Теория систем и системный подход / Sistemniy podkhod v sovremennoy nauke 2004
.pdf«Второе условие — это достаточное разнообразие специфических форм. Если формы даже вполне специфичны, но малочисленны, как, например, формы энергии, нет основания для систематики как отдель ной дисциплины. Но многочисленными специфические формы могут быть только при значительной степени сложности, то есть при доста точном многообразии, при достаточном числе признаков объекта. Только многообразие внутри каждого объекта создает возможность достаточного разнообразия между отдельными объектами, только сложность специфических форм обусловливает необходимость слож ной таксономической группировки их. Итак, систематический метод применим в меру сложности и специфичности объектов» (с. 25).
Информационный взрыв в познании биологического разнообра зия также произошел в XVI столетии в связи с изучением европей ских флор и фаун, и особенно в связи с открытием Америки, изуче нием растительного и животного мира Северной Африки и Индии. Число известных видов растений уже измерялось не сотнями, а ты сячами; увеличилось, хотя и в меньшей степени, число известных ви дов животных.
У Беклемишева мы находим: классификация становится необхо димой только тогда, когда выясняется сложность и гетерогенность объектов, т. е. разнообразие их организации, и обнаруживается до статочно большое число объектов.
Далее Беклемишев рассматривает вопрос о тех граничных усло виях, за которыми классификация становится невозможной. Разуме ется, мы принимаем его представления о том, что систематика как наука может возникнуть только там, где есть условия и необходи мость в разработке классификации, а последняя, в свою очередь, нужна там, где имеется много сложных и разнообразных объектов. Однако к этому решению вопроса следует сделать небольшое допол нение, которое, однако, лишь подтверждает взгляды В.Н. Беклеми шева.
Это дополнение связано с проблемой искусственных и естествен ных классификаций. Искусственные классификации, которые созда ются в качестве основы для идентификаторов (=ключей) или иных практических (с точки зрения специалиста) целей, могут создавать ся для небольшого числа объектов и характеризоваться малым чис лом признаков — чем меньше, тем лучше — лучше всего одним-един- ственным признаком. Число объектов, для которых создаются искус ственные классификации, также может быть незначительным, при
чем ясно, что чем больше объектов, тем сложнее ключ, а чем слож нее ключ, тем труднее им пользоваться, т. е. он тем хуже.
Эти соображения могли бы использоваться против взглядов Бек лемишева, однако искусственные классификации, как правило, со здаются под ключ и являются основой для идентификаторов, и если их можно рассматривать в качестве классификаций, то от естествен ных классификаций они отличаются кардинально. Если же иметь в виду естественные классификации, то никаких разногласий не воз никает. Очевидно, однако, что В.Н. Беклемишев имеет в виду имен но естественные классификации.
Вопрос о минимальном числе объектов и признаков в естествен ных классификациях заслуживает специального рассмотрения.
Анализ классификации простых геометрических фигур показыва ет, что характеристики объектов по независимым признакам позво ляют строить любые произвольные классификации объектов, причем эти классификации оказываются равноправными. Таковы все искус ственные классификации, т. е. классификации, построенные «искус ственным методом», как их называл Линней, у которого термина «ис кусственные классификации» не было — этот термин был введен позже. Таковы классификации, построенные «под ключ»: ради удоб ства идентификации животных их можно сначала делить по разме рам или по окраске или по любому другому признаку — лишь бы их можно было легко определить до вида. В многовходовых определи телях классификация вообще отсутствует — они редуцированы до идентификаторов, не имеющих никаких других функций.
Возможность классифицирования «естественным методом» появ ляется только тогда, когда признаки оказываются взаимно связанны ми, т. е. коррелированными между собой. В примере Поппера, кото рый Гриффитс привел в качестве доказательства равноправности разных классификаций геометрических фигур, три фигуры характе ризовались тремя независимыми признаками — формой, величиной и цветом. Однако для иллюстрации этой идеи можно было бы исполь зовать минимальное число объектов и признаков: две фигуры и два признака — их форму и цвет (для двух объектов, характеризующих ся одним признаком возможна только одна классификация — по это му признаку). В этом случае возможны две равноправные классифи кации фигур: по форме — треугольники и круги; по цвету — фигуры черные и белые. Однако было показано, что достаточно ввести тре тий признак, коррелированный с формой фигур (например, формулы
площади треугольников и кругов), как они четко разделятся на треу гольники и круги — соответственно классификации фигур в плани метрии — а подчиненные «таксоны» выделяются по цвету. Эта клас сификация является единственно возможной естественной класси фикацией указанных фигур. Таким образом, мы полностью принима ем мысль В.Н. Беклемишева: естественная классификация каких-ли бо объектов возможна только тогда, когда появляется «специфич ность сочетаний» признаков этих объектов.
