Размещено на http://www.allbest.ru/

ІНСТИТУТ ФІЛОСОФІЇ ІМЕНІ Г.С.СКОВОРОДИ

НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ

УДК 1: 57: 51-76

МЕТОДОЛОГІЧНА РОЛЬ КІЛЬКІСНОГО ПІДХОДУ У ДОСЛІДЖЕННІ БІОЛОГІЧНИХ ОБ'ЄКТІВ

09.00.09 - філософія науки

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата філософських наук

Гвоздяк Валентин Миколайович

Київ - 2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституту філософії імені Г.С. Сковороди НАН України (відділ філософських проблем природознавства та екології)

Науковий керівник:доктор філософських наук, професор Кисельов Микола Миколайович, Інститут філософії імені Г.С. Сковороди НАН України, провідний науковий співробітник

Офіційні опоненти:доктор філософських наук, професор Соловей Леонід Антонович, Українська академія зовнішньої торгівлі Міністерства економіки України, професор

кандидат філософських наук, доцент Чекаль Леонід Андрійович, Національний аграрний університет, завідувач кафедри

Провідна установа:Центр гуманітарної освіти НАН України, кафедра філософії науки та культурології, м. Київ.

Захист відбудеться “29” березня 2002 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.161.01 в Інституті філософії імені Г.С. Сковороди НАН України за адресою 01001, м. Київ-1, вул. Трьохсвятительська, 4.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту філософії імені Г.С. Сковороди НАН України, м. Київ-1, вул. Трьохсвятительська, 4.

Автореферат розісланий “23 лютого 2002 року

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради кандидат філософських наукГардашук Т.В.

АНОТАЦІЯ

Key words: quantity and quality, scientific cognition, quantitative approach, biology and mathematics, description and explanation of the phenomena in biology.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми дослідження. Підвищення статусу біології в наш час стимулюється як зовнішніми, так і внутрішніми чинниками. Постійно погіршується стан глобального довкілля, неспроможність об'єктивістсько орієнтованого природознавства і технократичної спрямованості розвитку цивілізації змушують шукати вихід з положення що склалося. Однією з найхарактерніших особливостей сучасного наукового пізнаня є трансформація біології в одного з лідерів науки. Багато проблем подальшого розвитку людської цивілізації пов'язані з цим напрямком наукового дослідження. Великі сподівання покладаються саме на біологічну науку як засіб більш глибокого пізнання живого та охорони природи. Прикметним є те, що біологія набула сучасної ваги завдяки тим її напрямам, що активно включають в свої дослідження кількісні методи. Це насамперед: молекулярна біологія, генетика, біохімія, біофізика та екологія. Залучення математичного апарату в біологію, попри його давні традиції й очевидну продуктивність, залишається надзвичайно дискусійним напрямом сучасного наукового пізнання. При визначенні природи живого й сьогодні дослідник зтикається з традиційними опозиціями віталізму та механіцизму, редукціонізму та холізму. Тому загострюється актуальність філософсько-методологічного аналізу генези та розвитку, суті, головних напрямків та евристичної значимості кількісних підходів у сучасному біологічному дослідженні.

Ступінь наукової розробки проблеми. Аналіз кількісного підходу у дослідженні явищ дійсності (в тому числі й органічного світу), а тим більше особливостей й перспективи його трансформацій з розвитком пізнання, є проблемою недостатньо вивченою в рамках логіки, методології й філософії науки. А те, що можна віднести до активу в здобутках на цьому напрямку є надто загальним і здебільшого дістало тільки принагідного розгляду й висвітлення.

Нові аспекти та напрямки дослідження кількісної визначеності предметів, процесів і явищ були сформовані при активній участі представників філософських питань природознавства та філософії науки. Їх зусиллями було започатковано виділення й аналіз низки фундаментальних проблем, зокрема таких, як зміна способів описування явищ в процесі розвитку наукового пізнання, місце та роль математики в розвитку пізнання й утвердженні теоретичного природознавства, роль вимірювань у формуванні емпіричного й теоретичного знання тощо. В усіх цих випадках йшлося не просто про взаємодії, а про зв`язки між об`єктами на основі певних кількісних співвідношень; не просто про теоретичне подавання реальності в знанні, а про точне описування й передбачення явищ природи.

Слід зауважити, що розробка кількісного підходу в сучасній філософії науки з середини 70-х років дещо втратила свою популярність. На перший план вийшли питання соціокультурної детермінації природничонаукового знання, світоглядних функцій філософії тощо. Проте, з огляду на революційні процеси, що відбуваються в сучасній біологічній науці, ця проблематика постає з новою актуальністю.

