Текст книги "Мир науки Метод. Парадигмы. Творчество."

Автор книги: Лёвин Гаврилович

сообщить о нарушении

Текущая страница: 13 (всего у книги 13 страниц)

Общая теоретико-методологическая программа работ в данной области строится на базе биосферной концепции. В понятии биосфера фиксируется такой уровень организации живой материи, который более или менее устойчивым образом закрепился на планете Земля в ходе ее длительной космической и геологической эволюции. Базовыми элементами биосферы, как отмечалось выше, являются биоценозы и биогеоценозы. В ней осуществляется видообразование и расселение живых форм, происходит их взаимодействие между собой и со средой обитания. В настоящее время биосфера проникает в земную кору (до 10 км вглубь), в водные источники и в воздушную среду (до 30 км над Землей). Экологи подчеркивают, что на Земле сложился уникальный баланс экосистем, давших возможность процветания здесь особых форм жизни и ставших колыбелью возникновения и развития человеческого рода. Специалисты-экологи рассматривают человека в качестве системного элемента земной биосферы, законы которой он не вправе переступать без катастрофических для себя последствий.

В рамках биосферного подхода выявилась значимость ряда базовых процессов, определяющих состав, структуру, способы организации земной биосферы, обеспечивающих ее устойчивость и возможности релаксации под действием внешних космических сил и факторов. Среди таких процессов принято называть циркуляцию вещества, обмен энергией и информацией и осуществление обратных регулирующих связей между элементами биосферы. Отмечается также важность многообразия живых систем и организмов для построения биосферной организации и для поддержания ее устойчивости на протяжении десятков и сотен миллионов лет. В то же время в современной экологии накоплен материал, позволяющий отразить динамику биосферы, реализующуюся в ходе и под влиянием естественной эволюции Земли и под воздействием космических факторов.

Один из первоначальных этапов истории Земли, определивший собой появление жизни на нашей планете, был связан с формированием атмосферы и водных стихий (морей и океанов). Их химический состав претерпевал значительные колебания под действием геологических сил (например, извержение вулканов) и потока солнечного ветра, т. е. электронов, протонов и ионов.

Затем к химической эволюции оболочек Земли около трех с половиной миллиардов лет назад добавилась биологическая эволюция. Начало ей дало появление аминокислот и простейших одноклеточных организмов. Такие организмы обнаружили способность приспосабливаться к среде обитания и к размножению. С этого момента был запущен процесс становления биосферы, который ускорился с появлением около двух миллиардов лет назад клеточных систем, содержащих хлорофилл и другие пигменты. Данное обстоятельство преобразило первоначальную биосферу, поскольку появилась возможность процесса фотосинтеза. Он характеризуется превращением молекул двуокиси углерода и воды в органические соединения и свободный кислород. Осуществляется такой процесс под действием солнечного излучения. Со временем фотосинтез стал основой практически бесконечного наращивания биомассы на Земле.

Главный поток прироста биомассы стали обеспечивать возникшие растения, расселившиеся в водной среде и на суше. Растительная жизнь многократно усилила изменение состава атмосферы, увеличив в ней содержание кислорода и сократив долю двуокиси углерода. В результате стал формироваться в верхних слоях атмосферы защитный озоновый слой, поглощающий ультрафиолетовое и рентгеновское излучение Солнца, которое губительно для сухопутных форм жизни. Новые условия привели к расширению масштабов жизни на суше. Надо отметить и то обстоятельство, что новый состав атмосферы сложился в благоприятные для дальнейшего развития жизни пропорции основных газов: азота, кислорода и углекислого газа. Наша атмосфера может отражать в космос значительную часть тепловой энергии Солнца, что обеспечивает отсутствие перегрева земной поверхности. В то же время тепло на Земле частично задерживается в силу своеобразного парникового эффекта. В итоге в нижних слоях атмосферы и на поверхности планеты поддерживается достаточно устойчивая умеренная температура, благоприятствующая развитию многих экосистем.

Уже на протяжении многих сотен миллионов лет живые организмы являются активными составляющими многочисленных биогеохимических процессов, в которые включены круговороты воды, углерода, кислорода, азота, водорода, серы, калия, кальция и других химических элементов. Они то входят в состав органических форм, то возвращаются в неорганические вещества. Взаимодействие биотических и абиотических масс обеспечивает непрерывное самоподдержание биосферы. И хотя крупные космические и геологические катастрофы могут уничтожать иногда до девяти десятых долей земной биоты, жизнь на Земле сохраняет способность к самовозрождению и новому развитию. Более того, если придерживаться концепции В. И. Вернадского, жизнь геологически вечна. Живое вещество всегда существовало в образе биосферы. Прямых доказательств тезиса Вернадского пока нет. Однако даже в масштабах астрономического времени существование жизни на Земле можно считать практически вечным.

