Ответы на КСЕ экзамен. Билет Роль науки в различные периоды развития общества. Смена парадигм
 Скачать 0.69 Mb.
|
|
Билет № 10 Системный подход в современном естествознании Системный подход Особенностью современного естествознания является осознанное внедрение идей системности во все его отрасли. Системность реализуется в рамках системного подхода, т.е. исследований, в основе которых лежит изучение объектов как сложных систем. Под системным подходом в широком смысле понимают метод исследования окружающего мира, при котором интересующие нас предметы и явления рассматриваются как части или элементы определенного целостного образования. Эти части и элементы, взаимодействуя друг с другом, формируют новые свойства целостного образования (системы), отсутствующие у каждого из них в отдельности.Таким образом, мир с точки зрения системного подхода предстает перед нами как совокупность систем разного уровня, находящихся в отношениях иерархии. В современной науке в основе представлений о строении материального мира лежит именно системный подход, согласно которому любой объект материального мира может быть рассмотрен как сложное образование, включающее составные части, организованные в целое. Для обозначения этой целостности в науке выработано понятие системы.Система занимает центральное место в системном подходе. Поэтому разные авторы, анализируя это понятие, дают определения системы с различной степенью формализации, подчеркивая разные ее стороны.Определим систему как совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом и образующих некую целостность. Системам независимо от их природы присущ ряд свойств: 1.Целостность - принципиальная несводимость свойств составляющих ее элементов и невыводимость из последних свойств целого, а также зависимость каждого элемента, свойства и отношения системы от его места внутри целого, функции и т.д. Например, ни одна деталь часов отдельно не может показать время, это способна сделать лишь система взаимодействующих элементов; 2.Структурность - возможность описания системы через установление ее структуры или, проще говоря, сети связей и отношений системы. Структурность также подразумевает обусловленность свойств и поведения системы не столько свойствами и поведением ее отдельных элементов, сколько свойствами ее структуры. Простейший пример: разные свойства алмаза и графита определяются различной структурой при одинаковом химическом составе; 3.Иерархичность систем, т.е. каждый компонент системы в свою очередь может рассматриваться как система, а исследуемая в конкретном случае система представляет собой один из компонентов более широкой системы. Например, живая клетка многоклеточного организма является, с одной стороны, частью более общей системы - многоклеточного организма, а с другой - сама имеет сложное строение и, безусловно, должна быть признана сложной системой; 4.Множественность описания системы, т.е. в силу принципиальной сложности каждой системы ее познание требует построения множества различных моделей, каждая из которых описывает лишь определенный аспект системы. Например, любое животное имеет части тела, которые могут рассматриваться как его элементы; это животное можно рассмотреть как совокупность скелета, нервной, кровеносной, мышечной и других систем; наконец, его можно проанализировать как совокупность химических элементов. Известно большое количество классификаций систем. Так, системы можно разделить на материальные и абстрактные. Материальные системы представляют собой целостные совокупности материальных объектов и в свою очередь делятся на системы неорганической природы (физические, химические, геологические и др.) и на живые (начиная с простейших биологических систем через организмы, виды, экосистемы к социальным системам). Абстрактные системы являются продуктом человеческого мышления. Это разного рода понятия, гипотезы, теории, концепции и т.д. По другому основанию можно разделить системы на статические, состояние которых в течение времени не меняется (например, газ в герметичной емкости и находящийся в равновесии), и динамические, состояние которых изменяется (земная кора, организм, биогеоценоз и т.д.). Еще одна классификация делит системы на детерминированные, в которых значение переменных системы в некоторый момент времени позволяет установить состояние системы в любой другой момент, и вероятностные (стохастические), в которых с определенной вероятностью можно предсказать направление изменения переменных. Классификация по характеру взаимоотношения системы и ее среды делит системы на закрытые,которые не ведут обмена со своей средой веществом и энергией; полуоткрытые, обменивающиеся только энергией, и открытые, которые обмениваются и энергией, и веществом. Эволюция системных представлений. Многие исследователи полагают, что системность всегда, осознанно или неосознанно, была методом любой науки. Считается, что первые представления о системах возникли в античности. В трудах Евклида, Платона, Аристотеля, стоиков разрабатывались идеи системности знания, аксиоматического построения логики, геометрии. Представления системности бытия развивались в концепциях Б. Спинозы и Г.