Основные методы описания, построения классификаций и рекон струкций филогенеза должны соответствовать «центральной дог ме» — концепции целостности организма. Благодаря идее Беклеми шева, мы находим истоки представлений о целостности — о целост ности в систематике можно говорить только с того момента, когда в поле зрения исследователя появляются закономерные сочетания признаков.
Итак, естественная классификация тем лучше, чем больше взаи мосвязанных признаков характеризуют объекты и чем больше число объектов ею охвачено, однако выясняется, что она возможна и в слу чае малого числа объектов и малого числа признаков — минимум трех, из которых два могут быть независимыми, но третий должен быть жестко связан с одним из двух других.
Задача систематики. Обычно задачи систематики идентифици руются с функциями этой науки (идентификация = определение объ ектов = нахождение их места в системе); составление описаний; ис следование сходств и различий видов; построение классификации; исследование примитивных и продвинутых признаков; построение филогенетического дерева и реконструкция филогенеза в динамике; прикладные функции.
Взгляды В.Н. Беклемишева по этой проблеме представляются ав тору не вполне понятными, и они, по-видимому, требуют специально го и более глубокого анализа. По нашему предварительному мнению, они могут быть истолкованы следующим образом: в каждой науке можно различать два подхода к изучаемым ею объектам и характе ру обобщения полученных данных: систематический и номотетический; первый описывает разнообразие объектов и их развитие, вто рой — на основании этого исследования устанавливает законы, со ответственно которым реализуется форма в широком смысле («морфопроцесс») и ее преобразования; оба подхода связаны между со бой; их соотношение в различных науках различно.
Нам представляется, что эти мысли имеют важное значение для теории систематики.
Задачи систематики рассматриваются В.Н. Беклемишевым с ши роких философских позиций. Такой же подход к проблеме исповедо вал А.А. Любищев, и их взгляды имеют между собой много общего. Прежде всего, Беклемишев, ссылаясь на Г. Дриша, говорит о суще ствовании двух аспектов изучения мира — номотетического и систе матического. Из представления об этих двух аспектах выводятся за дачи систематики как науки: «Систематика есть кратчайшее описа ние всех явлений по степени их сходства, номотетика — по степени постоянства их связей во времени. Систематика создает классы, но мотетика — законы. Цель тех и других — охватить наибольшее коли чество разнородных явлений с помощью наименьшего количества терминов — экономия мысли. Они составляют два указателя к При роде, составленные по двум различным признакам. Вряд ли кто ста нет отрицать значение классификационного метода как вспомога тельного, но многие ученые с физическим складом ума склонны счи тать, что, кроме вспомогательного, он никакого другого значения не имеет и иметь не может. Единственной конечной целью науки им представляется полное знание законов, лапласовская система объ емлющих все мироздание уравнений. Нет сомнений, что такая точка зрения является односторонней» (с. 22-23).
«Физика является почти чисто номотетической дисциплиной, ато мистика, химия или кристаллография содержат значительный эле мент систематики, все отделы биологии необходимо имеют наряду с номотетической также и систематическую часть. Большее или меньшее развитие классификационной части в каждой науке зави сит: во-первых, от природы объектов и, во-вторых, от степени их изу ченности, и определяется степенью прагматической полезности при менения к данным объектам на данной ступени развития науки клас сификационного метода» (с. 24-25).
Здесь, по-видимому, целесообразно напомнить, что мы приняли точку зрения, согласно которой жестко разводятся понятия «система тика», «определение», «классифицирование», «построение класси фикаций» и «классификация». Термин «систематика» целесообразно использовать для обозначения систематики как науки или для обозна чения классификации какого-либо таксона в сочетании с его названи ем (например, «система таксона — классификация таксона, рассмат риваемая в качестве системы; идентификация — определение места
вида в системе живых существ; построение классификации — созда ние иерархической классификации для какого-либо таксона.
