Текст книги "Единая картина мира. Системно-структурный метод"

Алексей Михайлович Андреюшкин
Единая картина мира. Системно структурный метод

Как всё начиналось

Я никогда не собирался заниматься публицистикой, не мечтал что-либо написать, но периодически знакомясь с научными проблемами (всю жизнь учился), не выдержал и решил взяться: трудно, но надо. Меня поразил рост объема научного знания с расширением специализации и дифференциации без интегральных направлений. Имеющиеся «картины мира», а также системно-структурные методы не выполняют функции интеграции сегодняшних научных знаний, хотя по сути они для этого предназначены.

Еще в 60-е годы, учась на философском факультете заочно, с первого курса все контрольные и курсовые работы по всем предметам писал на базе системно-структурного подхода, как метода познания и решения проблем окружающего мира, который одновременно создавался и совершенствовался. Итогом всему оказалась дипломная работа: «Единая научная картина мира». Практическая деятельность, связанная с проектированием автоматизированных систем управления, привела к необходимости окончить еще и радиофак. Всегда и всюду системно-структурный подход был надежным помощником в освоении и решении всех проблем. Ознакомившись в сегодняшней литературе, как освещаются эти проблемы, решил изложить и представить свой вариант.

Мир не прост, хотя в своей целостности един. Однако, познавая его все шире и глубже, мы постоянно сталкиваемся с все возрастающим количеством новых проблем. Решив одни, возникают другие, не менее сложные, и т. д., и т. п. Современная наука настольно разрослась, специализировалась и дифференцировалась, что одни ученые не понимают других, а также не проясняется понимание мира, как единого, целостного, включая строение вещества, сущности жизни, разума, истории, космических процессов. Порой ученые без необходимости вводят систему понятий, затрудняющих представление об объекте исследования. Здесь не ставится вопрос о приостановлении или ограничении научной деятельности. Здесь предлагаются методологические принципы, полезные для всех наук без исключения, а также на их основе предложен принцип построения единой картины мира (ЕКМ), необходимой и полезной для всех наук и сфер их применения. Данные принципы не являются догмой и не затормозят развитие науки, т. к. они вытекают из общего представления научных знаний и все ее представители вольно или невольно пользовались ими, не обозначив и не сформулировав их. Эти принципы призваны упорядочить громадный объем наших знаний о мире и процесс их получения.

Общенаучные методологические принципы следует начать с элементарно-простой системы понятий, принять их, увидев, как на этой базе выстраивается ЕКМ, а затем можно заняться их совершенствованием с использованием математических методов и др.

Познавая мир, человек выделяет в нем нужную объект, тем самым упрощает и огрубляет реальную действительность, отрывая его из общей взаимосвязи мира (иначе нельзя его познать). Выделенный объект рассматривается, из чего он состоит и как эти составные части связаны и взаимодействуют между собой, представляя выделенную часть мира как целое, как структуру.

Таким образом, структура есть способ связи элементов в единое целое. В свою очередь элемент, как максимальная составная часть структуры, тоже может быть рассмотрен как структура, состоящая из своих элементов, связанных между собой. Также первоначальную структуру можно рассматривать как элемент структуры более высшего уровня, и т. д. вглубь и вширь объективного мира по лестнице уровней структурной организации материи.

Вот и вся методология (кратко), предельно простая, необходимая и достаточная для построения полной единой картины мира. Никакого новшества здесь нет, все давным-давно известно, просто необходимо «причесать» полученный объем знаний, разложить все по полочкам и сделать полезным для использования и дальнейшего пополнения. Она необходима и полезна для всех наук, для всех ученых, которые ориентируясь на нее, определяли бы объект своего исследования, и результаты своего исследования встраивали бы в нее же, а не копались бы в своем болоте в отрыве от общих представлений. ЕКМ должна быть полезна для построения программы в системе образования, в которой должна быть представлена целостная ЕКМ, а не разрозненные предметы со значительными пробелами. ЕКМ полезна для представления информации в Интернет Википедия) и других сферах использования.

