Основи питання філософії та методології наук

Кожна система включена як елемент чи підсистема у систему більш високого порядку, і при цьому кожний елемент системи може розглядатися як підсистема з певною автономією. У геології, зокрема, багатьма дослідниками приймається така ієрархія (рівні організації) речовини земної кори: хімічний елемент - мінерал - гірська порода - геологічна формація - формаційний комплекс - оболонка земної кори.

Для систем будь-яких груп і класів важливим є принцип взаємозв'язку і пересічення з іншими системами, що існують(чи існували) і розвиваються (чи розвивалися) одночасно зданою системою. Використання цього принципу необхідно для: 1) виявлення закономірностей і законів, що виходять за межі одного класу систем; 2) розуміння природи досліджуваного класу систем, причин їх виникнення; умов існування і збереження. Зрештою, в методологічному апараті системних досліджень обов'язковими є принципи ідеалізації та абстрагування. Це означає, що елементи вичленовуються як декотрі ідеалізовані об'єкти, створюються певні абстраговані поняття на підґрунті вибору з великої кількості властивостей і зв'язків тих, які уявляються істотними для досягнення поставленої мети.

Законспектуйте матеріал і поясніть відмінності між конкретно-синтетичною та абстрактно-аналітичною гілками системо-логічних досліджень. 3. Класифікація систем.

Всі системи можна розділити (О.І. Ракітов, 1982) нестабільні, функціонуючі та динамічні. Перші з них вирізняються фіксованим набором підсистем, елементів і відношень,а також незмінним числом і складом структур. Така стабільність має сенс лише для певного інтервалу часу.

Функціонуючі системи повинні володіти фіксованим кінцевим набором підсистем і елементів, а також певних перетворень. Останні змінюють розташування і взаємодію компонентів системи. Але наприкінці відповідного інтервалу часу початковий і кінцевий стан системи збігаються. Такий інтервал називається періодом, а набір усіх здійснюваних перетворень - циклом.

Динамічні системи мають фіксовані кінцеві набори підсистем, так само, як і нефіксовані, а також невизначені для всього інтервалу розгляду елементи. Цим системам притаманні основні та неосновні набори перетворень, число яких не обов'язково фіксується. За певний інтервал часу внаслідок здійснення тих чи інших перетворень змінюється якісний і кількісний склад підсистем і елементів динамічних систем.

Розмежування стабільних, функціонуючих і динамічних систем досить умовне і має сенс тільки у межах конкретних часових інтервалів. Як найбільш складні динамічні системи можуть включати в себе функціонуючі та стабільні як підсистеми й виявляти їхні властивості при певному ракурсі аналізу.

Визначення поняття "система" через величезне розмаїття об'єктів пізнання досі не має в природознавстві однозначного тлумачення. Останнім часом багато хто з учених вважає, що системи - це не тіла і не процеси, а лише пізнавальні конструкції, абстрактно-формальні системи,специфічні способи організації знань про реальність.

Законспектуйте матеріал і поясніть сутність стабільних, функціонуючих і динамічних систем.

«Концепція природності» та модельно-цільовий підхід у системо логічних дослідженнях

У географії складності визначення поняття "система" пов'язуються з протистоянням "концепції природності" (наївно-реалістичний підхід) і модельно-цільового підходу при виділенні пізнавальних об'єктів та їхніх меж. Згідно з наївно-реалістичним підходом "природні об'єкти", їхні межі апріорно визначені самою природою, і досліднику залишається тільки правильно зафіксувати дане, уважно проаналізувати усі властивості та відношення об'єкта вивчення. На противагу такому "наївному реалізму" з точки зору системних досліджень більш придатним є так званий модельно-цільовий підхід, який передбачає кожного разу чітко визначати і фіксувати набори ознак для ви членування об'єкта, визначення його меж. Відповідно до модельно-цільового підходу істотні властивості об'єкта можуть бути виділені лише на ґрунті деякого визначального відношення, тобто з урахуванням цілі конкретного дослідження об'єкта, створення його пізнавальної моделі. Іншими словами, виділення параметрів і типів (класів)географічних об'єктів неодмінно опосередковується конкретними пізнавальними завданнями розчленування географічного простору.

Зауважимо, що поняття "система" досить широко застосовувалося у класичному природознавстві і філософії ХУІІ-ХІХ сторіч. Незважаючи на велике розмаїта контекстів його використання, їм усім було властиве дещо загальне, а саме:під системою розумілася деяка множина пов'язаних і специфічним чином організованих елементів. Наприклад, система чисел, система механічних тіл, система декартових координат,система природи (П.Гольбах), система органічного світу(К. Лінней), пізнавальна система (Ґ.Геґель). Яким чином пов'язані та організовані елементи - механічними взаємодіями(Ньютон) або законами діалектичної логіки (Геґель),визначалося змістом систем. Ніякого більш глибокого сенсу і ніякого призначення, крім протиставлення організованого хаотичному, у сприйнятті "систем" не було. Сьогодні поняття "система" визначається необхідністю вивчати особливий клас систем - складні системи, що нараховують 100 і більше взаємопов'язаних і взаємодіючих елементів. Опис і теоретичне осмислення таких систем на основі специфічного концептуального апарату з використанням ЕОМ і здійснюється в межах сучасних системних досліджень. Оскільки кожний елемент такого роду складних систем може взаємодіяти з кількома іншими, а групи елементів, об'єднані в підсистеми, можуть мати велику кількість різних характеристик, то опис цієї системи, навіть за допомогою досконалих ЕОМ, зайняв би десятки, а то й сотні років, особливо якщо врахувати щезнення одних і появу інших елементів та інші зміни. Тому сучасний системний підхід реалізує особливу процедуру спрощення, що дає можливість створювати деяку множину наближених, імітуючи моделей, які дозволяють адекватний Зворотний перехід до вихідного об'єкта без істотної втрати інформації. Моделювання здійснюється переважно за допомогою ЕОМ і припускає врахуванням моделі кількісних характеристик вихідного об'єкта.

