Системно-синергетична парадигма

20-30-і роки Людвіг фон Бертоламфі - поняття „система“.

Система - це комплекс взаємозв'язаних елементів тих, що володіють цілісністю. У 20-30ті роки наука не сприйняла це. Теорія систем набуває широкого поширення в 50-60-ті роки. Системні поняття стають загальнонауковими. Для всіх систем характерна одна загальна властивість - це властивість цілісності, яка базується на понятті цілого. Дві точки зору на розуміння цілого:

І - механічна - ціле рівно арифметичній сумі частин;

ІІ - діалектична - ціле не дорівнює сумі частин, розглядається як більше або менше суми частин.

У географічні науки (ландшафтні науки спочатку розглядалися як комплексні географічні) поняття система привнесено в 1963 р. В.Б.Сочава. Вводить поняття „геосистему“ - це ціле, таке, що складається з взаємозв'язаних елементів природи, що підкоряються закономірностям, які діють в географічній оболонці і ландшафтній сфері, як її частині.

Досліджуються властивості цілісності природних комплексів. Цими питаннями займаються 3 школи:

1. Інститут географії Сибіру і Далекого Сходу.

2. Інститут географії АН СРСР.

3. МГУ ім. Ломоносова.

5 основних властивостей цілісності:

1. Властивість відособленості - формування цілого наводить до відділення (відособлення) його з середовища. Ціле може не мати чітких кордонів, а виділятися по тісноті зв'язків між елементами.

2. Властивість стійкості - це здатність системи протистояти зовнішнім діям. Воно обумовлюється 3 основними властивостями: інертності, пластичності, відновлюваності.

3. Властивість структурності. Структура - це принцип, спосіб, закон зв'язків елементів цілого. Для складних систем характерна ієрархічність, тобто багатоступінчастість структури і поліструктурність, тобто наявність в системі підсистем.

4. Властивість організації. Організація - це порядок розташування структурних елементів в просторі і в часі. Всі компоненти в системі певним чином організовані. Крім того, кожен з компонентів має власну організацію.

5. Властивість взаємодії з довкіллям. Зв'язок - це спеціалізоване відношення, при якому наявність, відсутність або зміна одних об'єктів є умовою наявності, відсутність або зміни інших. Зв'язки бувають речові, енергетичні, інформаційні. Якщо система обмінюється з середовищем речовиною, енергією, інформацією, то система вважається відкритою. А якщо лише енергією і інформацією - те закритою. Таке ділення систем умовне. Зв'язки бувають зовнішні і внутрішні. Зовнішні - це зв'язки системи з середовищем. Внутрішні - це зв'язки між компонентами в системі. Зовнішні зв'язки слабкіше внутрішніх.

Географія в своєму теоретичному розвитку пройшла через зміну провідних концепцій від країнознавства, геокомпонентної, геокомплексної і системної до синергетичної. Сучасне ж природокористування базується переважно на геокомпонентній і геокомплексній концепціях. Системний підхід використовується лише фрагментарно, а синергетичні основи розглядаються лише деякими фахівцями

ЗМІНА ПАРАДИГМ В ПРИРОДОКОРИСТУВАННІ. В кінці XX століття стала помітна криза традиційних класичної і некласичної методологій і почалося зародження іншої – постнекласичної світоглядної орієнтації (Пащенко, 1998). Постнекласичні принципи, норми і цінності з'явилися ще в 60-х роках. Їх основою є ідея тотальності. У філософії тотальністю прийнято називати вищого типа цілісності: «що розгортається в самому собі і єдність, що зберігає себе, тобто тотальність...» (Гегель, 1974). Постнекласична методологія виходить з цілісності суб'єкт-обєктных стосунків. Суб'єкт, будучи включеним в світ як його частину, є об'єктом власної целеполагающей діяльності (Кизіма, 1993, 1995).

Географія, як будь-яка інша наука, в своїх методологічних підходах відображає існуючі світогляди. Класичні методології розглядають об'єкт незалежно від суб’єкта. Панує ідея редукціонізма, метод елементаризма і аналізу. Класичний період в географії чітко фіксується геокомпонентною парадигмою: вивчаються окремі геокомпоненти, встановлюються зв'язки між ними, визначаються провідні домінантні компоненти, а також витікаючі звідси закономірності. Геокомпонентний підхід у фізичній географії і сьогодні багато в чому є пануючим. Виявляється він в уявленнях про одноваріантності оточуючого нас світу, в однозначних трактуваннях явищ, часто у пошуках пропорційних залежностей між причиною і наслідком. Геокомпонентний підхід переважає в системі шкільної і вузівської освіти. Особливо стійкі класичні традиції в питаннях природокористування, де геокомпонентний аналіз є визначальний. Загальноприйнятими залишаються уявлення про природні ресурси як геокомпонентах, механічна сума яких характеризує ресурсний потенціал території. В даний час такої оцінки явно не досить.

Компонентна парадигма лягла в основу охорони природи у всіх країнах світу. Відповідно до неї в Україні розроблені багаточисельні програми і концепції охорони надр, земельних і водних ресурсів, ґрунтів, атмосферного повітря, рослинного і тваринного світу, В них відсутня ідея комплексного, стійкого, збалансованого розвитку ПХТС. Сучасні ОВНСи (оцінка впливу на довкілля) націлюють на розрахунки фактичне і нормативне забруднення повітря, ґрунтів, вод, впливу на рослинність і тваринний світ, передбачають також комплексну оцінку впливів, але в кращому разі вона обмежується визначенням міри екологічної риски, інколи інших характеристик.

