К философии теоретической экологии (общая интерпретация основного содержания теории)

Книга К. Поппера “Логика научного исследования” начинается с эпиграфа, в качестве которого выступают слова немецкого писателя-романтика и философа Новалиса (псевдоним, наст. имя – Фридрих фон Гарденберг; Georg Friedrich Philipp Freiherr von Hardenberg; 17721801) [20, с. 33]: “Теория – это сети: ловит только тот, кто их забрасывает”.

Теория в широком смысле – это комплекс взглядов, представлений, идей, направленных на истолкование и объяснение какого-либо явления. Именно такое определение понятию “теория” дается в “Большой Советской энциклопедии” [1976, т. 25, с. 434]. В более узком и специальном смысле под “теорией” понимают самую развитую форму организации научного знания (по сравнению с такими формами, как гипотеза, классификация, типология, первичные объяснительные схемы и пр.), дающую целостное представление о закономерностях определенной области действительности, которая выступает в качестве объекта данной теории. В.И. Ленин [15, c. 193] подчеркивал, что “теоретическое познание должно дать объект в его необходимости, в его естественных отношениях, в его противоречивом движении an und für sich ”. Г.Х. фон Вригт [4, с. 41] писал: “Построение теории служит двум главным целям. Одна состоит в предсказании событий или результатов экспериментов и, таким образом, в предвосхищении новых фактов. Другая заключается в том, чтобы объяснить или сделать понятными уже известные факты”. И еще одно мнение. Э.Н. Мирзоян [18, с. 9] на рубеже тысячелетий пишет: “не вызывает сомнений, что обеспечение выживания человечества требует немедленного активного вмешательства в биосферные процессы, управления ими с це-

лью избежать экологического кризиса и добиться поддержания условий окружающей человека среды на оптимальном для его здоровья уровне. Достичь этой цели можно только при условии опоры на теоретическую биологию и эволюционную биосферологию. Эта цель будет достигнута, если цивилизация, действуя как единое целое, изберет решение проблем теоретической биологии и биосферологии в качестве главного своего приоритета в грядущем XXI в.”.

Эти определения “теории” при всей их правомочности чрезвычайно широки и наиболее существенными и конструктивными их параметрами следует признать примат объяснительной функции теории и системный характер теоретический точки зрения на исследуемые объекты. Однако такое положение оправдано и не имеет смысла пытаться дать какое-то исчерпывающее определение достаточно богатому по содержанию понятию (точное определение ограничивает рамки его применимости, а это может оказаться вредным). В этом случае можно использовать ряд фрагментарных определений [31, 36], касающихся лишь некоторых отдельных сторон того или иного понятия. Например, теория – это логическое построение, которое позволяет описать явление существенно короче, чем это удается при непосредственном наблюдении [19]. Здесь следует сделать еще одно замечание. К. Поппер, в уже цитированной работе, писал [20, с. 50-51]: “Я уже говорил, что деятельность ученого заключается в выдвижении и проверке теорий. Начальная стадия этого процесса – акт замысла и создания теории, – по моему глубокому убеждению, не нуждается в логическом анализе, да и не подвластна ему. Вопрос о путях, по которым новая идея – будь то музыкальная тема, драматический конфликт или научная теория – приходит человеку, может представлять существенный интерес для эмпирической психологии, но он совершенно не относится к логическому анализу научного знания”.

Учитывая экспериментальный (эмпирический) характер получаемой о биологических объектах информации, теоретическая экология (а в более широком плане – и теоретическая биология) должна квалифицироваться как гипотетико-де-дуктивная наука [17, 28]: в отличие от строго дедуктивной математики, экологическая аксиоматика носит эмпирический характер – она опирается не только на абстрактные объекты, но и на данные экспериментов. И здесь возникает еще одна сложная проблема [9, 36]: соотнесение гипотетического и эмпирического базисов теории.