Формы земной жизни, конечно, изменялись. И современный баланс жизненных форм – это продукт многих превращений, свершившихся в прошлом. Сегодня экологи ставят вопрос: насколько велики регулятивные ресурсы современной биосферы? То, что наша биосфера уязвима, установлено многочисленными наблюдениями и экспериментами. Поэтому нет оснований для безграничного оптимизма по поводу жизненных ресурсов нашей планеты. Сомнения усиливаются в связи с тем обстоятельством, что за последние 40 тысяч лет в составе биосферы произошли дополнительные изменения. Их источником стал человек разумный. Он своей деятельностью вносит внутренние возмущения в относительно сбалансированные экопроцессы, которые сложились до появления человека.

Подобные возмущения стали особенно заметны с возникновением индустриальной цивилизации. С этого исторического момента поведение и деятельность людей приобрели мощь геологической силы. Фактором давления на окружающую природу является также бурный рост численности человечества, о чем уже говорилось выше. Показательно, что за последнюю тысячу лет население Земли приросло более чем в 20 раз. К тому же люди благодаря определенным техническим и социальным достижениям расселились по всей земной поверхности, не взирая на ограниченную естественную приспособляемость к окружающей среде. И повсюду человечество осуществляет «покорение природы», демонстрируя наступательный характер своей миграции по планете.

Специалисты, изучающие состояние природной среды, установили, что к настоящему времени человечество использует для разных нужд около половины земной суши. Из всех известных источников чистой пресной воды люди используют больше половины. К тому же идет загрязнение и обмеление множества рек и озер, растет число инженерных водных сооружений, изменяющих экологический баланс рек и озер. Загрязняются прибрежные зоны морей и океанов. Подсчитано также, что в результате агрессивной деятельности человечества за последние 300 лет на Земле исчезли более 400 видов животных и более 600 видов растений. Только в XX столетии уничтожены почти две трети популяций морских животных. За это же время исчезла почти половина прибрежных мантровых лесов. Колоссальных масштабов достиг сегодня рост массы производственных и бытовых отходов. Технологическая неэффективность современного производства поражает воображение. Из массы всего добытого сырья люди превращают в конечный продукт потребления не более одной десятой части. Остальной «материал» идет на свалки. Подсчитано, что отходов органического происхождения человечество производит в 2000 раз больше, чем вся остальная биосфера.

Особую тревогу исследователей вызывают быстро протекающие под воздействием промышленного производства изменения воздушной среды. Они приобрели планетарный характер. Чаще всего речь идет о выбросах в атмосферу углекислого газа, метана и окиси азота. Эти газы создают около 60 процентов дополнительного к естественному парникового эффекта. С середины XVIII столетия до конца XX века объем выбросов в атмосферу этих газов суммарно вырос с 11 миллионов тонн до 24 миллиардов тонн в год. Измерения показали, что в XX столетии приземная температура повысилась на 0, 6 градуса Цельсия. Это обстоятельство оказалось связано с сокращением снежного покрова и с таянием льда в Северном Ледовитом океане. В XX веке отмечен также рост числа природных катастроф, среди которых наблюдались ураганы, наводнения, засухи. Их жертвами стали около 10 миллионов человек. Этот показатель сравним с числом жертв первой мировой войны.

Критически настроенные исследователи подчеркивают, что биосфера, будучи сложной нелинейной системой, может уже в недалекое время утратить стабильность, после чего начнется ее необратимый переход в некое квазистабильное состояние. В итоге ее параметры могут оказаться неподходящими для жизни людей.

Используя различные подходы к моделированию состояний биосферы, многие исследователи пытаются прогнозировать ход ее эволюции. Выявилось, что более или менее адекватным общим понятием, отражающим сущность происходящих сегодня на Земле процессов, является «антропобиосфера». С помощью этого понятия строятся модели, которые учитывают структурные, функциональные, информационные, энергетические и других характеристик биосферы. К ним добавляются антропогенные и техногенные характеристики современного состояния общества.

Одна из первых математизированных моделей была предложена Дж. Форрестером, который пытался определить экологические пределы роста хозяйственной деятельности человечества. Эта задача разрешима, поскольку факторы природной среды и ресурсы человеческой деятельности имеют количественное выражение. Биоэкологи, например, выделяют количественно определимые зону оптимума, зону угнетения и пределы выносливости для организмов. Количественные выражения физических ресурсов человеческой деятельности также имеют четкие характеристики.

