
- •В. А. Игнатова концепции современного естествознания Учебное пособие
- •Предисловие
- •I. Методические материалы к самостоятельному изучению дисциплины программа курса «концепции современного естествознания» Пояснительная записка
- •Содержание дисциплины
- •Естествознание - система наук о природе
- •2 Естественнонаучная картина мира
- •3.Основополагающие концепции современного естествознания
- •4. Некоторые приложения концепций современного естествознания
- •Тематический план изучения дисциплины
- •Темы практических занятий
- •Тема 1. Естественнонаучная картина мира
- •Вопросы, выносимые на обсуждение
- •Литература для подготовки к занятию
- •Тема 2. Основополагающие концепции современного естествознания
- •Вопросы, выносимые на обсуждение
- •Литература для подготовки к занятию
- •Методические указания по самостоятельному изучению теоретической части дисциплины
- •Методические указания по подготовке к практическим занятиям
- •Методические указания по подготовке к текущему контролю знаний и итоговой аттестации (экзамен или зачет)
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тесты для самоконтроля
- •2. Слово «концепция» пришло из:
- •3. Принцип соответствия утверждает:
- •Критерии итоговой аттестации
- •Вопросы для размышления и творческие задания
- •Тематика контрольных работ
- •Основополагающие концепции современного естествознания
- •Системный подход к описанию окружающего мира
- •Самоорганизация и эволюция Земли
- •Перечень вопросов к итоговой аттестации
- •Ключи к тестам
- •Учебники и учебные пособия для подготовки к итоговой аттестации
- •Дополнительная литература
- •II. Теоретическая часть
- •1. Естествознание - система наук о природе
- •1.1. Природа и способы ее постижения
- •1.1.1 Природа как целостная система
- •1.1.2. Человек как познающий субъект природы
- •1.1.3. Мифология, религия, искусство, наука как компоненты культуры и способы постижения природы
- •1.1.4 Познание, мировоззрение и картина мира
- •1.1.5 Мировоззрение и культура
- •1.2 Наука и научный метод познания
- •Наука как компонент культуры
- •Наука как способ объективного познания
- •1.2.1 Наука как компонент культуры
- •1.2.2 Наука как способ объективного познания
- •1.2.3 Динамика научного познания
- •1.2.4. Научная картина мира
- •1.3 Естествознание в системе науки
- •1.3.1 Дифференциация наук
- •1.3.2 Естествознание как иерархия наук о природе
- •1.3.3. Естествознание и социальная жизнь общества
- •1.3.4 Проблема интеграции естественнонаучного и гуманитарного знания
- •2. Естественнонаучная картина мира
- •2.1 Структура естественнонаучной картины мира
- •1. Составляющие естественнонаучной картины мира
- •Фундаментальные понятия естествознания
- •2.1.1 Составляющие естественнонаучной картины мира
- •2.1.2 Фундаментальные понятия естествознания
- •1. Материя и формы ее существования: вещество и поле
- •2. Атрибуты материи: отражение и движение
- •3. Пространство и время
- •2.1.3 Фундаментальные законы природы и основополагающие принципы естествознания
- •1.Фундаментальные законы природы
- •2. Основополагающие принципы естествознания
- •2.2. Эволюция естествознания
- •Доклассический период развития науки
- •Классическая наука
- •Неклассическая наука
- •2.2.1 Доклассический период развития науки
- •1. Научные программы античности
- •2. Средневековая наука
- •2.2.2. Классическая наука
- •1.Естествознание в «Новое время»
- •2. Естествознание XIX века
- •3. Кризис классической науки
- •2.2.3 Неклассическая наука
- •1. Релятивистская картина мира
- •2. Квантово-полевая картина мира
- •3. Строение материи и физика элементарных частиц
- •4. Соотношение классической, релятивистской и квантовой картин
- •5. Постнеклассическая наука
- •3. Основополагающие концепции современного естествознания
- •3. 1 Элементы теории систем
- •3. 1. 1 Системный подход к описанию окружающего мира
- •3. 1. 2 Классификации социоприродных систем
- •3. 1. 3 Свойства открытых систем
- •3. 1. 4 Системная модель мира
- •3. 2 Самоорганизация и эволюция сложных систем, далеких от равновесия
- •Общие представления
- •Роль случайного в поведении сложных систем
- •Синергетическая картина мира и универсальный эволюционизм
- •3. 2. 1 Общие представления
- •3. 2. 2 Роль случайного в поведении сложных систем
- •3. 2. 3 Элементы теории самоорганизации систем
- •1. Фазовое пространство и фазовые траектории
- •2. Точка бифуркации
- •3. Фракталы и аттракторы
- •4. Сценарий самоорганизации сложных систем
- •3. 2. 4 Синергетическая картина мира и универсальный эволюционизм
- •1. Синергетическая картина мира
- •2. Универсальный эволюционизм
- •3. 3 Элементы теории управления
- •1. Самоорганизация и организация
- •Контур с обратной связью
- •Управленческая деятельность
- •3. 3. 1 Самоорганизация и организация
- •3.3.2. Контур с обратной связью
- •3.3.3. Управленческая деятельность
- •3. 4 Некоторые приложения концепций современного естествознания
- •3. 4. 1 Самоорганизация и эволюция вселенной
- •1. Структура Вселенной
- •2. Гипотеза Большого Взрыва
- •3. Образование галактик
- •4. Химическая эволюция
- •5. Будущее Вселенной
- •3. 4. 2 Эволюция звезд и звездно-планетных систем
- •1. Эволюция звезд
- •2. Солнце
- •3. Планеты Солнечной системы
- •3. 4. 3 Самоорганизация и эволюция земли
- •1. Общая характеристика планеты
- •2. Физические оболочки Земли
- •3. Геосфера
- •4. Биосфера
- •3. 4. 4 Самоорганизация и эволюция живого вещества
- •1. Общие представления
- •2. Гипотезы о происхождении жизни на Земле
- •3. Биологическая эволюция и концепция генетики
- •4. Антропный принцип и проблемы происхождения жизни
- •3. 4. 5 Самоорганизация и антропогенез
- •1. Природа человека
- •2. Современные представления о происхождении и эволюции человека
- •3. Эволюция головного мозга и развитие психики
- •Генетическая программа человека и природа интеллектуальных способностей
- •3. 4. 6 Самоорганизация, организация и социогенез
- •1. Краткий исторический экскурс
- •2. Системно-синергетический подход к описанию социальных систем
- •3. Антропосоциогенез и формирование глобальных экологических проблем
- •4. Новые цивилизационные модели и перспективы человека
- •Заключение
- •Глоссарий
2. Системно-синергетический подход к описанию социальных систем
C точки зрения системно-синергетического подхода государство является развивающейся макросистемой, состоящей из огромного количества иерархически связанных систем: культуры, экономики, политики, юриспруденции, образования, здравоохранения, науки и т. д. Любая из них, как и вся макросистема в целом, является открытой, неравновесной, диссипативной и нелинейной. В них отсутствует жесткая детерминированность, господствует стохастичность и неопределенность. В предоставленной самой себе социальной системе нельзя однозначно предсказать конечный результат развития, можно лишь говорить о поле путей развития (поливариантности) и их вероятности.
Все социальные системы связаны между собой огромным количеством прямых и обратных связей. Малейшая флуктуация параметров хотя бы в одной из подсистем не проходит бесследно для всех остальных, вызывая каскад изменений во всех других подсистемах и во всей системе в целом, способствуя ее самоорганизации и переходу на качественно иной уровень развития. Устойчивое функционирование макросистемы зависит от устойчивости составляющих ее подсистем, разнообразия и стабильности их взаимосвязей, умелого использования флуктуаций параметров для управления процессами, протекающими в отдельных подсистемах и всей системе. Глубокая взаимосвязь и взаимозависимость всех подсистем друг от друга и от всей макросистемы в целом, гармоничность их взаимодействия обуславливают их коэволюцию — общность тенденций их развития, взаимообусловленность и взаимостабилизируемость.
Устойчивость цивилизации, как и любой сложноорганизованной системы, поддерживается за счет поступающих в нее энергоинформационных потоков. На стадии роста цивилизации входящие потоки из окружающей среды компенсируют повышение энтропии, происходящее, прежде всего, за счет увеличения числа элементов системы. Последнее накладывает ограничения на возможности управления системой, что ведет к росту беспорядка и усилению конкурирующих противодействий. При этом подсистемы, управляющие организацией и распределением входящих потоков (государственный аппарат, бюрократические структуры) разрастаются, возникает диспропорция между управляющими и управляемыми системами, что нарушает стабильность (устойчивость) функционирования всей системы. Упорядочение и усложнение системы достигается путем совершенствования информационных систем, интенсификации производства, прогрессирующей дифференциации и упрощения трудовых функций, сосредоточения возрастающего населения в крупных мегаполисах. Однако сопутствующий им рост специализации, социального неравенства, исключение все большего числа людей из сферы непосредственного производства усиливает индивидуализм, разрушает связи внутри социальной системы, ведет к разрушению семейных, профессиональных и общественных связей, национальных и культурных традиций, увеличению энтропии отдельного человека, к снижению уровня его физического, психического и социального здоровья. Эти процессы ведут к увеличению энтропии и беспорядка во всей социальной системе, и в итоге общество оказывается в точке бифуркации, выход из которой, как правило, заключается в переходе к новым моделям развития, новым эталонам культуры и более совершенным образцам деятельности, новым способам производства и управления.