Данная единая картина мира является целостной, отражающей мир в целом. Конечно, это первый вариант, который не может быть окончательным, и должен дорабатываться соответствующими специалистами. Я призываю всех присоединиться к этой работе и довести ее до приемлемого варианта.

Предисловие

Несколько слов о том, как я начал заниматься вопросами, о которых пойдет здесь речь, как шел и как дошел до настоящего понимания круга проблем – единой картины мира на базе системно структурного метода. Не хочется излагать подробную историю, назову лишь основные моменты. Оканчивая Нижнетагильский машиностроительный техникум, познакомился и заразился философией и системно структурным методом. Дважды безуспешно поступал на философский факультет МГУ, такие факультеты тогда были только в трех вузах Союза. В 60-е годы открылись философские факультеты в других университетах, их стало около десяти, в том числе в Уральском, в Свердловске, куда я поступил в первый набор заочного отделения. Все контрольные и курсовые работы по всем предметам с первого курса писал только с позиции системно структурного метода, даже по теории атеизма.

Надо сказать, учился я как фанатик, однажды, надо было написать курсовую работу по логике, я долго не мог сформулировать системную суть логики, полгода занимался только этим, читал много. За одну ночь, перед экзаменом по логике, работа была написана. Преподаватель логики спросил у меня – где я взял эту идею – я не мог объяснить. Некоторым преподавателям мои работы нравилось, говорили, что это материал для диссертации, других они раздражали.

К концу учебы созрела идея единой картины мира с точки зрения системного подхода. Работал я тогда социологом на Уралвагонзаводе, был членом уральского отделения социологической ассоциации, поэтому руководителем дипломной работы назначили мне руководителя социологической лаборатории университета. В это время он был на курсах повышения квалификации. Я попытался найти руководителя по теории систем, мне посоветовали обратиться к одному из преподавателей по фамилии Ким. Он меня выслушал и сказал: «Ты заочник – возьми разработанную тему, защищайся, а в этой проблеме много неясного, кое-что есть в вычислительной технике, а в философии почти ничего». Я переживал 2 дня, а потом решил, что руководитель мне не нужен. Написал работу (как тогда было принято – в рукописном виде), принес ее на кафедру истмата (руководителя не было).

Мою работу не могли понять – посылали с одной кафедры на другую, потом отдали молодой аспирантке (ее фамилия Удачина), она, тоже не поняв сути, написала уйму замечаний, в том числе грамматические ошибки, поставила неуд, и сказала, что не допускает меня до защиты дипломного проекта. В это время, мимо проходил Руткевич М.Н., декан философского факультета, председатель уральского отделения социологической ассоциации, он тут же отчитал аспирантку: «Вы не имеете права не допускать студента до защиты дипломного проекта, пишите любую рецензию, а он имеет права защищаться».

Вскоре Михаил Николаевич уехал в Москву, меня все же уговорили взять более простую, разработанную тему, я написал по социологии, защитился, и на этом закончились мои попытки разрабатывать единую научную картину мира с точки зрения общей теории систем, однако эта методология помогала мне всю жизнь. Перейдя на работу по проектированию автоматизированных систем управления, закончил еще радиофак УПИ, потом многочисленные курсы повышения квалификации (вычислительная техника стремительно развивалась) – был поглощен работой и учебой (была прямая связь с системным подходом).

Через много лет снова обратился к философским проблемам теории систем. Теперь системно структурный метод проник во все науки, системный подход стал накрученным, с большим излишеством ненужного. Я тоже решил выразить свое мнение, свой взгляд на этот круг проблем, хотя понимаю, что сейчас отстал в этих вопросах. Догоняя стремительное развитие вычислительной техники, где тоже отстал, занимаясь руководящей работой, поэтому если что-то получилось не так – не обессудьте. И все же мне кажется, что в современном научном понимании мира в целом имеется некий перекос, поэтому я не имею права оставаться в стороне и считаю своим долгом изложить свои принципы системно структурного метода в построении единой картины мира.