Антропобиосферный подход оказался связан в последние несколько десятилетий с разработкой проблем будущего состояния человеческого общества и природной среды. В частности, появились прогнозные работы ученых, объединившихся в так называемый «Римский клуб». Среди отечественных разработок известен проект «Гея». Он осуществлялся под руководством академика Н. Н. Моисеева. Одним из выводов, к которому пришли разработчики данного проекта, стал прогноз «ядерной зимы». Это устрашающее следствие вероятной термоядерной войны во многом способствовало заключению международных соглашений о сокращении ядерных вооружений.

Заметим, что именно антропобиосферный подход становится методологической базой практической экологии, поскольку выводит на исследование ресурсов земных экосистем и на разработку методов природопользования. Правда, достижения в этой области еще далеки от желаемого. Сегодня осознано, что организация природопользования имеет сложный многоуровневый характер и требует привлечения методов инженерного и социального проектирования. Соответственно, естественнонаучные знания и методы комбинируются с техническими и социальными подходами к разработке путей человеческой деятельности. В свою очередь, техническая и промышленная деятельность людей является открытой для применения биотехнологий и для усиления естественных ресурсов угнетаемых деятельностью человека биосистем. Так, широко применяется посадка зеленых насаждений вблизи промышленных предприятий и крупных автомагистралей, функционирование которых связано со снижением содержания кислорода в атмосферном воздухе. В более широком контексте человеческая деятельность направляется на создание искусственных биоценозов и экосистем. Из них выделяются те, которые способны долговременно удовлетворять биологические потребности людей. К таковым относятся, например, агроценозы (сельскохозяйственные угодья), лесопосадки, парки и скверы, зоны экологической рекреации. Выделяются также урбоситемы, возникшие в результате развития городов, и объединяющих большие массы населения, промышленные, бытовые и другие объекты. Существование урбоэкосистем поддерживается за счет агроэкосистем и вовлеченных в хозяйственный оборот ископаемых энергоресурсов и других источников энергии (ветровой, приливной, атомной и прочих).

В наше время осознано, что для рациональной организации природопользования важно знать лимитирующие факторы, которые могут ограничивать и угнетать распространение определенных видов в различных регионах Земли. Так, познание пищевых цепей, водных режимов, температурных условий жизни и других лимитирующих факторов дает базу для эффективного управляющего действия людей на биосферу – как в отношении собственного вида, так и в отношении других видов существ, населяющих нашу планету. Серьезную поддержку оптимальному природопользованию дает знание статистических показателей популяций, их численностей, плотности, показателей структуры, скорости их роста или сокращения.

Применительно к такому образованию как экосистема особую роль приобретает знание круговорота веществ и прохождения через нее потока энергии. Круговорот веществ поддерживается деятельностью автотрофов и гетеротрофов. А передача энергии осуществляется от автотрофов к гетеротрофам. Поэтому экологи подчеркивают исключительную миссию на Земле зеленого покрова растений. Они поглощают на первом трофическом уровне около 50 процентов поступающей солнечной энергии. Значимыми становятся также знания о циклических и поступательных изменениях главных природных экосистем (наземных, пресноводных и морских).

Современная наука о природопользовании различает природные условия, в которых обитает человек и человечество, а также природные ресурсы, т. е. те элементы природы, которые необходимы человечеству для его жизнеобеспечения. Большинство из таких элементов вовлечены в расширяющееся материальное производство (вода, ископаемые, растительность и пр.). Активная промышленная жизнедеятельность людей приводит к тому, что круг природных ресурсов расширяется благодаря деятельному освоению все новых природных условий. До недавнего времени казалось, что любые природные ресурсы неисчерпаемы, поскольку неисчерпаема сама природа. Однако сегодня все чаще речь идет об ограниченности запасов многих природных ресурсов (например, нефти, пресной питьевой воды и т.д.). Хотя надо сказать, что остаются еще потенциальные природные ресурсы, которые пока не используются человеком, либо используются в малой степени (например, энергия Солнца).

Природопользование считается рациональным, когда обеспечивается экономное использование природных ресурсов с учетом законов экологии. Надо иметь в виду и то, что не только экономический мотив важен для организации природопользования. Природная среда и ее ресурсы важны для людей и как источник здоровья (чистая вода, горный и морской воздух и пр.). Она же способна поддерживать эстетические потребности людей, которые важны для гармонизации человеческой жизни, для развития духовной составляющей человеческого бытия.

Рациональное природопользование порождает постановку задач охраны природы. Они включают в свой состав: прогнозирование и разработку мер предотвращения негативных последствий природопользования; расчет степени интенсивности освоения природных ресурсов; разработку компенсационных мероприятий по восстановлению истощающихся ресурсов; применение чрезвычайных мер по спасению людей и природных объектов в условиях экологических катастроф. Использование природы без предупредительных и охранных мер в наше время недопустимо.