Моделирование состояния социальных систем, выявление основных тенденций, прогнозирование их развития, определение разнообразия возможных его траекторий, выявление некоторого оптимального вектора, благоприятствующих ему условий и принятие адекватных управленческих решений может быть осуществлено с помощью методов нелинейной динамики. Их использование требует знания параметров порядка социальной системы, умений построить систему математических уравнений, описывающих их взаимосвязь, решить ее и из полученных решений выбрать оптимальный вариант. Для выявления параметров порядка обычно изучают субъектно-деятельностный, функциональный, социокультурный и другие срезы общества, и в зависимости от характера изучаемой системы, выделяют те показатели и параметры, которые наиболее существенно влияют на ее развитие. К ним относят демографические характеристики (рождаемость, смертность, структура населения, национальный состав, уровень урбанизации), уровень жизни, эмоциональный настрой населения, уровень культуры и образования, религиозные предпочтения и особенности, наличие природных ресурсов, особенности и состояние производственной сферы и финансово-хозяйственной деятельности, состояние здоровья, уровень обслуживания, состояние дорог и т. д. В конкретных условиях выделяют несколько основных параметров, которые играют управляющую роль и ими ограничиваются. С помощью мониторинговых исследований выявляют тенденции их изменения и подбирают математические уравнения для их описания. Совместное решение уравнений позволяет найти несколько совокупностей значений параметров, соответствующих устойчивому состоянию системы. Из этого набора решений выбирают оптимальный вариант, который соответствует наиболее эффективному и устойчивому развитию системы и сообразно этому подбирают управленческие решения — слабое внешнее резонансное воздействие, в результате которого она может перейти в новое устойчивое состояние. Не менее сложна проблема выбора характера и времени его реализации. Однако использование формализованного математического описания поведения социальных систем вызывает серьезные трудности, связанные с выделением управляющих параметров, подбором математического языка и подходящих математических уравнений, решение которых позволило бы построить набор моделей развития. Поэтому в большинстве случаев моделирование и прогнозирование развития социальных процессов осуществляется на качественном уровне.
Допустим, что в качестве основного параметра выбран реальный доход на душу населения Х (Рис. 18). Пусть в силу каких-то причин снижается количество природных ресурсов и возникают проблемы обеспечения, а значит и социальная напряженность. Общество подходит к точке бифуркации А, т. е. к такому состоянию в котором может произойти развал системы. Чтобы сохранить устойчивость, необходимо найти какой-то выход (выбросить излишнюю энтропию за пределы системы). Например, начать колонизацию более слабых государств и за счет этого поддерживать высокие доходы своего населения. Но в определенный момент (в точке В) может снова произойти дисбаланс. Если выбрать статус торговой державы, то можно выйти из положения и держать стабильность достаточно долго.
Рис. 18 Бифуркационная диаграмма развития социальной системы (построенная Г. Малинецким)
Диаграмма «а» бифуркационной схемы отражает этот сценарий (ситуация, типичная для развития Англии в XVI-XIX веках). Диаграмма «б» соответствует кризису «общества потребления», имеющего высокие жизненные стандарты и небольшое количество ресурсов. Точка С является критической. Собственно говоря, сегодня человечество находится именно в такой точке. Высокий уровень потребления, истощение природных ресурсов, колоссальное загрязнение окружающей среды стали угрожающими для существования человечества как биологического вида. Ведутся поиски выхода из ситуации. Изучаются всевозможные модели допустимого (устойчивого) развития. Но пока не найдено какого-либо обнадеживающего варианта. Хотя достаточно ясно, что необходимо решение демографических проблем, снижение потребления, внедрение ресурсосберегающих технологий, изменение характера деятельности и стереотипов мышления самого человека.
При исследовании таких сложных систем как «общество», «общество — природа» выявляется множество противоречивых тенденций, нахождение компромисса между которыми является одной из сложнейших проблем управления. Например, в погоне за экономической выгодой часто наносится невосполнимый экологический ущерб. Как сделать производство экономически выгодным и экологически безопасным? Как в условиях экономической конкуренции найти обоюдную выгоду? Как найти мирное решение выхода из военного конфликта? Неспособность или нежелание сторон достичь компромисса неизбежно приводит к тяжелым социальным последствиям
В математике существует специальный раздел, посвященный анализу конфликтных ситуаций, в котором под компромиссом понимается коллективное решение, не нарушающее интересы всех сторон (устойчивость системы). Любой компромисс достигается в результате определенной последовательности действий, т. е. при выполнении некоторой общей стратегии и принятия решений. В связи с этим появилось новое научное направление — теория игр, или теория конфликтов, которая описывает экономические, правовые и военные коллизии, столкновения, игровые стратегии, прогнозирование результатов которых строится на моделях с обратной связью. В центре внимания теории — оптимизированные правила поведения, ведущие к победе одной из сторон.
Однако формализованный подход, несмотря на все его положительные качества, должен использоваться с большой осторожностью, так как социальные системы имеют дело с взаимодействием отдельных людей, поведение которых чаще всего бывает очень трудно предсказать. Кроме того, при разработке модели, как правило, учитывают только ведущие факторы и отбрасывают второстепенные. Но всегда может оказаться так, что второстепенный сегодня фактор, может стать ключевым завтра. Тем не менее, этот подход является перспективным, сегодня уже имеются многочисленные попытки и положительный опыт использования идей и моделей синергетики для управления социальными системами.