У межах системного підходу поняття "система" фіксує як специфіку об'єкта, так і метод його пізнання. Складний об'єкт приймається як системний, якщо: 1) є певний метод,що дає змогу кінцевим числом кроків виділити в ньому помітні підсистеми, потім підсистеми цих підсистем і так далі аж до окремих елементів, які в межах даного дослідження й даним методом не можуть бути розділені на складові; 2) всі підсистеми й елементи, що до них належать, взаємно пов'язані принаймні з одним іншим елементом чи підсистемою і немає таких, ,котрі б не перебували у зв'язку з іншими системо утворюючими компонентами; 3) всі компоненти системи розбиті на рівні, які визначаються їхніми властивостями і набором операцій, за допомогою яких ці компоненти,а також їхні зв'язки, властивості та відношення виділяються і фіксуються; 4) зв'язки між елементами і компонентами здійснюються через фіксовані кінцеві набори відношень і перетворень.

Підкреслимо, що системний підхід визнає: характер системи залежить не тільки від її об'єктивних властивостей, ай від способу її членування. у класичному минулому науки опис і пізнання системи однозначно визначалися описом і пізнанням її елементів. Це зводило систему до її елементарних утворюючих, не враховувалася можливість інших членувань,відносна умовність елементарного рівня і майже повністю ігнорувалося важливе значення зв'язків усередині системи і реалізуючи їх відношень. У системному підході до визначення системи неодмінно фіксується поняття "зв'язок"і зазначається, що зв'язки реалізуються через відношення.

Це має принципово важливе значення, визначаючи можливість емпіричного дослідження систем. Справа у тому,що об'єктивні зв'язки не даються безпосередньо у чуттєвому сприйнятті, й фіксуються лише в абстракціях, які конструюються за допомогою особливих логічних процедур.

Також треба звернути увагу на тісний зв'язок понять"система" і "структура". Оскільки зв'язки між компонентами і елементами в системах реалізуються через різноманітні відношення, остільки системи включають в себе деяку кількість тих чи інших структур. Природі та суспільству більш властиві так звані полі структурні системи, котрі характеризують абстрактні теоретичні побудови, які часом вимагають граничних спрощень.

Найважливішою особливістю системи є її структура, під якою розуміють відношення і зв'язок елементів динамічної множини за певними властивостями. Розрізнюють зовнішню і внутрішню структуру систем. При цьому, розглядаючи поняття"структура", звичайно беруть до уваги внутрішню структуру, а під зовнішньою розуміють відношення, зв'язок системи з іншими зовнішніми структурами та їхніми елементами. Так, у мінералогічних об'єктах внутрішня структура,що визначає їхні властивості, адекватна переважно характеристикам кристалічної решітки, а зовнішня - визначається морфологічними параметрами мінералів.

Структура - це те, що виявляється при внутрішньому аналізі цілісності: елементи, відношення між цими елементами,композиція цих відношень. Цей аналіз показує, які відношення є фундаментальними, які підпорядкованими, а саме: перші становлять структуру у вузькому розумінні. Структура є в цілому остов, кістяк об'єкта, те, що дає змогу вирізняти в ньому істотне від другорядного. Іншими словами, структура - це такий спосіб сполучення яких-небудь предметів (однакової чи різної природи) одного з одним, при якому утворюється новий предмет із специфічними емерджентними властивостями. Існують внутрішня і зовнішня структури систем. Внутрішня структура являє собою взаємозв'язок елементів системи, а зовнішня-зв'язок цієї системи з іншими системами, з середовищем її існування.

Структури немає поза системою, так само як немає системи без структури. Системний аналіз і структурний аналіз - це два рівні дослідження складних предметів (об'єктів). Перший з них розглядає предмет із початку збоку його властивостей і відношень у цілому. Структурний аналіз, що має більш високий методологічний статус, досліджує зв'язки, відношення і функціональні характеристики складових системи (предмета). У ході структурного аналізу перевіряються висунуті гіпотетичні уявлення щодо взаємодій останніх і пізнаються закономірності поведінки системи. Реалізація принципу структурності, структурне пояснення (у тому числі генетичне пояснення) сутності предмета (об'єкта) здійснюється через виявлення специфічного структурно-функціонального закону.

Варто зазначити, що системний підхід у строгому розумінні не є загальним науковим методом як таким. Водночас він має безсумнівну універсальність, виступаючи як своєрідна методологічна концепція під час конструктивного дослідження складних природних об'єктів. Ідея, що лежить у підмурку системного підходу, давно існує в науці й полягає, по суті, в певній модальності наукових уявлень про реальність. Бо ж ніхто не вивчав і не зможе пізнати у всій повноті та складності ніяку частину матеріальної дійсності.

3."Системна" методологія в географії

Сутність понять «система», «системний аналіз», «системний підхід».

Починаючи з глибокої давнини й до сьогодення, наукове знання і філософське обміркування дійсності спрямовано і не зворотно розвиваються як процес виявлення порядку, організованості всього сущого. Суть наукового пізнання полягає в установленні законів і закономірностей, яким підпорядковуються всі природні феномени. Можливість наукового пізнання віддзеркалює універсальну об'єктивну властивість реальності - її системну організованість. Системність - загальна характеристика дійсності й разом з доповнюючим її поняттям "хаос" (як вираження несистемності,безпорядку) становить своєрідну гносеологічну категорію.

У нинішньому величезному потоці літератури з системних досліджень часто-густо зміщуються або неоднозначно тлумачаться поняття "системний аналіз", "системний підхід"і "загальна теорія систем". Уточнимо ці принципово важливі,відмінні за змістовим навантаженням поняття.

Системний аналіз - це своєрідний інструментарій міждисциплінарної діяльності, сукупність методів, прийомів,процедур дослідження. Математики розглядають системний аналіз як конкретну дисципліну, яка тісно пов'язана з тими математичними методами, що виникли в межах досліджень операцій разом з методами моделювання й аналізу систем за допомогою ЕОМ.

Системний підхід в цілому відбиває стратегічне намагання надати дослідженням всеосяжний характер, пов'язати в систему відкриті та ті, що заново відкриваються, факти і закономірності, подати знання у вигляді деякої логічно несуперечливої єдиної системи або схеми.