Традиції західної філософії щодо математизації фізики й оперування кількісними поняттями були розвинені у вітчизняній філософії О.І. Кедровським, О.М.Кравченком, Д.Т.Кривенком, В.І.Кузнецовим, В.С.Лук'янцем, О.Я.Морозом, Л.В.Озадовською, В.М.Свириденком, Л.А.Солов'єм, В.М.Стасишимим, І.З.Цехмістро та ін.

Кількісний підхід в результаті цього повороту в дослідженнях постав одним з магістральних шляхів теоретизації природничонаукового знання, зокрема тих його сфер, які раніше традиційно вважалися суто емпіричними (біологія, медицина тощо). До цього напрямку досліджень слід віднести роботи молекулярних біологів, біофізиків та генетиків (О.Н.Белозерського, М.К.Беляєва, М.В.Волькенштейна, С.М.Гершензона, О.О.Любіщева, В.О..Енгельгардта, Ф.Жакоба, О.О.Малиновського, Ж.Моно, Ю.О.Овчиннікова, М.Рашевського, П.Ф.Рокицького, В.В.Сахарова, М.В.Тимофеева-Ресовського, Е.Чаргаффа, С.С.Четверікова, І.І.Шмальгаузена та ін.).

Фундаментальний внесок в залученні кількісної методології в пізнання об'єктів органічної природи зробили математики (Р.Беллман, Г.Вейль, Н.Вінер, І.М.Гельфанд, Б.Гудвін, О.М..Колмогоров, О.О.Ляпунов, Дж. Нейман, А. Пуанкаре та ін.) та фізики (Н.Бор, Е.Вігнер, М.Дельбрук, П.Дірак, Ф.Крік, М.Планк, Е.Шредінгер та ін.).

Окрему групу досліджень становлять роботи з моделювання екологічних систем різного рівня складності (Н.Бейлі, Дж. Джефферс, В.І.Лаврик, М.М.Мойсєєв, М.Я. Лемешев, Ю.Одум, Ю.М.Свірєжєв, Дж. Сміт, О.М.Тарко, Дж.Форрестер та ін. представники Римського клубу).

І, нарешті, слід виділити цикл праць з філософії науки, який достатньо повно репрезентує рівень розробки проблеми. Це роботи О.І.Альошина, В.Г.Борзенкова, В.І.Вернадського, Н.П.Депенчук, Р.С. Карпінської, Ф.М. Канака, М.М.Кисельова, В.С.Крисаченко, І.К.Лісєєва, С.В.Мейена, О.С.Мамзіна, І.В.Огородника, М.Рьюза, М.Г.Чепікова, І.Т.Фролова та ін. В працях цього циклу розглядається специфіка біологічного пізнання, уточнюється його дослідницьке поле й висловлюються окремі міркування щодо можливостей його математизації та теоретизації.

Проте впродовж останнього десятиліття, з огляду на результати аналізу розвитку низки нових розділів біохімії, молекулярної генетики, прикладної екології та ін. нагромаджено достатній пізнавальний досвід, узагальнення якого дозволяє зробити подальші кроки в дослідженні можливостей і перспектив кількісного підходу до виявлення сутності біологічних явищ.

Зв'язок роботи з науковими програмами. Дисертаційне дослідження здійснювалося в контексті планової проблематики Інституту філософії ім. Г.С.Сковороди НАН України у відділі філософських проблем природознавства та екології. Зокрема воно пов'язане з науково-дослідними темами "Феномен екологічного знання та особливості його функціонування (світоглядно-методологічний аспект)" - 1995-1998 рр., держ. реєстр. № 25-296; "Взаємозв'язок природознавчих та соціогуманітарних чинників формування екологічної свідомості" - 1998-2001 рр., держ. реєстр. № 25-399.

Об'єктом дослідження є кількісний підхід до вивчення природних систем та явищ в сучасному природознавстві.

Предметом дослідження виступають евристичний потенціал та межі компетентності кількісної методології в біологічному пізнанні.

Мета і основні завдання дослідження. В дисертації ставилося за мету дослідження особливостей генези, розвитку та перспектив кількісного підходу у вивченні природних об`єктів та евристичних можливостей, які відкриває даний підхід до використання математичних методів у природознавстві загалом і біології зокрема.

