ям, истощению почвы и могут привести к полному уничтожению полезного слоя.

Современное направление по защите биосферы связано с созданием и применением безотходного производства.

В связи с хозяйственной деятельностью человека требуется систематическое наблюдение за окружающей природой, оценка и прогноз ее состояния. Используя данные мониторинга, можно строить перспективу состояния биосферы, ее состояния и защиты.

На современном этапе познания мира человек знает много больше, чем может с пользой применить. Противоречие между эгоистичным мышлением и его глобальным могуществом породило современную проблему жизни, выживания человека. Дальнейшее развитие науки о природе требует объединения естествознания и гуманитарных познаний человека о самом себе.

Тема 6. НАУКА О СЛОЖНЫХ СИСТЕМАХ

Синергетика

С течением времени от изучения закономерностей установления равновесия в изолированных системах ученые обратились к исследованию развития сложных открытых неравновесных термодинамических систем, какими и являются большинство объектов макро- и мегамира. Это привело к оформлению особой дисциплины – синергетики. Классическая термодинамика описывают свойства изолированных (замкнутых) систем, то есть систем, не обменивающихся ни энергией, ни веществом с окружающей средой. Но изолированная система, находящаяся в состоянии равновесия, – не что иное, как идеализация. Все реально существующие системы обмениваются энергией и веществом с окружающей средой. Более того, большинство материальных

57

систем являются неравновесными, то есть длительное время не приходят в состояние термодинамического равновесия с окружающими их системами.

Наблюдения показывают, что самопроизвольное нарастание упорядоченности, то есть самоорганизация, происходит именно в таких системах. Важнейшим достижением науки XX века является установление естественного, закономерного характера самоорганизации материальных систем. Можно говорить о синергетической парадигме в современном естествознании как о едином явлении.

Фундаментальным свойством исследуемых синергетикой объектов выступает их сложность. Под сложностью понимается способность к самоорганизации, то есть упорядочиванию своей пространственновременной структуры на макроскопическом уровне в силу происходящих на микроуровне изменений. Название дисциплины, рассматривающей закономерности самоорганизации – синергетика – указывает именно на то, что в основе самоорганизации лежит «совместное действие многих подсистем, в результате которого на макроскопическом уровне возникает структура и соответствующее функционирование».

Синергетика – одно из ведущих направлений современной естественной науки, изучающее на основе неравновесной термодинамики общие закономерности процессов самоорганизации в системах различной природы: физических, химических, биологических, социальных.

К открытым неравновесным системам, в частности, относятся химические системы, в которых за счет поступления реагирующих веществ извне и отведения продуктов происходит непрерывное протекание химических реакций. Биологические системы, живые организмы можно также рассматривать как открытые химические системы. Необходимость изучения закономерностей, которым подчиняются такие системы, привела к формированию термодинамики неравновесных процессов, развитие которой позволило установить и общие закономерности самоорганизации.

58

Во многих отношениях близка к синергетике основанная Н. Винером наука об управлении системами – кибернетика, создание которой позволило с единых позиций рассматривать и математически моделировать процессы в самых разных системах материального мира.

Кибернетика

Все системы можно разделить на системы с обратной связью и без таковой. Наличие механизма обратной связи позволяет заключить, что система преследует какие-то цели, то есть что ее поведение целесообразно.

Научное понимание целесообразности строится на обнаружении в изучаемых предметах объективных механизмов целеполагания. Поскольку раньше наука изучала простые системы, постольку она скептически относилась к понятию цели. Положение изменилось в ХХ веке, когда естествознание перешло к изучению сложных систем с обратной связью, так как именно в таких системах существует внутренний механизм целеполагания. Наука, которая первой начала исследование подобных систем, получила название кибернетики.

Кибернетика – это наука об управлении сложными системами с обратной связью. Она возникла на стыке математики, техники и нейрофизиологии.