Современные принципы природопользования сводятся к законам экологии. Б. Коммонер в 1974 году предложил четыре группы законов: 1) все связано со всем; 2) все должно куда-то деваться; 3) природа «знает» лучше; 4) ничто не дается даром. Каждый названное утверждение подсказывает ограничения и дает предостережения для нашей деятельности в окружающей природной среде.

«Законы» Б. Коммонера предполагают высокий уровень экологического сознания. Они требуют признать, что стихийные воздействия на отдельные элементы земной экосистемы способны привести в движение другие ее элементы. И тогда в системе в целом могут возникнуть необратимые или непредвидимые последствия. Кроме того, надо учитывать, что все материальные результаты человеческой деятельности должны вписываться в кругооборот веществ на планете и подвергаться утилизации. «Отходы», в частности, появляются тогда, когда нарушен этот закон. Говоря, что «природа знает лучше», Б. Коммонер имел в виду, что колоссальные плоды земной эволюции нам не дано превзойти. Природа по-своему хороша, и мы можем «улучшать» ее только в частностях, и то при условии нашей большой осмотрительности. Об этом же говорит сформулированный им четвертый закон. Любой наш частный выигрыш во взаимодействии с природой требует «платежа». Показательно, например, что более активная деятельность людей в природе обрастает все более мощной и трудоемкой системой контроля за природными ресурсами и за эффективностью самой человеческой деятельности. Так, в XX столетии появилась система мониторинга окружающей среды, в рамках которой осуществляются мероприятия по наблюдению, оценке и прогнозированию будущих состояний экологической обстановки. Накапливающиеся сведения становятся важным источником информации, необходимой для принятия регулирующих экологических мер. В таком ключе ведутся наблюдения за изменениями озонового слоя атмосферы, за процессами таяния ледниковых массивов и т. п. Координация глобального мониторинга экологической среды ведется ЮНЕП, представленной в ООН, а также Всемирной метеорологической организацией.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.      Баранов Г.В., Лёвин В.Г. Философия науки: Учеб. пособ. Самара: Изд-во Самарский научный центр РАН, 2007. 201 с.

2.      Берков В.Ф., Терлюкович И.И. Логика: Практикум. Минск, 2003. 220 с.

3.      Грязнов Б.С. Логика, рациональность, творчество. М., 2002. 224 с.

4.      Дандон Э. Инновации: Как определять тенденции и извлекать выгоду / Пер. с англ. М.: Вершина, 2006. 304 с.

5.      Ивин А.А. Основы теории аргументации. М., 1997. 196 с.

6.      Ивлев Ю.В. Логика. М., 2000.212с.

7.      История логики/ Под общ. ред. В. Ф. Беркова и Я. С. Яскевич. Мн. 2001.272 с.

8.      Инновации. Наука. Образование. Самара: Изд-во СамГТУ, 2006. 138 с.

9.      Креативное мышление в бизнесе / Пер. с англ. М.: Альпина Бизнес Букс, 2006.228 с.

10.      Меерович М.И., Шрагина Л.И. Теория решения изобретательских задач. Минск: Харвест, 2003. 428 с.

11.      Поппер К.Р. Предположения и опровержения: Рост научного знания. М.: ООО «Издательство ACT». 2004. 638 с.

12.      Проблемы творчества: Сб. докл. Самара: Изд-во НТЦ. 2004.43 с.

13.      Рузавин Г.И. Методология научного познания. М.: ЮНИТИ– ДАНА, 2005.287 с.

14.      Сачков Ю.В. Научный метод. Вопросы и развитие. М: Едигориал УРСС, 2003.160 с.

15.      Стёпин В.С. Теоретическое знание. М., 2000.224 с.

16.      УиггинсА., Уинн Ч. Пять нерешенных проблем науки. М., 2005.160 с.

17.      Scietific discovery, logic and rationality. Dordrecht, 1980. www. mkaku. org.

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 ПРИРОДА НАУЧНОГО МЕТОДА

1.1. О понятии «метод»

1.2. Метод как система знаний и система действий

1.3. Объективное и субъективное в методе

1.4. Метод как форма рефлексии

1.5. Метод и теория

Глава 2 ЛОГИЧЕСКИЙ АРСЕНАЛ НАУКИ

2.1. Логика как наука

2.2. Научные понятия, их образование и определение

2.3. Вопросы. Проблемное поле науки

2.4. Доказательство и опровержение. Аргументация в науке

Глава 3 НАУКА. ТВОРЧЕСТВО. ИННОВАЦИИ

3.1. Научные традиции

3.2. Научное творчество

3.3. Научные открытия

Глава 4 РЕВОЛЮЦИИ В НАУКЕ

4.1. Феномен научных революций

4.2. Исторические типы научных революций

4.3. Революционный потенциал современной науки

4.4. Экологические перспективы науки

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК