Философские проблемы земледелия. Учебное пособие

агроландшафтов, учесть их взаимообусловленность и взаимосвязь позволяет системный анализ.

Системный анализ является основным методом исследования систем земледелия и представляет собой совокупность методологических средств исследования и проектирования сложных объектов, позволяющих прогнозировать развитие всей системы. Это стратегия научного поиска, которая включает формальные и неформальные методы, объединяющие практический опыт с количественным анализом. Он способствует более строгому логическому обоснованию постановки проблем в конкретных науках и выработке эффективных стратегий их изучения, ориентирует исследование на раскрытие целостности изучаемого объекта, на выявление сложных взаимосвязей и возможных последствий принимаемых решений.

Суть системного анализа сводится, прежде всего, к строго определенной последовательности проводимых исследований: выявлении проблемы, разработке метода ее решения и реализации этого решения.

При выявлении и формулировании проблемы устанавливаются причины низкой продуктивности изучаемой системы, а также определяются факторы, ограничивающие повышение эффективности производства продукции земледелия на различных элементах агроландшафта.

Основными стоящими перед современным земледелием проблемами являются воспроизводство плодородия почв, защита от эрозии, повышение продуктивности мелиорируемых земель, оптимизация факторов интенсификации земледелия, экологическая безопасность, повышение качества продукции, создание электронных карт кислотности, засоренности полей, обеспеченности их основными элементами питания (для технологии точного земледелия). Многие проблемы взаимосвязаны друг с другом, поэтому важно установить главную из них и сопутствующие.

Следующим этапом является формулирование цели и задач исследования, которые должны иметь аналитическое решение, сохраняя все имеющие практическое значение составные части проблемы.

141

Для выявления взаимосвязей между подсистемами, их элементами и внешней средой необходимо определить структуру системы земледелия, которая представляет собой взаиморасположение составных частей, отражающих их взаимодействие. Количество связей в системах земледелия огромно, поэтому все их учесть и исследовать не только абсолютно невозможно, но и нецелесообразно, т.к. влияние многих из них на функционирование системы несущественно.

При необходимости детального анализа какой-то определенной подсистемы ее структура разрабатывается отдельно, например, структура севооборотов, структура обработки почвы.

При проектировании систем земледелия используются различные нормативы и методы: оценка плодородия почв и пригодности их для возделывания сельскохозяйственных культур, установления структуры посевных площадей; составление систем севооборотов, обработки почвы и защиты растений; прогноз баланса гумуса; определение оптимальных норм удобрений; программирование урожайности; расчет водопотребления культур и поливной нормы и т.д.

При формировании системы земледелия необходимо строго следовать соблюдению следующих методологических принципов.

1.Целостность – в проектируемой системе земледелия должны присутствовать все взаимосвязанные структурные единицы, т.к. только при этом условии система будет способна выполнять свою основную функцию по производству продукции требуемого качества.

2.Дифференциация – разделение систем земледелия в зависимости от почвенно-климатических условий, особенностей агроландшафта, мелиоративного состояния и т.д.

3.Адаптивность – все элементы системы земледелия должны быть разработаны с учетом конкретных особенностей агроландшафта.

4.Экологичность – управление энергетическими потоками между живыми организмами и окружающей средой, минерализацией и гумификацией органического вещества почв, с регулированием численности вредных организмов.

142

5.Нормативность – строгое соблюдение научнообоснованных норм, доз, сроков и способов применения посевного материала, удобрений, регуляторов и стимулятров роста, пестицидов, оросительных вод, приемов обработки почвы.

6.Оптимизация – устойчивое и сбалансированное ведение земледелия: разумное соотношение сельскохозяйственных угодий, оптимизация обработки почвы.

7.Эффективность – характеризуется показателями продуктивности культур, плодородия почвы, себестоимостью продукции и рентабельностью ее производства.

6.5. Синергетика о принципах саморазвития природных систем

«Я назвал новую дисциплину «синергетикой» не только потому, что в ней исследуется совместное действие многих элементов систем, но и потому, что для нахождения общих принципов, управляющих самоорганизацией, необходимо кооперирование многих различных дисциплин».

