В географии и основы учения о геосистемах

Системный подход

Процесс развития научного познания связан с непрерывным поиском новых методов и способов решения теоретических и практических задач. В связи с тем, что современный этап развития многих научных направлений характеризуется процессом систематизации, классификации, теоретических обобщений, стремлением к синтезу накопленных знаний, традиционные методы и подходы уже не в состоянии справиться с этими задачами. Появилась необходимость единой методологической основы, позволяющей органически объединить различные научные подходы в общую концепцию. Большие возможности для решения этих вопросов открывает системный подход, который ориентирован на раскрытие сущности объектов как целостных систем, исследование их многообразных внутренних и внешних связей и механизмов формирования устойчивой структуры.

Системный подход связан, прежде всего, с современной революцией в науке, является выражением особенностей научно-технической революции. Процесс познания, как известно, основывается на диалектическом взаимодействии объекта и субъекта. Это взаимодействие развивается, с одной стороны, в результате усложнения общественно-исторической практики; с другой стороны – в результате усиления познавательных средств субъекта.

В современной методологии науки все больше выдвигается на передний план активность субъекта. Именно это отражается в системном подходе, кото­рый представляет собой инструмент реконструкции объекта для познания. В этой связи система характеризуется как фрагмент объективной реальности, вы­члененный для исследования. Следовательно, системный подход является операционно-целевым актом квалификации объекта. В одном исследовании мы можем рассматривать объект как множество элементов, в другом – тот же объект может быть рассмотрен как элемент более сложной системы.

Системный подход связан с субъектом познания и относится в большей степени к методам науки, нежели к объектам. Именно поэтому современное внедрение системного подхода в науку – это проявление научно-технической революции в области научного познания.

Если говорить об отдельных высказываниях, то образцы системного мышления можно найти в трудах древних философов, не говоря уже о работах более поздних мыслителей и ученых. Первое последовательное изложение системного подхода истории науки находят в работе А. А. Богданова «Тектология – всеобщая организационная наука», относящейся к 1913 г. Но попытка оказалась преждевременной.

Одним из основоположников системного подхода считается Л. фон Берталанфи – австрийско-американский биолог, первые публикации которого по этой теме относятся к концу 40-х годов. Однако «торжественное шествие» системный подход начал с 60-х годов ХХ в., когда появились условия для этого в виде благоприятной научной обстановки, связанной с научно-технической революцией. Берталанфи назвал системой комплекс элементов, находящихся вовзаимодействии, выделил закрытые и открытые системы, ввел понятие равновесия, подвижного равновесия системы, ее поведения и согласованности скоростей протекающих в ней процессов. С общей теорией системы (ОТС) связано представление не только о системе, но и об организации и изучении множеств, состоящих из объектов и процессов, относящихся к разным формам движения материи.

Анализ большого числа определений, предложенных различными исследователями, позволяет наметить некоторый инвариант значений термина «система»: 1) система – целостный комплекс взаимосвязанных элементов; 2) система образует особое единство со средой; 3) любая система обычно состав­ляет элемент (подсистему) системы более высокого порядка, а элементы (подсистемы) системы, в свою очередь, сами, как правило, являются системами, но более низкого порядка. Все три значения в совокупности достаточно полно характеризуют понятие системы. Берталанфи сформулировал следующие свойства системы, которые были известны и ранее в географии: 1) целостность (изменение любого элемента ведет к изменению всей системы); 2) суммативность (изменение любого элемента зависит только от него самого); 3) механизация (переход от целостности к суммативности); 4) централизация (увеличение коэффициентов взаимодействия элементов системы, приводящие к изменению всей системы); 5) иерархическое построение. В новейших своих работах Берталанфи приходит к выводу, что ОТС есть междисциплинарная наука, анализирующая принципы, относящиеся к системам вообще, охватывающие не только ОТС в узком смысле слова, но и аналогичные исследования в кибернетике, теории информации, игр, статистических моделей, в факторном анализе, и т.д. Системный подход к изучению объектов различного характера является в настоящее время общенаучным принципом. Его внедрение привело уже к значительным изменениям в научных исследованиях.

Системный подход в географии – исследование географических объектов как систем, которые состоят из разнородных, но взаимосвязанных элементов, обладающих единством. Элемент – географический объект, принимаемый единым, неразложимым в данном конкретном исследовании. Как правило, элемент есть часть (компонент) сложного объекта (системы), выполняющей в нем (в ней) определенную функцию.

География, объектом изучения которой являются сложные территориальные системы, наиболее хорошо подготовлена к восприятию и активному применению системного подхода. Отдельные элементы системного анализа в географии можно найти еще в работах Страбона, Л. Гвиччардини, Б. Варениуса, А. Гумбольдта, К. Риттера, И. Тюнена и др. В России комплексный научный анализ в географии с использованием системного подхода представлен в работах И. К. Кирилова, М. В. Ломоносова, Н. П. Огарева, К. И. Арсеньева и других ученых.

