Итак, один из корней экологического кризиса (с точки зрения научного познания взаимоотношений человека и природной среды) - чрезмерный аналитизм научного мышления, который в стремлении все дальше проникнуть в глубь вещей таит в себе опасность отхода от реальных явлений, от целостного взгляда на природу. Искусственная изоляция какого-либо фрагмента реальности дает возможность его углубленного изучения, однако при этом не учитываются связи данного фрагмента со средой. Подобное обстоятельство, которое может показаться малосущественным, влечет за собой важные экологические негативные последствия, когда результаты исследования вовлекаются в практику человеческой природопреобразовательной деятельности. Аналитическая устремленность науки должна уравновешиваться синтетическим подходом, очень важным сейчас в связи с осознаванием целостного характера функционирования экосистем и природной среды как таковой. Повышение в современной науке значения таких синтетических дисциплин, как экология, говорит о том, что намечаются положительные сдвиги в данном направлении.

Аналитизм внутри конкретных научных дисциплин продолжается в аналитической направленности развития науки в целом как особой формы постижения мира. Фундаментальной особенностью структуры научной деятельности, вытекающей из ее преимущественно аналитического характера, является разделенность науки на обособленные друг от друга дисциплины. Это, конечно, имеет свои положительные стороны, поскольку дает возможность изучать отдельные фрагменты реальности, но при этом упускаются из виду связи между ними. Разобщенность науки особенно мешает сейчас, когда в эпоху быстротекущей дифференциации научного знания выявилась необходимость интегративных исследований природной среды.

Корни экологических трудностей связаны и с разрывом между науками, неравномерностью их развития, что определяется как внутренней спецификой науки, так и влиянием общественных потребностей. Важно иметь в виду, что «виновато» не конкретное научное достижение, а то, что вслед за ним не происходит соответствующих изменений в других областях знания, не модифицируется научная система в целом. Науке не хватает гибкости, которая свойственна биосфере. Как компьютеру человек уступает в быстродействии, так биосфере (которой человек стремится управлять) он уступает в гибкости. Неравномерное развитие науки на фоне громадного увеличения общего количества знаний и является одной из причин того, что противоречия между возможностью человека внести изменение в природную среду и пониманием последствий этого изменения не затухают, а, наоборот, становятся все более острыми, драматичными, порождая призывы вернуться к тому времени, когда существовала единая, нерасчлененная наука.

Современный этап взаимоотношений общества и природы характеризуется тем, что одно кардинальное открытие в какой-либо продвинувшейся области знаний и последующее практическое его использование способны оказать небывало мощное воздействие на всю планету в целом, а не только на ее отдельные части. В этих условиях огромное значение приобретает тесный контакт между фундаментальными науками физико-химического цикла, техническими науками и науками, исследующими биосферу и отдельные биогеоценозы. Между тем тесной связи между ними, особенно между науками, изучающими природную среду (такими, как геология, география, биология), и науками, призванными разрабатывать пути преобразования природной среды (техническими), пока нет.

До конца XIX века технические науки, довольно тесно связанные с физико-химическими, развивались по большей части обособленно от наук о природной среде. В начале нашего столетия, когда человечество приступило к осуществлению гигантских проектов преобразования природной среды, потребовалось большое количество естественнонаучных данных для обеспечения функционирования создаваемых на месте естественных и взамен их технических систем (гидротехнических сооружений и т. п.). Это содействовало стыковке данных физико-химических наук и наук о природной среде, но последние играли в этом синтезе второстепенную роль, поскольку их функция была подчиненной - обеспечить данные для осуществления технического проекта.

Подобная форма связи технических наук и наук о природной среде мало способствовала подъему теоретического уровня последних, и это обстоятельство в какой-то мере объясняет неподготовленность науки вообще, и прежде всего наук о природной среде, к современной экологической ситуации.

Хотя усиление связи между техническими науками и науками о природной среде являлось для последних в целом положительным, поскольку стимулировало интерес к данному циклу наук, подчиненное положение дисциплин, стремящихся к целостному изучению природной среды, имело отрицательное влияние на направление исследований в них. Необходимо, чтобы все отрасли наук, включая общественные, выступали в деле определения перспектив преобразования нашей планеты в качестве равноправных партнеров.

Несмотря на то, что в самой структуре науки и в ее связях с другими общественными институтами заложены предпосылки экологических трудностей, что наука не обладает абсолютной истиной в последней инстанции, не может предсказать все последствия человеческой деятельности и реагирует на изменение ситуации с запаздыванием, она тем не менее является необходимым инструментом отражения человеком действительности в плане гармонизации его взаимоотношений с природной средой.

Наука предоставляет человеку самый надежный ресурс - информацию. Если в вещественно-энергетическом плане человек сталкивается с такими природными ограничениями, как закон сохранения вещества-энергии и второе начало термодинамики, то в информационном плане подобных ограничений нет. Информация в ее субъективном аспекте способствует росту знания человеком природы, в объективном же аспекте представляет собой один из ресурсов человечества, причем имеющий преимущества перед ресурсами вещественными и энергетическими. Энергия неизбежно рассеивается в процессе ее использования, вещество при своем разделении дробится, в то время как информация способна передаваться в идеале без потерь, создавая в данном аспекте огромные возможности. Накапливая информацию и передавая ее (и таким образом размножая), можно преодолевать вещественно-энергетические барьеры. Человечество, как демон Максвелла, перерабатывая информацию, в состоянии противодействовать повышению энтропии системы. Наука, следовательно, обеспечивает возможность увеличить количество упорядоченности, извлекаемой человеком из природной среды, а познание представляет собой, в частности, процесс выявления упорядоченности в природе.