Системы изучаются в кибернетике по их реакциям на внешние воздействия, то есть по тем функциям, которые они выполняют. В изучение всех процессов связи и управления кибернетика внесла значительный вклад. Кибернетика внесла новый смысл в понятие «информация», обозначив ее как меру организованности системы. Понятие информации имеет настолько большое значение, что оно вошло в название нового научного направления, возникшего на базе кибернетики – информатики (название произошло из соединения слов «информация» и «математика»).

59

Наиболее известно техническое значение кибернетики – создание на основе кибернетических принципов электронно-вычислительных машин, роботов, персональных компьютеров и т. д.

Точно также как и разнообразные машины и механизмы облегчают физический труд людей, ЭВМ и персональные компьютеры облегчают их умственный труд, заменяя человеческий мозг в его наиболее простых и рутинных функциях. ЭВМ действует по принципу «да–нет», и этого оказалось достаточно для того, чтобы создать вычислительные машины, хотя и уступающие человеческому мозгу в гибкости, но превосходящие его по быстроте выполнения вычислительных операций. В перспективе – всеобщая компьютеризация и создание человекоподобных роботов.

Естествознание в международном сообществе. Обмен знаниями в мировом научном сообществе

Одна из всеобщих закономерностей исторического развития науки – диалектическое единство дифференциации и интеграции науки. Образование новых научных направлений, отдельных наук сочетается со стиранием резких граней, разделяющих различные отрасли науки, с образованием интегрирующих отраслей науки (кибернетика, теория систем, информатика, синергетика и др.), взаимным обменом методами, принципами, понятиями и т. п. Наука в целом становится все более сложной единой системой с богатым внутренним расчленением, где сохраняется качественное своеобразие каждой конкретной науки, Тесное единство всех наук, их взаимодействие, взаимопроникновение является закономерной тенденцией современного научного познания.

По мере развития цивилизации роль науки в системе культуры значительно вырастает. В настоящее время научные знания способны воздействовать как на природу, так и на общество. На фоне развер-

60

нувшейся научной революции наука вносит во все сферы человеческой действительности значительные изменения. Научные знания изменяют отношение человека к окружающему миру и к нему самому.

13 апреля 1963 г. философ и методолог Карл Поппер изложил идеи об ответственности ученых перед человечеством. Научные открытия – это не только перспективы освоения космоса, новые методы лечения болезней и улучшения качества жизни человека, современные материалы и технологии, позволяющие рационально пользовать природные ресурсы, но и совершенное оружие. При гонке атомного вооружения наука становится разрушающей силой, вносит негативную информацию в сознание людей, что отражается в культуре народов.

В современных условиях особенно остро обозначаются проблемы гуманизации научного познания и ценностных принципов науки. Эти проблемы отражают необходимость взаимопроникновения и совершенствования гуманитарной и естественно-научной областей культуры для решения междисциплинарных комплексных проблем современной науки, а также глобальных проблем человеческой цивилизации, формирования единой общечеловеческой системы ценностей.

Наука, объединившись с техникой, привела в ХХ веке к научнотехнической революции, которая является ныне главным фактором развития человечества. Около 5 милн. человек работают в современной науке. Объем научной информации растет по экспоненте невиданными темпами.

Развитие науки становится международным делом. Современные исследования ученых всех стран необходимы сейчас для достижения значительных результатов, так как требуются громадные средства и, кроме того, некоторые исследования интернациональны по своему содержанию (например, климат изучать нельзя, имея данные о климате только одной страны).

Современной фундаментальной особенностью структуры научной деятельности является разделенность науки на относительно обособленные друг от друга дисциплины. Это имеет свою положительную

61

сторону, поскольку дает возможность детально изучить отдельные фрагменты реальности, но при этом упускаются из виду связи между ними, а в природе «все связано со всем». Разобщенность наук особенно мешает сейчас, когда выявилась необходимость комплексных интегративных исследований окружающей среды. Природа едина. Единой должна быть и наука о всех явлениях природы.

62