Развитие науки на своих ранних этапах обычно соответствует самому начальному периоду человеческого познания конкретной предметной области. Эмпирическое познание , как правило, становится исходным (выступает в качестве своеобразной “среды”) и для всех других более высоких стадий и ступеней познания. Период эмпирического познания знаменует первое вторжение науки в область, где прежде безраздельно властвовало только чувственное восприятие (религия, искусство). При этом, эмпирический уровень познания реализует лишь возможности описания и предсказания фактов, свойств и явлений рассматриваемой предметной области, но не даёт им объяснения. Последующее развитие науки в рамках этого периода характеризуются всё бульшим использованием простейших количественных методов (чаще всего, в виде статистической обработки).

В итоге развития любой (частной) науки на уровне эмпирического предметного познания формируются эмпирические основы предметной науки, включающие в свой состав эмпирические факты (факты, приводящие к эмпирическим выводам), которые с помощью познавательных методов образуют массив вторичных знаний в виде эмпирических данных. Более 200 лет тому назад, И. Кант написал слова, с которыми трудно не согласиться и сегодня: “Без сомнения, всякое наше познание начинается с опыта ; в самом деле, чем же пробуждалась бы в действительности познавательная способность, если не предметами, которые действуют на наши чувства и отчасти сами производят представления, отчасти побуждают наш рассудок сравнивать их, связывать или разделять и таким образом перерабатывать грубый материал чувственных впечатлений в познание предметов, называемое опытом? Следовательно, никакое познание не предшествует во времени опыту, оно всегда начинается с опыта ( выделено мной. – Г.Р. )” [9, с. 105].

Чтобы “не изобретать велосипеда”, приведу достаточно пространную цитату, фиксирующую современное представление только об одном элементе философской теории познания (эпистемологии) – эмпирическом знании [8, с. 87-89]:

“ Наука – это деятельность человека по выработке, систематизации и проверке знаний . Научным является не всякое знание, а лишь хорошо проверенное и обоснованное… Наука начинается с непосредственных наблюдений отдельных событий, фактов, которые фиксируются высказываниями… Для ученого очень важно обнаружить некоторую регулярность , ибо обнаруженная регулярность позволяет объяснять и предсказывать явления… При анализе эмпирических фактов надо учитывать все обстоятельства… Знания о явлениях уточняются благодаря измерениям, различного рода подсчетам. Одно дело знать явление только качественно, другое – иметь количественные сведения. Без количественных данных невозможно построить, например, сколько-нибудь сложное техническое устройство. Основа эмпирического исследования – эксперимент (от лат. experimentum – проба, опыт). Эксперимент и есть испытание изучаемых явлений в контролируемых и управляемых условиях. Экспериментатор стремится выделить изучаемое явление в чистом виде, побочные обстоятельства должны быть устранены… При этом должно учитываться значение каждой составляющей эксперимента. В этой связи особое значение имеют приборы … Среди методов эмпирического познания часто называют наблюдение . Имеется в виду наблюдение не как этап любого эксперимента, а самостоятельный способ изучения явлений… Интерпретация наблюдаемых состояний в принципе не отличается от понимания результатов экспериментов. Наблюдение можно считать своеобразным экспериментом. Интересной возможностью развития метода экспериментирования является так называемое модельное экспериментирование . В этом случае экспериментируют не с оригиналом, а с его моделью, образцом, похожим на оригинал. Оригинал ведет себя не так чисто, образцово, как модель. Модель может иметь физическую, математическую, биологическую или иную природу. Важно, чтобы манипуляции с нею давали возможность переносить получаемые сведения на оригинал. В наши дни широко используется компьютерное моделирование. Модельное экспериментирование особенно уместно там, где изучаемый объект недоступен прямому эксперименту… Важнейшим экспериментальным методом является измерение , позволяющее получить количественные данные. Измерение А и В предполагает: 1). установление качественной одинаковости А и В; 2). введение единицы измерения (секунда, метр, килограмм, рубль, балл); 3) сопоставление А и В с показанием прибора, который обладает той же качественной характеристикой, что А и В; 4). считывание показаний прибора… ( выделено автором. – Г.Р. )”.