Відповідно до визначеної мети у поле дослідження включаються такі завдання: евристичний математичний біологія природний

- ідентифікація змісту й пізнавального значення підходів, які дістали в історії науки назву кількісного й якісного до вивчення природних об`єктів; відслідковування історичної еволюції зв'зків якісного та кількісного підходів;

- дослідження зміни пізнавальних ролей категорій "якість" і "кількість" у процесі розвитку пізнання, еволюції поглядів на роль і місце кількісної визначеності об`єктів у процесі розвитку природничо-наукового пізнання й математизації конкретних наук;

- аналіз процесів математизації й теоретизації в біології та конкретизація сенсу цих тенденцій з урахуванням сучасного трактування поняття "біологічна реальність";

- окреслення меж загальної концепції математизації, евристичного потенціалу та основних напрямків застосування математичних методів у біології;

- визначення міри взаємної адаптації пізнавальних можливостей математики й біології, інтерпретація особливостей моделювання біологічних систем;

- виявлення перспектив та меж застосування кількісних і математичних методів у біології.

Теоретична й методологічна база дисертаційного дослідження. В окреслюванні суті, меж та можливостей якісного й кількісного підходів було використано фундаментальні філософські положення про взаємозв'язок та взаємозалежність кількісних та якісних характеристик у науковому пізнанні з акцентом на евристичну роль математики в дослідженнях об'єктів органічної природи, праці з історії, гносеології й методології природничих наук. Головна увага приділена методоллогії дослідження біологічного об`єкта, який в ряді відношень є цілком специфічним і унікальним.

Дослідження здійснювалось в межах міждисциплінарного підходу, методів системного та структурно-фукціонального аналізу, а також засобів і прийомів філософської методологічної рефлексії над історією й практикою природничо-наукового пізнання. Теоретичне підгрунття даного дослідження становлять роботи Н.П.Депенчук, В.І.Вернадського, М.М.Мойсєєва, Р.С.Карпінської, С.Б.Кримського, В.С.Лук'янця, М.Рашевського, І.Т.Фролова, І.І.Шмальгаузена, Е. Шредінгера, В.О.Енгельгардта та ін.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що в роботі подається авторська концепція систематизованого аналізу генези, розвитку й сучасного стану кількісного підходу, визначаються його евристичні можливості щодо вивчення природних явищ та об'єктів, зокрема біологічних.

В результаті проведеного дослідження отримані наступні наукові результати:

- установлено, що зміст і характер взаємодії якісного і кількісного підходів у науковому пізнанні змінюється. На історично ранніх етапах становлення природознавства перевага надавалася виявленню суто якісних характеристик як найближчих до сутності. З виникненням експериментального природознавства й супутніх експерименту вимірювань починають домінувати кількісні характеристики. Кількісний і якісний підходи в сучасному пізнанні не є способами пізнання якісної та кількісної сторін явища, а засобами теоретичного представлення одного й того ж об`єкта, тобто переведені в суто гносеологічну й методологічну площини;

- виділено на прикладі фізики, хімії та біології етапи впровадження кількісного підходу в пізнання явищ природи, а саме: застосування математичного апарату для первинного опрацювання та систематизації емпіричного матеріалу, обробка цього матеріалу відповідно до можливостей математики і, зрештою, вдосконалення самої кількісної методології для того, щоб вона була придатною для вивчення об'єктів такого класу складності як біологічні та охарактеризовано особливості кожного з цих етапів на основі даних історії науки;

- визначені особливості проникнення кількісних методів у сферу біологічного дослідження та специфіка теоретизації й математизації біології, з урахуванням сучасних уявлень про "біологічну реальність". Вступаючи в "сферу живого", дослідник стикається з обставиною, коли вже стають неможливими та відносна простота, чіткість та однозначність об'єкту, що були притаманні "точним" природничонауковим напрямкам. Математика виступає як ефективний засіб інтеграції розрізненого матеріалу, що сприяє формуванню загальнобіологічних і, навіть, міждисциплінарних уявлень;

- суттєво розвинено положення про евристичну цінність застосування математичних методів у біології, визначені основні напрямки розгортання цього процесу, а саме: такі міждисциплінарні утворення як біофізика й біохімія, молекулярна біологія, генетика й математичне моделювання живих систем, в тому числі й на біосферному рівні;

- показана міра адаптації пізнавальних можливостей математики в біології при описуванні живого, визначені межі застосовності (коректності) кількісного підходу в досліджені об'єктів та явищ органічної природи. Оскільки в комплекс біологічних наук входять різноякісні й відносно автономні дисципліни, які не в одинаковій мірі можуть бути формалізовані, засоби кількісної методології спроможні описувати лише деякі фрагменти живого. Проблемне поле біології завжди є значно об`ємнішим, ніж суто теоретична її частина, придатна для формалізації й математизації;

- доведено, що математика може бути не лише допоміжним засобом систематизації багатого біологічного емпіричного матеріалу; в процесі співтворчості біологів та математиків з'являються стимули подальшого розвитку обох цих напрямків, що позначається не лише на методології наукового знання, а й приводить до суттєвих зрушень світоглядного характеру.