Но роль современной науки и в информационно-энтропийном плане двойственна. Парадоксальность ситуации состоит в том, что научно-техническая информация, которая призвана оказывать негэнтропийное влияние на природную среду, на самом деле приводит к явно энтропийным последствиям. Приобретая информацию в процессе познания, человек использует ее вольно или невольно для увеличения энтропии природной среды. Стремление к количественному росту достигается за счет уменьшения разнообразия в природе, служащего источником ее саморазвития. Тем самым количественный рост современного производства обеспечивается зачастую за счет потенций развития, и это грозит экологическими бедами. Для того чтобы наука успешно смогла выполнять свою негэнтропийную роль, необходимо увеличивать количество информации о природной среде более быстрыми темпами, чем происходит уменьшение информации в самой природной среде вследствие ее преобразования. Во всяком случае рост познавательных и преобразовательных возможностей человека не должен сопровождаться упрощением природы для удовлетворения его материальных потребностей.

Укрепление взаимосвязи между познавательной и преобразовательной сторонами человеческой деятельности приобретает исключительно важное значение. Чем выше технический уровень, тем более прочные и важные связи в природе могут быть нарушены и тем насущнее потребность в научных рекомендациях для выбора альтернативы в каждом частном случае: или попытаться облегчить адаптацию природной среды к техническим новшествам, или изменить и даже отказаться от задуманного плана преобразования. Перед наукой встают, таким образом, новые задачи: изучение системы адаптации биосферы к условиям, созданным человеком, изучение механизмов и возможностей адаптации самого человека к изменяющейся природной среде и, в более широком плане, выяснение новых системных закономерностей, которые порождены соединением в целостную систему первичной биосферы и индустриально-технических элементов.

Вообще, наука не есть только средство преобразования природы или ее внешнего отображения. Наука развивается не только под влиянием внешних целей и внутренней логики. Изменение природы человеком является одним из мощных импульсов развития науки. Окружающая среда изменяется человеком, и это изменение определяет направление и скорость развития науки. А так как проведение экспериментов повышает теоретический статус наук, то преобразование природной среды, представляющее собой, по сути, крупномасштабное экспериментирование, ведет к повышению теоретического статуса наук о природной среде.

Насущной потребностью современного этапа взаимоотношений человека и природы становится проведение комплексных экологических исследований. Помимо взаимосвязи общественных, физико-химических и технических наук с науками о Земле и биологией, необходима тесная связь их с медициной. Цепь обратной связи, существующая между социальными изменениями, экологическими изменениями и изменениями в биологии человека, должна находить свое отражение в науке как форме общественного сознания.

Новое положение человека по отношению к природной среде, рост его технической мощи и превращение его деятельности в «геологическую силу» требуют существенной модификации науки, если она хочет адекватно отразить данную ситуацию. Насколько это станет возможным, покажет будущее, но следует отметить, что в современной науке наблюдаются процессы, являющиеся реакцией на новые задачи, встающие в соответствии с интенсивным уплотнением поля функциональных связей между обществом и природной средой. Для науки становится характерной ее переориентация, которую можно назвать тенденцией экологизации.

Одной из основных форм этой тенденции выступает развитие наук, переходных от экологии к другим наукам биологического цикла (эволюционная экология, палеоэкология), к наукам о Земле (геология окружающей среды, или экологическая экология), наукам физико-химического цикла (геохимическая экология, радиоэкология), техническим и сельскохозяйственным наукам (космическая экология, сельскохозяйственная экология), медицине (экологическая физиология человека, экология человеческих болезней, медицинская экология, геогигиена, медицинская география), общественным наукам (социальная экология).

Развитие отмеченных научных направлений протекает в рамках тенденции экологизации человеческой деятельности. В общем плане под экологизацией понимают учет возможных последствий воздействия человека на природную среду с целью свести к минимуму отрицательные результаты природопреобразовательной деятельности. Данная тенденция - насущная потребность нашего времени, и ее развитие призвано решить экологическую проблему как на глобальном, так и на региональном и локальном уровнях.

Стремление к комплексному исследованию поведения природных систем при взаимодействии их с обществом - одна из наиболее характерных черт экологизации науки. Экологизация способствует преодолению конфликтов между познающей и преобразующей деятельностью человека. Экологические направления в естествознании представляют собой, по существу, теоретико-прикладные дисциплины. В их задачу входит не только регистрация неблагоприятных для биосферы и человеческого организма последствий научно-технического прогресса, а более общая задача гармонизации взаимоотношений человека и природной среды. Путь обрастания экологии смежными с этой наукой направлениями, развивающимися во многих конкретно-научных дисциплинах, представляется одним из наиболее перспективных для решения экологической проблемы. Важная черта экологизации науки - повышение теоретического уровня исследований взаимоотношений общества с природной средой, что тесным образом связано с практикой природопреобразовательной деятельности человека.

Существенным моментом экологизации науки должно стать любовно-творческое отношение к предмету исследования. Этот тезис вытекает из того обстоятельства, что любовно-творческое отношение к природе важно для всех форм общественного сознания, в том числе, стало быть, и для науки. Применительно к науке мы его и рассмотрим.

Относительно творчества вопроса как будто не возникает. Творчество является чем-то само собой разумеющимся в науке, хотя, как показывают труды Т. Куна и других современных методологов науки, здесь тоже есть над чем задуматься. Очевидно одно: чем более творческий характер будет иметь научная деятельность в области решения экологической проблемы (как, впрочем, в любой другой), тем выше экологическое значение науки.