Таким образом, эмпирический уровень познания – это процесс мыслительной (языковой) переработки информации, полученной с помощью органов чувств. Переработка заключается в анализе, классификации, обобщении материала, получаемого посредством наблюдения. Здесь синтезируются понятия, обобщающие наблюдаемые предметы и явления. Таким образом, формируются эмпирический базис тех или иных теорий. Для теоретического уровня познания характерно то, что “здесь включается деятельность мышления как другого источника знания: происходит построение теорий, объясняющих наблюдаемые явления, открывающих законы области действительности, которая является предметом изучения той или иной теории” [3, с. 14]. Общенаучными методами, применяемыми как на эмпирическом, так и на теоретическом уровнях познания, являются такие методы как: анализ (метод исследования, состоящий в том, что изучаемый предмет “расчленяется” на составные элементы [признаки, свойства, отношения], каждый из которых затем исследуется в отдельности как часть расчленённого целого) и синтез (“соединение” частей предмета, расчленённого в процессе анализа, установление взаимодействия и связей частей и познание этого предмета как единого целого), индукция и дедукция , аналогия и моделирование .

Отсюда, эмпирический базис – набор достоверных экологических фактов. Так, например, практически вся фитоценотическая информация содержится в геоботанических описаниях растительных сообществ, которые выполняются в вариантах площадочных или бесплощадочных учетов. При этом основными задачами таких описаний являются выявление полного списка видов данного растительного сообщества (качественная составляющая) и установление роли видов в сложении фитоценоза (количественная составляющая). Кроме того, геоботаническое описание несет информацию о географии и топографии местности, где оно выполнено, а также целый ряд сведений экологического характера. Являясь элементарным измерением, геоботаническое описание используется для всех видов исследования растительных сообществ – классификации, ординации, оценке разнообразия, геоботанической индикации, изучения динамики фитоценозов, их структуры и пр. [23].

Проведенный анализ методологической литературы по теоретической биологии (в широком плане) позволил увидеть и крайние точки зрения на эту проблему – характерным примером могут служить названия статей “Теоретическая биология? Её всё ещё нет…” [19], “Теоретическая биология? Она создается сегодня” [16], “Существует ли теоретическая биология?” [14], опубликованных в течение одного года научнопопулярными журналами “Знание – сила” и “Химия и жизнь”, и “Теоретическая биология: специальность, время которой пришло” [10] – и, собственно, отсутствие самой “теоретической биологии”, и различные рекомендации по созданию такой теории (от пожелания “Теория должна быть хорошей…” до указания создавать её по образу и подобию, например, теоретической физики), и отсутствие конструктивности в большинстве из этих рекомендаций, и…

И все-таки, этот анализ позволяет набраться храбрости и предложить следующее (составленное наподобие пейзажа из басни С. Михалкова “Слон-живописец”) определение.

Теоретическая биология в естественнонаучном аспекте – раздел общей биологии, изучающий идеализированные (в известной степени абстрактные) биологические системы различных уровней биологической иерархии, связанные с ними понятия, концепции, целостные характеристики, законы. В зависимости от принадлежности биологических объектов тому или иному уровню иерархии, методами теоретической биологии выступают методы физико-химического и (или) системного подхода с математической формализацией получаемых закономерностей. Структура теоретической биологии представляется составленной из “частных” теорий по отдельным областям биологического знания, так или иначе (например, иерархически или нет) связанных в общую систему. Задачей теоретической биологии можно определить нахождение специфических законов структурно-функциональной организации биологических систем различных уровней биологической иерархии и изменения их целостных характеристик в процессе развития с целью объяснения наблюдаемых в природе феноменов.