Г. Хакен

Термин «синергетика» произошел от греческого слова «синергетикос» – совместный, согласованно действующий, и буквально означает «теория совместного действия».

Синергетика – это наука, целью которой является выявление, исследование общих закономерностей в процессах образования, устойчивости и разрушения упорядоченных временных и пространственных структур в сложных неравноценных системах различной природы.

Синергетика представляет собой новый этап изучения сложных систем. Если кибернетика занимается проблемой поддержания устойчивости системы путем использования отрицательной обратной связи, а общая теория систем – принципами их организации (дискретностью, иерархичностью и т.п.), то синергетика сосредоточена на неравновесности, нестабильности как естественном состоянии открытых нелинейных систем, на множественности и неоднозначности путей их эволюции. Синергетика исследует типы поведения таких систем, которые

143

возникают под действием внешних воздействий или из-за внутренних факторов.

Синергетика возникла в начале 70-х гг. XX века. До этого времени считалось, что существует непреодолимый барьер между неорганической и органической, живой природой, синергетика же перекинула мост между ними.

Основы синергетики были заложены немецким ученым Хакеном Г., а также работами бельгийского ученого И. Пригожина и его группы. Согласно определению Г. Хакена, синергетика – это совокупный, коллективный эффект взаимодействия большого числа подсистем, приводящих к образованию устойчивых структур и самоорганизации в сложных системах.

Синергетика исследует особые состояния систем в области их неустойчивого состояния (хаоса), способность к самоорганизации, переходные моменты и переломные точки. Она ориентирует на раскрытие механизмов самоорганизации сложных систем – природных и социальных, а также созданных руками человека. Вместе с синергетикой пришло понимание единства неорганического и органического мира, живой и неживой природы, понимание того, что чередование хаоса и порядка является универсальным принципом мироустройства.

Синергетические понятия применимы к любым развивающимся системам. Это инструменты социального мышления и анализа. Современная наука, преодолевая механицизм и заимствуя идеи синергетики, все больше обращает внимания на неравновесные состояния, на процессы слома стабильного порядка, на переходы от порядка к хаосу, рождение нового порядка.

Объектами исследования синергетики являются открытые системы в неравновесном состоянии, характеризуемые интенсивным обменом веществом и энергией между подсистемами и между системой с окружающей средой. Конкретная система погружена в среду, которая является также ее субстратом.

Среда представляет собой совокупность составляющих ее объектов, находящихся в динамике. Она может быть реализована в физической, биологической и в другой среде более низкого уровня и взаимодействовать с объектами исследования.

Различаются процессы организации и самоорганизации. Общим признаком для них является возрастание порядка вслед-

144

ствие протекания процессов, противоположных установлению термодинамического равновесия, независимо от взаимодействующих элементов среды.

Организация может характеризоваться, например, образованием однородных стабильных статических структур. Результатом самоорганизации становится возникновение, взаимодействие, кооперация и, возможно, регенерация динамических объектов более сложных в информационном смысле, чем элемент среды, из которых они возникают. Система и ее составляющие являются динамическими образованиями.

Направленность процессов самоорганизации системы обусловлена внутренними свойствами подсистем в их индивидуальном и коллективном проявлении, а также воздействиями со стороны среды, в которую «погружена» система. Поведение подсистем и системы в целом существенным образом характеризуется спонтанностью: акты поведения не являются строго детерминированными.

Процессы самоорганизации происходят в среде наряду с другими процессами и в отдельные фазы существования системы могут, как преобладать над ними (прогресс), так и уступать им (регресс, деградация). При этом система в целом может иметь или устойчивую тенденцию, или претерпевать колебания к эволюции или к деградации и распаду.

Одним из ключевых понятий в современном понимании синергетики является открытость системы, т.е. ее способность обменивается с окружающей средой массой, импульсом, энергией, информацией. Поэтому описание систем синергетикой гораздо ближе к реалиям природы, чем описание этих систем традиционной физикой. Синергетикой применительно к эволюции систем было введено такое понятие, как аттрактор

– такое состояние, оказавшись на определенном расстоянии от которого, система стремится бесконечно к нему приблизиться.

