Методология постижения открытого нелинейного мира

XXIвек характеризуется бурным экспоненциальным ростом научных знаний. Человечество знает и умеет значительно больше, чем может осмысленно использовать. Это породило серьезную про­блему, ранее не стоящую перед человеком: противоречие между его глобальным планетарным могуществом и недальновидным эгоистичным мышлением.

Известный научный деятель Чарльз П. Сноу сформулировал проблему, которая не потеряла и сегодня своей актуальности об увеличивающемся разрыве между культурой естественнонаучной и культурой гуманитарной.

Однако при внимательном рассмотрении проблемы само разделение наук на гуманитарные, изучающие человека во всех проявлениях, и естественные, исследующие закономерности окружающего нас мира, в настоящее время выглядит не совсем актуально. В настоящее время в науке отчетливо выделяются два параллельных процесса: дифференциация различных областей научного знания, приводящая к появлению узких специалистов и все более усиливающиеся интегративные тенденции в науке, сопровождаются проникновением представлений и исследовательских методов из точных наук в гуманитарные и наоборот. Следует объединять усилия различных научных дисциплин, а не возводить между ними непреодолимые преграды.

Одной из важнейших задач современности является гармоничное развитие человека и устранение противоречия между гуманитарной и научно-технической формати культуры.

В задачу данного курса входит с одной стороны демонстрация единства современного естествознания как единой науки со своим предметом исследования, а с другой стороны обоснование положений, по которым ясно видно, что современное естествознание, в значительной степени, является основой любого знания – и естественнонаучного и гуманитарного.

Гуманитарное содержание современного естествознания связано с развитием мышления (нелинейного, синергетического), формированием мировоззрения, воспитанием чувств.

Поскольку «подрастающее поколение старается усваивать истину сразу», наиболее «продвинуто» в части освоения предметов высоких технологий и не любит ждать,необходимо разрабатывать для изучения современного естествознания новых средств обучения, в частности универсальный биоадаптивный учебно-методический (мультидисциплинарный дидактический комплекс) каковым является настоящий учебник. Поэтому для современного познающего субъекта удобным видом учебного пособия может стать учебник, написанный в духе синергетической парадигмы фундаментальности, являющийся системообразующим компонентом синергетической образовательной среды современного естествознания. Таким, по мнению авторов, и является предлагаемый учебник, читатель которого убедится в этом, познакомившись с его содержанием.

Существуют различные виды оснований науки в соответствии с важнейшими разделами философии: онтологические, гносеологические, логические, аксиологические, социальные. Приведем примеры каждого из указанных видов философских оснований. Онтологическое: «Бог не играет в кости» (А. Эйнштейн); гносеологическое: «Все объективно значимые теоретические понятия науки должны быть сводимы к – эмпирическим» (Э. Мах); аксиологическое: «Истина – высшая ценность науки» (К. Поппер); социальное: «Содержание науки определяется практическими потребностями общества» (Дж. Бернал). Не существует единых философских оснований для всех наук, их выбор определяется для разных наук многими факторами, важнейшие из которых – талант, воля и авторитет создателей новых фундаментальных теорий.

Современное состояние научного знания характеризуется тенденцией к междисциплинарному взаимопроникновению.

Междисциплинарным синтезирующим статусом сегодня обладают системный подход, и его наиболее конструктивная часть: синергетический подход (системный подход в узком смысле) и все большие эвристические возможности раскрывает синергетическая образовательная среда и теория фракталов. Имеются веские основания полагать, что рефлексивное обращение фрактальных представлений на саму социальную деятельность субъекта и, в особенности, на его познавательную деятельность обернется новым концептуальным сдвигом в решении классических философских проблем качественного образования.

