3. Как устроена книга?

Продумывая структуру книги, мы поняли, что ясному и ориентированному на студента изложению должна соответствовать и дружеская к студенту организация материала.

Наша книга включает в себя все необходимые уровни и элементы научного знания о проектировании устойчивого развития в системе природа—общество—человек. Она состоит из Введения в проблему, трех крупных частей, включая 24 главы и 5 приложений.

• Введение в проблему.

• Первая часть: Мировоззрение.

• Вторая часть: Теория.

• Третья часть: Метод.

• Приложение: Специальные вопросы базы научных знаний.

(Алгоритмы и меры).

• Глоссарий. Программа курса. Литература.

Чтобы дать преподавателю некоторое представление о том, как организован материал, мы совершим беглый экскурс по главам.

Введение в проблему. По существу это обзорная глава, дающая возможность студенту понять практическую актуальность проблемы. Уже здесь даются предварительные определения устойчивого развития так, как это было одобрено на 42 сессии Генеральной Ассамблеи ООН в 1987 году. Ясно и определенно излагается суть проблемы в форме восьми ключевых вопросов, из которых ясны трудности, с которыми столкнулось мировое сообщество на пути перехода к устойчивому развитию. Показываются различные примеры, из которых следует, что без глубокой научной проработки проблемы её решение может быть крайне затруднено. Раскрываются факторы, препятствующие и способствующие устойчивому развитию. Внимательно рассматривается определение предмета и метода проектирования устойчивого развития в системе природа—общество—человек.

Часть I. Мировоззрение

открывается определением базовых понятий, используемых в первой части, что должно лучше сориентировать студентов в нижеследующем материале.

Глава 1. Суть научного мировоззрения. Знакомит студентов с понятием научное мировоззрение. Это сделано с целью объяснить студентам, что суть научного мировоззрения состоит в умении различать воображаемые «фантомы» и реальные процессы. Показывается отношение между научным мировоззрением и просто мировоззрением. Дается объяснение при каких условиях выводы научного мировоззрения являются общеобязательными для всех. Рассматривается вопрос: Что такое знание и научное знание? Показываются их общие свойства и различия. Особое внимание уделяется требованиям доказуемости и измеримости знания. Даются самые общие предварительные представления о логике проектирования устойчивого развития, о существовании универсальной основы и меры знаний. Показываются условия, необходимые для развития научного мировоззрения. Подводятся итоги по рассматриваемым вопросам.

Глава 2. Суть и устройство научного знания. Рассматриваются очень важные вопросы, помогающие студенту понять как из «моря» данных выудить знание? Как из знания выделить научное знание? Как установить связи между разнородными знаниями, предоставляемыми естественными и гуманитарными науками? Специально анализируются последствия разрыва связей между элементами знания. Устанавливаются причины разрыва связей.

Глава 3. Устойчивое развитие как проблема синтеза научных знаний о системе природа—общество—человек. Ясно и определенно объясняется студенту, что несмотря на единство мира, он разорван в сознании на «куски» Вавилонской башней профессиональных языков, которые затрудняют понимание сути проблем в системе природа—общество—человек. Подробно рассматривается проблемное поле. Показывается, что суть проблемы синтеза научных знаний в несопоставимости мер, используемых в конкретных науках. Показываются истоки проблемы и рассматривается научное наследие, начиная с работ Н. Кузанского (XV век).

Глава 4. Философская суть проблемы. Объясняются две логики философии. Объясняется суть идеи «атомистики» и идеи развития. Показываются примеры, объясняющие соотношение понятий «хаос» и «порядок». Рассматривается процесс перехода от «Атомистики» к идее Развития. Показывается связь аксиом математики с диалектической логикой. Объясняется в чем суть мира математики и мира действительной природы. Водятся понятия: количество, качество, мера.

Глава 5. суть проблемы в основаниях математики. Рассматриваются крайне важные для студентов вопросы. Почему человечество создало математику? Почему математика устроена аксиоматически? Почему знание математики не гарантирует умения ей пользоваться в конкретном проектировании систем? Какова ключевая идея, которая приблизила нас к современному уровню понимания математики? Все вопросы рассматриваются во взаимной связи с существом обсуждаемой проблемы и даются ясные примеры, помогающие студенту лучше понять суть дела.

