Системный подход в естествознании

Установлено, что в природе невозможно выделить и изу­чить любую живую систему вне ее взаимосвязей с иными живыми системами и с неживым окружением. Поэтому в начале XX века в науку стали все шире проникать идеи целостного подхода к изучению природы. Одним из результатов этой тенденции стала но­вая научная дисциплина — экология, образовавшая еще один мост между биологией и другими естественными науками, а также техническими науками и социальным знанием.

Экология исследует процессы, влияющие на распростра­нение и численность организмов. В современных условиях к таким процессам относятся и всевозможные проявления деятельности человека. Поэтому экология стала теоретичес­кой базой охраны природы. Но задачи экологии значитель­но шире. Главная задача экологии состоит в познании закономерностей, связанных с воспроизводством, гибе­лью и миграцией живых организмов, а также в выработ­ке методов управления этими процессами в условиях воз­растающего влияния человека на окружающую среду.

Системологический или целостный подход к различным проблемам, базируется на едином или комплексном понимании существа, роли, значения и взаимозависимости важных факторов; позволяет комплексно и всесторонне изучить проблему, выделить приоритеты и оптимизировать основные параметры системы. Системология признает, что системным кризисам могут быть противопоставлены лишь системная методология и системные методы борьбы с ними. Системология некоторой предметной области включает в себя системологии исследуемых подсистем.

Системологию особенно важно применять при изучении глобальных проблем, которые настолько комплексны, что необходимо воздействовать одновременно на многие параметры системы, чтобы получить положительный результат в их решении. Системный или комплексный подход к решению проблем, позволяет раскрыть характер системных противоречий, выявить сложную взаимосвязь разных проблем и выработать стратегию решения задач.

Российский ученый-геобиохимик В.И. Вернадский в 1930-е годы, изучив роль живой материи, прослеживающейся на всем протяжении ее эволюции, пришел к выводу о неразрыв­ной связи живых и неживых систем. В истории Земли проис­ходил непрерывный процесс планетарной интеграции живой и неживой материи, приведший к образованию сложной еди­ной, тонко сбалансированной системы — биосферы. Вернадский понимал биосферу как сферу единства живо­го и неживого (косного). Этот вывод стал одним из принци­пов его биосферной теории. Он рассматривал все разнообра­зие жизни на Земле как мощный фактор, вовлекающий в круговорот неорганические вещества планеты, аккумулируя энергию солнечного излучения и преобразуя ее в энергию земных процессов. Вернадский сумел сделать фундаменталь­ное эмпирическое обобщение: «На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а пото­му и более могущественной по своим конечным последствиям, чем организмы, взятые в целом...»

Понятие системы и системный подход. Системный подход является одной из попыток вырваться за пределы однозначности научных догм. Это новый этап в развитии методов познания мира, дополнительный к принципам механистического подхода. Он является попыткой оценить по достоинству роль целостности. В основе системности в природе лежит ее свойство быть одновременно единым и неделимым целым и в то же время обладать свойством множественности.

Слово «система» в переводе с греческого означает «целое, составленное из частей». Под системой понимают совокупность явлений, элементов, находящихся в определенных отношениях и связях между собой и образующих определенную целостность. Различают простые и сложные системы. Наиболее общей закономерностью сложных систем является закон подобия части и целого: часть является миниатюрной копией целого, а потому все части одного уровня иерархии систем похожи друг на друга. Этот закон известен из глубины веков. Так «Изумрудная скрижаль» Гермеса Трисмегиста гласит: «Истинно. Несомненно. Действительно. То, что находится внизу, подобно находящемуся наверху, и обратно, то, что находится наверху, подобно находящемуся внизу, ради выполнения чуда единства».