Что касается любви к природе, то ее связь с экологическим значением науки не представляется очевидной. Можно полагать, что ученый исследует реальность совершенно бесстрастно, стремясь к познанию объективных законов. Такой взгляд, однако, будет весьма поверхностным следованием модным некогда позитивистским догмам. Даже открывая объективные, действующие независимо от воли и желания людей законы природы, ученый не остается бесстрастным. По мнению А. Эйнштейна, универсальные законы «могут быть получены только при помощи интуиции, основанной на феномене, схожем с интеллектуальной любовью к объектам опыта» (Цит. по: К. Поппер. Логика и рост научного знания. М., 1983, с. 52). По-видимому, речь идет о некоем состоянии разумно-чувственного единства, в котором творческий и любовный моменты переплетены. Можно предположить, что постольку, поскольку образуется такое разумно-чувственное любовно-творческое единство, приносимые наукой знания имеют экологически и социально благотворный смысл.

В исследовании экологической проблемы наука должна выступать как единое целое. Единство зиждется на единстве целей, стоящих перед исследователями, - обеспечивать знания для гармонизации взаимоотношений общества с природной средой - и единстве предмета исследований (практика природопреобразовательной деятельности). Обе основы единства предполагают единство методологии познания взаимоотношений человека и природной среды. Такая методология должна вобрать в себя особенности и достижения методологии социального и естественнонаучного познания, поскольку экологическое познание занимает промежуточное и связующее положение между науками о природе и науками о человеке. Экологическое познание сближает с социальным его отчасти саморазрушающийся характер (предвидение экологического кризиса может способствовать его предотвращению). Методология экологического познания должна включать в себя нормативный аспект и использовать методы опережающего отражения и преобразования (в идеальной форме) действительности. В то же время она должна сохранять все черты естественнонаучной методологии, с учетом человеческой деятельности в целом как важнейшего фактора изменения и развития биосферы, а также (как учитывается в методологии социального познания) общественных и индивидуальных особенностей преображающего природу человека.

Современная наука не может еще повторить вслед за поэтом: «Не то, что мните вы, природа: Не слепок, не бездушный лик - В ней есть душа, в ней есть свобода, В ней есть любовь, в ней есть язык...», но она идет навстречу этому. Вырисовывается новая научная картина мира. Человек и природа предстают как два относительно самостоятельных, но взаимообусловливающих субъекта, которые могут вести «диалог». Более того, природа предстает познаваемой именно через диалог с ней.

Современная наука дает возможность достичь согласия с природой. А как этим воспользуется человек и воспользуется ли, зависит от него самого. Для этого потребуется изменить всю структуру связей между отдельными научными дисциплинами. Однако как в начале века геология и география выполняли в системе наук подчиненную роль, так и теперь знания о природной среде находятся в неравноправном положении по отношению к знаниям о преобразовании мира. Идет жестокая борьба за приоритеты в науке, и преимущество сохраняют преобразующие отрасли, часто тесно связанные с военными нуждами.

Подобная направленность развития современной науки особенно остро ставит в наше время вопрос о соотношении научной истины и моральных ценностей, хотя еще Платон в «Государстве» связал познаваемость и истинность вещей с благом, заявив, что вещи могут познаваться лишь благодаря благу, которое представляет сущность становящихся вещей. Авторитетный древнекитайский философский трактат «Чжу-ан-цзы» утверждал, что, только если существует настоящий человек, существует истинное знание, А. Л. Толстой в работе «Так что же нам делать?» подчеркивал: «Не является наукой то, что не имеет целью благо».

Подчинение живого труда капиталу, осуществляющему власть над ним, облегчается с помощью системы машин, а для создания таковой требуется соответствующим образом организованная наука. Научный анализ и разделение труда являются источником и средством механизации производства. Все это преследует цель подчинения человека и природы.

Разделение наук как одно из направлений разделения труда ведет к чрезмерной специализации ученых. Общество продуцирует слой научных работников, порой не видящих ничего за пределами своей узкой специальности, частных дисциплин, на которые разбита наука.

Ныне часто отмечается, что нарастающая дифференциация тормозит прогресс науки, и это действительно так, хотя, с другой стороны, разве какое-либо научное открытие, даже и способствующее дифференциации, может быть во вред научному прогрессу? Ответ на этот вопрос требует предварительного определения того, что есть искомый прогресс.

Противоречие возникает в том случае, если прогрессом науки считать исследование отдельных сторон действительности в их обособленности. Насколько оправдан такой подход? Человек стремится познать мир в его целостности, и познание отдельных сторон действительности оправдано лишь постольку, поскольку учитывает значение данного фрагмента в функционировании целого. Истинное познание, стало быть, неразрывно связано с целостностью и интегративностью.

Можно выделить следующие основания интеграции знаний: онтологическое (единство мира), гносеологическое (единство человеческого сознания и законов мышления), методологическое (наличие общенаучных методов исследования), социальное (целостность человека). Последнее детерминирует необходимость гносеологического и методологического обеспечения интеграции знаний.

Особая актуальность интеграции знаний вызвана также тем, что интеграция выступает как способ повышения гибкости науки в условиях, когда изменения среды становятся все более масштабными и приводят ко все более ощутимым и многообразным последствиям.

Следует, впрочем, иметь в виду, что могут иметь место различные формы интеграции знаний. Интегративные процессы неразрывно связаны с дифференционными, однако часто интеграция или запаздывает, или протекает в форме по преимуществу ненаучной. Интеграция должна быть в пределах самой науки и своевременной. Обеспечить это и призваны междисциплинарные исследования.

Интеграция должна не только осуществляться внутри науки, но и охватывать по возможности больше отраслей знания, т. е. быть комплексной. Это имеет место, но далеко не в достаточной степени. При этом опять-таки важно, чтобы комплексность исследований предполагалась самой структурой научного знания.