Практичне значення одержаних результатів. Дослідження процесів, що відбуваються в пізнавальному арсеналі біології, науки, що визначає напрямки й темпи розвитку земної цивілізації завжди було актуальним як у теоретичному, так и в практичному аспектах. Воно має безпосереднє відношення до подальшої розробки сучасної концепції методології й філософії науки, зокрема в осмисленні специфіки й тенденцій розвитку міждисциплінарних процесів в сучасному науковому пізнанні

Висновки, що випливають з проведеного дослідження, можуть знайти застосування в процесі підготовки нормативних та спеціальних курсів з філософії, філософії та історії науки, з філософії та методології біологічного пізнання.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційного дослідження було доведено до відома наукової громадськості на наукових конференціях і теоретичних семінарах: ІІ Всесоюзному теоретичному семінарі "Світогляд та наукове пізнання" (Черкаси, 1980), УІ Всесоюзному теоретичному семінарі "Світогляд та наукове пізнання" (Біла Церква, 1984), ІІ обласній науковій конференції молодих вчених та спеціалістів "Наукові розробки та досягнення молодих вчених - народному господарству" (Ужгород, 1989), "Ноосферна альтернатива та нові пізнавальні стратегії. (До 70-річчя Сергія Кримського)" (Київ, 2000), в доповідях на відділі філософських проблем природознавства та екології Інституту філософії НАН України та щорічних підсумкових наукових конференціях професорсько-викладацького складу Ужгородського національного університету.

Структура дисертації. Відповідно до мети та завдань десертація складається з вступу, двох розділів, поділених на параграфи, висновків та списку основної літератури з питань, які розглядалися та аналізувалися в дисертації. Обсяг дисертації 161 сторінка машинописного тексту, разом з списком літератури 180 сторінок. Використано 255 джерел, з них 11 іноземними мовами.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У Вступі обгрунтовується актуальність обраної теми, характеризується ступінь її наукової розробки, визначається мета й завдання дослідження, його об'єкт і предмет, елементи новизни. Формулюється теоретична та практична значимість роботи, відображається апробація її результатів та структура.

У першому розділі "Еволюція кількісного підходу в природознавстві" розглянуто питання про місце та роль у науковому аналізі фіксації якісної й кількісної визначеностей предметів і явищ. Відзначається, що такий підхід до розгляду категорій кількості й якості у вітчизняній трациції, що спиралася на побудови діалектичного матеріалізму, утримував дослідників у руслі гегелівського, тепер вже недостатнього, витлумачення проблеми.

Загалом, в ході осмислення революції в природознавстві кінця 19-поч. 20 ст. в західному теоретичному мисленні було з`ясовано, що розвиток науки - це не тільки нагромадження експериментальних даних, але й зміна способів їхнього опису та витлумачення. З 60-х років 20 ст., тобто значно пізніше, на терені вітчизняної науки спостерігається неабиякий інтерес до теоретизації наукового знання й місця математизації в цьому процесі.

В розділі стисло викладено особливості розгляду категорій кількості й якості в античній філософії. В дискусіях між досократиками щодо буття, його плинності чи незмінності й вічності, якість швидше відносили до узагальнюючих характеристик буття, які свідчать про його істинність і незмінність, тоді як кількісна визначеність відносилась до прикмет плинних, не належних буттю "воістину". Тільки в Аристотеля та, почасти, в Сократа й Платона, кількість і якість постали визначеннями буття, якими воно відкривається практично діючій і пізнаючій людині. Якість як визначеність предмета не передує кількісній його визначеності: вони в предметі фіксуються одночасно й визначаються поодинці тільки "з огляданням" на іншу. Якість і кількість за всяких умов просто не фіксуються одна без іншої, і фіксація зміни однієї з них супроводжується фіксацією зміни іншої.

При спробах більш конкретного ув`язування якості з її кількісною регламентацією вже мислителі Стародавньої Греції зіткнулися з труднощами, особливо при вирішенні проблеми безкінечності. Перший раз це мало місце тоді, коли вони подавали предмети строго індивідуальними і якостей ставало безліч, а другий раз, коли, як у атомістів, для стихійного утворення спостережуваного світу потрібен був безкінечно довгий плин часу. Щоб обійти ці безкінечності, доводилося постійно модернізувати космологію, в тому числі і за рахунок зведення предметних множин до вічних ідей, форм і т.ін.