Аналіз матеріалів екологічних експертиз також свідчить, що вони проводяться на компонентному рівні. Виняток становлять ті небагато експертиз, у виконанні яких беруть участь науковці. Але використання їх досвіду в умовах сьогоднішнього дня різко обмежене.

Перехідний етап від класичних до некласичних методологій певною мірою відображає геокомплексна парадигма, в якій ландшафтна організація представляється у вигляді єдиної впорядкованої і ранжованої ієрархії природних комплексів. Головна ідея - фіксація регіональної і локальної ландшафтної диференціації території, що історично склалася. Багато положень, пов'язаних з геокомплексною парадигмою, панують в світогляді і до цього дня, а в природокористуванні, включаючи і ГЕЕ, навіть вони далеко не завжди знаходять вживання. Пригадаємо, що ландшафтна карта - вихідне уявлення про природні комплекси - дуже рідко у виробництві служить основою оцінок.

Геоструктурна парадигма представляє геосистеми як блокові, поліструктурні типи природно-соціальних систем: парадинамічні, парагенетичні, нуклеарні, басейнові, улоговинні, і ін. Вищим досягненням геоструктурного ходу є ідея просторової і тимчасової поліструктурності. У природокористуванні ці положення не знайшли належного вживання.

Одним з найбільш негативних моментів некласичної методології є антропоцентризм, що виявляється в виділенні географічного середовища як об'єкту дослідження, над яким панує людина, вирішальна, як поступити з природою, виходячи зі своїх егоцентричних інтересів. Все це позначається при виборі пріоритетів, де інтереси суспільного часто «перемагають» інтереси природи.

Вся історія розвитку природокористування суто антропоцентрична. Зародження експертиз екологічної спрямованості, а надалі геоекологічних експертиз (ГЕЕ), покликане утворити деяку противагу антропоцентричному пресу, направляти розвиток суспільства на коеволюційну сумісність з природою. Сучасне ж природокористування, включаючи і експертну діяльність, як методологічна база використовує класичні і некласичні методології (переважно геокомпонентну, геокомплексну і геоструктурну парадигми), при цьому зазвичай на рівні вивчення структури, але не закономірностей. Іншими словами, методологія практичного природокористування відстає на 20-30 років від теоретичних досягнень.

СИНЕРГЕТИЧНА ПАРАДИГМА. Одним з напрямів постнекласичних тенденцій в географії може стати розвиток її теорії на базі положень синергетичної науки. За оцінкою Н.С.Добронравової (1990), процес становлення синергетики - це революція в природознавстві, деяке нове світобачення.

Термін «синергетикосумісне»або кооперативна дія ввів Г.Хакен (Штутгарський університет), але вперше його запропонував в другій половині ХIХв. англійський фізіолог В.С. Шеррінгтон. Акцентується увага на узгодженості взаємодії частин при утворенні структури як цілого. Становлення синергетики як науки сталося завдяки роботам Г.Хакена (1980,1985), І.Прігожіна (1982, 1986), С.П.Курдюмова (1983, 1992), В.Ебелінга (1079), І.Стенгера (1990), А.М.Жаботінського (1974) і ін. Синергетика базується на таких поняттях як синергізм, нелінійність, когерентність, відвертість, ентропія, хаос, імовірнісних процесах, стійкість і нестійкість, біфуркація, дисипація, організація і самоорганізація, флуктуація.

Особливість синергетичної парадигми полягає в нелінійності мислення. Нелінійні системи виявлені в гідродинаміці, фізиці лазерів, хімічної кінетики, астрофізиці і фізиці плазми, в геофізиці, географії і екології. Нелінійність в математичному сенсі означає вигляд рівнянь, які містять шукані величини в мірах більше одиниці, або коефіцієнти, залежні від властивостей середовища. Нелінійні рівняння можуть мати декілька якісно різних рішень.

Нелінійність виявляється багатоваріантністю подій, невизначеністю, наявності властивості розмитості систем, принципом несумісності Л.А.Заде (1976) і ін. Вивчати систему з врахуванням нелінійності - означає не випускати з поля зору багато режимів, особливо завуальованих. Своєрідність феномену нелінійності також полягає в тому, що має силу принцип "розростання малого", або посилення флуктуації; пороговості чутливості: нижче за поріг все стирається, а вище - все багато разів зростає; породжує квантовий ефект - дискретність доріг еволюції нелінійних систем, тобто на дан-I виття середовищу можливе не будь-яка дорога еволюції, а лише визначеніше спектр доріг; можливість несподіваних емерджентних змін спрямування типових процесів, що робить нена-I де ясними прогнози, побудовані за типом екстраполяції від готівкового (метод тренду). Хоча, для високоорганізованих систем випадковість вибору, видно, полягає в обмеженому наборі доріг, визначуваних напрямом еволюційного розвитку середовища (аттрактора) і направлених на підвищення складності структури і організації самої системи.

Синергетика - це теорія самоорганізації складних нелінійних нерівноважних дисипативних відкритих систем.