И еще один тезис, представляющийся значительным. Необходима не только интеграция и даже не просто комплексная интеграция знаний. Важно, чтобы основой ее было обеспечение гармоничности взаимоотношений человека с природной средой. Здесь мы переходим от чисто методологических проблем интеграции к проблемам социальным. Говоря о возможностях и потребностях человека, лежащих в основе интегративных процессов в науке, мы должны иметь в виду целостную, гармонически развитую личность. В этом случае прогресс познания оказывается неразрывно слитым с социальным прогрессом, и социальные проблемы науки получают свое адекватное решение. Важно помнить, что социальное значение интеграции знаний определяется не только тем, что она способствует целостному познанию бытия, но также и тем, что помогает становлению целостной личности.

Общество, стремящееся к формированию целостной, гармонически развитой личности, должно и науку формировать как целостную, гармонически развитую систему. Разделение труда вообще и в науке в частности может восприниматься положительно в той мере, в которой это способствует раскрытию индивидуальных способностей человека. Ныне выясняется к тому же, что чем расщепленнее наука, тем она экологически опаснее и тем меньше в ней творчества и всеобщности. Впрочем, еще Шеллинг говорил, что только когда устанавливается связь между различными явлениями природы, между существовавшим порознь науками, науки начинают подлинную жизнь. Энгельс отмечал, что наиболее ценные открытия совершаются на стыке наук. Однако тенденция к обособлению научных дисциплин преобладает и поныне. Существующая система организации науки с жесткими подразделениями не удовлетворяет современным социальным и экологическим требованиям и должна быть заменена более гибкой и мобильной. Полезно вспомнить научные традиции русской культуры, которые проявлялись от Ломоносова до Докучаева и Вернадского именно в стремлении к целостному охвату реальности.

В последние годы все более осознается, что для решения экологической проблемы необходима выработка целостного представления о функционировании окружающей человека среды и его месте в ней. Противоречие между традиционной наукой, разделенной на жестко обособленные дисциплины, и потребностью целостного познания реальности стимулирует становление нового типа организации науки.

Конечно, целостность сама по себе не может быть высшим и единственным критерием прогресса науки. Вопрос о значении целостности в развитии научного знания нельзя решить, если рассматривать науку линейно по шкале «дифференциация - интеграция». Необходимым становится введение еще по крайней мере двух координат. Одна из них - потребности общества. Другая - разнообразие.

Когда говорят положительно о дифференциации научного знания, имеют в виду, по существу, увеличение его разнообразия. Рост последнего - явление позитивное, когда связано с интеграцией. Дифференциация же сама по себе, увеличивая, с одной стороны, разнообразие, с другой - может и препятствовать его росту, если приемы и способы мышления, новая техника и методы, разработанные в одной дисциплине, не распространяются на другие. Если под дифференциацией иметь в виду увеличение разнообразия, то последнее действительно лежит в основе развития отдельных дисциплин, но не прогресса науки в целом. Для последнего нужна еще интеграция знания.

Можно полагать, что процессы дифференциации преобладают в науке в том случае, если разнообразие науки растет, а степень ее интегрированности остается прежней. Крайняя мыслимая ступень здесь - распад системы. Противоположный процесс интеграции знания при сохранении разнообразия на прежнем уровне или даже уменьшении его тоже вряд ли можно признать прогрессом науки.

Из всех вариантов соотношения интеграции и разнообразия наиболее благоприятен вариант их согласованного роста. Интеграция знания ведет к росту разнообразия, поскольку в одни науки включаются результаты, полученные в других областях. Но скорости двух процессов могут быть различны. Отсюда диссонансы в развитии науки в целом. Задачу координации параметров роста интеграции и разнообразия еще предстоит решить.

Развитие науки в целом определяется степенью интегрированного разнообразия скорее, чем каким-либо ее отдельными достижениями. Прогрессом науки в целом можно считать согласованный рост ее разнообразия, интеграции и удовлетворения социальных потребностей. На основе принципа интегративного разнообразия, определяющего ее общий прогресс, наука продвигается по пути становления целостной интегративно-разнообразной гармоничной системы.

Необходимость иметь не только интегративно-разнообразную, но также и целостную и гармоничную систему науки вытекает, с одной стороны, из стремления к познанию мира как целого и роли науки в становлении целостной гармонически развитой личности, а с другой - из потребностей современного этапа взаимоотношений человека и природы. Причем если на проблему целостности познания природы и взаимодействующего с ней человека обращалось определенное внимание, то проблеме гармоничного развития науки его уделялось явно недостаточно.

Между тем существует настоятельная экологическая необходимость того, чтобы на смену представлениям об иерархии наук пришло представление о круге наук (как говорит К. Леви-Строс, «земля научного познания кругла»). Соответственно классификация наук должна строиться не по принципу иерархии (обычно под этим понимают подчинение одних наук другим) и последовательного дробления (нацеленного на разделение, а не на соединение наук и при своем осуществлении ведущего в бесконечность дифференциации, не сбалансированной интеграцией). Классификацию правильнее строить в виде круга с контуром обратной связи, аналогично взаимодействию самих природных процессов в биосфере. Эта идея иллюстрируется в приводимой схеме.

Данная схема не претендует на полноту, а просто иллюстрирует принцип. Не отмечены на ней, в частности, так называемые переходные науки, такие как геохимия, геофизика, биофизика, биохимия и др., роль которых в современной науке, в том числе для решения экологической проблемы, исключительно важна. Увеличивая общее количество наук, они способствуют дифференциации знаний, а с другой стороны, цементируют всю систему, воплощая в себе сложность и противоречивость процессов «дифференциации - интеграции» знания. Из данной схемы хорошо видно, какое важное значение для целостности научного познания имеют «связующие» науки - экология и социальная экология. В отличие от наук центробежного типа (физика и др.) их можно назвать центростремительными. Эти науки не достигли еще надлежащего уровня развития именно потому, что не достаточно обращалось внимания на связи между науками и исследовать их очень сложно.