Используя эту терминологию, мы полагаем, что В.Н. Беклемишев, отделяя номотетический подход в систематике от систематического, имел в виду — судя по приведенному выше фрагменту — следую щее: оба эти подхода входят в компетенцию систематики как науки и представляют два ее раздела, но значение систематического (клас сификационного) подхода в ней особенно велико. На основании оп ределений Беклемишева можно сделать следующие выводы: задачи систематики как науки — описание и классификация явлений (идиография) и установление закономерностей этих явлений (номотетика систематики).
Итак, следуя за В.Н. Беклемишевым, мы можем сформулировать задачи систематики как задачи идиографии и номотетики живой при роды. Их целесообразно именовать «задачи систематики» и отделить от конкретных исследовательских задач, которые целесообразно рассматривать в качестве «функций систематики». Соответственно задачам систематики в ней следует выделить два раздела — теоре тическая систематика (номотетическая систематика) и практическая систематика (общая практическая систематика, по Любищеву). К тео ретической систематике следует прежде всего отнести труды А.А. Любищева и В.Н. Беклемишева, а также большое число работ других авторов по теории систематики.
Разделы «общей практической систематики». Мы предложили делить систематику на три раздела: мерономию (область описаний, таксономию (область классификаций) и филономию (область рекон струкций филогенеза). Это подразделение обосновывалось необхо димостью соответствия между основными проблемами, над которы ми работает систематик-практик и основными этапами его деятель ности, и делением систематики на разделы. Принимая взгляды А.А. Любищева и В.Н. Беклемишева, мы теперь рассматриваем эти разделы как разделы общей практической систематики.
Мы предлагаем считать филономию областью пересечения систе матики и филогенетики, включающей только проблемы реконструк ции филогенеза. Это решение, четко определяющее границы систе матики, в отношении филогенетики представляется нам предвари тельным, и мы готовы принять любое более обоснованное решение. В литературе по этому вопросу есть разные мнения: одни ученые счи тают систематику частью филогенетики, другие — филогенетику ча
стью систематики. Разумеется, было бы целесообразно разрешить и этот вопрос, хотя его практическое значение не столь велико. На пример, часть ученых рассматривают теорию систем в качестве раз дела кибернетики, изучающего организацию систем, тогда как дру гие считают кибернетику частью теории систем — разделом, изуча ющим процессы управления. Автор принимает вторую точку зрения, поскольку в биологической кибернетике выделяются три раздела: «системология», «область процессов управления» и «область инфор мационных процессов» — между этими разделами и разделами сис тематики устанавливается соответствие. Однако возможны и другие подходы. Здесь мы имеем аналогичную ситуацию, однако вопрос о соотношении систематики и филогенетики далеко выходит за пре делы терминологии. Для его решения мнение В.Н. Беклемишева име ет большое значение. Обратимся к его аргументации.
В.Н. Беклемишев считает, что в систематике следует выделять два раздела: задача первого раздела — описание видов, второго — их классификация. Обратимся к его аргументации: «Итак, система тический метод состоит в группировке объектов на основе сходств и различий, цель систематики — наиболее краткое и полное описа ние данной группы объектов в прядке их сходств и различий. Но сход ства и различия устанавливаются на основании сравнения объектов между собой. Чтобы сравнивать, мы должны сличить, сопоставить все признаки двух объектов, то есть описания двух объектов. Первая задача систематики — описание отдельных форм. В сущности, мы сначала создаем описания отдельных объектов, затем группируем возникшую совокупность описаний так, чтобы по возможности сокра тить ее без потери полноты; такая сокращенная до минимума сово купность описаний есть осуществленная цель систематики» (с. 26).
«Итак, мы будем сначала говорить об описании, затем о сравне нии в пределах реконструктивной морфологии, принимая все время во внимание таксономические критерии, и, наконец, таксономии, в частности, иерархической таксономии, представляющей наиболее разработанный вид таксономии вообще» (с. 100).