В. Лейбница, в научной систематике XVII-XVIII вв., стремившейся показать естественно-научную системность мира; примером такой систематики может служить классификация растений и животных К. Линнея. Принципы системной природы знания разрабатывались в немецкой классической философии. Так, согласно И. Канту, научное знание есть система, в которой целое главенствует над частями, Ф.В. Шеллинг и Г.В.Ф. Гегель трактовали системность познания как важнейшее требование диалектического мышления. Первым в явной форме вопрос о научном подходе к управлению сложными системами поставил в 1834-1843 гг. М.А. Ампер, который выделил специальную науку об управлении государством и назвал ее кибернетикой. Почти в то же время польский философ Б. Трентовский начал читать курс лекций, изложенный им в книге “Отношение философии к кибернетике как искусству управления народом”. Трентовский ставил целью построение научных основ практической деятельности руководителя (“кибернета”). Он подчеркивал, что управление будет действительно эффективным, если учитывает все важнейшие внешние и внутренние факторы, влияющие на объект управления. Общество середины XIX в. оказалось не готовым воспринять идеи кибернетики. Лишь в конце XIX в. системная проблематика снова появилась в поле зрения науки. На этот раз внимание было сосредоточено на вопросах структуры и организации систем. В 1890 г. Е.С. Федоров опубликовал свои выводы о том, что может существовать только 230 разных типов кристаллической решетки, хотя любое вещество при определенных условиях может кристаллизоваться. Безусловно, это открытие касалось прежде всего минералогии и кристаллографии, но его более общий смысл и значение отметил Федоров. Важно было осознать, что все невообразимое разнообразие природных тел реализуется из ограниченного и небольшого количества исходных форм. Это верно и для лингвистических устных и письменных построений, архитектурных конструкций, строения вещества на атомном уровне, музыкальных произведений, других систем. Развивая системные представления, Федоров выявил и некоторые закономерности развития систем, в частности он установил, что главным средством жизнеспособности и прогресса систем является не их приспособленность, а способность к приспособлению (“жизненная подвижность”), не стройность, а способность к повышению стройности. Следующий шаг в изучении системности как самостоятельного предмета связан с именем А.А. Богданова, в 1913-1917 гг. опубликовавшего свою книгу “Всеобщая организационная наука (тектология)”, где он высказал идею о том, что все существующие объекты и процессы имеют определенный уровень организованности. В отличие от естественных наук, изучающих специфические особенности организации конкретных явлений, тектология должна изучать общие закономерности организации для всех уровней организованности, рассматривая все явления как непрерывные процессы организации и дезорганизации, исследовать закономерности развития организации, соотношения устойчивого и изменчивого, значение обратных связей и собственных целей организации (которые могут как содействовать целям высшего уровня организации, так и противоречить им), роль открытых систем. Массовое усвоение системных понятий, осознание системности мира, общества и человеческой деятельности началось в 1948 г., когда американский математик Н. Винер опубликовал книгу “Кибернетика”. Первоначально он определил кибернетику как науку об управлении и связи в животных и машинах. Однако уже в следующей своей книге Винер анализирует с позиций кибернетики процессы, происходящие в обществе. Научное сообщество отреагировало на появление кибернетики неоднозначно, полагая, что одна дисциплина не может рассматривать одновременно технические, биологические, экономические и социальные объекты и процессы. Первый международный конгресс по кибернетике (Париж, 1956) принял предложение считать кибернетику не наукой, а искусством эффективного действия. В нашей стране кибернетика была встречена особенно настороженно и даже враждебно. Однако по мере ее развития стало ясно, что кибернетика - это самостоятельная наука со своим предметом изучения и своими методами исследования. Так, по А.И. Бергу, кибернетика - это наука об оптимальном управлении сложными динамическими системами; по А.Н. Колмогорову, кибернетика - это наука о системах, воспринимающих, хранящих, перерабатывающих и использующих информацию.Эти определения признаны достаточно общими и полными. Уже из самих определений ясно, что предметом кибернетики является исследование сложных систем. Более того, хотя при изучении системы требуется учет ее конкретных свойств, для кибернетики в принципе несущественно, какова природа этой системы, т.е. является ли она физической, биологической, экономической, организационной или даже воображаемой. В поле зрения кибернетики попадают объекты любой природы, как только выясняется, что это сложные системы. Параллельно и в определенной степени независимо от кибернетики развивается еще один подход к науке о системах - общая теория систем. В естествознании осознанная системность часто развивается именно на основе этого подхода. Идея построения теории, которая может быть использована в изучении систем любой природы, была выдвинута австрийским биологом Л. фон Берталанфи, опубликовавшим свои соображения в книге “Общая теория систем” в 1968 г.. Один из путей реализации этой идеи он видел в том, чтобы отыскивать структурное сходство законов, установленных в различных дисциплинах, и, обобщая их, выводить общесистемные