Если система знаний строится по принципу иерархии с ярко выраженными лидерами (особая дискуссионная тема), то есть опасность, что одни науки будут уменьшать интерес и препятствовать развитию других, а в настоящее время это опасно с экологической точки зрения. Особенно экологически важно, чтобы престиж и значение наук о природной среде был не ниже престижа наук физико-химического и технического цикла.

Справедливо утверждается, что биологи и экологи накопили много данных, которые свидетельствуют о необходимости гораздо более осторожного, бережного отношения к биосфере, чем это имеет место в настоящее время. Это так, но подобный аргумент звучит весомо лишь с позиций обособленного рассмотрения отраслей знания. На самом же деле наука представляет собой в достаточной мере связный механизм, чтобы использование данных одних наук непосредственно зависело от других. Если данные наук конфликтуют между собой, предпочтение отдается наукам, пользующимся большим престижем, т. е. в настоящее время наукам физико-химического цикла.

В целом наука должна приближаться не к такой степени интеграции, как механическая система или биологический организм, а к степени гармоничной системы. Нужна не интеграция в максимально возможной степени, а максимально возможная в данный момент гармоничная интеграция. Таким образом гармонизированная наука поможет созданию гармоничной системы взаимоотношений человека с природой и обеспечению гармоничности развития самого человека.

Наука способствует прогрессу общества вместе с другими отраслями культуры, а не является отраслью, кардинально отличающейся от всех остальных. Обеспечение целостности познания требует переориентации науки в направлении синтеза с другими отраслями культуры. Экологический подход может послужить основой культурного синтеза, который выйдет за рамки науки и свяжет ее с другими отраслями культуры. Такой синтез не менее важен, чем экологизация науки. Поскольку наука не может быть самоцелью, ее ценностная переориентация - составная часть переориентации всей культуры, всего общества.

Отношение к природной среде как целостности предполагает в качестве предпосылки целостность культуры, а стало быть, тесную и гармоничную связь науки с искусством, философией и т. п. Продвигаясь в этом направлении, наука будет отходить от ориентации исключительно на технический прогресс, отвечая на глубинные запросы общества - этические, эстетические, а также те, которые затрагивают определение смысла жизни и целей развития общества.

Чтобы помочь достижению единства человека и природы, наука должна открывать внутренние законы природы, которые выражают ее душу, язык, свободу, любовь, добиваясь единства постижения и переживания, знания и любви.

Сущность техники, которую можно определить как форму материализации потенций человека и природы во всем их многообразии, следует отличать от ее реального современного содержания, т. е. совокупности потенций, которые получили реализацию. Важно также учитывать не только то, что и как производит человек, но и для чего он производит, чего хочет добиться в процессе преобразования. Техника выступает и как средство становления сущностных сил человека, и как способ подавления природы единым эксплуататором (недаром слово «эксплуатация» в отношении к природе в ходу и поныне), который сам распадается на эксплуататоров и эксплуатируемых (последним тоже кое-что перепадает от всеобщей эксплуатации природы).

В настоящее время налицо обострение противоречий между созданной человеком техникой и природной средой.

Выступая как средство обеспечения преобразовательных целей, техника способствует становлению производственно-потребительских потенций человека и влияет соответствующим образом на отношение к действительности, порождая стандартизацию мышления и вещизм. Возникает производство ради потребительства - ущербная цель, которая, конечно, тоже влияет на человека, но, скорее, негативным образом. Ощущение тягостности и неприемлемости стандартизации растет с ростом масштабов и значимости техники. Одинаковость машин можно вынести, а однообразие зданий становится угнетающим, создавая психологический дискомфорт. В обострение противоречий между человеком и природной средой техника вносит внушительный вклад, поскольку если раньше человек поневоле был вынужден приноравливаться к природной среде, не обладая достаточной силой для борьбы с ней, то ныне появилась возможность игнорировать многие ее особенности (ландшафт, разнообразие видов жизни и т. п.), и человек пользуется этим в ущерб природе и эстетике.

На современном этапе развития техники реализация цели приближения ее к природе и к ее исконному смыслу искусства представляется сомнительной. Иногда ссылаются на то, что современная техника не может удовлетворять экологическим и эстетическим требованиям, потому что функционирует с использованием типовых конструкций и в ней преобладают экономические соображения. Однако и раньше экономические соображения учитывались и типовые конструкции применялись. Тем не менее на вопрос, какой высоты предполагается здание, строители отвечали: «Как мера и красота велят». Не правильнее ли считать, что экономические соображения должны гармонировать с экологическими и эстетическими, что, быть может, оптимально даже с точки зрения экономики?

Л. Толстой называл природу непосредственным выражением добра и красоты. Таковой должна быть и техника, чтобы прийти в гармонию с природой. Реальный путь к этому - подлинное творчество как гармонизирующий фактор в человеке и в его отношении с природой. Как техника, чтобы стать средством гармонизации отношений человека и природы, должна вспомнить свое исконное значение искусства, идущее еще из античного мира, так и производство в целом (не только духовное, но и материальное) - значение «произведения» (poema). Надо создавать не вместо живой природы, а вместе с ней.

Обособленное от личности и природы развитие науки и техники привело к тому, что научно-технический прогресс стал пониматься в узком смысле как совокупность достижений науки и техники. Ясно, что такое понимание социально и экологически негативно, поскольку в этом случае прогрессом придется называть и изобретение новых видов оружия и технологическое уничтожение природной среды. Происходит незаметная на первый взгляд подмена. Когда говорят о научно-техническом прогрессе, подразумевают, как само собой разумеющееся, что он заведомо оказывает благотворное влияние на человека и природу; результаты же часто бывают совершенно противоположными.