Головне завдання загальної теорії "систем - бути методологічним знаряддям теоретичного аналізу об'єктів дійсності як певного роду систем. Як підкреслює український філософ А. І. Уйомов, загальна теорія систем вивчає різноманітні типи систем, абстрагуючись від природи їхніх елементів. Це дає змогу виявляти загальносистемні закони, за допомогою яких опрацьовуються принципи і методи аналізу систем різних типів і природи. Як основний пояснювальний конструкт загальна теорія формує системну картину світу,виявляє закони і закономірності (регулярності) організації систем, здійснює їх класифікацію тощо.

Понятійний апарат загальної теорії систем становлять філософські, загальнонаукові та конкретно-наукові поняття. Так, серед філософських понять функціонують: "цілісність", "багатомірність картини світу", "елементи", "структура", "розвиток", "зв'язок і взаємозв'язок", "становлення" тощо.

Будучи метатеорією стосовно більш спеціальних теорій, загальна теорія систем переносить в них уявлення світоглядного плану, що стосуються системної організації матеріального світу. Серед великої кількості напрямів системних досліджень виділяють дві основні гілки: конкретно-синтетичну, де переважає формальний момент, та абстрактно-аналітичну, де превалює змістовний момент. Ці гілки системних досліджень не виключають одна одну, а є взаємодоповнюючими і взаємозумовленими.

Конкретно-синтетична гілка в аналізі систем полягає втому, що будуються математичні моделі конкретних речей та явищ, але не самих законів, яким підпорядковуються взаємодії, що визначають існування і розвиток систем. Абстрактно-аналітична гілка спрямована на дослідження абстрактно виділених взаємодій окремих властивостей речей і явищ, що у змістовному плані підпорядковуються якісно однорідним законам. Тут дослідника цікавлять не конкретні речі чи явища самі по собі, а ті їхні властивості, котрі виникають як результат (продукт) якісно своєрідних взаємодій.

При цьому системи виділяються шляхом абстракції з усього нескінченного ряду реальних взаємодій.

Системний підхід нині виступає реально функціонуючим компонентом загальнонаукових методів. Останні є тим каналом зв'язку філософії та конкретних наук, який дає змогу отримувати інформацію, по-перше, для подальшого розвитку загального методу пізнання, й, по-друге, для опрацювання спеціальних методів наукового дослідження. В наслідок такого до спрямованого потоку інформації усередині методологічної сфери науки відбувається безперервний розвиток загального і часткових (конкретних) методів, Їхнє взаємне збагачення. Більше того, системний підхід у певному розумінні являє собою модифікацію, відбиття у пізнавальному процесі принципу системності вищого рівня методологічного аналізу. Саме принцип системності займає провідне місце серед всіх інших методологічних принципів сучасних системних досліджень. На основі цього принципу й узагальнення практики реалізації системного підходу формуються специфічні операціональні процедури і методики (процедура спрощення системного об'єкта, методика композиції та декомпозиції систем тощо).

Сучасна системна методологія організується і реалізується на підґрунті певних принципів. Опорними є принципи ізоморфізму і цілісності об'єкта пізнання, що об'єднуються загальним принципом системності. Важливими визнаються принципи елементарності (елементності) і структурності.

Перший з них припускає наявність у цілому елементів,їх ви членування і дослідження. Елементи тільки тоді утворюють ціле, систему, коли перебувають у певному відношенні та зв'язку один з одним, тобто становлять деяку композицію, структуру. Виявити структуру - це й означає знайти закон композиції елементів системи, що визначає необхідність своєрідного принципу зв'язку і відношень. Саме наявність зв'язків між елементами робить об'єкт системою.

Тому аналіз системо утворюючих зв'язків є одним з провідних конкретних принципів системного підходу. Істотне значення має загальний принцип субординації (ієрарх її, рівнів організації). Справа у тому, що системна картина світу обов'язково припускає ієрархічність будови.

Кожна система включена як елемент чи підсистема у систему більш високого порядку, і при цьому кожний елемент системи може розглядатися як підсистема з певною автономією. У геології, зокрема, багатьма дослідниками приймається така ієрархія (рівні організації) речовини земної кори: хімічний елемент - мінерал - гірська порода - геологічна формація - формаційний комплекс - оболонка земної кори.

Для систем будь-яких груп і класів важливим є принцип взаємозв'язку і пересічення з іншими системами, що існують(чи існували) і розвиваються (чи розвивалися) одночасно зданою системою. Використання цього принципу необхідно для: 1) виявлення закономірностей і законів, що виходять за межі одного класу систем; 2) розуміння природи досліджуваного класу систем, причин їх виникнення; умов існування і збереження. Зрештою, в методологічному апараті системних досліджень обов'язковими є принципи ідеалізації та абстрагування. Це означає, що елементи вичленовуються як декотрі ідеалізовані об'єкти, створюються певні абстраговані поняття на підґрунті вибору з великої кількості властивостей і зв'язків тих, які уявляються істотними для досягнення поставленої мети.

Законспектуйте матеріал і поясніть відмінності між конкретно-синтетичною та абстрактно-аналітичною гілками системо-логічних досліджень.

Класифікація систем

Всі системи можна розділити (О.І. Ракітов, 1982) нестабільні, функціонуючі та динамічні. Перші з них вирізняються фіксованим набором підсистем, елементів і відношень,а також незмінним числом і складом структур. Така стабільність має сенс лише для певного інтервалу часу.

Функціонуючі системи повинні володіти фіксованим кінцевим набором підсистем і елементів, а також певних перетворень. Останні змінюють розташування і взаємодію компонентів системи. Але наприкінці відповідного інтервалу часу початковий і кінцевий стан системи збігаються. Такий інтервал називається періодом, а набір усіх здійснюваних перетворень - циклом.

Динамічні системи мають фіксовані кінцеві набори підсистем, так само, як і нефіксовані, а також невизначені для всього інтервалу розгляду елементи. Цим системам притаманні основні та неосновні набори перетворень, число яких не обов'язково фіксується. За певний інтервал часу внаслідок здійснення тих чи інших перетворень змінюється якісний і кількісний склад підсистем і елементів динамічних систем.

Розмежування стабільних, функціонуючих і динамічних систем досить умовне і має сенс тільки у межах конкретних часових інтервалів. Як найбільш складні динамічні системи можуть включати в себе функціонуючі та стабільні як підсистеми й виявляти їхні властивості при певному ракурсі аналізу.