Глава 6. Естественно-научная суть проблемы. Студенту ясным языком объясняются ключевые вопросы, порождающие физическую суть проблемы так, как её понимали выдающиеся представители школы русского космизма. Даются определения эмпирических обобщений В.И. Вернадского. Формулируется принцип устойчивой неравновесности Э. Бауэра как базовый принцип явлений жизни. Обсуждается вопрос о возможностях вывести явления жизни из второго закона термодинамики. Студент подводится к понятию мера в физике на примерах спутниковых наблюдений взаимодействия Земли с космическими потоками, из которых следует, что Земля ведет себя как «идеальная машина».

Глава 7. Гуманитарная суть проблемы. В главе обсуждается один из самых ключевых вопросов, который больше всего вызывает вопросов у студентов: «Существует ли объективный закон исторического развития человечества». Показываются различные варианты решения этого вопроса. Рассматривается понятие становление как ключ к пониманию рождения нового. Обсуждается понятие творчество как акт сотворения будущего. Устойчивое развитие рассматривается как обобщающая идея образования. Дается определение проектологии устойчивого развития как логики проектирования изменений в системе природа—общество—человек. Раскрываются отличительный признак специальности.

Часть II. Теория

Так же, как и в первой части, изложение начинается с ориентации студентов на базовые понятия. В их числе определения понятий: научная теория, прикладная научная теория, структура прикладной теории, требования к теории, этапы построения прикладной теории.

Глава 9. Физика. Дается ясное изложение тех ключевых принципов и понятий, без которых невозможно обсуждать проблему. Излагается пространственно-временная система величин Р. Бартини. Рассматриваются понятия энергии и мощности. Показываются проекции (формы) мощности. Дается определение с пояснением на примерах понятий свободной и связной энергии. Рассматривается соотношение понятий температура и энтропия. Определяются понятия замкнутой и открытой систем. Формулируется закон сохранения мощности. На основе этого понятия рассматриваются понятия: равновесные и неравновесные системы, диссипативные и антидиссипативные процессы. Обсуждается механизм устойчивой неравновесности и механизм неустойчивого равновесия. Дается определение понятия развитие.

Глава 10. Химия. Здесь также студенту объясняются ключевые понятия. В их числе: Фотохимические преобразования. Фотоэффект. Плененное излучение. Формы проявления фотонов. Механизм взаимодействия фотонов с молекулой. Эффект нагревания и химическая реакция. Резонанс частоты. Энергия активации.

Чтобы помочь студенту, раскрываются только те понятия, через которые перекидывается мостик от физики и химии к биологии.

Глава 11. Биология. Дается изложение только самых первичных понятий, без которых студенту крайне сложно понять, что есть общего и в чем принципиальное отличие живого вещества от неживого. Внимательно обсуждается понятие обмен веществ в живой и неживой природе. Показывается, в чем состоит принципиальное отличие. Объясняется вынужденный характер процесса. Рассматривается альтернатива «Порядок — Хаос» или «свободная — связная мощность». Формулируются обобщенные выводы и постулаты: Постулаты существования. Постулат сохранения. Постулаты изменения.

Глава 12. Глобальная эволюция. Предоставляется возможность студенту увидеть процесс эволюции земных форм жизни с «высоты птичьего полета» (по выражению В.И. Вернадского), увидеть его волновую тенденцию в целом. Рассматривается принципиальное отличие глобального и локального процессов эволюции. Обсуждаются различные механизмы эволюции: рост (естественный отбор), ускорение развития (конкурентная борьба), Бифуркация. Обсуждаются отличительные признаки и основные параметры, характеризующие магистраль глобальной эволюции.

Глава 13. Человек. Студенту предлагаются первичные понятия и принципы на примере вопросов, которые наиболее часто возникают. Зачем природе человек? Каковы границы выживания? Как работает «устройство», обеспечивающее «целесообразное» поведение? Что является первой потребностью? Как возникла речь? В чем суть первого трудового акта: меры. Рассматривается элементарная схема производственного цикла. Суть механизма мышления и развития.

