Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

ГЕОЭКОЛОГИЯ В СОВРЕМЕННОЙ ПАРАДИГМЕ НЕЛИНЕЙНОГО МЫШЛЕНИЯ

Андреев М.Д.

В последние десятилетия естественные науки интенсивно развивают представления глобального эволюционизма. Вселенная в современном естествознании рисуется динамичной, эволюционирующей не монотонно, а через кризисные состояния, катастрофы, бифуркации, сменяющиеся периодами запрограммированного развития. Классической и постнеоклассической (современной) картине мира соответствуют различные типы восприятия жизни.

Традиционно природа представлялась в значительной мере стабильной и детерминированной (определенной, обусловленной), а кризисные состояния играли роль нарушений в закономерном развитии и течении жизни. Современную же картину жизни определяют кризисные состояния как необходимые составляющие вечного развития. Естествознание развивается через смену парадигм, причем в критический момент старая парадигма может быть заменена несколькими вариантами. Под парадигмой понимается « признанные всеми научные достижения, которые в течение определенного времени дают модель постановки проблем и их решений научному сообществу»(4).

Естествознание в ХХ в. развивалось в соответствии с двумя основными принципами. Первый из них - это широко подтвержденное практикой представление об однозначности причинно- следственных связей (принцип детерминизма), с которыми связаны основные успехи в описании физических процессов, решение задач теоретической механики и многих технических наук. Фактически этот принцип лежит в основе современной технической цивилизации. Второй важнейший принцип современной науки - ее основанность на эксперименте. При этом общепризнанно, что предметом научного исследования могут быть только природные явления и процессы, полностью воспроизводимые в лабораторных условиях.

Однако развитие наук о жизни и в первую очередь геоэкологии показало ограниченность подобных однозначных (линейных) представлений о мире. Выяснилось, что для всех сложных природных систем характерны свойства, описываемые лишь с помощью нелинейных моделей, для которых естественны ограниченность решений, колебательные и мультистационарные режимы, псевдослучайное пространственное и временное поведение.

В сущности, биология и экология никогда не соответствовали парадигме линейного мышления. Современные нелинейные модели были разработаны для описания и объяснения в первую очередь процессов в живой природе. Индивидуальность и разнообразие живых систем и нередко невоспроизводимость результатов сложных биологических экспериментов сегодня, на наш взгляд, вполне очевидны. Это новое направление биофизики и математики называют современной парадигмой нелинейного мышления. Ее суть в том, что все процессы в живой природе и большинство процессов в неживой природе описываются нелинейными уравнениями. Действительно, живые системы являются открытыми по веществу и энергии и удалены от состояния термодинамического равновесия. Нелинейность их поведения объясняется, например, те, что процессы роста популяции в зависимости от условий могут приводить к различным последствиям - стабилизации ее численности (в климаксных растительных сообществах); регулярным колебаниям численности; стохастическим вспышкам численности (у насекомых); пространственно- временным распределениям (например, к появлению пятен планктона в океане).

С.П. Капица и С.П. Курдюмов, предложили математическую модель этого процесса и охарактеризовали его как режим « с обострением» или как взрывоподобную ситуацию, ведущую к коллапсу с непредсказуемыми последствиями. Современное естествознание пришло к выводу, что неоднозначность и неустойчивость начальных условий есть естественное состояние природных систем. Одна из главных современных проблем нелинейной динамики состоит в том, чтобы разработать методы изучения подобных систем, критерии и условия их упорядочения. Таким образом, невоспроизводимые явления могут быть объектом научного геоэкологического исследования.

Примерами нелинейных моделей при описании разнообразных живых существ и их адаптации к изменениям среды обитания являются наличие порогов чувствительности к внешним воздействиям, парадоксальные реакции на сверхмалые дозы различных средовых воздействий, явления кумулятивного и синергетического интегрального действия многочисленных факторов среды на организмы.