закономерности. Прогресс в области системности в исследовании систем связан с бельгийской школой во главе с И. Пригожиным. Развивая термодинамику неравновесных физических систем, он понял, что обнаруженные им закономерности характерны для систем любой природы. Наряду с переоткрытием уже известных положений (иерархичность уровней организации систем; несводимость друг к другу и невыводимость друг из друга закономерностей разных уровней организации; наличие наряду с детерминированными случайных процессов на каждом yровне организации и др.) Пригожий предложил новую теорию системодинамики. Согласно его взглядам, материя не является пассивной субстанцией, ей присуща спонтанная активность, вызванная неустойчивостью неравновесных состояний, в которые рано или поздно приходит любая система в результате взаимодействия с окружающей средой. После опубликования в 1978 г. (на русском - в 1980 г.) работы Г. Хакена “Синергетика”, направление, занимающееся изучением сложных саморазвивающихся систем, стало называться синергетикой. По Хакену, в рамках синергетики анализируется совместное действие отдельных частей неупорядоченной системы, результатом которого является самоорганизация системы. Таким образом, наращивание системности знаний - постоянный процесс, происходящий во всех областях человеческой деятельности. Осознанное использование системного подхода к изучению различных объектов и явлений, в том числе природных, в настоящее время развивается в рамках трех основных направлений - кибернетики, общей теории систем и синергетики. Попытки объединить все эти направления предпринимаются системным анализом. Необходимость системного подхода. Для того чтобы осознать необходимость системности во всех отраслях человеческой деятельности, обратимся к практической деятельности человека, рассмотрев последовательное формирование трех уровней системности труда: механизацию, автоматизацию и кибернетизацию. Каждый из этих уровней, надстраиваясь на предыдущем, включает его в себя и не отменяет его полностью. Механизация -простейший способ повышения эффективности труда. С помощью механизмов и машин один человек выполняет физическую работу, посильную многим людям. Механизация, позволяя решать многие проблемы, однако, имеет естественный предел - работой механизмов управляет человек, а его возможности ограничены физиологически: лопату нельзя делать слишком широкой; машина не должна иметь слишком много индикаторов и рычагов управления и т.д. Решение проблемы состоит в том, чтобы исключить участие человека из конкретного производственного процесса, т.е. возложить на машины выполнение не только самого процесса, но операций по его регулированию. Автоматизация - способ повышения производительности труда с помощью автоматов, т.е. технических устройств, реализующих указанные две функции. В жизнь вошли торговые и игровые автоматы, автоматическая телефонная связь, в промышленности функционируют автоматические линии, цеха и заводы, развивается промышленная и транспортная робототехника. Большие возможности представляют перестраиваемые, многофункциональные автоматы, управляемые компьютерами. Однако автоматизировать можно только те работы, которые хорошо изучены, подробно и полно описаны, о которых точно известно, что, в каком порядке и как надо делать в каждом случае, точно известны все возможные случаи и обстоятельства, в которых может оказаться автомат. Автомат реализует определенный алгоритм, который в какой-то своей части может быть неправилен или неточен либо не предусматривает всех возможных ситуаций; в этих случаях автомат не соответствует целям его создания. Такие проблемы возникают в процессе руководства человеческими коллективами, при проектировании, эксплуатации и управлении крупными техническими комплексами, при вмешательстве (например, медицинском) в жизнедеятельность человеческого организма, при воздействии человека на природу, т.е. в тех случаях, когда приходится сталкиваться с неформализуемостью процессов, происходящих в системе, и непредвиденностью некоторых внешних условий. Кибернетизация.- совокупность способов решения возникающих при этом проблем - третий уровень системности практической деятельности человека. Кибернетика первой стала претендовать на научное решение проблем управления сложными системами. Поэтому, когда автоматизация (т.е. формальная алгоритмизация) невозможна, следует использовать человеческий интеллект, т.е. способность ориентироваться в незнакомых условиях и находить решение слабо формализованных задач. При этом человек выполняет операции, которые не поддаются формализации: экспертная оценка или сравнение неколичественных вариантов, взятие на себя ответственности и т.