Глава 14. Человечество. В этой главе в максимально конструктивной и доступной форме рассматриваются формулировки и механизмы действия ряда законов: Закона экономии времени, закона роста полезной мощности. Внимательно обсуждаются понятия: устойчивое развитие, неустойчивое развитие. Студенту в дискуссионном порядке предлагается на рассмотрение вопрос: «Чем объяснить существование людей, интересы и цели которых находятся в противоречии с потребностями общества в целом?

Глава 15. Технологии. Это очень насыщенная разнообразными примерами глава. Но главное не в этом. Студенту дается возможность образно представить «идеальную машину», которая называется космический корабль «Земля».

Студент узнаёт о внешних данных корабля, членом которого он является. Он также узнает позывной код своего корабля. Но главное студенту будет предложен в обобщённой форме механизм работы корабля. Он увидит, что практически все элементы были предметом рассмотрения в предыдущих главах и поэтому ему будет легче воспринять идеи общего классификатора технологий. Этот классификатор будет предметом специального рассмотрения с иллюстрацией на конкретных примерах.

Глава 16. Экология. Здесь студенту предлагается познакомиться с определенным способом видения взаимосвязей и взаимодействий в системе природа—общество—человек. Студента интересует не только словесные и формульные определения, но и образные, то есть геометрическое представление системы. Поэтому в главе студенту предлагаются две модели, представленные как формульно, так и в форме потоковых схем. Речь идёт о моделях интегральной оценки динамики взаимодействий в системе природа—общество—человек. В главе показывается возможность выражения в измеримой форме различных понятий из области экологии, экономики, социологии, техники.

Показывается, что существует возможность соизмерить разнохарактерные процессы и установить между ними связи. Показывается, что наиболее общей мерой является величина мощность (на экологическом языке это понятие трактуют как производительность ресурса).

Глава 17. Экономика. Рассматриваются первичные понятия: стоимость и производительность. Показываются их связи и меры. Раскрывается «творчество» как фактор устойчивого экономического развития. Обсуждаются понятия: потенциальная возможность, реальная возможность, экономическая возможность. Показываются процедуры их измерения. Показывается взаимосвязь экономических законов и возможность их представления с использованием измеримых величин. Обсуждается понятие эффективность капиталовложений и их связь с устойчивым ростом.

Глава 18. Финансы. Студента очень интересует связь денежных измерителей и энергетических. Поэтому в главе раскрывается эта связь. Показывается, что устойчивым обеспечением финансовых потоков является величина полезной мощности. Использование устойчивого обеспечения дает возможность построить принципиальный механизм защиты инвестиций от рисков неэффективного управления развитием. Рассматривается понятие риск как величина возможных потерь инвестора из-за неэффективного управления. Рейтинг с учетом риска. Штрафные санкции. Поощрение роста эффективности управления развитием.

Обсуждаются возможные последствия реализации механизма защиты инвестиций с использованием устойчивого обеспечения активов.

Глава 19. Политика. Студент всегда задает много вопросов о соотношении понятий власть, деньги и идеи. Его интересует судьба золотого обеспечения. Его очень интересуют вопросы неустойчивости обеспечения финансового рынка. И, наконец, как все эти вопросы соотносятся с идеей устойчивого развития. В помощь студенту эти вопросы являются предметом обсуждения в данной главе.

Здесь показывается, что устойчивое развитие должно быть политической целью любого общества независимо от форм его политического устройства и форм собственности. Это положение иллюстрируется многочисленными примерами истории. Показываются причины возникновения критических периодов в истории. Их связь с войнами.

Обсуждается механизм оценки вклада политики в устойчивое развитие. Рассматривается вопрос об ответственности за устойчивое развитие человечества. Обсуждаются вопросы теории права и конфликты. На этой основе предлагается типология целей и спектра интересов.

Часть III. Метод

Эта часть вводит читателя в метод, поэтому она начинается со знакомства студента с базовыми понятиями.

Глава 20. Методологические предпосылки проектирования. Студент должен почувствовать себя в роли конструктора. Поэтому глава начинается с объяснения роли инженера как конструктора. Чтобы облегчить студенту последующее изложение идей метода ему в очень доступной форме излагаются ключевые вопросы методологии проектирования из первых источников. В главе даются определения ключевых понятий, обращаясь непосредственно к авторам этих понятий. Это, прежде всего, Н. Бурбаки и их стандарт математического описания, О. Веблен и суть проективной геометрии. Рассматриваются первые шаги инженера в его попытке начать конструировать некоторую систему. Показываются препятствия и их причины. Показывается как понятие величина трактовал сам автор — А. Лебег. Показывается отношение А. Эйнштейна к вероятностным моделям.