Необходимость такого рода рефлексивного обращения, прежде всего, связана с тем, что сложность системы социальной деятельности (по критериям числа взаимодействующих элементов и уровней организации) возросла настолько, что традиционные подходы уже не справляются ни с полной оценкой ситуации, ни, тем более, с прогнозом последующих состояний. В особенности это касается ключевых для современности видов деятельности, какими являются учебно-познавательная и управленческая. Именно здесь фрактальные представления о структурном подобии части и целого выводят нас на новые возможности решения проблем совместной человеческой деятельности.

Предметом рассмотрения выступают отношения инвариантности и подобия, которые связывают целостные системы и процессы социальной человеческой деятельности с каждым ее элементом и этапом, а именно особые виды деятельности, которые феноменологически проявляют структуру деятельности во всей ее сложности и полноте: это управленческая и учебно-познавательная деятельность в синергетической среде.

Основная гипотеза заключается в том, что между элементами и подсистемами различного уровня познавательной деятельности существуют отношения фрактального подобия, которые обуславливают органический характер совместной, познавательной деятельности. Эти отношения носят объективный характер, но в своей полноте способны реализоваться только через цикличное рефлексивное управление этой деятельностью в специально спроектированной синергетической образовательной среде.

Следуя духу гегелевской диалектики, необходимо подчеркнуть, что движение «цель – средство – результат» отражает многомерную иерархию узловых противоречий. При этом каждый узел фрактально раскладывается в свое собственное подобие. Смысл – это то, что сужает коридор возможностей, ограничивает их число, одним словом смысл есть то, что создает переход от настоящего к будущему (или от прошлого к настоящему). Нет движения вне направления, и движения выше цели. Цель, противоречащая законам движения и не отвечающая его направлению – бессмысленна. Не цель придает смысл развитию, а развитие – цели. Осмысленные цели достижимы и лежат в русле от прошлого к будущему.

Гегель впервые представил деятельность как самоизменение и саморазвитие объективного духа, под которым он понимает разум в человеческой родовой жизни, т.е. сверхиндивидуальную целостность, возвышающуюся над отдельными людьми и проявляющуюся через их различные связи и отношения. В современном представлении это духовная часть (компонента) синергетической среды. Логику Гегеля (тезис–антитезис–синтез) можно представить как «квазифрактал» развития, «фрактальная структура самопорождения смысла» любых изменений в системах и саморазвития различной природы. Обычные, простые виды деятельности не содержат организационно-управленческих уровней иерархии, которые имеют наиболее сложные формы деятельности и позволяют увидеть любую познавательную, управленческую и образовательную деятельность как циклическую и фрактально-иерархически-древовидную структуру. Труд праксеологически ориентирован лишь на практически полезный – общественно-необходимый результат.

«Методология деятельности в синергетической среде» как основание новой парадигмы берет начало в самой структуре научного познания, когда центр внимания переместился с равновес­ных процессов и структур на неравновесные, устойчивость к новому пониманию роли стохастического фактора в понимании природы реальных процессов, к созданию теории самоорганизации открытых систем и к разработке фрактально-синергетической теории Природы и ноосферы. Концепция созидания синергетической среды открытого образования предполагает обеспечение на базе высоких наукоёмких технологий полной академической свободы личности в выборе форм, способов и места доступа к потребному всемирному знанию с минимальными энергетическими и номинальными интеллектуальными затратами.

На наш взгляд модель деятельности в синергетической технологии открытого образования есть не что иное, как фрактальная система самопорождения смысла.

Внедрение высоких информационно-коммуникационных технологий в образовательные структуры и процессы управления ведет к их коренному изменению, интенсифицируют создание принципиально новых познавательных, управленческих и образовательных технологий, новых технологий сбора, хранения, обработки и передачи информации, возникают новые информационные потоки между субъектами и объектами в управленческих и образовательных процессах.