Питання про поширення й роль в природознавстві кількісних методів пов'язане з використанням у цій сфері пізнання математики. Використання математики в процесі вирішення практично важливих і, пізніше, суто дослідницьких завдань є річчю надзвичайно давньою. І землевпорядкування в давньосхідних державах, і відслідковування зміни пір року та складання календаря були б неможливими без використання математичних знань. По суті лише завдяки математичній складовій розв'язання названих практичних завдань ставало можливим і мало сенс. Проте спостережуване в цих випадках використання математики з метою уточнення наявних емпіричних знань і передбачення майбутніх подій не можна оцінювати як таке, що відкривало принципіально нові можливості у пізнанні конкретного об`єта. Математика в таких випадках була лиш засобом до більш точної фіксації й передбачення того, що, загалом, і раніше не викликало жодних сумнівів. Справжній же потенціал математики, - завдяки якому вона вже в часи Евкліда розглядалася як логічно строга теоретична дисципліна, спроможна давати достовірне доказове знання, - ще довгий час після античності не використовувався й можливості математики на конкретні науки не поширювалися.

В розділі наголошується, що головний недолік суто якісного дослідження відкрився значно пізніше, коли спір між якісною й кількісною фізикою вирішився на користь другої. Відштовхуючись від емпіричного матеріалу, якісне дослідження занурюється в усякого роду ділення й класифікації. Воно кожен раз починається "з нуля" і його результати, за винятком зрослого досвіду вченого, не призначаються для методологічного використання при дослідженні іншої якості, в інших умовах. Означена обставина робить інформаційну частину науки надзвичайно громіздкою. Варто взяти до уваги й те, що якісні результати, придатні для більш-менш задовільного описування досліджуваного об'єкта, відкривають незначні можливості щодо передбачення майбутніх змін та метаморфоз. Розмежувуання в природознавстві якісного та кількісного підходів починається тільки з розрізнення кількісної та якісної сторін або визначеностей буття. До виникнення кількісного підходу природознавці обходилися не "якісним", а традиційним підходом, занесеним з метафізики. Зміст цього підходу складали дві процедури: спочатку невідомим таємничим способом встановлювалися суть і закони явища, а потім, вже цілком логічно, з суті й законів виводилися всі метаморфози, яких могло зазнавати явище.

Другою обставиною, яка відрізняла традиційний підхід від пізніше виниклого кількісного, було відношення до так званих кінечних причин: догалілеївське пояснення природних явищ спиралося (або повинне було спиратися) на кінечні причини, а в післягалілеєївські часи вважали за краще й простіше задовольнятися в поясненнях вказівкою на причини близькі, але достатні.

Зі з`явою в природознавстві кількісних понять і величин "некількісні поняття" звідти не елімінуються остаточно. Вони назавжди залишаються в сфері природничонаукового мислення, зокрема ними активно продовжують користуватися в світоглядно-методологічних розмірковуванннях, в природодослідницькій рефлексії над природничонауковим знанням і пізнанням, в дискусіях щодо завдань, можливостей та майбутнього науки у кризові та революційні епохи тощо. Проте вони все рідше й рідше зустрічаються в суто наукових контекстах.

Якщо прослідкувати еволюцію хоча б такого найпомітнішого серед загальновідомих "сутнісних" природничонаукових понять як атом, то вона, від Демокріта до Резерфорда, постане не стільки історією все більшого наближення до "суті", скільки історією послідовного розставання з тими уявленнями про атом, які навіювала інтелектуальна інтуїція кожного разу, як тільки чергова криза скидала з п`єдесталу черговий усталений погляд на атом. Іншими словами, поняття, замислювані як "сутнісні" практично функціонували в науковому пізнанні як провізорні, інструментальні, тобто вони функціонували в багатьох відношеннях саме так, як про це було сказано позитивістами.

Розмежування понять як таких, з одного боку, і "якісних" та "кількісних" , з боку іншого, можна вести й по аналогії з тим, як розмежовував Гегель, а пізніше також і К.Маркс, конкретне й абстрактне в пізнанні й знанні. "Якісні поняття" можна трактувати й як елементи мови емпіричного знання, і як вихідне цілісне зображення реального конкретного, і, нарешті, як елемент класу абстрактних понять, абстракцій, які разом з "кількісними поняттями" виступають абстрактними визначеннями вихідного конкретного й елементами системти абстракцій, з якої вибудовується всебічний і повний теоретичний образ суті явища.

Цікавий підхід до питання про зв`язок якісних і кількісних понять запропоновано Д.Т.Кривенком, у якого процес утворення кількісних понять розглядається як еволюція якісних понять в кількісні, яка мала, зокрема, місце ще до виникнення наукового пізнання. З виникненням же наукового пізнання кожен його поступальний крок незмінно супроводжувався еволюцією якісних понять до рівня кількісних.