Введение

Окружающая нас действительность разнообразна, сложна, изменчива, но даже она – эта действительность – все то, что мы видим, слышим, ощущаем, отражаем все вокруг нас и в себе – ограничена определенными рамками наших возможностей. Мы осознаем, что за этими рамками, что-то есть и, естественно, пытаемся проникнуть, заглянуть за рамки – вширь, вглубь и вовнутрь человеческой сущности. Даже проникнув значительно дальше – вширь, вглубь и вовнутрь – мы осознаем, что все равно остаются границы, куда мы еще не проникли и за которыми что-то есть, и это что-то мы не можем оценить – оно больше, или меньше того, что мы знаем. Неслучайно некоторые достаточно умные люди приходили к выводу – «Я знаю, что ничего не знаю». Другие умные люди, маститые ученые, не безоснования, возразят – современная наука – астрономия, физика, включая элементарные частицы, биология, психология, социальные науки – продвинулась так далеко, что стала близка к пониманию реальной картины мира и получению самой последней элементарной частицы (мельче которых нет), что приблизит нас к разгадке модели вселенной – по крайней мере, к тому, что лежит в основе мироздания.

Таким образом, в науке явно присутствуют два представления мира:

1) мир непознаваем, всегда есть некая Ding an sich «вещь в себе» – как утверждал И. Кант;

2) мир в принципе познаваем, и мы постепенно приближаемся к этому, еще немного и …

Я не намерен приводить доводы в пользу той или иной точки зрения, мне хочется предложить задуматься всех над вопросом упорядоченности наших знаний. Наук в настоящее время развелось очень много, и дифференциация продолжается, (я не собираюсь возражать против этого). Я лишь хочу предложить задуматься над методологией построения единой научной картины мира с целью упорядоченности всего накопленного объема наших знаний. Чтобы все ученые, чем бы они ни занимались, что бы ни творили и что бы ни вытворяли, ориентировались бы для создания единой научной картины мира и пристраивались бы к ней, достраивали бы ее. Конечно, у каждого есть представление о мире в целом. Однако нужен единый методологический подход, синтезирующий данные всех наук – астрономии, математики, физики, химии, биологии, социальных наук, языкознания, философии – чтобы не изобретать велосипед и не блуждать в потемках по бездорожью, а строить общую картину, постоянно достраивая ее с развитием фундаментальных и частных наук, помечая области непознанного, проблемного. Я умышленно высказываюсь упрощенно, чтобы не вдаваться в историю, рассматривая различные точки зрения, а в концентрированном виде изложить суть рассматриваемого вопроса.

Дифференциация наук, безусловно, движет знания вперед, но при этом есть свои отрицательные моменты – есть некая избыточность, усложнение, мешающее пониманию результатов науки. В частности системно структурный метод страдает от этого не менее других наук, не хочу приводить примеры, подтверждающие эту точку зрения, хочу лишь предостеречь всех от ввода новых, ненужных понятий, засоряющих наши знания о мире.

Это надо делать очень осторожно, ибо это затрудняет развитие науки. Множество определений основных понятий – «система», «структура» и сопутствующих им понятий – говорит об отсутствие четкости метода исследования и замусоренности полученных результатов, аналогичное положение в других науках. Не привожу примеров подобного рода теорий и монографий, чтобы не обидеть ученых. Наука должна была накопить определенный объем знаний, чтобы переосмыслить его, произвести ревизию и перекомпоновку знаний. Выход здесь мне представляется в построении единой картины мира на базе системно структурного метода.

Основные понятия

Исходным понятием, как любого научного метода, примем одно из известных положений науки – все объекты и явления в мире связаны между собой и функционально обусловлены, то есть мир един, как движущаяся материя. Условно выделенные объекты или явления, необходимые для изучения, будем рассматривать как систему, а внутреннее строение условно выделенного объекта или явления можно назвать структурой. Почему условно выделенные – потому, что, выделяя объекты или явления из общей взаимосвязи мира, мы огрубляем, упрощаем объективную реальность, иначе невозможно ничего понять (нельзя объять необъятное). Основными понятиями, составными частями структуры являются элемент, связь, целостность. Таким образом, структура есть способ связи элементов в единое целое, (рис. 1). Элемент – это наибольшая составная часть выделенного объекта. Связь – это закономерность взаимодействия между элементами и качества, которые проявляет данный объект в результате своей целостности. Структура – это не простая сумма элементов, это нечто большее, позволяющее выделить как относительно самостоятельную целостность, объект (конечно, пояснение похоже на тафталогию, но такова простота, и это для большей ясности). Только разделив объект на составные части, становится возможен синтез, представление объекта, как целостность (без разделения нет синтеза).

