называется системой, если положительна ее энергия связи и /или/ наблюдаются корреляции в динамике элементов.

Любое противоречие, относящееся к системе, образует ее структурный фактор. Совокупность противоречий внутри системы называется in-структурой, между системой и окружающей средой - out-структурой.

Фактор А называется внешним по отношению к фактору В, если расслоение, порождающее В, целиком находится внутри расслоения, порождающего А.

Системы называются изоморфными, если их структуры совпадают, и гомоморфными, если одна структура образует подмножество другой.

Система I имеет большую структурность, чем система II, если структура системы II гомоморфна, но не изоморфна структуре системы I; либо структурные факторы системы I суть внешние по отношению к соответствующим факторам II; либо энергия связи системы II много меньше, нежели энергия связи системы I.

2. Законы динамики систем.

- Структурность системы на некотором уровне исследования есть необходимое и достаточное условие её динамичности на том же уровне-

-Если Т - время существования системы, а ti - время существования i-того структурного фактора, то при любом i : 0 < ti/T << 1;

- Структурность системы не убывает в процессе динамики.

Первое из перечисленных положений восходит к гегелевской диалектике. Для механических систем этот постулат эквивалентен "симметричной формулировке" I и II законов Ньютона. Второе положение постулирует существование фазовых переходов - нарушений непрерывности в динамике сложных объектов. Третья аксиома разграничивает сложные /структурные/ системы, которые всегда неравновесны, от систем, стремящихся к термодинамическому равновесию и максимуму энтропии.

Следствиями указанных постулатов являются; принцип Ле-Шателье и закон индукции структур.

Принцип Ле-Шателье, в соответствии с которым любое изменение состояния системы порождает в системе компенсирующие процессы, объясняет устойчивость систем.

Изменчивость, процесс развития, регулируется законом индукции: более структурная система индуцирует свою структуру в системы, с которыми она взаимодействует.

Примером индукционных явлений можно считать фазовые переходы, автокаталитические реакции, процессы самоорганизации в биологии, кибернетике, общественной жизни.

Следствием закона индукции является свойство эргодичности: гомоморфные подсистемы неизменно возвращаются к структуре объемлющей системы.

3. "Природа" и "человек" - описание систем.

Будем понимать под "природой" биосферу планеты - область земной коры, занятую трансформаторами, переводящими космические излучения в действенную земную энергию.5 Определение фиксирует уровень исследования: мы рассматриваем природу, как совокупность биологических объектов, образующих устойчивую систему. Общее количество живого вещества на планете есть интеграл гипотетических эволюционных уравнений, оперирующих in-структурой. Следовательно, эта величина определяется out-структурой, то есть, динамика биомассы долина повторять долгопериодические ритмы солнечной активности.

Элементами системы "природа" могут быть индивидуумы, биологические сообщества /популяции/, биогеоценозы, биологические виды. Мы выбираем последнее представление, так как оно наиболее удобно для анализа эволюции системы, как целого.

На данном уровне исследования принимаем, что вид лишен in-структуры. Динамика его численности однозначно определяется межвидовым взаимодействием, которое можно рассматривать, как усредненное взаимодействие с надсистемой "природа".

"Человек", представляя собой биологический вид, на данном уровне исследования есть система, гомоморфная природе и изоморфная иным видам. Динамика народонаселения, следовательно, должна подчиняться общим законам. В применении к крупным приматам это подразумевает колебательные, но не экспоненциальные решения демографических уравнений.

4. Антропогенез и экологическая проблема,

в рамках рассматриваемой модели сущность антропогенеза заключалась в возникновении вида, который обрел дополнительную - информационную форму обмена с окружающей средой. Это породило противоречие: биологически вид Homo является частью природы, но человек, как субъект информационного метаболизма, отделен от остального мира разностью информационных потенциалов и не может прийти с ним в равновесие.

Таким образом, взаимодействие "человек" - "природа" изначально оказывается конфликтным: система либо уничтожает флуктуацию, либо "перестраивается на новый режим функционирования, когда инноваторы завладевают системой.