В структуре любой теории можно выделить основные элементы , соответствующие элементам “частных” теорий. Одним из таких элементов является научно-методический аппарат данной теории (в наиболее развитых теориях он позволяет охватить все основные этапы познания конкретной предметной области). Однако любой научно-методический аппарат теории содержит, как минимум, 3 основных этапа описания изучаемых объектов и явлений¹:

· содержательное описание (описательный этап) – это описание на естественном (профес- сиональном или литературном) языке;

• ·    формальное описание ( концептуально-теоретический этап ) – описание в специфических терминах и символических обозначениях той или иной теорию;

• ·    формализованное описание ( этап математизации ; процесс формализации ) – содержательное описание с элементами формального описания.

Процесс перехода от содержательного к формализованному и формальному описанию развивается от использовании первичных идеализаций через выдвижение теоретических концепций к построению на основе располагаемого научнометодического аппарата (или вновь создаваемого) более или менее общей теоретической модели рассматриваемых явлений (процессов).

Среди конкретных способов построения теории в экологии и особенностей их научно-методических аппаратов, прежде всего, называют аксиоматический, содержательный (физический) и системный подходы. Не ставя перед собой цель, прокомментировать все составляющие построения теории в экологии (это проделано в ряде других работ [24-26 и др.]), сосредоточим внимание на самом последнем элементе “вершины теории” в рамках содержательного подхода [12], находящимся несколько “в стороне” от целостного здания теории, дающим философское истолкование основных понятий и законов теории, её исходных идей и достигнутых результатов и пытающимся осмыслить и наметить границы применимости теории, – общей интерпретации основного содержания теории . Этот элемент не оказывает влияния на саму теорию, но имеет большое значение для уяснения её сущности, характера связи с другими теориями и объективной реальностью.

Интерпретация (лат. interpretatio – истолкование, объяснение, разъяснение; в математике, логике, теории познания) – совокупность значений (смыслов), придаваемых тем или иным способом элементам (выражениям, формулам, символам и т.д.) какой-либо естественнонаучной или абстрактно-дедуктивной теории (в тех же случаях, когда такому “осмыслению” подвергаются сами элементы этой теории, то говорят также об интерпретации символов, формул и т. д.). Такое определение дано в “Большой Советской энциклопедии” [1972, т. 10, с. 334]. Содержательная интерпретация (в информатике) – конкретизация восприятия данных той или иной формы представления в рамках определенного вида деятельности (например, текст документа на английском языке понятен и может быть использован специалистом, знающим английский язык, но не имеет практического смысла для человека, не владеющего этим языком, или одни и те же звуковые сигналы, подаваемые с помощью горна в различных армиях мира, вос- принимаются по-разному).

Понятие “интерпретации” имеет важное гносеологическое значение: оно играет существенную роль при сопоставлении научных теорий с описываемыми ими областями, при описании разных способов построения теории и при характеристике изменения соотношения между ними в ходе развития познания. Поскольку каждая естественнонаучная теория задумана и построена для описания некоторой области реальной действительности, эта действительность служит её (теории) “естественной” интерпретацией . Но не всегда такого рода интерпретации оказываются единственно возможными (классический пример: из факта изоморфизма механических и электрических колебательных систем, описываемых одними и теми же дифференциальными уравнениями, сразу же следует, что для таких уравнений возможны, по меньшей мере, две различные интерпретации). Для абстрактно-дедуктивных теорий вообще говорить об интерпретации затруднительно.

Проблему нашего знания о мире К. Поппер [20, с. 35] называл космологической проблемой: “Философы-аналитики полагают, что или вообще не существует подлинных философских проблем, или что философские проблемы, если таковые все же есть, являются всего лишь проблемами лингвистического употребления или значения слов. Я же, однако, считаю, что имеется, по крайней мере, одна действительно философская проблема, которой интересуется любой мыслящий человек. Это проблема космологии — проблема познания мира и нас самих (и наше знание) как часть этого мира”. Интерпретация – это процесс, цель и адекватный результат которого, – понимание .