Синергетика ищет свой специфический язык. Закладывают его основы, прежде всего, принципы общие для частнонаучных теорий, а также принципы общенаучных теорий и ведущие ценности синергетического мировоззрения.

Принципы частных теорий отличаются друг от друга вследствие различия предметных областей. Однако можно вы-

145

делить ту часть принципов частных теорий синергетики, которые едины для всех теорий:

1.Нелинейность – несохранение адекватности в процессе развития представляемых систем. Любое явление понимается как момент эволюции, как процесс движения по полю развития.

2.Неустойчивость – несохранение «близости» состояний системы в процессе ее эволюции.

3.Открытость – признание обмена системы веществом, энергией, информацией с окружающей средой; признание системы как состоящей из элементов, связанных структурой, так и включенной в качестве подсистемы в иное целое.

4.Подчинение – функционирование и развитие системы определяются процессами в ее подсистеме при возникновении иерархии масштабов времени. Это принцип «самоупрощения» системы, т.е. сведения ее динамического описания к малому числу параметров.

К этим четырем принципам добавляются принципы специфические для той или иной объектной области.

Для неживых (физических и химических) систем вводится

принцип нелокальности (дальнодействия), означающий такое взаимодействие между элементами системы, которое воспринимается, как передача информации с бесконечной скоростью.

Для живых (биологических и приближающихся к ним технических) систем вводится принцип биополя, определяющий особое поле, объединяющее элементы в целое и направляющее развитие организма к предустановленным образцам.

Для человека может быть введен принцип самоактуализации, который означает способность человека переступать границу между природным, опытным и внеприродным, выходить за рамки любого возможного опыта.

В общенаучных теориях, как составляющих синергетической сети, просматриваются два блока: содержательный и формальный.

Формальный блок включает в себя математическую и логическую части. Содержательный же блок составляет ряд принципов.

1.Принцип становления – утверждает, что главная форма бытия: не ставшее, а становящееся; не покой, а движение; не за-

146

вершенные, вечные, устойчиво-целостные формы, а переходные, промежуточные, временные, эфемерно-дробные образования.

Процесс становление выражается через две крайности – хаос и порядок. Хаос – основа сложности, случайности, творения и разрушения, конструкции и деконструкции. Порядок – это основа простоты, необходимости, закона, красоты и гармонии.

Взаимодействие хаоса и порядка раскрывает: образ времени как темп становления, как процесса возникновения, исчезновения; образ субъекта, переходящего из потенциального состояния в актуальность; образ свободы как возможность для субъекта всего – мыслимого и немыслимого, явного и тайного, выразимого и невыразимого.

2.Принцип узнавания – узнавание (открытие) бытия как становления. При этом параметры порядка сообщают системе, как вести себя, и доводят до наблюдателя сведения о макроскопическом состоянии системы.

3.Принцип согласия – бытие как становление формируется

иузнается лишь в ходе диалога, коммуникативного взаимодействия субъектов и установления гармонии.

4.Принцип соответствия – возможность перехода от досинергетической (классической) науки к синергетической.

5.Принцип дополнительности – принципиальная частич-

ность, неполнота как досинергетического, так и постсинергетического описания реальности.

Таким образом, синергетика, как научная дисциплина, принципиально отличается от классических и неклассических теорий.

Вопросы к разделу 6

1.Что такое методология науки; назовите ее основные функции и основания.

2.Проблемы и трудности методологии земледелия.

4.Дайте определение системному анализу.

5.Назовите основные методологические принципы при формировании системы земледелия.

6.Дайте определение понятию «синергетика», опишите

ееосновные принципы.

147

7.ФИЛОСОФСКИЕ ПРЕДСТВЛЕНИЯ О БИОСФЕРЕ,

ЕЕСОВРЕМЕННОМ СОСТОЯНИИ И УСТОЙЧИВОСТИ

7.1.Современные представления о сущности живого

иего методологическом значении для биосферы

«Природа подобна женщине, которая, показывая из-под нарядов то одну часть своего тела, то другую, подает настойчивым поклонникам некоторую надежду узнать ее когда-нибудь всю» Дидро

Одним из важнейших философских вопросов земледелия является вопрос о сущности того или иного природного процесса, познание которого имеет важное теоретическое и практическое значение.