Каждое отдельное достижение науки и техники, несомненно, прогресс в данной отрасли знания и практики. Но будет ли оно прогрессом культуры в целом - это уже вопрос, так как оно может оказать негативное влияние на развитие общества. И тем более это вопрос по отношению к состоянию природы. Научно-технический прогресс тогда экологически полезен, когда его достижения находятся в гармонии с направлением эволюции и возможностями природы. Для того чтобы сочетать научно-технический прогресс с социально-природным, необходимо следовать трем принципам внедрения достижений науки и техники:

1. Существует, как правило, не один, а несколько вариантов преобразования природы, из которых выбрать предстоит наилучший, в том числе с экологической точки зрения. Чтобы выбор был полноценным, следует проработать имеющиеся варианты с привлечением всего набора наличных средств (принцип альтернативности). Поэтому до осуществления любого проекта, влекущего за собой те или иные экологические последствия, требуется создание комплексных проектно-исследовательских групп, составленных из специалистов различного профиля и разрабатывающих альтернативы поставленных целей.

Работа таких организаций должна состоять не только в изучении положения в данном районе, но также и в натурном и математическом моделировании будущих ситуаций. Данным организациям необходимо тесно сотрудничать между собой, и координация их работы должна осуществляться единым центром, в который поступала бы вся информация о состоянии системы «человек - природная среда» и в котором на основе моделей развития отдельных регионов строились бы глобальные модели.

2. Учитывая ограниченные возможности современных методов прогнозирования последствий воздействия человека на природу и растущий риск отрицательных экологических моментов, необходимо создавать крупные научно-технические полигоны, на которых в течение продолжительного времени (двух-трех поколений, чтобы последствия полностью обнаружили себя, ибо, по данным генетиков, они могут проявиться именно у последующих поколений) проверялись бы все новые научно-технические разработки, в том числе в области атомной энергетики, химизации и т. д. (принцип проверки). Эти своеобразные научно-технические заповедники должны быть удалены от мест скопления населения, и испытывать научно-технические инновации ученые должны на самих себе и на добровольцах, осведомленных о возможных последствиях.
Если бы последствия своих изобретений испытывали на себе сами ученые (настоящие, а не в кавычках физики и химики), наука, во-первых, вновь превратилась бы из выгодного бизнеса в довольно опасное предприятие, а во-вторых, в менее тяжелом положении была бы природная среда.

3. Решать же, внедрять в широкую практику после всесторонней и продолжительной проверки достижения науки и техники или нет, должны сами люди, живущие в данном регионе, в обстановке полной экологической гласности (принцип референдумов). Условие доступа ко всей потребной для осуществления подлинного выбора информации, конечно, является обязательным. Во многих странах уже сейчас проводятся подобные референдумы (например, по вопросам строительства атомных электростанций). Это и есть действительное осуществление власти народом, прямая экологическая демократия.



Глава 2. Создание виртуального тренажера

2.1 Принятие решения о создании тренажера

Принятию решения о создании виртуальной информационной среды для проведения лабораторной работы послужили несколько ключевых аспектов, как со стороны обучения, так со стороны экологии и техники:

1) Скорость выполнения лабораторной работы.

2) Отсутствие влияния на окружающую среду.

3) Невнимательность студентов.

В первую очередь, электронная информационная среда позволит выполнять лабораторную работу большему количеству студентов, чем если бы они работали с реальным прибором. Прибор один, а студентов много. Пока один студент выполнит работу от сбора прибора и замеров до разбора, пройдет много времени, и нет гарантии, что все успеют пройти по такому же циклу. Виртуальный тренажер позволяет выполнять все то же самое, но на компьютере. Следовательно, одновременно можно нескольким студентам (а то и всем) выполнять лабораторную работу, не переживая, что они задерживают друг друга. информационный виртуальный тренажер игровой

Вторым, и не менее важным фактором, является то, что компьютер оказывает меньшее влияние на окружающую среду, чем лабораторная работа в целом. Для ее проведения требуется в определенных местах провести замеры - следовательно, в некоторых точках нужно создать условия, чтобы было что замерять. Компьютер же единственная вещь, которая будет влиять на окружающую среду, моделируя в системе все остальные необходимые замеры, занесенные ранее с реальных практических результатов.

Третьим фактором является то, что не все студенты относятся достаточно аккуратно к предметам обучения (кто-то по своей неопытности, а кто-то просто не ценит). Изучаемый прибор является отнюдь не дешевой вещью. Случиться может много чего: кто-то прикрепит неверную деталь, кто-то умудрится что-то пролить на него и замкнуть цепь, а кто-то просто уронит. Виртуальный тренажер позволит не только изучить прибор полностью, основываясь на реальной модели, но и не позволит как-либо повредить его.

2.2 Какие цели поставлены перед информационной средой

Виртуальный тренажер должен быть доступен всем обучающимся. Перед нами ставится задача не сверхсекретного объекта, а программы, позволяющей получать практические знания. Никакой ограниченности. Виртуальный тренажер в каждый дом!

Кроме доступности, среда обязана быть понятной. Человек, впервые ее запустивший, должен понимать, что следует за тем или иным действием, как и почему это происходит. Интуитивно понятный интерфейс должен отпечатать в памяти обучающегося действия, проводимые с прибором. Ведь тогда, и только тогда программа будет полезной. Она создается не для игры и развлечения, а для обучения.

Соответствие компьютерной программы с реальной лабораторной работой должно максимально совпадать. Если будут какие-либо расхождения, то знания, вынесенные из проведенной работы, будут неверными. Именно для этого проводилось несколько реальных лабораторных работ, собраны все полученные сведения и просчитаны все погрешности. Моделируемая лабораторная работа должна получать свои значения, на основе реальных констант, занесенных в нее.