Антропогенез предопределил кризисное развитие человечества, стремление его подсистем к неравновесности. Из факта существования системных взаимосвязей следует, что внутренние проблемы социума с неизбежностью вызывали кризис природопользования, и наоборот - экологические воздействия провоцировали структурные перемены в обществе /неолитическая революция/. По мере удаления от состояния равновесия интенсивность противоречий и, соответственно, темпы эволюции системы нарастали.

История цивилизации изобилует экологическими кризисами /Двуречье. Малая Азия, Греция и т.д./. Особенностью процессов, развертывающихся в последней четверти XX столетия, является не столько глобальность перемен, сколько темпы усугубления ситуации. Характерные времена порядка столетия указывают на то, что динамика управляется какими-то иными, чем прежде, структурными факторами.

Отметим, что кроме экологической, человечество оказалось перед лицом ряда других проблем - в политической, экономической областях, в информационной сфере - с аналогичной "ускоренной" динамикой ситуации. Такое сочетание "внешних" и "внутрисистемных" проблем заставляет предположить, что цивилизация приближается к важному поворотному пункту.

5. Свойство эргодичности.

Поскольку с биологической точки зрения система "человек" гомоморфна системе "природа", демографическая статистика должна подчиняться всеобщему правилу о наличии отрицательной корреляции между численностью вида и показателем прироста.

Поскольку это не так, подходим к выводу, что антропогенез и неолитическая революция изменили не только информационное, но и биологическое взаимодействие вида Ноmо с природой. Произошла смена out-структуры, при сохранении структуры надсистемы /биоты/. Следовательно, применима теорема об эргодичности с неизбежностью произойдет обратная смена структуры и вслед за этим - согласование демографической статистики с характерными квазипериодическими или логистическими зависимостями.

К тому же выводу приводит анализ эволюционного процесса.

Представляя биоту, как устойчивую систему, элементом которой является вид, мы должны рассматривать видообразование, как процесс Ле-Шателье, повышающий стабильность акисистемы. Тогда скорость эволюции должна зависеть от внешних условий, и эволюционный процесс должен управляться out-структурными факторами.

Экспоненциальный рост народонаселения привел к тому, что основным стрессообразующим фактором для биоты оказался человек. Следовательно: I/ должна возрасти скорость видообразования; 2/ согласно принципу Ле-Шателье, появляться будут по преимуществу вредные для человека виды; 3/ вследствие этого смертность для вида Homo увеличится, возникнет искомая отрицательная корреляция между численностью и приростом населения. 6. Перспективы. При наблюдаемых характерных временах воздействия эволюционный отклик природы должен носить "бактерологический характер". Успехи иммуннизации и использование антибиотиков поставило в привелегированное положение штампы микробов и вирусов, против которых неэффективны апробированные методы профилактики и лечения. В первую очередь под это условие попадают заболевания, нарушение функционирования генетического аппарата. Следует ожидать положительной корреляции между распространенностью указанных заболеваний и плотностью населения.

7.Выводы.

Воздействие человека на природу не приведет к разрушению среды обитания и гибели биоты - системы, более структурной. Предполагаемые "батериологический" и "генетический" отклики системы угрожают нам снижением численности населения на один-два порядка за следующее столетие, то есть - наше воздействие на природу ставит перед тяжелыми проблемами прежде всего самого человека.

Эти проблемы не выглядят фатальными. Не подлежит, однако, сомнению, что человечество, продолжая существовать в рамках прежних организационных структур, справиться с ним не в состоянии.

Литература.

1. Исследования по общей теории систем.: М.; 1969.

2. Переслегин С.Б. Взаимодействие систем: структурное описание. Предложено для печати в ежегодник "Системные исследования".

3. Пригожин И. От существующего к возникающему. М.; 1971.

4. Пригожин И.. Стенгерс И. Порядок из хаоса. М.; 1986.

5. Вернадский В. Биосфера. Л; 1926.

[наверх]


© 2002 Р.А. Исмаилов

Rambler's Top100 Service Наш Питер. Рейтинг сайтов.