рис. 1 Структура

В свою очередь, элемент можно рассматривать как структуру со своими выделенными элементами, связями и целостностью. Исходя из этого, возникает новое понятие – уровень структурной организации материи. Точно так же структура может быть представлена как элемент более высшего уровня структурной организации (рис. 2), и таким образом, может быть рассмотрена вся объективная реальность – это и будет единая научная картина мира, как последовательная цепь уровней структурной организации материи. Каждый уровень структурной организации можно рассматривать как квант материи.

рис. 2 Элемент более высшего уровня структурной организации

Теперь, предположим, есть объект, но мы не знаем, из каких элементов он состоит, или не знаем, как связаны элементы, возможно, не знаем, ни того, ни другого или, же зноем чего-то не полностью, тогда структура выглядит как черный ящик (рис. 3). На него действуют внешние связи (входящие связи), те, в свою очередь, воздействуя на структуру, трансформируя ее, вызывают воздействие ее на внешнюю среду или другие структуры (выходящие связи). Процесс воздействия внешних связей (входа), деформирующих структуру (не видимую в данный момент), в результате чего возникают внешние связи, (выход), называется функционированием структуры, или динамической структурой (черный ящик, постепенно прояснив элементы и связи между ними, превращается в обычную структуру – рис. 1). Процесс построения структуры, таким образом можно назвать моделированием, а структура и есть модель. Динамические структуры предназначены не только для изучения функционирования объекта исследования, но и для изучения процессов развития, исторических процессов, путем преобразования в структуре входных связей в выходные посредством причинно-следственных взаимодействующих. Безусловно, в конкретных ситуациях, в частных науках могут быть особенности, но, в общем плане, этого вполне, достаточно, чтобы осуществлять процесс познания, в данном случае (в методологическом плане), переходя от общего к частному и от частного к общему, а также переход количественных изменений в качественные.

рис. 3 Структура, как черный ящик

Если рассматривать структуру вместе с внешними связями, то это более похоже на систему, то есть, система – более широкое и сложное понятие, чем структура, когда рассматривается взаимодействие нескольких структур, деформирующих элементы, связи и целостность, при этом необходимо дополнить среду и условия функционирования структуры. Структура представляется как бы подсистема системы, а процесс познания есть многократный переход от структуры (выделения элементов, рассмотрения связей и целостности) к системе (более широкому рассмотрению объекта-структуры в условиях среды) и обратно – от системы к структуре (возможно через черный ящик). Здесь важна последовательность перехода с одного уровня структурной организации на другой, учитывая разветвление уровней и динамизм – переход из одного состояния одного и того же объекта в другое, что уменьшает упрощение при их выделении из целостного мира. Конечно, система и структура имеют составные части, связанные между собой. Не случайно, многие не видят разницы между ними, и дают почти одинаковые определения, хотя разница вполне определенная есть. Черный ящик обычно используется для исследования структуры – элементов, связей и целостности, как свойств, характеристик объекта. Тем более, не случайно, система и структура тесно связаны между собой как системно – структурный и структурно – функциональный метод, а такие понятия как «системный подход», «системный анализ», «теория систем» и некоторые другие (по моему мнению) могут использоваться как синонимы, хотя некоторые дают свои определения каждому из них.