2.3 Обзор сред реализации

Все больше различных движков появляется в сфере компьютерной индустрии. Одни направлены на красоту визуализации, другие - на функциональность, третьи - на простоту кода. Рассмотрим их плюсы и минусы.

Unity3D

Unity 3D - отличный доступный движок. С финансовой точки зрения - это удачное решение, так как движок является платным, но плата делается лишь один раз, после чего лицензия привязывается за плательщиком.

Плюсы:

1) Выгодная лицензионная политика.

2) Легкость в использовании.

3) Совместимость с любой платформой.

4) Отличное сообщество разработчиков.

5) Низкий порог входа.

6) Популярен среди разработчиков (это означает, что ошибки быстро находят и исправляют).

Минусы:

1) Ограниченный набор инструментов (многие приходится изготавливать самим, для чего требуется большой опыт).

2) Процесс изготовления хорошей программы отнимает много времени.

Unreal Engine

Unreal Engine - один из наиболее популярных движков для разработки приложений, в основе которых лежат элементы компьютерных игр (либо же просто игр).

Плюсы:

1) Поскольку множество разработчиков его использует, то у Unreal Engine, пожалуй, лучшее сообщество среди конкурентов. Несколько часов видео-обучений тому подтверждение.

2) Отличная техподдержка и механизм обновлений.

3) Новые инструменты выходят с каждым обновление.

4) Широкий ассортимент инструментов для различных целей (некоторые настолько просты в использовании, что ими может управлять даже школьник).

5) Совместим с различными платформами (iOS, Android, Linux, Mac, Windows и большинство других).

6) Новая лицензионная политика включает подписку стоимостью $19 в месяц и 5% отчислений, если игра заработает более $5,000, что делает движок куда более привлекательным для разработчиков, чем раньше.

Минусы:

1) Зависит от человека - некоторые разработчики жалуются, что к определенным инструментам сложно привыкнуть.

CryEngine 3

Главной направленностью CryEngine 3 является внешняя составляющая игры программы, то есть графика и аудио-сопровождение.

Плюсы:

1) Функция Flowgraph поможет украсить игру отличной графикой.

2) Набор функций Fmod для создания мощного звукового сопровождения.

3) Самый простой процесс создания AI в сегменте.

4) Начинающему разработчику будет легко сделать UI.

Минусы:

1) Относительно небрежная техподдержка бесплатной версии.

2) Поскольку движок в индустрии сравнительно недавно, ему еще только предстоит создать крепкое сообщество разработчиков.

3) Относительно высокий порог вхождения.

HeroEngine

Этот движок хорошо зарекомендовал себя в создании мультиплеерных игр. Лицензия довольно дорогая и для начинающих разработчиков не является лучшим вариантом.

Плюсы:

1) В наличии несколько карт для создания открытого мира. Есть возможность их «бесшовного» соединения.

2) Хорошо развитый AI.

3) Удобный набор инструментов для моделирования карт.

4) Техподдержка осуществляется при помощи сервиса HeroCloud, что весьма удобно.

Минусы:

1) Скриптовый движок мощный, но неудобный в управлении.

2) HeroEngine вместе с сервисом поддержки клиентов HeroCloud слишком дорого стоит и для разработки единственного приложения не являются оптимальным решением.

Rage Engine

Rage Engine предоставляет очень широкий спектр возможностей по созданию графического приложения.

Плюсы:

1) Широкие возможности для создания больших миров и погодных эффектов.

2) Мощный AI.

3) Множество стилей режимов управления на выбор.

4) Быстрый сетевой код.

Минусы:

1) Интерфейс движка сравнительно неудобный.

2) Управление плохо оптимизировано под клавиатуру и мышку.

Project Anarchy

Этот мощный игровой движок нравится многим разработчикам за наглядную и понятную документацию. Тем не менее, и у него есть свои недостатки.

Плюсы:

1) Для разработки приложений на платформах iOS, Android и Tizen лицензия бесплатная.

2) Мощные инструменты для поиска и устранения багов.

3) Сильное сообщество разработчиков.

4) Издатель предоставляет четкую, понятную документацию и образцы.

5) Fmod для аудио-сопровождения.

6) Мощный Havok AI.

Минусы:

1) Отсутствует возможность разрабатывать приложения на Mac и Linux.

2) Нет вводного руководства для начинающих разработчиков.

3) Если программа для ПК, то лицензия потребует немалых денежных средств.

GameSalad

Создатели этого популярного игрового движка обещают, что разработчику не придется написать ни строчки кода. В целом, это действительно так. Однако за все хорошее приходится платить: у движка есть ряд существенных недостатков. Идеально подходит для разработки приложений на iPhone.

Плюсы:

1) Бесплатная лицензия (деньги потребуют только за PRO-версию).

2) Активное сообщество разработчиков.

3) Отличный движок для быстрого создания прототипа.

4) Совместимость с популярными мобильными платформами такими, как Cocona и Moai.

Минусы:

1) Ограниченный набор инструментов разработки.

2) Нет доступа к большинству возможностей платформы iOS.

GameMaker: Studio

При необходимости простого и понятного движка можно воспользоваться GameMaker: Studio.

Плюсы:

1) Простое и интуитивно понятное управление.

2) Собственный язык программирования Game Maker Language (GML).

3) Интеграция со Steam.

4) Кроссплатформенность.

Минусы:

1) Относительно сложно устранять неполадки в программе.

2) Чтобы экспортировать свою программу на популярные платформы, придется доплатить круглую сумму.

App Game Kit

App Game Kit - кроссплатформенный софт для разработчиков. Ценится за универсальность и легкость в управлении.