Визначення поняття "система" через величезне розмаїття об'єктів пізнання досі не має в природознавстві однозначного тлумачення. Останнім часом багато хто з учених вважає, що системи - це не тіла і не процеси, а лише пізнавальні конструкції, абстрактно-формальні системи,специфічні способи організації знань про реальність.

Законспектуйте матеріал і поясніть сутність стабільних, функціонуючих і динамічних систем.

4. «Концепція природності» та модельно-цільовий підхід у системо логічних дослідженнях.

У географії складності визначення поняття "система" пов'язуються з протистоянням "концепції природності" (наївно-реалістичний підхід) і модельно-цільового підходу при виділенні пізнавальних об'єктів та їхніх меж. Згідно з наївно-реалістичним підходом "природні об'єкти", їхні межі апріорно визначені самою природою, і досліднику залишається тільки правильно зафіксувати дане, уважно проаналізувати усі властивості та відношення об'єкта вивчення. На противагу такому "наївному реалізму" з точки зору системних досліджень більш придатним є так званий модельно-цільовий підхід, який передбачає кожного разу чітко визначати і фіксувати набори ознак для ви членування об'єкта, визначення його меж. Відповідно до модельно-цільового підходу істотні властивості об'єкта можуть бути виділені лише на ґрунті деякого визначального відношення, тобто з урахуванням цілі конкретного дослідження об'єкта, створення його пізнавальної моделі. Іншими словами, виділення параметрів і типів (класів)географічних об'єктів неодмінно опосередковується конкретними пізнавальними завданнями розчленування географічного простору.

Зауважимо, що поняття "система" досить широко застосовувалося у класичному природознавстві і філософії ХУІІ-ХІХ сторіч. Незважаючи на велике розмаїта контекстів його використання, їм усім було властиве дещо загальне, а саме:під системою розумілася деяка множина пов'язаних і специфічним чином організованих елементів. Наприклад, система чисел, система механічних тіл, система декартових координат,система природи (П.Гольбах), система органічного світу(К. Лінней), пізнавальна система (Ґ. Геґель). Яким чином пов'язані та організовані елементи - механічними взаємодіями(Ньютон) або законами діалектичної логіки (Геґель),визначалося змістом систем. Ніякого більш глибокого сенсу і ніякого призначення, крім протиставлення організованого хаотичному, у сприйнятті "систем" не було. Сьогодні поняття "система" визначається необхідністю вивчати особливий клас систем - складні системи, що нараховують 100 і більше взаємопов'язаних і взаємодіючих елементів. Опис і теоретичне осмислення таких систем на основі специфічного концептуального апарату з використанням ЕОМ і здійснюється в межах сучасних системних досліджень. Оскільки кожний елемент такого роду складних систем може взаємодіяти з кількома іншими, а групи елементів, об'єднані в підсистеми, можуть мати велику кількість різних характеристик, то опис цієї системи, навіть за допомогою досконалих ЕОМ, зайняв би десятки, а то й сотні років, особливо якщо врахувати щезнення одних і появу інших елементів та інші зміни. Тому сучасний системний підхід реалізує особливу процедуру спрощення, що дає можливість створювати деяку множину наближених, імітуючи моделей, які дозволяють адекватний.

Зворотний перехід до вихідного об'єкта без істотної втрати інформації. Моделювання здійснюється переважно за допомогою ЕОМ і припускає врахування в моделі кількісних характеристик вихідного об'єкта.

У межах системного підходу поняття "система" фіксує як специфіку об'єкта, так і метод його пізнання. Складний об'єкт приймається як системний, якщо: 1) є певний метод,що дає змогу кінцевим числом кроків виділити в ньому помітні підсистеми, потім підсистеми цих підсистем і так далі аж до окремих елементів, які в межах даного дослідження й даним методом не можуть бути розділені на складові; 2) всі підсистеми й елементи, що до них належать, взаємно пов'язані принаймні з одним іншим елементом чи підсистемою і немає таких, ,котрі б не перебували у зв'язку з іншими системо утворюючими компонентами; 3) всі компоненти системи розбиті на рівні, які визначаються їхніми властивостями і набором операцій, за допомогою яких ці компоненти,а також їхні зв'язки, властивості та відношення виділяються і фіксуються; 4) зв'язки між елементами і компонентами здійснюються через фіксовані кінцеві набори відношень і перетворень.

Підкреслимо, що системний підхід визнає: характер системи залежить не тільки від її об'єктивних властивостей, ай від способу її членування. у класичному минулому науки опис і пізнання системи однозначно визначалися описом і пізнанням її елементів. Це зводило систему до її елементарних утворюючих, не враховувалася можливість інших членувань,відносна умовність елементарного рівня і майже повністю ігнорувалося важливе значення зв'язків усередині системи і реалізуючи їх відношень. У системному підході до визначення системи неодмінно фіксується поняття "зв'язок"і зазначається, що зв'язки реалізуються через відношення.

Це має принципово важливе значення, визначаючи можливість емпіричного дослідження систем. Справа у тому,що об'єктивні зв'язки не даються безпосередньо у чуттєвому сприйнятті, й фіксуються лише в абстракціях, які конструюються за допомогою особливих логічних процедур.

1. Законспектуйте матеріал і окресліть відмінності між наївно-реалістичним і модельно-цільовим підходами в системологічних дослідженнях.

Також треба звернути увагу на тісний зв'язок понять"система" і "структура". Оскільки зв'язки між компонентами і елементами в системах реалізуються через різноманітні відношення, остільки системи включають в себе деяку кількість тих чи інших структур. Природі та суспільству більш властиві так звані полі структурні системи, котрі характеризують абстрактні теоретичні побудови, які часом вимагають граничних спрощень.

Найважливішою особливістю системи є її структура, під якою розуміють відношення і зв'язок елементів динамічної множини за певними властивостями. Розрізнюють зовнішню і внутрішню структуру систем. При цьому, розглядаючи поняття"структура", звичайно беруть до уваги внутрішню структуру, а під зовнішньою розуміють відношення, зв'язок системи з іншими зовнішніми структурами та їхніми елементами. Так, у мінералогічних об'єктах внутрішня структура,що визначає їхні властивості, адекватна переважно характеристикам кристалічної решітки, а зовнішня - визначається морфологічними параметрами мінералів.