Познание сущности является необходимым условием создания теории развития изучаемого объекта. Знание сущности процесса или явления дает возможность определить качественные ступени развития, показать генетическую связь между ними, определить источник и направленность развития. В случае незнания сути процесса человек может только описывать его, указывая на многообразие различных связей, но управлять уже этим процессом он не может. Только знание сущности позволяет правильно определить цель и средства ее достижения в отношении к природному процессу.

В границах естественноисторического и философского материализма можно выделить несколько представлений о сущности биологического процесса, отражающих дифференциацию и интеграцию современного естествознания. Любое превращение в живой системе можно разложить на известные в неорганической природе химические составляющие. В то же время общей сетке химических превращений в живой природе свойственны свойства и законы, неизвестные для неорганической природы, т.е. специфические особенности биологического обмена веществ.

Специфичными для биологического обмена веществ являются следующие черты:

148

-самообновление биологических структур: живое сохраняется как живое, только обмениваясь веществом и энергией с окружающей средой, при этом его составные части и химические структуры разрушаются и создаются вновь;

-строгая последовательность химических реакций, управляемая ферментативным действием белков;

-направленность всех химических превращений в живой системе на поддержание равновесия с условиями существования;

-колоссальная скорость биохимических превращений, превосходящая химические реакции в неживой природе в десятки миллионов раз.

Специфичность биологического обмена веществ отмечает

иВ.А. Энгельгардт. В качестве ведущих признаков он выделяет:

-своеобразие химического состава живой материи (важнейших полимеров, белков, полисахаридов);

-своеобразие химических превращений, характеризующих биологический обмен веществ;

-способность к ауторепродукции, к воспроизведению себе подобных;

-свойство возбудимости или раздражимости, на основе которого базируется вся сложность взаимоотношений организма со средой;

-способность к движению или к перемещению.

Первые два свойства В.А.Энгельгардт называет фундаментальными, а последующие рассматривает как производные от первых двух.

Раскрытие сущности жизни внесло значительный вклад в понятие биологической формы движения материи. Прежде всего, была показана ее сложная структура. Интеграция и дифференциация в системе естественнонаучных знаний создали возможность раскрыть уровни жизни, связанные со сложностью биологической формы движения материи, включающей в себя физические и химические процессы. Были раскрыты уровни, выражающие этапы развития биологических процессов от простейших до сложнейших организмов, уровни жизни как структурные проявления живого на всех этапах его развития.

149

Выделяет следующие уровни организации живых систем:

-организменный: особь, индивид;

-популяционный, видовой: отдельная популяция или группа популяций, т.е. вид;

-биоценотический: конкретный биоценоз;

-формационный: фауна и флора относительно замкнутой биогеографической области;

-биосферный: живое вещество биосферы с условиями его существования.

Термин «биосфера» был введен в науку в 1875 г. австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом и в буквальном смысле слова обозначал сферу жизни. Первоначально под этим подразумевалась только совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете, хотя иногда и указывалась их связь с географическими, геологическими и космическими процессами: «совокупность организмов, ограниченную в пространстве и во времени и обитающую на поверхности Земли». Обратное воздействие биосферы в то время не замечалось.

В современном понимании, биосфера – это своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Биосфера является определенной природной системой, а ее существование, в первую очередь, выражается в круговороте энергии и веществ при участии живых организмов.

Первым из биологов, который ясно указал на огромную роль живых организмов в образовании земной коры, был Ж.Б. Ламарк. Постепенно идея о тесной взаимосвязи между живой и неживой природой, об обратном воздействии живых организмов

иих систем на окружающие их физические, химические и геологические факторы стала находить реализацию в различных исследованиях. Естествоиспытатели все больше убеждались в том, что обособленное исследование явлений и процессов природы с позиций отдельных научных дисциплин оказывается неадекватным. Поэтому на рубеже XIX-XX вв. в науку все шире проникают идеи целостного подхода к изучению природы, которые в наше время сформировались в системный метод ее изучения.

150