Далее Беклемишев отмечает, что первая задача систематики — об ласть конструктивной морфологии, которая в данном контексте являет ся составной частью систематики. Приведенный выше фрагмент сви детельствует о том, что В.Н. Беклемишев за полвека до С.В. Мейена со вершенно отчетливо сформулировал необходимость разграничения об ласти описаний от области классификаций. Его конструктивная морфо
логия принципиально не отличается от веденного Мейеном понятия мерономии. Мерономия — та же конструктивная морфология, связанная соответственно времени не только с проблемой целостности организ ма, но и с ее системными аспектами. Разумеется, это обстоятельство никак не уменьшает заслуги С.В. Мейена, который пришел к аналогич ным выводам, не зная труда В.Н. Беклемишева. Мы приняли деление систематики в узком смысле слова на мерономию и таксономию, и то обстоятельство, что это разделение систематики было реализовано не только Мейеном, но и задолго до него предложено В.Н. Беклемишевым, лишь подтверждает правильность этого решения.
Таким образом, выделение в пределах систематики мерономии и таксономии вполне соответствует взглядам В.Н. Беклемишева. Статус филономии мы обсудим ниже.
Рассматривая систематику в целом, Беклемишев неоднократно об ращается к взаимосвязи между номотетическим и систематическим подходами к изучению мира организмов: «В сущности — оба метода, номотетический и систематический, неразделимы, так как и система тика сравнивает и классифицирует не отдельные восприятия, а объек ты опыта, то есть понятия, выведенные из опыта при помощи некоторо го знания причинных связей; и номотетика для отождествления отдель ных восприятий и целых объектов пользуется сравнением их сходств и различий. Но каждый метод в одном случае является чисто служеб ным, в другом — определяет собой всю конструкцию науки» (с. 24).
Мы полагаем, что на основании рассмотрения приведенных выше фрагментов текста «Методологии систематики» можно сделать вы вод, который мог бы существенно углубить современные взгляды на возможную структуру будущей теории систематики: эта теория долж на состоять из двух разделов:
А) номотетического, рассматривающего общие закономерности эволюции и закономерности построения описаний, классификаций и реконструкций филогенеза в виде соответствующих их значению иерархий;
Б) «систематического», рассматривающего теоретические аспек ты деятельности систематики (основные понятия, объект, предмет и т. д. этой науки).
Таким образом, первый раздел должен соответствовать одному из многих значений термина «теоретическая биология». В другом — долж ны быть изложены эмпирические основы систематики. Мерономия, так сономия и филономия (или филогенетика?) — части второго раздела.
Соответственно общим закономерностям развития науки, на ко торые обратил особое внимание В.Н. Беклемишев, второй раздел по времени своего формирования предшествует второму. Можно пред положить, что, когда будут разработаны оба раздела, в логическом изложении общей теории систематики эти разделы поменяются сво ими местами.
Мы уже видели, что выделение в пределах систематики мерономии и таксономии вполне соответствует взглядам В.Н. Беклемишева. Вопрос о соотношении классификации и филогении таксонов рас сматривается ниже, однако здесь целесообразно привести высказы вания Беклемишева относительно включения филогенетики в систе матику в качестве ее части. В разделе «Систематика и история» чи таем: «Итак, общее отношение систематики к истории таково: исто рия высшего целого, его идиографическое описание, есть единствен но возможная по отношению к единичному форма систематики: то, что мы называем морфологией. В этом смысле история есть одна из глав систематики (курс. мой. — В.Э.)» (с. 77).
Вопрос о статусе филогенетики остается открытым. Создается впечатление, что Беклемишев рассматривал всю филогенетику как часть систематики, основываясь на том, что работы по филогении но сили, по существу, классификационный характер: «Но я утверждаю, и подробным анализом мог бы доказать, что та морфология конца XIX века, особенно в области беспозвоночных, памятниками которой являются большие учебники К. Et Н. Lang, Me Bride. Delage et Herouard, Gegenbaur, Wiedersheim, Шимкевич и пр., и пр., и которая сознательно являлась филогенетикой, ставила своею целью генети ческую систему животных, то есть таблицу происхождения, — на де ле работала методами не истории, а систематики, а потому устанав ливала не реальные отношения генетические, а идеальные система тические. Вся эта школа прекрасно подвинула вперед, почти созда ла морфологию и систематику беспозвоночных, о которой не дума ла, и решительно ничего не дала для воссоздания их филогении, о чем непрестанно говорила» (с. 85).