Нами на протяжении многих лет исследовалась и проектировалась синергетическая среда в образовании, как новое направление в современной дидактике. Эволюция подхода и апробирования его на познавательной, управленческой, образовательной и воспитательной деятельности позволило нам создать системогенетическую модель познавательной, управленческой и образовательной деятельности в синергетической среде (см. рис.8). В качестве методологического основания служила синергетическая образовательная среда в образовании. В основе модели лежат гносеологические, онтологические, методологические и праксеологические процедуры системной деятельности и мыследеятельности, включающие следующие умственные действия, приемы и операции: по логической схеме процесса:сравнение, анализ, абстрагирование, обобщение, синтез, классификация, индукция, дедукция, инверсия, рефлексия антиципация, гипотеза, эксперимент и др.; по функциям классификации: прогностическая (индукционная), познавательная (гностическая) и измерительная (праксеологическая) процедуры; по типу логики мышления:рассудочно-эмпирические (классически-логические по Аристотелю) и разумно-теоретические (диалектико-логические, по В.В. Давыдову), синергетический стиль мышления (по А.И. Бочкарёву); по форме результата:создание нового образа, определение понятия, суждение, умозаключение, теорема, закономерность, закон, модель, теория.

Модель познавательной, управленческой и образовательной деятельности содержит разделенное пространство (рис.8.) на реальный (внизу) и рефлексивный мир (вверху). Левый верхний квадрант для рефлексивного мира отражает зону Веры и, в пределе, веру в Бога. Правый верхний квадрант отражает зону Науки (Разума) и, в пределе, веру в Абсолютную истину или в «Абсолютный дух» Гегеля. Нижний левый квадрант соответствует материальному миру, а справа миру искусственного, всего, что создано человеком и современными технологиями. В центре находится субъект-субъектная подсистема познания, управления и учения, владеющая процедурами системной (синергетической) мыследеятельности: индукцией, обобщением, дедукцией, анализом и синтезом; методами классификации, моделирования и абстрагирования, инверсией, рефлексией, способами сравнения, измерения, выдвижения гипотез, проведения экспериментов, проектирования и конструирования, прогнозирования и планирования, синергетическим стилем мышления и др., в конечном итоге замыкающимися на практическую деятельность − праксеологическую составляющую спирального цикла познавательной, управленческой и образовательной деятельности.

Важным в этой модели можно считать факт: любой истинный квант знания − «когнитон» − получается как результат полного витка спирального цикла познавательной, управленческой и образовательной деятельности, охватывающей все пространство через синергетический метаязык (штриховая кривая по ходу часовой стрелки, охватывающая все квадранты и сходящаяся в центре), «понятный естественнику и гуманитарию». Проходя всю логическую цепочку, будущее знание, начинаясь как факт, частность, свойство, затем накапливается и посредством метода индукции превращается в общее свойство − метазнание. Дальнейшее применение к «общему метазнанию» методов анализа и синтеза, классификации, моделирования и абстрагирования превращает метазнание, в форму «абстрактного метазнания», «чистой идеи», обладающей качествами красоты и гармонии. Но абстрактное метазнание для своего превращения в истинное знание еще должно быть проверено практикой, экспериментом. Для этого существуют дедуктивные процедуры: выдвижение гипотез, проведение экспериментов, проектирование и конструирование, прогнозирование и планирование. И, наконец, самый прагматический критерий истины − практическая деятельность на базе нового знания с получением полезного продукта или появления новой добавленной стоимости.

Рис.8. Модель познавательной, управленческой и образовательной деятельности в синергетической среде

Пронизывающий всю модель синергетический метаязык (похожий на четыре языка, повторяющие цикл «по часовой стрелке» на рисунке показан штриховой линией), можно интерпретировать, как: язык общения с первопричиной, Богом; язык науки, техники и, наконец, язык Природы, к которому призывал Тамм: «…наша первейшая задача – научиться слушать природу, чтобы понять ее язык».

На границе модели (рис.8) нижнего и верхнего левых квадрантов показано отношение материи (первичности её) к сознанию (по ходу часовой стрелки циклов), что соответствует марксистскому толкованию «первичности материи и вторичности сознания». На границе верхнего и нижнего правых квадрантов искусственной половины пространства показано отношение со-знания (совместного, коллективного знания) к со-бытию (совместному бытию), которое синергетически можно трактовать, как «совместное знание определяет совместное бытие».