Структура - це те, що виявляється при внутрішньому аналізі цілісності: елементи, відношення між цими елементами,композиція цих відношень. Цей аналіз показує, які відношення є фундаментальними, які підпорядкованими, а саме: перші становлять структуру у вузькому розумінні. Структура є в цілому остов, кістяк об'єкта, те, що дає змогу вирізняти в ньому істотне від другорядного. Іншими словами, структура - це такий спосіб сполучення яких-небудь предметів (однакової чи різної природи) одного з одним, при якому утворюється новий предмет із специфічними емерджентними властивостями. Існують внутрішня і зовнішня структури систем. Внутрішня структура являє собою взаємозв'язок елементів системи, а зовнішня-зв'язок цієї системи з іншими системами, з середовищем її існування.

Структури немає поза системою, так само як немає системи без структури. Системний аналіз і структурний аналіз - це два рівні дослідження складних предметів (об'єктів). Перший з них розглядає предмет із початку збоку його властивостей і відношень у цілому. Структурний аналіз, що має більш високий методологічний статус, досліджує зв'язки, відношення і функціональні характеристики складових системи (предмета). У ході структурного аналізу перевіряються висунуті гіпотетичні уявлення щодо взаємодій останніх і пізнаються закономірності поведінки системи. Реалізація принципу структурності, структурне пояснення (у тому числі не етичне пояснення) сутності предмета (об'єкта) здійснюється через виявлення специфічного структурно-функціонального закону.

Варто зазначити, що системний підхід у строгому розумінні не є загальним науковим методом як таким. Водночас він має безсумнівну універсальність, виступаючи як своєрідна методологічна концепція під час конструктивного дослідження складних природних об'єктів. Ідея, що лежить у підмурку системного підходу, давно існує в науці й полягає, по суті, в певній модальності наукових уявлень про реальність. Бо ж ніхто не вивчав і не зможе пізнати у всій повноті та складності ніяку частину матеріальної дійсності.

Властивості системних об'єктів

В осягненні складних явищ і процесів земної природи постійно вирішуються такі проблеми, як виділення і порівняння об'єктів дослідження, визначення їхніх зв'язків і відношень, установлення системо утворюючих факторів тощо. При цьому неодмінно кращим є використання саме системного підходу незалежно від того, в межах історичного, генетичного чи іншого спрямування провадиться науковий пошук. Справа в тому, що системний підхід вимагає чіткого визначення цілі дослідження і досить чіткого формулювання завдань, що мають розв'язуватися. Це, у свою чергу, дає змогу конкретизувати об'єкт (систему) пізнання, виділяю чийого з великої кількості "природних" властивостей та зв'язків. При цьому реалізується розуміння системи як сукупності елементів, що являє собою виокремлений об'єкт дослідження, відношення елементів котрого пов'язані цілісністю структури. Основними властивостями такого системного об'єкта є: 1) складність, що не зводиться до суми компонентів; 2) стійка цілісність і автономність, яка зумовлюється властивостями компонентів, їхніми структурними взаємозв'язками, а також функціональною включеністю у зовнішнє середовище; 3) упорядкованість структури відповідно до правил композиції побудови об'єкта дослідження; 4) емерджентність (від англ. з'являється) - наявність якостей, що не спостерігаються окремо у компонентів системи, але властиві саме цілісній, автономній системі.

У кінцевому підсумку упорядкованість дослідження при системному підході визначається чітким уявленням про структуру об'єкта, що вивчається, його відношення з навколишнім середовищем. Відтак виникає можливість встановлення чіткої послідовності пізнавальної процедури щодо розкриття природи складного явища і процесу, побудови відповідної моделі для цілісного вивчення системи (об'єкта) шляхом аналізу її елементів на структурно-функціональному рівні.

Відомий французький учений Жаклін Боже-Ґарньє, окреслюючи сучасні методи географічних досліджень, говорить, що існує один метод, який має особливу цінність, це системний метод. Дослідження взаємозв'язків між частинами цілого уявляється фундаментальним аспектом географії.

Системний підхід потребує більшого попереднього міркування, необхідно окреслити ключові елементи предмета досліджень, й особливо механізми і процеси, які підтримують його зв'язки в рівновазі. Вивчення цих глибинних механізмі вдасть змогу перейти від рівня зовнішніх проявів до рівня глибинних структур.

Щоб застосовувати системний підхід, треба ще більше заглибитися: необхідно виявити, якого роду рівновага характерна для даної системи, а потім вивчити, як відбиваються усіх її частинах кількісні та якісні зміни. Кількісні зміни не загрожують системі руйнуванням, але якісні зміни здатні запустити цей процес.

Дослідження, виконані в межах системного підходу, здатні не тільки підвести під географічні дослідження значно обґрунтованішу основу, а й зробити їхні результати більш придатними для практичного використання (А. Баттимер, 1990).

Законспектуйте матеріал і зазначте та поясніть основні властивості систем (системних об'єктів).

4. Теоретичний рівень географічного дослідження

науковий методологія пізнання

Від збирання й систематизації фактів наукова думка закономірно переходить до спроб їх пояснення. Деякі прості форми пояснення можна здобути засобами емпіричного дослідження, але найбільш зрілі, розвинені форми пояснення виробляються теоретичним мисленням.

Поняття "теорія" і "теоретичний рівень знання" не є тотожними. Теорія - це найбільш зріла й розвинена форма теоретичного знання, що інтегрує в собі інші його форми. Крім побудови теорій, теоретичне дослідження включає також вироблення загальних понять, формулювання наукових законів, створення ідеальних моделей і абстрактних об'єктів. Коли виникає достатньо загальна теорія, вона органічно включає всі ці форми теоретичного знання, синтезуючи їх у якусь цілісну, органічну систему. До виникнення узагальнюючих теорій наука використовує ці форми для пояснення окремих фактів або навіть сукупності фактів.

Наукові теорії розрізняються між собою за засобом і методами пояснення, ступенем спільності тощо. За глибиною пояснення розрізняють описові й модельні, за способом пояснення - логічні, структурні та історичні, за ступенем спільності - загальні, фундаментальні теорії, що виводять із єдиної теоретичної моделі дуже широке коло наукових фактів, і часткові (окремі) теорії, що створюються для пояснення порівняно невеликого, специфічного кола фактів.

Перехід від емпіричного дослідження до теоретичного знаменує собою перехід наукового знання на новий, якісно вищий рівень.

Фізична географія - наука, в якій накопичення матеріалу (фактів) розтягнулося на тисячоліття. Це пояснюється специфікою її об'єкта й предмета дослідження. Просторово об'єкт дослідження фізичної географії охоплює всю поверхню Землі. Було потрібно декілька тисячоліть, щоб описати її хоча б у загальних рисах. Освоєння поверхні Землітривало поряд із розвитком продуктивних сил. Предмет дослідження фізичної географії організований складніше, ніж рівень багатьох інших наук, оскільки включає неживі, біокосні й живі системи. Внаслідок цього перехід від простої констатації фактів до узагальнень у фізичній географії відбувся досить пізно. Перша спроба звести географічні факти в систему була зроблена голландським ученим Б. Вареніусому ХVІІ ст. Вищого рівня узагальнень досяг О. фон Гумбольдт (1769 - 1859), який сформулював багато емпіричних закономірностей (існування висотної поясності, залежність клімату від різних фізико-географічних чинників,залежність напряму вітру від розподілу тиску тощо). Високий рівень узагальнень став можливим завдяки твердому переконанню О. Гумбольдта про загальний взаємозв'язок явищ природи. Велика частка узагальнень, здійснених О. Гумбольдтом, була безпосередньо пов'язана з емпіричним матеріалом, із фактами.

Такий же характер має переважна більшість географічних закономірностей, сформульованих у сучасній фізичній географії: "Для ландшафтної оболонки характерна періодична й циклічна повторюваність різних процесів і явищ у часі (закон ритміки)", "географічні зони одного і того ж типу повторюються в різних географічних поясах (періодичний закон географічної зональності)" та ін.

У сучасній фізичній географії накопичений досвід пояснення ряду фактів, сформульовані досить загальні важливі закономірності (закони зональності, гетерохронності розвитку, територіальної диференціації, кругообігів, симетрії й дисиметрії тощо), створені досить ефективні моделі (ландшафтна сфера, ландшафти, геосфери й ін.), виробляються окремі, більш конкретні, теорії (закон числа потоків Р. Хортона, закони відступу схилів В. Девіса та В. Пенка тощо). створюються парадигми - стійкі схеми наукової діяльності.

Основною метою теоретичного дослідження є пояснення явищ. Пояснення - це інтеграція досліджуваних об'єктів у систему теоретичного знання, підведення їх під загальні положення та принципи науки. Завдяки поясненню стає можливим прогноз. Найважливіший метод наукового пояснення - це пояснення через закон.

Але далеко не в кожному поясненні фігурує закон. У багатьох випадках, особливо у сфері буденної діяльності, пояснення виконується просто за допомогою вказівки іншого явища, з яким пов'язане дане. У фізичній географії такі види пояснення використовуються постійно. Це пов'язано з тим, що багато зв'язків явищ стали самоочевидними і перетворилися на свого роду аксіоми. Наприклад, при констатації переносу тепла відповідно до градієнту температури практично ніколи не згадують про другий закон термодинаміки. Перенос тепла у відповідному напрямі здається занадто очевидним, щоб звертатися до законів.

Дуже часто пояснення здійснюється шляхом визначення причини явища. Причинне пояснення є простішим і тому давно використовується в науці. Уявлення про причинність пов'язане з практичною діяльністю людини, з необхідністю виявлення активних чинників і залежних від них явищ. Їх встановлення дозволяє знайти елементарні способи прогнозування (на основі принципу "однакові ситуації призводять, як правило, до схожих результатів") і одержати в принципі можливість активної дії на явища (на основі принципу "якщо змінити причину явища, то зміниться й саме явище").

Поняття "причина" невіддільно від поняття "наслідок". Це взаємопов'язані категорії. Коли ми використовуємо поняття "причина", то неминуче називаємо й наслідок, і навпаки. Так, що відбудеться з окремими блоками ландшафту, якщо їх ізолювати одне від одного? Живі організми позбудуться поживних речовин і загинуть. Неживі складові частини, надані самим собі, відповідно до закону зростання найбільш вірогідних станів, поступово набудуть стану найбільшої ентропїї - в них вирівняються концентрації речовини та енергії. З цієї причини, властивості окремих блоків або частин фізико-географічних об'єктів виявляються лише у складі цілого.

Але, хоча у фізико-географічних об'єктах спостерігається загальний взаємозв'язок елементів частин, є зв'язки сильні і слабкі. Одні дії здійснюються швидко, інші - повільно. У простих випадках виявиться лінійний ланцюжок зв'язків елементів об'єкта А>В>С>Д. Але іноді сплетіння настільки велике, що розплутування стає неможливим. Тоді цю частину розглядають як "блок" або "чорний ящик", і, як причину, розглядають входи.

У першому випадку, коли вимальовується лінійний ланцюжок зв'язків, дослідник має право розглядати явище А як причину явища В, явище В як причину явища С тощо. Чи можна явище А розглядати не тільки як причину явища В, але і як причину С? Можна, але А логічніше назвати в цьому випадку непрямою причиною.

Проте, такі визначення все ж таки є умовними. Річ у тому, що фізико-географ не оголює зв'язок явищ до найглибшого рівня. Кожне явище - А, В, С тощо - це, по суті, теж "блок" або "чорний ящик", який, своєю чергою, можна розділити на ряд частин явищ. Наприклад, послідовність "опади - врожай" можна представити у вигляді "опади - вологовміст ґрунту - врожай". У першому випадку опади можна назвати прямою причиною урожаю, у другому - непрямою (опосередкованою). Можна ще деталізувати цю послідовність: "опади - інфільтрація води - вологість ґрунту - водне живлення посівів - урожай". Деталізацію можна довести до рівня, який характерний для біологічного підходу. Наприклад, блок "водне живлення посівів" розбивається на такі підблоки: "всмоктування води корінням рослин - переміщення води по клітинах коріння та стеблин - надходження води до листя рослин - зв'язування частинок води в процесі фотосинтезу й транспірація іншої частини води через дихальця.

У географії причинне пояснення є найпоширенішим. Такі вислови, як "похолодання пов'язане із вторгненням континентального арктичного повітря", "підстеляючими породами є пісковики, які визначили легкий механічний склад ґрунтів", "випадіння великої кількості опадів на даній території пояснюється частою повторюваністю циклонних форм циркуляції тощо є прикладами причинного пояснення. Причинне пояснення дозволяє подивитися на об'єкт (явище) збоку й визначити його походження. Але цей вид пояснення не слід переоцінювати, оскільки воно недостатньо глибоко розкриває внутрішній механізм явища.

Часто об'єкт пояснюють шляхом встановлення закономірного зв'язку його стану в даний момент із попередніми станами. Наприклад, сучасні ландшафти іноді пояснюють, аналізуючи історію їх розвитку. Іноді роблять навпаки: виходячи з нинішнього стану об'єкту, пояснюють його минулий стан. Цей вид пояснення особливо поширений в палеогеографії, де фізико-географічні умови минулого пояснюються на основі пізніших ландшафтів, у т.ч. й сучасних. Воснові його лежить принцип актуалізму. Пояснення стає можливим завдяки тому, що причина відображає в наслідках суттєві властивості, вона ніби передає наслідку певну інформацію.

Використовується також структурне пояснення. Структура - це спосіб зв'язку елементів об'єкта (системи). Можна, наприклад, говорити про структуру гідромережі, яка впливає на характер внутрішньорічного стоку річок. Деревоподібна будова гідромережі сприяє (за інших однакових умов) істотно вираженій весняній повені, оскільки з кожного елементарного басейну вода надходить до головної річки більш-менш одночасно. У басейнів із пір'ястою будовою гідромережі притоки в нижній частині басейну виносять воду в головне русло раніше, у верхній частині - пізніше. Внаслідок цього повінь стає більш розтягнутою в часі й більш згладженою.

Структура об'єкта залежить також від характеру взаємодії його частин, а саме: від наявності так званих позитивних і негативних зворотних зв'язків. Наявність у ланцюзі взаємодій позитивних зворотних зв'язків призводить до розвитку об'єкта, до посилення дії наслідку на причину та навпаки. Негативні зворотні зв'язки, навпаки, послаблюють вплив причини на наслідок і призводять до стабілізації об'єкта, до стану рівноваги. Природно, що звернення до системи зв'язків такого роду пояснює багато важливих рис будови й розвитку об'єкта, що вивчається.

Іноді для пояснення посилаються на властивості матеріалу, з якого складається об'єкт. Наприклад, менш значний добовий хід температури на поверхні водоймищ порівняно з поверхнею суходолу пояснюють значно більшою теплоємністю води у порівнянні із ґрунтом та існуванням турбулентного перемішування води, завдяки якому відбувається значне накопичення тепла в глибоких шарах води.

В тому або іншому фізико-географічному дослідженні рідко використовується лише один вид пояснення. Зазвичай різні види пояснення поєднуються, доповнюючи одне одного, все глибше розкриваючи суть явища. Прикладом такого комбінованого пояснення може бути пояснення розвитку карстових явищ на ділянках, вкритих лісом: наприклад, у лісовій зоні характерне надмірне поверхневе зволоження, поширення боліт. Внаслідок відсутності глибинної яружної ерозїї рівень підземних вод наближений до поверхні. Ґрунтові води забезпечені живленням вологою за рахунок інфільтрації талих снігових і дощових опадів. Випаровування під лісовим і трав'янисто-моховим покривом відносно невелике порівняно з відкритими просторами. Сніговий покрив в умовах лісу залягає рівномірно й не переноситься вітром у пониження рельєфу. Під сніговим покривом ґрунти промерзають слабко, й талі води можуть просочуватися на величезні площі, забезпечуючи підземний стік і тим самим беручи участь у процесі карстоутворення. В умовах лісу води, що просочуються в ґрунт, збагачені вуглекислотою та органічними кислотами. Вони дуже агресивні відносно розчинних гірських порід, що залягають глибше. Таким чином, в умовах лісового покриву переважна частина талих снігових вод іде на живлення підземного стоку й, отже, для активізації карстових процесів.

Пояснення кожного окремого явища може бути відносно завершеним. Але процес пояснення у цілому нескінченний, як нескінченний сам процес пізнання, бо будь-який пояснюючий чинник сам вимагає пояснення. Цілком закінченого пояснення не існує. Врешті-решт, дослідник може прийти до аксіом - положень, які видаються самоочевидними та не доводяться. У фізичній географії такими вихідними елементами пояснення часто виступають закони й теорії фундаментальних наук: фізики, хімії, біології та ін.

Розв'язування будь-якої наукової проблеми завжди пов'язане з висуненням припущень, гіпотез. "Знанню завжди передує припущення", - говорив Олександр Гумбольдт. Гіпотези - це найбільш вірогідні твердження, достовірність яких зараз (за сучасного стану знань) не може бути встановлена.

Висунення гіпотез найчастіше відбувається у зв'язку з появою нових фактів, які суперечать уявленням, що склалися. Інакше кажучи, при подальшому більш поглибленому вивченні певного кола явищ навколишнього світу, наше уявлення про них, що пояснюється цією теорією, нас не задовольняє: нові факти примушують не вірити в нього. З цього моменту виникає потреба в нових способах пояснення, що спираються спершу лише на обмежену кількість фактів і спостережень. Подальший дослідний матеріал призводить до очищення цих гіпотез, усуває одні з них, виправляє інші, доки, нарешті, не буде встановлений в чистому вигляді закон.

Висунення гіпотези - це завжди вихід за межі відомих фактів. Тому гіпотеза розширює емпіричний матеріал, інформацію про явище і проводить екстраполяцію закономірності, отриманої на основі невеликого числа фактів, на все можливе число випадків. Якщо гіпотеза підтверджується, вона набуває статусу доведеного наукового положення.

У 1915 р. німецький геофізик Альфред Веґенер опублікував роботу, в якій звернув увагу на вражаючу схожість контурів берегів Північної і Південної Америки, з одного боку, і Європи і Африки, з іншого. Для пояснення цього явища А. Веґенер висунув гіпотезу, згідно якої колись єдиний материк Пангея під впливом обертання планети розколовся на окремі блоки, які стали віддалятися один від одного. Але не лише схожість контурів материків свідчила на користь цієї гіпотези. На материках, розділених Атлантичним океаном, мешкають багато тварин однакових видів. Спостерігається схожість геолого-тектонічної будови відповідних частин материків. Проте А. Веґенер не зміг правильно відповісти на питання "що примушує переміщатися материки?” Внаслідок цього інтерес до гіпотези послабшав. Здавалося, що вона навіть спростована. Але в 40 - 50-і рр. ХХ ст. геофізики звернули увагу на те, що орієнтація так званої залишкової намагніченості гірських порід не відповідає сучасному магнітному полю Землі. Ученим вдалося встановити їх відповідність, лише в думках перемістивши материки, і інтерес до гіпотези А. Веґенера відродився. Переміщення материків було зафіксоване приладами. Воно склало декілька сантиметрів в рік. Прийнявши швидкість переміщення материків5 см/рік, можна визначити, що за 10 млн. років материк може переміститися на 500 км.; за 100 млн. років - на 5000 км. Гіпотеза переміщення материків примусила детальніше вивчати процеси, що відбуваються в мантїї Землі. В результаті була висунута нова гіпотеза про конвекційні рухи речовини в мантїї. Ці рухи і переміщення, як вважають учені, і призвели до формування сучасних материків.

Одна з цікавих гіпотез у фізичній географії - гіпотеза ергодичності. Російські фізико-географи Г.П. Калінін (при вивченні гідрологічних явищ) і Ю.Г. Симонов (при аналізі геоморфологічних явищ) висунули її за аналогією з деякими фізичними явищами. Суть її полягає в тому, що переміщуючись в просторі, можна спостерігати такі зміни, які відповідають змінам певної системи в часі. Ця відповідність виступає як підстава для заміни, у разі потреби, одного іншим: даних про тимчасово невідомі значення даними про відомі просторові зміни і навпаки. Оскільки спостереження тимчасових змін (часової динаміки) завжди завдають великих труднощів, то заміна їх збиранням просторової інформації відкриває великі перспективи для прогнозування явищ.

Своєрідним прикладом практичного використання ергодичного принципу є використання в прогностичній практиці відповідності між просторовими і часовими змінами в системі серії циклонів, що утворюються на фронтальній поверхні розділу теплих і холодних повітряних мас. В серії позатропічних циклонів, що переміщуються зазвичай із заходу на схід, передній циклон перебуває в стадії оклюзїї, тобто руйнування. Замикаючий серію циклон перебуває в стадії зародження. Два проміжних є стадіями переходу від молодого циклону до оклюдованого. Днів 5-7 тому оклюдований циклон тільки ще зароджувався. Всі три циклони, розташовані на схід від того, що зароджується, мовби демонструють схему його розвитку, його майбутнє. Звичайно, кожен циклон має індивідуальні риси, але в загальних рисах доля кожного циклону аналогічна. Прогноз погоди на декілька днів складається фактично з урахуванням ергодичних властивостей циклонних систем. (те ж саме - стадії розвитку ярів, річкових долин тощо).

При вивченні природних комплексів використовується такий прийом дослідження, як складання ландшафтної карти-гіпотези. Вона складається за тими матеріалами, які є в наявності у дослідника ще до картографування природних комплексів в польових умовах: по топографічних і геологічних картах, по аерофотознімках тощо. Така карта дозволяє виділити контури основних типів ландшафтів, а тим самим визначити основні особливості ландшафтної структури, намітити місця стоянок і траси маршрутів при польових роботах, оцінити їх трудомісткість. Як будь яка гіпотеза, ландшафтна карта-гіпотеза може містити більшу або меншу кількість помилок. Хоча повністю помилковою вона бути не може, бо вихідні матеріали (геологічні та топографічні карти тощо) містять достатню інформацію для отримання в основному правильних виділів (контурів).

У багатьох випадках висувають конкуруючі гіпотези. Це своєрідний науковий прийом, що дозволяє чіткіше визначити переваги та недоліки конкуруючих уявлень.

Гіпотеза - це свого роду попередня відповідь на поставлене питання. Кращий спосіб вирішення питання - це спробувати сформулювати відповідь на нього. Отже, формулюючи гіпотезу, дослідник мовби забігає наперед і дає гадану відповідь, справедливість якої належить перевірити дослідним або теоретичним шляхом.

Фізико-географічне дослідження логічно завершується складанням прогнозу розвитку об'єкту або явища, що вивчається.

В наш час прогноз розвитку природного середовища є основним завданням фізичної географії. Особливо актуальною стає вона у зв'язку з посиленням взаємодії людини і природного середовища, із необхідністю вироблення найбільш раціональної стратегії господарської дії на ландшафти.

Основа прогнозу розвитку природного середовища - добре знання її попередніх станів. Минуле - ключ до пізнання майбутнього. Аналіз минулого дозволяє встановити стійкі тенденції розвитку природних систем і у багатьох випадках провести екстраполяцію - перенести встановлені тенденції у майбутнє.

Часто встановлені закономірності виражаються у вигляді рівнянь, в яких фігурує час. В цьому випадку розвиток об'єкту є функцією часу, і прогноз ґрунтується на аналізі рівнянь.

Різні варіанти розвитку природних систем можна звести до чотирьох - врівноважений стан (система перебуває в рівноважному стані, не змінюється), періодичний режим (система відчуває періодичні коливання), перехідний режим (система здійснює перехід від одного рівноважного стану до іншого), тренд (система змінюється спрямовано).

Рівноважний режим характерний для систем, стан яких не змінюється в часі. Наприклад, формування зрілого профілю ґрунту відбувається за декілька тисяч років, а еволюція великих форм рельєфу - за мільйони років. Такі явища можна вважати постійними при вивченні процесів, що здійснюються з великою швидкістю (розвиток ярів, циклонів і антициклонів тощо).