Итак, сравнительная анатомия конца XIX в., вдохновлявшаяся идеями Дарвина и Геккеля, безусловно относится Беклемишевым к систематике. В отношении «подлинной филогенетики», как мы ви дели, он высказывался достаточно осторожно, указывая, что история является частью систематики в указанном им смысле. Однако мы на ходим еще одно подтверждение того, что филогенетика вообще яв
ляется частью систематики: «Мы уже видели, что история в высшем смысле слова, как идиографическое завершение биологии, есть лишь часть систематики (курс. мой. — В.Э.): предмет ее — морфопроцесс Геомериды» (с. 98-99).
Таким образом, наше мнение о включении области реконструкций филогенеза в пределы систематики соответствует взглядам В.Н. Бек лемишева.
Классификация таксона и его филогения. То, что описание предшествует построению классификации, очевидно. Соотношение между классификацией и филогенией спорно. В литературе сущест вуют по крайней мере три точки зрения:
а) классификация строится по «родству», т. е. соответственно фи логении;
б) классификация строится и по сходству, и по родству, т. е. строится по сходству, но изменяется как только появляются новые гипотезы (реконструкция филогенеза всегда гипотетична — так счи тают и биологи, и палеонтологи); классификация строится по сход ству, но таксоны должны быть монофилетическими. Последняя точ ка зрения наиболее распространена среди современных традици онных систематиков и поэтому заслуживает специального рассмо трения;
в) классификация строится только по сходству; родство представ ляет реконструкция филогенеза. Таким образом, для каждого таксо на следует разрабатывать две схемы (графа— дендрограммы— дре ва) — классификационную и филогенетическую, и устанавливать между ними соответствие.
Наша точка зрения относится к группе «в» и состоит в следующем. Напомним, что было принято утверждение, согласно которому систе матика и филогенетика — относительно автономные области науки. Это утверждение, наиболее четко сформулированное Я.И. Старобогатовым, легло в основу предлагаемого разделения систематики на три отдела — мерономию и таксономию (систематика в узком смыс ле слова) и филономию как область интерградации систематики и филогенетики. При этом утверждалось, что сначала создается ес тественная классификация, на ее основе — филогения. Последняя воздействует на классификацию через ее обычный механизм — взвешивание всей имеющейся информации. Иными словами, клас сификация первична, реконструкция филогенеза вторична, но связа на с классификацией не только прямой связью (от классификации
к филогении), но и обратной связью (от филогении к классификации), однако через обычный классификационный механизм — взвешива ние все имеющейся информации.
Итак, надо сначала представить объект в неподвижном состоянии (классификация его пространства); затем классифицировать стадии его преобразования (классификация его времени); затем предста вить его в процессе развития (в его пространстве-времени). Такова наша концепция.
Теперь обратимся к «Методологии систематики» и рассмотрим высказывания В.Н. Беклемишева по интересующим нас аспектам проблемы.
О самостоятельности систематики как науки. У В.Н. Беклемише ва читаем: «Из самого определения систематики ясно, что она пред ставляет результат применения логически совершенно самостоя тельного метода, являющегося одним из основных методов науки во обще: метод этот преследует особые задачи и не может быть заме нен ничем другим. В одних областях знания его роль больше, в дру гих — меньше, но имеет он место всюду... Возможно даже, что в био логии систематика составляет, может быть, главный и господствую щий элемент (с. 80).
О причинах смешения систематики с филогенетикой. В.Н. Бекле мишев высказывает мнение о том, что в результате влияния теории Дарвина в умах биологов произошло смешение систематики с воз никшей на почве этой теории филогенетикой: «Два больших недора зумения возникли во время Дарвина и трансформистской школы во взаимоотношениях между систематикой и историей. Одно — в ущерб систематике, другое — в ущерб истории. Оба основаны на полном смешении обеих дисциплин и их методов. Первое из этих недоразу мений — подмена системы филогенией, так называемая генеалоги ческая система, второе — применение методов систематики к вос становлению прошлых событий» (с. 80).
«...Настоящая путаница воцарилась лишь в середине XIX века:
кэтому времени, по крайней мере в области биологии, происходит интереснейшее огрубление мысли: очевидно, головы человеческие не могли как следует переварить массы хлынувших фактов и ввиду этого были приложены все усилия, чтобы затискать их хоть в какиенибудь грубые, но наглядные схемы. Тогда-то и произошла подмена систематики филогенией: вместо системы достаточно иметь родо словное дерево организмов» (с. 81-82).