В процессе интерпретации существуют свои категории или, как их называл Э. Бетти [21, с. 434; 33], “каноны”. Два из этих канонов относятся к объекту интерпретации:

• ·    канон автономии объекта предполагает, что в развитии интерпретируемого объекта присутствует некоторое активное начало, которое и следует искать интерпретатору; смысл совершенного открытия содержится в самом объекте, а не привносится извне; по отношению к дедуктивно построенной теоретической экологии этот канон свидетельствует о её самодостаточности;

• ·    канон тотальности интерпретации позволяет “увязать” между собой взаимоотношения различных частей экологической теории и определить её отношение к “науке в целом”; в кон тексте герменевтики¹, которую развивал Бет-

• ти, можно утверждать, что этот канон “говорит нам о том, что части текста могут быть поняты в свете целого, а текст может быть понят лишь в континууме с его частями, в уточнении деталей” [21, с. 435].

Еще два канона Бетти относятся к субъекту интерпретации:

Последний элемент структуры теории [12] дает собственно философское истолкование основных понятий и законов теории, её исходных идей и достигнутых результатов, служит для осмысления границ применимости теории. Такого рода философское учение (как система знаний) обычно формируется как наука о науке в том смысле, что в рамках вводимых общих категорий (например, в метафизике Аристотеля – сущность, материя, форма, движение, количество, противоречие и пр.; в философии Канта – множество, реальность, отрицание, ограничение, субстанция, причина и действие, необходимость и случайность и т. д.) сосредотачивается внимание на выявлении закономерностей возникновения и развития объектов познания из разнообразных предметных областей и на разработке в рамках методологического познания философских принципов, выражающих методические и методологические подходы к решению самых разнообразных научных и практических задач. Таким образом, на философском уровне познаются свойства и отношения объектов, инвариантные относительно того или иного множества предметных областей, а также закономерности возникновения, применения и развития методологий и их составных элементов. В этом смысле, интерпретация конкретной теории – это “взгляд” на нее, оценка непротиворечивости с точки зрения “вышестоящей”, “более объемлющей” теории (например, как интерпретация теории алгоритмов через теорию ЭВМ и программирования [11]).

Однако на этом пути следует соблюдать осторожность; об этом, например, предупреждает даже физик (далеко не последний) – В. Гейзенберг [5, с. 126], который подчеркивал, что новые открытия в физике “серьезно предостерегали против вынужденного применения физических понятий в областях, к которым они не принадлежат. Некритическое применение понятий классической физики в химии, например, было ошибкой. Поэтому в настоящее время вряд ли склонны считать, что понятия всей физики, а также квантовой теории могут быть успешно применены в биологии или в других науках. Напротив, пытаются открыть двери для новых понятий, даже в тех науках, где старые понятия весьма полезны для понимания явлений. В особенности стараются избегать поспешных упрощений в тех случаях, когда применение старых понятий представляется несколько вынужденным или не совсем подходящим”.

Все что сказано было здесь о гносеологии (эпистемологии), напрямую связано с конструктивной системологией [23-26]. Именно она является той “надстройкой”, через которую происходит “замыкание” структуры экологической теории – предсказанные явления изучаются и поставляют новую эмпирическую информацию, которая обрабатывается с позиций теории и включается в её эмпирический базис, создавая расширенный эмпирический базис (“основание” более совершенной или даже новой теории). Фактически, эта схема иллюстрирует, ставшие уже классическими, смену научных парадигм Т. Куна [35] и прогрессирующие исследовательские программы И. Лакатоса [13].

Очень хороший пример интерпретации основного содержания экологической теории предложил В.В. Артюхов [2], который в рамках общей теории систем Ю.А. Урманцева (ОТС[У]; [29, 30]) рассмотрел ряд механизмов взаимодействия элементов в рамках экосистемы. В отличие от других подобных системных конструкций, ОТС(У) не использует принимаемых на веру аксиоматических предпосылок или некого свода сомнительных базовых утверждений (например, “энергия не появляется и не исчезает”). Её основные положения выводятся формально-логическим путем из нескольких очевидных фундаментальных понятий, таких, как: “существует множество объектов, между которыми возможны отношения единства”. Главным достоинством ОТС(У) является предельная всеобщность, способность описать любой объект материальной или идеальной действительности. Однако это является и главным ограничением для примене- ния её на практике – как правило, предельная всеобщность рассмотрения объектов приводит к столь же общим результатам (фактически, реализуется системологический принцип несовместимости Л. Заде [7]). Это хорошо для интерпретации, а для их доведения до нужд конкретной прикладной области необходим своеобразный теоретический “мостик” в виде внутридисципли-нарных методов и моделей, оперирующих конкретными объектами биологии, термодинамики, теории информации и др.