В современной географии первые опыты использования системного анализа в исследовании территориальных систем представлены в трудах Б. Берри, Р. Чорли, Б. Кеннеди, П. Хаггета, Т. Хагерстранда, Дж. Лэнгтона, Д. Харвея и др. В Советском Союзе практическое применение системного подхода в географии и экологии появилось в 60-е годы ХХ в. и способствовало синтезу наук о Земле и социально-экономических дисциплин. Тогда появились интересные статьи Д. Л. Арманда о природных комплексах как саморегулирующаяся информационных системах, работы В. С. Преображенского, А. Ю. Ретеюма, А. Г. Исаченко, Н. А. Солнцева и др. В 1968 г. Ю. Г. Саушкин и А. М. Смирнов предприняли попытку ввести в географию представление об интегральных геосистемах и геоструктурах.

В 80-е и 90-е годы системные исследования в географической науке получают дальнейшее развитие в трудах Ю. Г. Симонова, А. Ю. Ретеюма, К. Г. Рамана, В. Н. Солнцева, К. Н. Дьяконова, Н. Л. Беручашвили, А. А. Крауклиса, А. А. Макуниной, В. Д. Сухорукова, и др. Большое внимание ученые уделяют проблеме хроноорганизации природных процессов.

Традиционно использующийся в географии комплексный подход явился благоприятной предпосылкой развития системных представлений в этой предметной области. В наибольшей степени идеи системного анализа проявились в физической географии, – в учении о геосистемах, разработанном в 60-х годах В. Б. Сочавой. Это понятие во многом сходно с определением природно-территориального комплекса, который представляет собой пространственно ограниченный набор компонентов, объединенный относительно тесным взаимодействием.

На основе системного подхода формируется географическая тектология – направление научной мыс­ли, исследующее фундаментальные принципы организация и эволюции гео­графических (геопространственных) систем.

Основные предпосылки внедрения системного подхода в географические науки следующие.

Чрезвычайная сложность реального мира. Это заставляет исследователя попытаться, во-первых, изолировать составные части действительности – либо в эксперименте, либо путем абстрагирования; во-вторых, проанализировать взаимодействие этих частей в упрощенных условиях. Представляя собой неиз­бежную мыслительную операцию, такое разложение реального мира на упрощенные структуры ведет к созданию субъективных образов действительности. Конечной же целью такого исследования должно быть установление связи между упрощенными структурами, идентифицированными по отношению друг к другу в одинаковых или различных пространственных и временных масштабах. В действительности любая система является бесконечно сложной, и мы можем изучать лишь систему, полученную в результате некоторой абстракции от реальной системы.

Непрерывность реального мира. Изолированные структуры являются субъективно и искусственно обособленные части действительности, и самая главная изначальная проблема состоит в опознании и выделении наиболее значимых частей реального мира. С одной стороны, каждая из таких частей, или структур, должна быть достаточно сложной, чтобы обладать высокой степенью внутренней согласованности, тогда ее изучение даст положительные результаты и будет полезным; с другой - она должна быть достаточно простой для понимания и исследования.

Для современного состояния системы географических наук характерно одновременное использование четырех основных моделей, отражающих различные подходы к описанию структуры геосистемы. В рамках первой из них геосистемы рассматриваются как совокупность отдельных взаимосвязанных компонентов. Центр тяжести этой моносистемной модели заключается в изучении отношений между компонентами и связей, обусловливающих целостность системы, в том числе ее пространственных взаимосвязей. Во второй, третьей и четвертой, моделях геосистема предстает перед нами как состоящая из взаимосвязанных комплексов более низкого таксономического ранга (например, фаций и урочищ в ландшафтах). Это полисистемные модели – морфологическая, геогоризонтная, геоблоковая. Одновременное применение этих моделей в какой-то мере позволяет географам полнее отобразить такое сложное явление, как диалектическое единство пространственно-временных континуальности и дискретности реальных объектов, охватываемых географической сферой. Вместе с тем сам факт одновременного существования нескольких моделей еще раз свидетельствует о том, что география не может ограничить область своих исследований лишь пространственными аспектами, она обязательно должна учитывать также временной и субстратный аспекты.

Системный подход применим к широкому кругу географических проблем. Он может быть использован для рассмотрения и конструирования геосистем как в статике, так и в динамике. К числу статических аспектов изучения относится анализ элементов, образующих геосистему, их взаимоотношений, степени сложности системы, ее организованности, развитости, иерархической структуры, надежности. Исследование изменения систем включает ретроспекцию, анализ современной динамики, прогнозирование спонтанных и целенаправленных изменений. Последнее особенно важно при решении конструктивных географических задач.