д. На таком принципе строятся автоматизированные (в отличие от автоматических) системы управления, в которых формализованные операции выполняют автоматы и компьютеры, а неформализованные операции - человек. Дальнейший путь кибернетизации обычно связывают с попытками хотя бы частично смоделировать интеллектуальные возможности человека. Билет № 11 Синергетика – язык междисциплинарного общения. Роль хаоса и случайности современная теория самоорганизации, новое мировидение, связываемое с иследованием феноменов самоорганизации, нелинейности, неравесновесности, глобальной эволюции, изучением процессов становления “порядка через хаос” (Пригожин), бифуркационных изменений, необратимости времени, неустойчивости как основополагающей характеристики процессов эволюции. Проблемное поле С. центрируется вокруг понятия “сложность”, ориентируясь на постижение природы, принципов организации и эволюции последнего. Сложность трактуется как “возникновение бифуркационных переходов вдали от равновесия и при наличии подходящих нелинейностей, нарушение симметрии выше точки бифуркации, а также образование и поддержка корреляций макроскопического масштаба” (Пригожин “Переоткрытие времени”, “Философия нестабильности”, “От существующего к возникающему. Время и сложность в физических науках”; Пригожин, Стенгерс И. “Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой”, Николис Г., Пригожин “Познание сложного. Введение”; Баблоянц А. “Молекулы, динамика и жизнь. Введение в самоорганизацию материи”; Хакен Г. “Синергетика. Иерархии неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах” и другие исследования, как правило, принадлежащие сотрудникам Брюссельского Свободного Университета). С. как миропонимание преодолевает традиционалистские идеи: о микрофлуктуациях и случайностях как незначимых факторах для конструирования научных теорий; о невозможности существенного воздействия индивидуального усилия на ход осуществления макросоциальных процессов; о необходимости элиминации неравновесности, неустойчивости из миропредставлений, адекватных истинному положению вещей; о развитии как о по сути безальтернативном поступательном процессе; о соразмерности и сопоставимости объемов прилагаемых к системе внешних управляющих воздействий объему ожидаемого результата; об экспоненциальном характере развития “лавинообразных” процессов и т.д. Главными посылками синергетического видения мира выступают следующие тезисы: а) практически недостижимо жесткое обусловливание и программирование тенденций эволюции сложноорганизованных систем – речь может идти лишь об их самоуправляемом развитии посредством верно топологически конфигурированных резонансных воздействий; б) созидающий потенциал хаоса самодостаточен для конституирования новых организационных форм (любые микрофлуктуации способны порождать макроструктуры); в) любой сложной системе атрибутивно присуща альтернативность сценариев ее развития в контексте наличия известной инерционно-исторической предопределенности ее изменений в точках бифуркации (ветвления); г) целое и сумма его частей – качественно различные структуры: арифметическое сложение исходных структур при их объединении в целое недостижимо ввиду неизбежной интерференции сфер локализации этих структур, результирующейся в явных трансформациях сопряженного энергетического потенциала; д) неустойчивость трактуется как одно из условий и предпосылок стабильного и динамического развития – лишь такого рода системы способны к самоорганизации; е) мир может пониматься как иерархия сред с различной нелинейностью. Естественнонаучными предпосылками С. выступают, в частности, реконструкция математических закономерностей процессов горения и теплопроводности (диффузии), формируемые представления о “структурах-аттракторах” эволюции (потенциальные образы и идеи изменяющейся среды), математические реконструкции нелинейных процессов, изучение феноменов автокатализа в химических реакциях. “Нелинейность” как одно из узловых концептуально значимых понятий С. предполагает в указанном контексте: значимость принципа “разрастания малого” или “усиления флуктуаций” – количественное варьирование в определенных пределах констант системы не приводит к качественному изменению характера процесса в целом, при преодолении же уровня некоего жесткого “порога воздействия” система входит в сферу влияния иного “аттрактора” – малое изменение результируется в макроскопических (как правило, невоспроизводимых и поэтому непрогнозируемых) следствиях. При этом осуществимы отнюдь не любые сценарии развития системы (как результат малых резонансных воздействий), а лишь сценарии, ограниченные определенным их диапазоном/спектром. Выступая как основание новой эпистемологии, С. конституирует базовые принципы социально-гуманитарных дисциплин 21 в.: “Наш подход предполагает, что физическая, социальная и ментальная реальность является нелинейной и сложной. Этот существенный результат синергетической эпистемологии влечет за собой серьезные следствия для нашего поведения. Стоит еще раз подчеркнуть, что линейное мышление может быть опасным в нелинейной сложной реальности… Наши врачи и психологи должны научиться рассматривать людей как сложных нелинейных существ… Линейное мышление может терпеть неудачу в установлении правильных диагнозов… Мы должны помнить, что в политике и истории монокаузальность может вести к догматизму, отсутствию толерантности и фанатизму… Подход к изучению сложных систем порождает новые следствия в эпистемологии и этике. Он дает шанс предотвратить хаос в сложном нелинейном мире и использовать креативные возможности синэргетических эффектов” (К. Майнцер – “Размышление в Сложности. Сложная динамика материи, разума и человечества”, 1994). Оставаясь основой и предметом неисчислимых научных дискуссий, С. в качестве своеобычной позитивной эвристики и особой стадии эволюции игрового сознания оказывается “прологовой” дисциплиной к соприкосновению человечества с горизонтами науки третьего тысячелетия. А.А. Грицанов, К.Н. Мезяная |