Для биосистем в формулировке Мюллера и Геккеля закон подобия части и целого известен как биогенетический закон: онтогенез (индивидуальное развитие особи) повторяет филогенез (историческое развитие вида). Ярким подтверждением данного закона является эмбриогенез: развитие эмбриона повторяет формы, через которые данный вид прошел в процессе своей эволюции. Для человека этот закон можно, вероятно, дополнить: ноогенез (формирование мышления) каждого человека повторяет антропогенез, то есть исторический процесс формирования мыслительного аппарата всего человечества. Можно предположить, что формирование человека повторяет весь ход эволюции Вселенной.

В более общей формулировке этот закон читается как системогенетический закон (Н.Ф. Реймерс): все системы в индивидуальном развитии повторяют в сокращенной и нередко в закономерно измененной и обобщенной форме эволюционный путь развития данного вида систем. Этому закону подчиняются, например, минералогические процессы, которые в короткие интервалы времени как бы повторяют общую историю геологического развития Земли (геогенетический закон Рундквиста Д.В.). Именно системогенетический закон рождает как следствие закон последовательности прохождения фаз развития: фазы развития природной системы могут следовать лишь в эволюционно и функционально закрепленном порядке, обычно от относительно простого к сложному, как правило, без выпадения промежуточных этапов, но, возможно, с очень быстрым их прохождением или эволюционно закрепленным отсутствием. Насильно убрать какую-то из фаз развития практически невозможно.

Подобие части и целого не означает их идентичности. Наоборот, еще в античные времена была сформулирована аксиома: целое больше суммы его частей. Сейчас она читается как аксиома эмерджентности: целое всегда имеет особые свойства, отсутствующие у частей-подсистем и не равно сумме элементов, не объединенных системообразующими связями. Зачастую, исходя из свойств отдельных компонентов системы, невозможно предсказать свойства системы как целого. Например, водород и кислород, соединяясь, дают воду, совершенно непохожую на исходные газы.

Особенно сильна эмерджентность в высокоорганизованных биосистемах. Здесь появляются такие непостижимые эмерджентные свойства, как образное отражение окружающего мира, психика, разум и т.п. Особенно заметны эмерджентные свойства при исследовании социальных систем, например, муравейник, пчелиный улей, птичья стая, толпа и т.п. Так птицы, объединенные в стаю, теряют частично свою маневренность (стая более массивна и неповоротлива, чем птицы в отдельности).

Любая система характеризуется своей «структурой» и «поведением». Структура – это строение и внутренняя форма организации системы, выступающая как единство устойчивых взаимосвязей между ее элементами, а также законов данных взаимосвязей. Поведение определяет внешнюю сторону системы (текстуру), в соответствии с которой любая система может входить в качестве элемента в состав других систем более высокого уровня. Таким образом, одним из основных свойств систем является их иерархичность (иерархия - расположение ступенчатым рядом), в соответствии с которым любая система сама может являться элементом более общей системы, в то же время каждый элемент системы сам в свою очередь может являться системой.

Если какая-то часть (подсистема) не подобна системе в целом, такое состояние является неустойчивым, поэтому подсистема либо изменяется (адаптируется), либо разрушается. В экологии данный закон получил название принципа соответствия: форма существования организма всегда соответствует условиям его жизни. Этому способствует закон давления среды на живые организмы (закон естественного отбора Ч. Дарвина).

Поэтому под живым организмом можно понимать сложную систему, состоящую из относительно самостоятельных подсистем, свойства (поведение) которых подчинены системным законам, гарантирующим поддержание системной целостности, причем соотношение подчиненности и самостоятельности в поведении данных подсистем тяготеет к золотой пропорции.

В этом смысле человек является элементом такой сложной системы, как биосфера, в которой он призван нести определенную функцию во благо целостности биосферы. Только по отношению к системе более высокого уровня определено понятие роли и смысла жизни.

*Статья по материалам изданий  Прангишвили И.В. "Системный подход и общесистемные закономерности" (М.: СИНТЕГ, 2000) и Прангишвили И.В., Пащенко Ф.Ф. "Системные законы и закономерности в электродинамике, природе и обществе" (М.: Наука, 2001).