Рассмотрены очень простые, специально ограниченные, методологические принципы необходимые и достаточные для построения единой картины мира. Главным в данном случае является последовательность перехода по лестнице иерархии уровней структурной организации материи, как в относительно стационарных, так и в динамических системах. Конечно, методологические принципы могут быть дополнены и расширены, например, математическими методами (чем я тоже обязательно займусь). Кроме того надо иметь в виду, что это не окончательная методологическая концепция познания действительности. Предоставляя единую картину мира, как цепь уровней структурной организации материи, мы обязаны возвращаться к системно структурному методу исследования, с целью подправлять, дополнять его, и такой постоянный круговорот мыслительной деятельности, полезен как для объекта исследования (в первую очередь), так и для методологии. Точно также следует уточнять и дополнять представление объекта исследования, постепенно приближаясь к объективной реальности, уменьшая огрубление при условном выделении объекта, осторожно подходя при этом к вводу новых понятий, без которых можно обойтись. Конечно, в объективной реальности нет таких элементов в виде кружочков и связей в виде линей между ними, как на рис. 1–3. Мир не делим, един, подвижен, бесконечен и вечен – мы постоянно должны иметь это в виду.

Теперь надо с чего-то начать представление объективной реальности с точки зрения теории систем. Наиболее подходящим для этого, на мой взгляд, является простое вещество, представленное периодической системой элементов Д. И. Менделеева. Не вдаваясь в историю создания и множества вариантов этой системы, важна лишь ее суть.

Атомный уровень структурной организации материи

И так, простое вещество в общем виде представляется структурой атома, элементами которой является ядро, состоящее из протонов, положительно заряженных, нейтральных нейтронов и отрицательно заряженных электронов, объединенных в единое целое ядерными и электромагнитными связями. Множество структур, различающихся количеством элементов, определяет множество свойств различных веществ и свойств их соединений.

Первоначально атом считался неделимым, элементарной частицей (так он и переводится с древнегреческого) в атомической теории Демокрита и Эпикура; в теории Анаксагора, Аристотеля – предела делимости нет. В таком виде теория существовала много веков, вплоть до 20 века. Позднее атом представлялся по аналогии планетарной системы – в центре ядро, состоящее из протонов и нейтронов, тесно связанных, и электронов, вращающихся на удаленных орбитах. Согласно последней, принятой учеными квантово механической теории, для электрона неприменимы понятия координат, скорости, импульса, направления движения (как это принято в макромире), т. е. в микромире для описания движения не применима классическая ньютоновская механика, а есть особенности:

1. квантование энергии (энергия микрообъекта изменяется не непрерывно, а дискретно) квантами;

2. сочетание свойств частицы и волны – корпускулярно-волновой дуализм;

3. вероятностный подход к описанию процессов.

Поэтому можно говорить о вероятности движения электрона в заданной области пространства – в этом большие трудности в понимании и, естественно, сомнения в правильности теории, тем более что опытным путем это достоверно не доказано, единственным доказательством сему является утверждение: «Такова природа микромира». И так, структура атома, с позиций современной науки, принятого учеными мира на основании гипотез, является ядро, положительно заряженное, и отрицательно заряженные электроны, а связи можно описать квантовыми числами – их 4:

1. главное квантовое число, отвечающего за энергию атома (n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7);

2. орбитальное квантовое число – энергетический подуровень (l = s, p, d, f);

3. магнитное квантовое число (m¹ = – 1…., – 1, 0, +1…., + 1);

4. спиновое квантовое число (m_s = + 1/2, m_s = – 1/2).

В электронной формуле атома представлено распределение всех электронов атома по энергетическим уровням и подуровням, и указывающих:

1. количество валентных электронов, которые используются в химических реакциях;

2. спинвалентность, которая показывает возможности образования химической связи;

3. принадлежность атома к определенному электронному семейству (s,p,d,f).

Приводить электронные формулы атомов всех химических элементов не имеет смысла, они имеются в учебниках, в данном случае необходимо показать принцип построения единой научной картины мира, а определенные уровни структурной организации материи должны предоставлять соответствующие специалисты.

Названия химическим элементам давались по мере их открытия и по мере их исследования определялись и уточнялись свойства, а электронные формулы атомов не отражают причины столь качественного различия химических элементов, таких как внешний вид, запах, температура плавления и т. п., поэтому приведем другой вариант представления химических элементов.