На модели в центре изображена совокупность взаимодействующих субъектов, Веры и Науки, Естественного и Искусственного разделенная извилистой нечеткой границей, символизирующей гармонию мужского и женского начала ЯН-ИНЬ, (число 69), которое при повороте остается себе инвариантным, самоподобным. Это согласуется с пониманием человека как смысловой модели мира. Такая идея в изображении модели удобна также для выяснения дидактических принципов созидания высокой синергетической образовательной среды.

Вера может быть определена как принятие чего-либо за истину, не нуждающуюся в необходимом полном подтверждении. На протяжении многих лет философы стремятся логически обосновать правомочность индукции как метода мышления, выводящего будущее на основе прошлого, или как способ превратить неполную информацию в полную. Однако согласно известной теореме К. Гёделя о невозможности полной формализации знаний полнота недостижима, а целостность реальна. Таким образом, вектор постижения в синергетической парадигме фундаментальности направлен «от полноты к целостности». Любая деятельность организуется на базе знаний, содержащих пробелы, или на основе неполной информации, дополненной «угадыванием», «домыслом» или «верой».

Мышление человека богаче любых дидактических форм. Слова утверждение, подтверждение имеют корень веры, поэтому классическую науку часто сравнивают с «научной религией». Для всех живых систем «опережающее отражение действительности» П.К.Анохина, понимаемое как форма и содержание процесса существования живых систем, основано, во-первых, на предшествующем самоотражении потребного прошлого; во-вторых, на непрерывном поддержании и корректировке отражения настоящего; в третьих, как отражение потребного будущего − является биологической необходимостью. Многократно подтвержденная опытом вера может превратиться в знание либо в метафизику.

Поэтому, индуктивная форма поведения у человека была выработана и закреплена в процессе биологической эволюции. Биологическая эволюция была бы вообще невозможна, если бы не элемент «веры» в успех нацеленных на будущее реакций, встроенный в каждую клетку живого вещества и носящий фрактальный характер. К настоящему времени известны четыре вида познания: эмпирическое, научное, художественное, сокровенное.

9.2. Чему «учат» концепции современного естествознания?

Современные концепции естествознания в своей совокупности образуют то, что часто называют неклассической и постнеклассической наукой. Концептуальными науками классического естествознания были, как известно, механика Ньютона, классическая космология, электродинамика Максвелла, термодинамика Клаузиуса, теория эволюции Дарвина, физиология Павлова, теория бессознательного Фрейда и т.п. Несмотря на очевидное содержательное различие перечисленных концепций классического естествознания, все они исходили из неких общих принципов, которые считались единственно научными. Это − принцип детерминизма (господства однозначных причинно-следственных отношений между явлениями природы), принцип чистой объективности научного знания, принцип абсолютной истинности научного знания, принцип невозможности альтернативных научных истин об одном и том же предмете, принцип непрерывного, постепенного развития науки, принцип наличия универсального научного метода, принцип прогрессивного развития научного знания и др. Чему учат нас современные концепции естествознания? Прежде всего, − всему естественнонаучному знанию; всему развитию науки присущи скачки, революционные концептуальные изменения; возможно принятие качественно несовместимых с прежними теориями концепций в одной и той же области науки. Сам по себе релятивизм еще не означает утверждения субъективного характера научного знания, а лишь отрицает его объективно-трансцендентальный характер.

Другой революционный шаг в развитии естествознания, в становлении неклассической науки был связан с возникновением и утверждением квантовой механики − другой фундаментальной концепции современного естествознания. Если Эйнштейн разрушил веру в трансцендентальный, абсолютный характер научного познания, в возможность абсолютно истинной научной картины мира, то создатели квантовой механики: Бор, Гейзенберг, Борн, де Бройль и др. подорвали всеобщность и непререкаемость другого фундаментального онтологического принципа классического естествознания − детерминизма, принципа господства в природе причинно-следственных законов, имеющих необходимый характер связи причины и следствия («причина всегда с необходимостью порождает свои следствия», «следствие всегда есть необходимый результат какой-то причины»).

