изучением возможности обеспечения жизни космонавтов в дли­тельных космических полетах. Известны длительные эксперимен­ты в нашей: стране (полугодичный эксперимент в красноярском институте биофизики, годовой эксперимент в Москве, в ИМБП). В США в 90-е гг. был проведен двухгодовой эксперимент на гран­диозной (2 га под стеклянной крышей) экспериментальной базе « Биосфера 2 ».

4. Основы биосферологии

Биосферология — наука о биосфере, ее функционально-структур- ных компонентах и процессах, происходящих в ней.

Как всякая наука, биосферология имеет несколько составляю- щих, которые можно объединить в следующие группы: (рис. 10): предмет науки, используемые средства (методы и приборы), испол- нители (кадры), условия (внешние и внутренние), результаты.

Функционально-структур- ные элементы биосферы мож- но поделить на стационарные

• объекты и динамические — процессы.

Частично биосфера иссле- дована, но имеющиеся данные не обобщены и не все аспекты объяснены. Многое предстоит выяснить заново, чтобы явле- ния природы, характерные для биосферы, были известны и понятны, особенно те, кото-

рые наиболее важны для человеческого общества.

Помимо непосредственного изучения явлений природы, особен­ностью биосферологии являются методологические исследования. Объекты биосферы и процессы, в ней происходящие, столь масш­табны по пространству, массе, энергии и времени, что существую­щие в современной традиционной науке методы, разработанные для детального изучения мелких объектов и кратковременных фрагмен­тов некоторых частных процессов, не могут быть эффективными для их изучения. Поэтому в биосферологии разработана специаль­ная методология — биосферный подход. Он основан на небольшом

числе достаточно общих принципов, систематическое использова­ние которых позволяет многократно упрощать и ускорять решение сложных задач.

4. Принципы биосферного подхода

Основные отличия биосферного подхода от традиционных науч­ных методов следующие:

а) учет неравномерности распределения свойств живых и биокос- ных объектов (рис. 11);

б) учет случайности всех индивидуальных событий, связанных с деятельностью живых объектов в биосфере;

в) учет иерархической организации и непрерывного изменения всех функционально-структурных элементов биосферы.

Кроме того, при использования биосферного подхода различные аспекты деятельности живых объектов рассматриваются по парам:

• функционально-структурные,

• пространственно-временные,

• вещественно-энергетические,

• информационно-организационные.

Учет этих аспектов для каждой группы объектов и для каждой задачи осуществляется по-своему.

Собственно биосферный подход, или биосферный подход в узком смысле, заключается в последовательном применении следующих принципов.

Принцип основной функции многофункционального элемента сложной системы. У любого многофункционального элемента слож­ной системы всегда можно выделить основную функцию, ту, ради которой элемент, включен в систему. Все остальные функции явля­ются вспомогательными (помогающими более эффективному выпол­нению основной функции) или дополнительными (не имеющими прямого отношения к основной функции, но представляющими оп­ределенную ценность для какого-либо компонента биосферы). При рассмотрений системы в целом следует учитывать только основную функцию элемента. Вспомогательные и дополнительные функции в этих случаях можно не учитывать, считая, что осуществление их происходит автоматически.

Принцип вложения исходной задачи в более общую. Существо сложной задачи и ее решение значительно упрощаются, если зада чу сформулировать как частный случай возможно более общей за­дачи. При этом помимо упрощения задачи происходит разделение действительно ценной исходной информации и лишней или малоцен­ной для решения задачи, а также ранжированное группирование ис­ходных данных.

Принцип концентрации вещественных, энергетических и инфор­мационных ресурсов. Согласно этому принципу, играющему роль за­кона природы, все ресурсы в биосфере (вещественные, энергетичес­кие, информационные) распределяются не равномерно, а таким образом, что на 1—5 источников каждого вида ресурса приходит­ся 60—90%ресурса, а на остальные источники, сколько бы много их ни было, остается 40—10% ресурса.

Принцип максимальной унификации описания рассматривае­мой системы и ее элементов. Для облегчения и ускорения решения сложной задачи целесообразна максимальная унификация описания всех моделей, уравнений и их компонентов. Полезна также унифи­кация:

• структуры рассматриваемой системы;

• наименования ее элементов;

• порядка и формы написания уравнений;

• наименования, обозначения и порядка написания членов уто­нений, коэффициентов при переменных, применяемых индексов: подстрочных, надстрочных, численных, буквенных (русских, латин­ских, греческих и др.);

• наименования терминов и т. д.

Принцип функционально-структурной этапности анализа и ре­шения сложной проблемы. Согласно этому принципу наиболее эф­фективно выполнение работ не по временным этапам и не от про­стого к сложному, а от самого важного и общего к более частному и детальному.

При делении на этапы на первом этапе всегда рассматривается и решается вся проблема в целом, а на последующих производится де­тализация задачи и уточняются исходные данные.

Принцип максимального соответствия используемых моделей реальным фактам. Согласно этому принципу каждую математичес­кую модель явления, используемую при решении сложной задачи, сле­дует предварительно ( перед началом расчетов ) проверять на соответствие ее действительности. Особенно актуально это при доработках и усовершенствованиях моделей.

Принцип биосферной эффективности как высшего критерия оценки системы и ее элементов. Согласно этому положению все объекты природы делятся на активные и пассивные, проявляющие определенную, естественную для них природную (биосферную) эф­фективность. Количественно эта эффективность может быть опреде­лена для активных объектов по результатам их деятельности, а для пассивных объектов — по результатам их изменения под действием активного объекта.

В биосфере действует принцип (являющийся, как и принцип кон­центрации ресурсов, законом природы): для каждого индивидуаль­ного живого объекта и каждой группы однородных или близких по свойствам живых объектов существует определенный достаточ­но узкий диапазон возможного изменения их биосферной эффектив­ности (верхний предел которого ограничен физическими возможно­стями объекта или группы, а преодоление нижнего означает фактическую их гибель из-за отсутствия жизненно важных для них результатов).

Опыт показывает, что биосферный подход весьма эффективен при решении сложных проблем не только в биосферологии, но и в эко­