Необходимость изучения и описания систем с нелинейным поведением или с нелинейной динамикой в начале 70-х годов ХХ века привела к возникновению особого междисциплинарного направления научных исследований, сформировавшиеся в комплексную науку - синергетику.

Синергетика исследует процессы самоорганизации в системах различной природы и, прежде всего в живых. Под самоорганизацией понимают процессы возникновения пространственно-временных структур в сложных нелинейных системах, находящихся в системах далеких от равновесия, при достижении ими особых критических точек - бифуркации. В этих случаях поведение живых систем становится неустойчивым. В точках бифуркации система под воздействием незначительных флуктуаций (случайных отклонений какого-либо фактора) может резко изменить свое состояние. В эти переломные моменты принципиально невозможно предсказать, в каком направлении будет происходить дальнейшее развитие: станет ли система хаотичной или она перейдет на новый, более высокий уровень организации.

Состояние неустойчивости, характеризующее чувствительную к флуктуациям систему, необходимо для любого процесса развития, ибо смена точек бифуркации и периодов более или менее устойчивого развития есть природная закономерность. Она лежит в основе эволюции биосферы, процессов (индивидуального развития) организмов, а также и социального развития общества.

В современной биологии доказано, что чем более устойчива система, чем разнообразней её элементы (живые организмы, биоценозы, экосистемы, из которых складывается биосфера Земли) и чем разнообразнее связи между ними, тем больше вероятность того, что система (биосфера Земли) не подвергнется окончательному (катастрофическому) разрушению по какой-либо причине.

Если внешнее возмущение слишком велико, система с некоторым запаздыванием покидает свои пределы толерантности (устойчивости) и прекращает существование. Изучение критических возмущений важно не только для исключения фатального антропогенного воздействия, но и для предотвращения опасного сочетания возмущений, так как для биосферы в ответ на сочетание многих воздействий характерны синергетические (интегральные) эффекты. Техногенное воздействие на природу медленно, но верно изменяют природное сообщества: снижая видовое разнообразие, уменьшают диапазон их толерантности и т.д. (3).

Антропогенный фактор, вызывающий разрушение биосферы, является флуктуацией, вызванной популяционным взрывом. Система «общество-природа» по теории И.Р. Пригожина (1917-2003), достигнув точки бифуркации, должна будет перестроиться. Однако распад старой системы отнюдь не должен означать переход ее в хаотическое состояние. Бифуркация - это толчок к развитию биосферы по- новому, совершенно неведомому нам пути (1).

В настоящее время понятие «геоэкология» превратилось в мощное научное направление с самостоятельным междисциплинарным подходом к исследованию природных систем Земли, как в спонтанном режиме развития, так и в условиях антропогенных нагрузок. В последнее двадцатилетие произошло существенное обновление геоэкологической парадигмы - геоэкология понимается как наука о взаимодействии человеческого общества и природы, а главным ориентиром становится исследование геосистем как жизненной среды человечества. При этом, следует обратить внимание, на слова в предисловие к работе Ф.Энгельса « Диалектика природы», где было сказано, что «на примере кибернетики и многих вновь возникающих отраслей естествознания, таких, как физическая химия, биохимия, геофизика, космическая биология и др., полностью подтвердилось и подтверждается предсказание Энгельса о том, что именно на стыке различных наук надо ожидать наибольших достижений»(5).

Геоэкология относится к поколению новых, интегративных наук, входящих сразу в несколько сфер научного познания - и естественных, и общественных, и даже технических наук. Хотя базовыми для геоэкологии являются науки о Земле, изучение геоэкологии носит интегративный характер и базируется не только на знании предметов естественнонаучного цикла, но и гуманитарного, а также социально-экономического циклов (2).

Геоэкология - это научная основа рационального природопользования. Главной ее задачей должно стать системное проектирование среды обитания человека. Ход изменений связей между природой и человеком приводит к одновременным переменам в природе и социальной деятельности человека.

Глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничего не может быть выиграно или потеряно, и которое не может являться объектом всеобщего улучшения: все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возвращено. Платежа по этому векселю нельзя избежать. Он может быть только отсрочен. Неизбежность платежей подчеркивается и законом независимости биосферы.

Незаменимая биосфера до определенного времени работала в рамках принципа Ле Шателье - Брауна, что для этой фазы эволюции сформулировано в виде закона обратимости биосферы П. Дансеро(1957): биосфера стремится к восстановлению экологического равновесия тем сильнее, чем больше давление на неё. Это стремление продолжается до достижения экосистемами климаксных фаз развития. Современная цивилизация и культура не обеспечивают стабильных условий существования на Земле ни жизни, ни человека как ее части. Вместе с тем человечество создает давление на среду не столько биологически, сколько техногенно, что может привести к дисбалансу в системе взаимоотношений человек-природа.

Человеческая цивилизация сталкивается с экологическими проблемами на протяжении всей истории своего существования, однако они еще не имели такого масштаба и размаха как на рубеже ХХ-ХХI веков. И вот здесь на первый план должна выходить геоэкологическая культура. Геоэкологическая культура предполагает высокий уровень умений осуществлять экологическую деятельность. В структуре геоэкологической культуры личности выделяются следующие компоненты:

  • мотивационный - система мотивов геоэкологической деятельности и поведения личности;
  • аксиологический - осознание многосторонней ценности природы для общества и человека, природы как общечеловеческой ценности, самоценности природы;
  • гностический - система научных теоретических и эмпирических знаний о природе и ее компонентах, человеке как составной части природы, взаимодействий человека и природы; знаний геоэкологии, социальной геоэкологии, охраны природы;
  • этический (нормативный) - система норм и правил поведения и деятельности человека в природе, взаимодействия с природой (геоэкологическая этика);
  • операционно-деятельностный - система геоэкологических умений личности, практические геоэкологические умения и навыки, владения различными технологиями взаимодействия с природой;
  • эмоционально-волевой - эмоциональная отзывчивость личности к природе, опыт эмоционально-волевого отношения к природе, волевое напряжение в решении экологических проблем на личностном уровне, достижении оптимизации отношений человека и природы.

Такое представление о сущности геоэкологической культуры во многом базируется на идеях В.И. Вернадского(1863-1945). Автор учения о биосфере еще в начале прошлого века пришел к выводу о том, что человек постепенно становится геологическим фактором преобразования верхней оболочки Земли. По мнению гениального ученого, человечество сможет обеспечить свое будущее только в том случае, если возьмет на себя ответственность за развитие биосферы в целом.

В заключение, хотелось бы отметить, что ввиду того, что человечество сделалось определяющим фактором в эволюции биосферы и существовать вне биосферы не может, оно обязано принять на себя обеспечение направленности ее развития ради своего будущего. Процессами эволюции биосферы начинает управлять разум. Разум геоэкологически культурного человека. В настоящее время положение весьма зыбкое, и многие ученые полагают, что человечество, если оно хочет сохранить цивилизацию, должно решить экологические проблемы в ближайшие десятилетия, иначе могут наступить необратимые биосферные процессы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Гленсдорф П., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций, М.,1973.
  2. Жиров А.И. Теоретические основы геоэкологии: Монография. - СПб: Издательство, 2001.
  3. Капица С.П., КурдюмовС.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М., Наука. 1997.
  4. Колонцов А.А., Васильев Д.А. Краткая история науки. Учебное пособие ч.1 - Ульяновск,2004.
  5. Энгельс Фридрих Диалектика природы. - М.: Политиздат, 1987.

Библиографическая ссылка

Андреев М.Д. ГЕОЭКОЛОГИЯ В СОВРЕМЕННОЙ ПАРАДИГМЕ НЕЛИНЕЙНОГО МЫШЛЕНИЯ // Фундаментальные исследования. – 2009. – № 1. – С. 45-47;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=1704 (дата обращения: 20.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074