Плюсы:

1) Позволяет писать коды для основных платформ: Android iOS, Windows, Mac и Linux.

2) Поставляется в комплекте с IDE, что позволяет тестировать программы на любом устройстве.

3) без дополнительной установки уже включает в себя IAP, AdMob и Push.

4) Есть мощные скрипты для 2D графики, физики и сетевого взаимодействия.

Минусы:

1) Поскольку мало кто работает с этим движком, то недостатки программы долго не устраняются (относительно слабая техподдержка).

2) Множество багов (что органично следует из предыдущего пункта).

Cocos2D

Многие дизайнеры считают Cocos2D одним из немногих движков, имеющих высокую адаптивность и одновременно прекрасно приспособленных для начинающих разработчиков.

Плюсы:

1) Отлично интегрирован в платформу iOS.

2) Бесплатный и с открытым исходным кодом.

3) Широкий выбор инструментов разработки.

4) Сильная поддержка сообщества разработчиков.

Минусы:

1) Более сложный в применении, чем большинство аналогов.

2) Высокий порог вхождения.

3) Создан специально для Mac или iOS. Отсутствует кроссплатформенность.

2.4 Выбор оптимальной среды реализации

В конечном итоге, взвешивая все «за» и «против», было решено остановиться на наиболее функциональном и перспективном программном обеспечении. Таковым является Unreal Engine.

Написанный на языке C++, движок позволяет создавать игры и программы для большинства операционных систем и платформ: Microsoft Windows, Linux, Mac OS и Mac OS X, консолей Xbox, Xbox 360, PlayStation 2, PlayStation Portable, PlayStation 3, Wii, Dreamcast и Nintendo GameCube. В декабре Марк Рейн продемонстрировал работу движка Unreal Engine 3 на iPod Touch и iPhone 3GS. В марте 2010 работа движка была продемонстрирована на коммуникаторе Palm Pre, базирующемся на мобильной платформе webOS.

Для упрощения портирования движок использует модульную систему зависимых компонентов: поддерживает различные системы рендеринга (Direct3D, OpenGL, Pixomatic; ранее поддерживались Glide API, S3 Metal, PowerVR SGL), воспроизведения звука (EAX, OpenAL, DirectSound3D; ранее поддерживались A3D), средства голосового воспроизведения текста, распознавание речи (только для Xbox360, PlayStation 3, Nintendo Wii и Microsoft Windows, также планировалось для Linux и Mac), модули для работы с сетью и поддержка различных устройств ввода.

Движок имеет очень гибкие возможности разработки в связи с тем, что обладает четкой иерархией объектов, что, в свою очередь, позволяет достаточно точно объяснить программе, что мы от нее хотим.

Все элементы представлены в виде объектов, имеющих набор характеристик и класса, который определяет доступные характеристики. В свою очередь любой класс является «дочерним» классом object. Среди основных классов и объектов можно выделить следующие:

Актор (actor) -- родительский класс, содержащий все объекты, которые имеют отношение к игровому процессу и имеют пространственные координаты.

Павн, пешка (pawn) -- физическая модель игрока или объекта, управляемого искусственным интеллектом. Название происходит от англ. pawn -- тот, кем манипулируют (pawn можно перевести также как пешка, поэтому такой объект без какой-либо модели выглядит как пешка). Метод управления описан специальным объектом, такой объект называется контроллером. Контроллер искусственного интеллекта описывает лишь общее поведение пешки во время игрового процесса, а такие параметры как «здоровье» (количество повреждений, после которых пешка перестает функционировать) или, например, расстояние, на котором пешка обращает внимание на звуки. задаются для каждого объекта отдельно.

Мир, уровень (world, game level) -- объект, характеризующий общие свойства «пространства», например, силу тяжести и туман, в котором располагаются все акторы. Также может содержать в себе параметры игрового процесса, как, например, игровой режим, для которого предназначен уровень.

Для работы с простыми и, как правило, неподвижными элементами игрового пространства (например, стены) используется двоичное разбиение пространства -- все пространство делится на «заполненное» и «пустое». В «пустой» части пространства располагаются все объекты а также только в ней может находиться «точка наблюдения» при отрисовке сцены. Возможность полного или частичного помещения объектов в «заполненную» часть пространства не исключается, однако может привести к неправильной обработке таких объектов (например, расчёт физического взаимодействия) или неправильной отрисовки в случае помещения туда «точки наблюдения» (например, эффект «зала зеркал»). Все пешки, попадающие в «заполненную» часть пространства, сразу «погибают».

Поверхность (surface) является основным элементом двоичного дерева пространства. Эти элементы создаются на грани пересечения между «заполненной» и «пустой» частями пространства. Группа элементов двоичного дерева пространства называется нодом (node, рус. узел). Этот термин, как правило, употребляется в контексте node count -- количество нодов на экране или в игровом пространстве вообще. Количество нодов, одновременно видимых на экране влияет на производительность при прорисовке сцены. Если какой-то нод не попадает на экран или перекрывается целиком другими нодами, он не обсчитывается -- это служит для повышения производительности, особенно в закрытых пространствах. Разбиение всего пространства на группы нодов называется зонированием. Для этого иногда используются порталы -- невидимые поверхности, которые служат для того чтобы вручную разделить крупный нод на два меньших. Кроме порталов используются антипорталы, которые ограничивают области отрисовки.

Описание «заполненных» и «пустых» частей пространства выполняется с помощью набора замкнутых трехмерных объектов, составленных из не пересекающихся поверхностей -- брашей (brush, рус. кисть). Этот принцип построения пространства называется конструктивной сплошной геометрией. Геометрия может быть «аддитивной» (все пространство изначально «пустое») и «вычитательной» (изначально заполненное материей пространство). Браши делятся на пять типов:

...