В отличие от классической механики, в квантовой механике выдвигается поло­жение о принципиально вероятностном характере поведения любых физических тел, а не только микрообъектов, как это иногда полагают. Невозможность однозначного описания движения тел связана с теми ограничениями, которые накладывает принцип неопределенности Гейзенберга на возможность одновременно абсолютно точного измерения многих сопряженных величин, входящих в физические законы. Согласно этому принципу невозможно одновременно точно измерить координату и скорость (или импульс) тела и тем самым однозначно предсказать его будущее состояние. Нижняя граница неопределенности устанавливается постоянной Планка, но преодолеть это значение неопределенности невозможно в принципе. Таким образом, согласно квантовой механике, условия физического познания мира дают возможность описывать его адекватно только вероятностно. Необходимые же законы, которыми оперирует классическая наука, суть не что иное, как огрубленное, неадекватное описание действительности, которое, правда, часто целесообразно из прагматических соображений простоты, когда для многих случаев успешной практики не требуется подлинной точности.

Квантовая механика сформулировала важный для науки тезис: с точки зрения возможностей человеческого познания мир вероятностен, им управляет вероятность, а не необходимость, а в основе вероятности неизбежно лежит множество случайных событий.

Современное естествознание преподносит человечеству уроки.

Первое. Для большинства объектов и систем невозможно их единственное непротиворечивое описание, поскольку многие из них наделены частично или полностью взаимоисключающими свойствами, например − фотоны и электроны обладают и корпускулярными и волновыми свойствами. Поэтому полное их описание возможно только в виде двух дополняющих друг друга картин − волновой и корпускулярной. Свойства волны и частицы у элементарных объектов диспозиционны, а реально они проявляют себя всегда либо как волны, либо как корпускулы. А как конкретно они себя проявят в каждом случае – зависит от условий их познания, в частности от условий наблюдения с помощью различных приборов. Таким образом, с точки зрения квантовой механики физическая истина не только относительна, но и субъект-объектна, поскольку условия познания (наблюдения) существенно влияют на результат познания и не могут быть элиминированы из последних в принципе, как это допускала классическая механика.

Второе. Абстракция чисто объективного познания физичес­кой реальности при исследовании классических объектов с большими массами и относительно малыми скоростями (по сравнению со скоростью света) полезна с практической точки зрения, (так как отвлекается от малых − с точки зрения макропрактики − величин, значительно упрощая при этом описание реальности), но она неверна теоретически, с философско-гносеологической позиции. Таким образом, философские основания классической и неклассической механики не просто различны, но и отрицают друг друга, т.е. несовместимы.

Важным показательным уроком динамики естествознания стало создание современной космологии, которая сознательно положила в фундамент своих философских оснований распространение принципа эволюции с живой природы также и на всю неживую природу, поместив начало его действия в точку сингулярности, т.е. в момент Большого взрыва − начало образования нашей Вселенной. Более того, современная космология исходит не только из универсального характера действия принципа эволюции, но и вводит в число своих философских оснований так называемый антропный принцип, согласно которому эволюция во Вселенной носит целесообразный, направленный характер, а целью ее (эволюции) является порождение разумных существ − человека в частности. На языке теории систем и кибернетики это означает, что вся Вселенная по существу является системой с рефлексией, т.е. самопознающей и самоуправляемой системой с самого начала своего возникновения (и в данном случае несущественно − с вмешательством Творца или нет).