Відштовхуючись від загальноприйнятої думки про вирішальне значення кількісного вираження якісних характеристик природного об`єкта (швидкість, температура, сила струму й т.ін.) для математичного, а потім і теоретичного його подавання, в дисертації аналізуються основні ланки переходу природничонаукового пізнання від кількісного подавання ознак природних явищ до поєднання теорії й експерименту, яке, за словами А.Ейнштейна, стало відправним пунктом сучасної фізики, фізики як науки у вузькому й строгому розумінні.

Переворот у природничо-науковому пізнанні почався не з математичних розрахунків і запровадження лабораторних дослідів (те й інше мало місце й до Галілея), а з числового вираження властивостей природних об`єктів і перетворення внаслідок цього "природних" властивостей на величини, що піддаються точній і однозначній фіксації та вимірюванню, а також із зняттям з порядку денного питання про первинні й вторинні якості. По-друге, мова йде про представлення взаємозв`язків, у тому числі й каузальних, між спостережуваними властивостями як зв`язків між величинами, як функціональних відношень між математичними символами.

Принципова зміна місця й ролі математики в духовному житті та системі конкретнонаукового пізнання сталася, як випливає з історичного розгляду, після двох взаємопов`язаних і практично одночасних нововведень: розгортання експериментальних досліджень і математичного представлення (подання, репрезентації) зв`язків і відношень між явищами природи.

Історичними фазами математизації фізики, першої з галузей природознавства, що взяла на озброєння кількісну методологію, можна вважати: використання засобів математики для форулювання законів природи (Галілей); формування природничих теорій, спроможних математично, точно й повно, описувати й передбачати спостережувані факти певної області природних явищ (Ньютон); власне математичне вираження й розвиток фізичних уявлень і фізичної теорії (П.Лагранж, Г.Герц, релятивістська й квантова фізики); відома революція й криза в фізиці кінця 19-початку 20 ст.; широке застосування математики в галузях природознавства, раніше практично не математизованих або таких де можливості математизації досі вважали принципово обмеженими (хімія, біологія, гуманітарні й соціальні науки тощо).

На закінчення, в першому розділі визначено основні напрямки розгляду можливостей і перспектив застосування математики для опису біологічних явищ та зроблено спробу провести, по можливості, демаркаційну лінію між математизацією й теоретизацією біології. Як і раніше в фізиці, використання математики в біології йде за однією й тією ж, загалом, схемою: проведення дослідів чи спостережень і математична обробка їхніх результатів; розробка, обгрунтування й використання окремих математичних параметрів, які слугують для характеризування того чи іншого явища; складення рівнянь між окремими величинами, параметри яких встановлено експериментально; включення в науково-дослідну роботу нових математичних методів, в тому числі математичного моделювання; розробці математичних теорій, котрі дозволяють виразити в математичній формі найбільш загальні закономірності біологічних реакцій чи процесів.

У другому розділі дисертації "Можливості й специфіка кількісного аналізу в сучасному біологічному дослідженні" розглядаються особливості пізнання органічної природи в контексті можливостей його формалізації та математизації. Біологія вивчає органічні процеси на усіх рівнях організації живого - надорганізменних, організменному та суборганізменних. Величезна різноманітність та різноякісність виявів живого робить надзвичайно важкою задачу біології - визначення й пояснення загального в цьому органічному континуумі виявів. Ця ж обставина спричинює й велику розгалудженність та різноякісність біологічних напрямків, що вивчають ті чи інші конкретні закономірності розвитку живого.

Разом з тим їй властиві й інтегративні, узагальнюючі концепції. Одні її напрямки залишаються чисто описовими (що абсолютно не свідчить про їх недосконалість), інші активно застосовують математичний апарат і успішно здійснюють асіміляцію методології точних наук, треті - піднімаються на рівень філософських узагальнень (еволюційна теорія, екологія, вчення про біосферу та ін.). Такий обшир досліджень робить біологію досить диференційованим напрямком наукового аналізу, об'єднуючим різноякісні й відносно самостійні дисципліни.

Історичний досвід розвитку біологічного знання, яке завжди мало справу з проблемами індивідуальногно розвитку, з системами що еволюціонують є надзвичайно вагомим для сучасного природознавства. Разом з концепцією самоорганізації біологія вводить в природознавство нову парадигму, яка передбачає виявлення засад нелінійних моделей та підходів до вивчення природи. В розділі показується, що з одного боку в біологічні дослідження активно включаються представники фізики, хімії й математики (біофізика, біохімія, молекулярна біологія, генетика та ін.). з іншого - біологія все більше взаємодіє з суспільними науками, а останні все частіше звертаються до біологічного знання, залучаючи його до рішення таких комплексних задач як, скажімо, пошуки оптимальних форм взаємодії людини й техніки (ергономіка), виховання, охорони здоров'я, профорієнтації.