Взяв за основу критерий самоорганизации системы dA / dt > 0, смысл которого состоит в росте полезной работы по увеличению вещественно-энергетического потенциала системы (в нелинейной термодинамике есть аналог этому утверждению; это – пригожинской принцип уменьшения энтропии , допускающий, что в отдельных случаях энтропия может уменьшаться вопреки Второму началу термодинамики), В.В. Артюхов [2, с. 7685] в ходе качественного анализа этой наиболее эффективной стратегии самоорганизации вывел ряд уравнений, описывающих, в частности, возможные механизмы, с помощью которых метаболические системы могут “вывести из оборота” избыток “мертвой органики”. При этом в качестве следствий критерия самоорганизации возникают (еще раз подчеркну, – не вводятся) такие составляющие экосистемы как продуценты, консументы, редуценты (деструкторы) и получаются формальным путем базовые соотношения общей экологии. Иными словами, “Природа “сама по себе” реализовала все теоретически возможные стратегии развития. А значит, похоже, что мир развивается отнюдь не в “энтропийном” направлении…” [2, с. 84], что и следует принять за одну из возможных интерпретаций основного содержания экологической теории.

Занимаясь построением теоретической экологии, нельзя забывать и о современной многозначности самого термина “экология”: так, Н.Ф. Реймерс [22, c. 592-593] дает 5 основных определений “экологии” и приводит 26 определений, которые, так или иначе, касаются “смежных прикладных и полуприкладных отраслей знания” [22, с. 594]. На начало ХХI в. в моей “коллекции” было около 100 определений “экологии”, среди которых попадались и весьма экзотические (например, такие “новые направления” экологической науки, как “экологическое пчеловождение”, “экологическое асбестование” или такой “перл”: экология – это “понятие-символ эпохального значения, болезненный нерв современной мировой цивилизации и культуры, её новый животрепещущий философско-мировоззренческий ориентир”; см.: [27, с. 6-7]). В этом контексте, – “экология наука обо всём” – место экологии сре- ди других наук выглядит весьма расплывчатым, и осуществить содержательную интерпретацию её теории не представляется возможным.

Если исходить из классического определения “экологии” по Э. Геккелю (“Экология – наука о взаимоотношениях организмов между собой, точно так же как хорология – наука о географическом и топографическом распространении организмов… это физиология взаимоотношения организмов со средой и друг с другом… Под экологией мы понимаем общую науку об отношениях организмов с окружающей средой, куда мы относим в широком смысле все “условия существования”. Они частично органической, частично неорганической природы; но как те, так и другие… имеют весьма большое значение для форм организмов, так как они принуждают их приспосабливаться к себе” [6, с. 9; 34, S. 236, 286]), то тогда экология – это наука биологического профиля. И с этой точки зрения содержательная интерпретация её теории (понимание сущности теоретических построений) сводится к биологической конкретизации построенных формализмов (самый простой пример – любая модель-теория динамики численности популяции не должна давать отрицательных значений; кстати, именно в этой “точке”, как и при постановке задачи, должно происходить самое плотное взаимодействие “модельера-теоретика” и “специалиста-практика”).

Наконец, напомню слова Г.С. Альтшуллера [1] “Всякая теория смертна. Поэтому в период зрелости теории надо концентрировать усилия не только (а в период старости теории и не столько) на приложении её к объяснению новых групп явлений, но и на изучении слабых мест. Проще говоря: надо развивать теорию не там, где она сильна, а там, где ощущается её слабость ”.