Как показывают многочисленные физические и математические расчеты, без допущения антропного принципа, или принципа рефлексивного характера Вселенной как системы, невозможно объяснить очень тонкий механизм согласования многих наблюдаемых фундаментальных физических констант и законов. С точки зрения научного мышления вероятность того, что эти тонкие физические согласования носят случайный характер, должна быть приравнена к нулю. С этих позиций взгляды ранних античных философов о разумном устройстве космоса и о «нусе» (Анаксагор) как о естественном объективном разуме − высшем законе природы, равно как и взгляды объективных идеалистов об объективном (внечеловеческом) характере мышления не кажутся такими уж фантастическими и сказочно умозрительными. Можно утверждать, что именно современная космология являет собой начало и яркий образец того, что многие называют постнеклассической наукой, приходящей на смену неклассической науке, парадигмальную основу которой составляют теория относительности и квантовая механика. Сущность современной постнеклассической науки действительно состоит в том, что она перешла к изучению сверхсложных, в высшей степени организованных систем, часто включающих в себя человека в качестве одного из своих важнейших элементов и подсистем (биосфера, геосфера, техносфера, экономика, глобаль­ные проблемы и т.п.).

Наконец, последний и по времени, и по важности для мировоззрения – из уроков современного естествознания связан с возникновением и бурной экспансией во все фундаментальные области современной науки (механика, физика, химия, биология, космология, техника) идей новой фундаментальной концепции современного естествознания − синергетики. Возникнув в 50-х годах XX в. как вполне безобидное распространение идей классической термодинамики на описание поведения открытых стохастических механических систем при взаимодействии их с окружающей средой путем обмена с ней энергией, массой и информацией, творцы синергетики (И. Пригожин, Г. Хакен, С. Курдюмов и др.) обнаружили, что в открытых диссипативных системах в целом не действуют линейные зависимости при описании поведения отдельных элементов такой системы и системы в целом. Диссипативные системы эволюционируют не постепенно, а в целом − скачкообразно, а на самой траектории их эволюции всегда есть выделенные точки (бифуркационные точки), где происходит «выбор» одной из множества возможных траекторий следующего этапа эволюции системы. В точках бифуркации выбор системой дальнейшей траектории движения определяется в целом случайным образом и не связан линейной или причинной зависимостью с ее предшествующими состояниями (в этих точках система как бы «забывает» весь свой прошлый опыт).

Современное естествознание меняет свой концептуальный облик, переходя при описании движения и взаимодействия своих объектов с языка линейных уравнений и причинно-следственных зависимостей на язык нелинейности и кооперативных, резонансных связей между объектами. Фактически налицо новая революция в естествознании, но своей методологической значимости ни в чем не уступающая появлению в свое время таких теорий, как неевклидова геометрия, эволюционная теория Дарвина, теория относительности и квантовая механика. Новая парадигма современного естествознания − синергетика является выражением, обоснованием и универсализацией идеи нелинейного (синергетического) мышления в науке, основанного на признании синергетической парадигмы фундаментальной и творчески-конструктивной роли случая в мире природы, значимость и вес которого в структуре бытия, по крайней мере, не меньше законосообразности, а тем более − необходимости. По существу, квантовая механика нанесла лишь первый и притом отнюдь не смертельный удар по лапласовскому детерминизму. По-настоящему это сделала лишь синергетика, изящно и естественно объяснив вторичность порядка по отношению к хаосу, возможность математически обосновать происхождение первого из второго (а впрочем, откуда же было, спрашивается, и взяться порядку, как не из хаоса). Одной из самых трудных философско-методологических проблем, стоящих перед современным и будущим естествознанием, является проблема совместимости, увязки в одно теоретическое целое современной космологии и синергетики. На этом стыке человечество ожидает очередная научная революция.

И самый главный урок современного естествознания заключается в том, что как бы ни была велика относительная самостоятельность, мощь науки и ее роль в развитии цивилизации, ученые всегда должны помнить, что их главное предназначение − способствовать продолжению человеческого рода, его духовному и материально-энергетическому росту и могуществу.

Не богатство и не власть, а знания в сочетании со здоровьем представляют истинные ценности в жизни.