Робиться висновок, що вторгнення в молекулярний зріз органічної природи пов'язане з неминучим включенням в біологічний аналіз понятійного апарату, ідей та методології точного природознавства, насамперед математики, фізики й хімії. Надзвичайно актуалізувалась проблема теоретизації біологічного знання, органічно пов'язана з його математизацією. Міркування щодо теоретизації біології, як процесу виявлення самих загальних і, в той же час, специфічних властивостей та закономірностей органічної природи, стали більш конкретними, набули необхідної визначеності та предметності.

Окремий параграф присвячений опису кількісних методів у біології та основних напрямків їх застосування. Аналізується історія розвитку проблеми як поступального процесу проникнення кількісної методології в біологію через фізику та хімію. Пропонується порівняльний аналіз спроб класифікації цих методів, зроблених такими відомими дослідниками як Г.М.Франк, Н.П.Депенчук, К.Г.Судьїна, М.Рашевський, Н.Бейлі та ін. Докладно розглядаються такі магістральні напрямки застосування кількісних підходів в біологічному пізнанні як біофізика, біохімія, генетика, молекулярна біологія та екологія.

Одним з самих продуктивних засобів застосування кількісної методології в біологічному дослідженні є математичне моделювання. Воно застосовується майже у всіх біологічних галузях, але особливого значення набуло в глобальній екології.

Наголошується, що процес моделювання органічних систем фактично відбувається на тлі суперечностей між вимогами спрощення складного біологічного явища й збереженя його специфіки, найбільш сутнісних його рис. Модельна імітація біологічних систем має сенс лише в тому випадку, коли вона здатна відбивати унікальну структурність біологічного субстрату, зв'язок між його структурами та функціями, завдяки чому забезпечується принцип адекватності.

Процедура моделювання - це абстрактна й спрощена імітація структур та функцій певного фрагменту реального світу. Математична або електронна модель є аналогом об'єкта, що вивчається, який працює згідно з чітко установленими законами математичних відношень.

Проте, як виявилось, можливість репрезентації біологічних процесів через зв'язки й відношення між математичними символами є базовою передумовою створення надзвичайно продуктивних засобів конкретно-біологічного дослідження. Математичні символи надають необмежені можливості "стислого" опису безкінечно складних природних (особливо біологічних) систем, саме завдяки схемам та спрощенням. Останні базуються на принципі ієрархічності (принципі ієрархічних рівнів). Так зокрема по М.Б.Дейку, для передбачення поведінки екосистеми немає необхідності в детальному знанні про те, як її компоненти побудовані з більш простих субкомпонентів. Для того, щоб описати фізіологію клітини не обов'язково розуміти її біохімію, або щоб змоделювати динаміку конкретної популяції не обов'язково вникати в фізіологію тварин, що її складають.

Математичні методи нині проникають практично у всі напрямки теоретичної та прикладної екології: в аналіз взаємовідношень видів та популяцій в екосистемах, в дослідження процесів міграції, потоків речовини й енергії, проблем динаміки екосистем. Вони стають необхідними в процесі оцінювання міри впливу на природнє довкілля факторів антропогенного походження, випрацювання засобів оптимального управління природними ресурсами. Крім того, як свідчить аналіз досвіду глобального моделювання, здійснений дисертантом, імітаційні компьютерні моделі стають необхідними й головними засобами врахування безпрецедентно великої кількості соціальних, біологічних та абіотичних змінних, без чого сучасний аналіз складних взаємодій людини й біосфери був би неможливим.

На завершення в розділі робиться висновок щодо визначення меж компетентності та міри евристичної значимості кількісних підходів у біологічному пізнанні. При цьому аналізується складний процес взаємоадаптації біологів та математиків в процесі наукової творчості. Визначаються загальні тенденції розвитку математичної біології. Проведений аналіз дозволяє стверджувати, що складні й почасти драматичні взаємостосунки між біологією й математикою є, крім всього іншого, продуктивним евристичним стимулом для подальшого їх розвитку як фундаментальних напрямків сучасної науки.

ВИСНОВКИ

На основі зібраного та проаналізованого в дисертації матеріалу зроблено наступні висновки:

1. В філософії науки, кількісна й якісна визначеності об`єкта функціонують не стільки як різні форми визначеності буття чи даності об`єкта, скільки є різними засобами його репрезентації в знанні, як аспекти реальних предметів, які по-різному даються суб`єктові, по-різному фіксуються й закріплюються в знанні й по-різному синтезуються в теорії.