Студенту дается возможность увидеть в ясном и доступном виде крайне сложные вопросы разработки прикладных теорий проектирования.

Глава 21. Суть логики проектирования. Студенту объясняется, что такое проектирование. Объясняется, что говорить об целенаправленном изменении системы можно только тогда, когда существует ясное определение цели и план её достижения. На многочисленных примерах показывается, что процесс проектирования — это последовательность логических шагов, приводящих к ответу на определённые вопросы. Обсуждаются основные вопросы проектирования устойчивого развития: ЗАЧЕМ —почему, КТО — что, ГДЕ — когда, КАК — сколько.

Особое внимание уделяется вопросам формирования целей с использованием измеримых величин, а также базе научных знаний, анализу развития ситуаций и плану действий по достижению цели. Даётся много иллюстративных схем. Студент подводится к восприятию методологических основ проектирования, идей тензорного анализа.

Глава 22. Инварианты в технических системах. Эта глава является логическим продолжением тех идей, с которыми студент познакомился в главах № 15 — технологии, № 17 — экономика, № 18 — финансы, № 20 и № 21 — методологические предпосылки проектирования. В данной главе студенту объясняются понятия: общая динамика машин и обобщённая машина так, как это понимали С. Карно и Г. Крон. Эти понятия необходимы для лучшего восприятия идей тензорного метода проектирования сложных систем, основанного на использовании инварианта мощности. В предыдущих главах студент получил представление о том, что разнообразные социально-природные системы могут выражаться с использованием величины мощность.

В этой главе он получает возможность увидеть эту связь на примере разнообразных технических систем. Это очень важно для формирования у студента целостного представления о методе проектирования.

Глава 23. Общие представления о методе проектирования. В этой главе главным героем будет тензор.

С этим понятием студент знакомился практически в каждой главе, но там оно было в тени. В данной — главный герой. Поэтому студент знакомится с автором этого понятия (в инженерной трактовке) Г. Кроном. Студенту объясняются основные положения, без которых сознательное освоение работ Г. Крона невозможно. Излагается основная идея Г. Крона. Рассматривается суть метода. Обсуждаются формулировки обобщающих постулатов Г. Крона.

Глава 24. Элементы тензорного анализа Г. Крона. В данной главе студент знакомится с первичными понятиями и процедурами тензорного анализа Г. Крона, без которых невозможно делать проекты для систем с переменной структурой в условиях изменения процессов в системе природа—общество—человек. В числе рассматриваемых в главе понятий следующие:

1. Элементы алгебры n-матриц с рассмотрением численных примеров, даваемых непосредственно Г. Кроном.

2. Разложение и обращение степенных рядов. Этот элемент активно использован во многих главах книги и поэтому мы решили его включить в данную главу, хотя для понимания тензорного метода Г. Крона это не имеет принципиального значения.

3. Тензор преобразования. Данное понятие является одним из ключевых в тензорном методе Г. Крона, и поэтому оно рассматривается в связи с рядом других понятий.

Для облегчения восприятия главы студенту предлагается литература, по которой он может существенно углубить и расширить свои знания тензорного анализа Г. Крона.

Более того, в приложении № 1 рассматриваются специальные вопросы, включенные в базу научных знаний. Среди них не первое место мы поставили алгоритмы расчета тензорных сетей, разработанные профессором А.Е.Петровым. Студент при желании может не только познакомиться с этими алгоритмами, но и овладеть ими в рамках специального курса.

В приложении № 2 рассматриваются вопросы системности пространственно-временных мер в изложении профессора г.Смирнова и А.С.Чуева. Эти вопросы также могут помочь студенту лучше понять картину реального мира.

В приложении № 3 мы дали возможность студенту иметь подробный список авторов, работы которых использованы в научной базе знаний о системе природа—общество—человек.

В приложении № 4 дается глоссарий некоторых терминов, понятий и высказываний.

В приложении № 5 излагается программа дисциплины: научные основы проектирования устойчивого развития в системе природа—общество—человек.

Завершается книга списком использованной литературы.