2. Особливості й обмеження щодо застосовності в біології кількісних методів визначаються, з одного боку, специфікою біологічного об`єкта, зокрема його цілісністю й значною змінністю залежно від умов експерименту. Складність біологічних систем є такою, що теорії й методи сучасної математики спроможні описувати тільки певні їх сторони. Як засвідчує історія біології, незважаючи на специфіку свого об`єкта, ця наука, в межах можливого, здавна застосовувала експеримент (наприклад в фізіології), а тепер все активніше використовує можливості математичного описування біологічних явищ (наприклад, в екології, фізіології вищої нервової діяльності, генетиці та ін.).

3. Сучасна біологія - це система наук і напрямків дослідження, багато підрозділів якої мають справу не з вивченням живого організму в його цілісності або органічного на всіх рівнях його організації, а з дослідженням багатоманіття системних зв'язків та процесів, які протікають у живому організмі, популяціях, між живими системами і довкіллям. Це - процеси обміну, синтезу й розкладу, розвитку й деградації, асоціації й дисоціації та ін., які мають в своїй основі фізичні, механічні, хімічні та інші явища, але водночас є такими, що протікають не так, як могли б протікати поза організмом, будучи виключеними з життєвого циклу.

4. Дослідження процесів органічної природи на молекулярному рівні пов'язане з неминучим включенням в біологічний аналіз понятійного апарату, ідей та методології точного природознавства, насамперед математики, фізики й хімії.

Саме з активним залученням кількісної методології в біологічне пізнання з'являються реальні додаткові можливості його теоретизації. Міркування щодо теоретизації біології, як процесу виявлення найзагальніших і, разом з тим, специфічних властивостей та закономірностей органічної природи, стають конкретними і набувають необхідної визначеності та предметності.

5. Математизація виступає як ефективний засіб інтеграції розрізненого матеріалу, що сприяє формуванню загальнобіологічних і, навіть, міждисциплінарних уявлень. При цьому вона не ставить під сумнів традиційні феноменологічні методи біологічного дослідження.

6. Завдяки глобальному (біосферному) моделюванню, що спирається на кількісну методологію, з'явився новий перспективний напрям досліджень де здійснюється органічний перехід з біосферної до соціополітичної проблематики. Це стосується таких проблем як динаміка світового росту, виживання, визначення й обрахунок меж зростання тощо. Таким чином відбувся перехід від аналізу суто кількісних параметрів довкілля та соціуму до аналізу широкого діапазону чинників не лише економічного й структурно-організаційного, а й етичного, культурного, індивідуально-особистнісного характеру; від осмислення динаміки природних ресурсів до вивчення "людського потенціалу" і "людських якостей".

7. Проведений аналіз дозволяє зробити висновок про те, що складні й почасти драматичні взаємостосунки між біологією й математикою несуть в собі, продуктивний евристичний стимул для подальшого їх розвитку як фундаментальних напрямків сучасної науки. Чим складнішою є система, що досліджується, тим проблематичнішою робиться кількісна імітація її конструкцій, що спонукає до пошуків форм ще більш витонченого логіко-математичного аналізу.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Гвоздяк В.М. Методологічні аспекти кількісного підходу в біології // Мультиверсум. Філософський альманах: Зб. наук. праць / Гол. ред. В.В.Лях. - Вип. 14. - К.: Український центр духовної культури, 2000. - С. 202-210.

2. Гвоздяк В.М. Кількісний підхід: поняття та особливості його впровадження в природознавство // Мультиверсум. Філософський альманах: Зб. наук. праць / Гол. ред. В.В.Лях. - Вип. 17. - К.: Український центр духовної культури, 2000. - С. 130-138.

3. Гвоздяк В.М. Біологія й точні науки: шляхи перетину // Мультиверсум. Філософський альманах: Зб. наук. праць / Гол. ред. В.В.Лях. - Вип. 18. - К.: Український центр духовної культури, 2000. - С. 106-113.

4. Гвоздяк В.Н. Некоторые особенности взаимодействия математики и биологии на современном этапе // Тезисы докладов 11 обласной научной конференции молодых ученых и специалистов. - Ужгород: Ужгородский государственный университет, 1989. - С. 158-162.

5. Гвоздяк В.Н. Методологические проблемы математического моделирования в биологии // Тезисы докладов У научной конференции молодых ученых и специалистов. - Ужгород: Ужгородский государственный университет, 1990. - С. 18-19.

6. Гвоздяк В.М. Основні форми використання математики у біології // Тези доповідей науково-практичної конференції молодих вчених, присвяченої 45-річчю Ужгородського державного університету. - Ужгород, 1990. - С. 29-30.

Размещено на Allbest.ru