Первое место в периодической системе Д. И. Менделеева занимает водород, имеющий минимальный атомный вес и заряд, т. к. атом водорода состоит из одного протона и одного электрона, а свое название получил благодаря способности производить воду при горении. Научное название водорода – Hydrogenium (H) от греческих слов «хидро» – вода и «генао» – рождаю. Легкий, бесцветный газ, самый распространенный элемент во Вселенной (92 % всех атомов), основная составная часть звезд и межзвездного газа. Доля атомов водорода на Земле 17 % (второе место после кислорода, доля которого 52 %). Кроме обычного водорода в природе встречаются изотопы: тяжелый, называемый дейтерием (D), состоящего из протона и нейтрона, т. е. в два раза тяжелее обычного водорода; сверхтяжелый водород, называемый тритий, получаемый искусственным путем, содержащий два нейтрона и один протон и, являющийся радиоактивным, с периодом полураспада 12,5 лет. Он излучает бета-частицы и превращается в изотоп лития с атомным весом 3

Изотопы, как обычный водород, тяжелый и сверхтяжелый тоже можно считать уровнями структурной организации материи, но надо иметь в виду, что эти уровни находятся внутри одного химического элемента – атома водорода, то есть изотопы являются подуровнями структурной организации водорода. Другие химические элементы, отличающихся количеством заряда, являются уровнями структурной организации химических элементов, дающие большое разнообразие свойств химических элементов и их соединений.

При рассмотрении атомов, как уровней структурной организации материи, четко прослеживаются законы диалектики: переход от простого к сложному, переход количественных изменений в качественные (при добавлении нейтрона получается новый химический элемент – изотоп того же элемента, с другими свойствами, более высшего уровня; при добавлении протона, появляется другой элемент таблицы Менделеева).

В термоядерных реакциях на Солнце происходит образование нового химического элемента гелия, из 4-х ядер водорода образуется одно ядро гелия, с атомным весом 4, с научным названием Helium (Не), который был открыт в 1868 г. при исследовании спектроскопом солнечных выступов (протуберанцев) при полном солнечном затмении, потому название получил, как «солнечное вещество» от греческого слова «гелиос» – Солнце. В 1895 г. гелий был открыт на Земле в некоторых минералах, а затем в воде и воздухе. Гелий – нейтральный газ, не вступает ни в какие реакции, прозрачный, без запаха и вкуса, имеет самую низкую температуру кипения -269°C, замерзает при – 272°C. (на один градус выше температуры абсолютного нуля).

Следующим химическим элементом в периодической системе является Литий – Lithium (Li), от греческого слова «литос», что значит камень, открытый в 1817 г. Атомный номер химического элемента 3, с атомной массой 6,941. Литий самый легкий щелочной металл, серебристо белого цвета, в 5 раз легче алюминия.

И т. д. каждый последующий атом системы Д. И. Менделеева является следующим уровнем структурной организации материи внутри атомной ветви структурной организации со своими ветвями уровней структурной организации атомов – изотопов. Некоторые атомы были предсказаны благодаря открытой систематизации их в таблице Д. И. Менделеева, некоторые получены искусственным путем и не изучены их свойства.

Сама периодическая система построена таким образом, что есть возможность группировать химические элементы различным способом – это тоже будут уровнями структурной организации материи и тоже как ветви уровней структурной организации атома. Группировать химические элементы таблицы Д.И.Менделеева можно по:

1. однотипности валентных электронов, все они стоят в своих колонках периодической таблицы, т. е. это семейства s, p, d, f, например, щелочные металлы: Li, Na, K, Cs, Fr – у них у всех s¹ – это значит, что валентный слой построен одинаково. Если взять галогены: F, Cl, Br, I, At – у них у всех s²p⁵;

2. электронным энергетическим уровням;

3. элементы семейства f выделены отдельной группой – лантаноиды и актиноиды, т. к. электроны этой группы не являются валентными;

4. Можно выделить другие группы элементов – радиоактивные, тяжелые (устойчивые и не устойчивые) и др.

Поэтому таблица Д.И. Менделеева называется периодической. Она была предложена в 1869 году, как гипотеза, когда не было в помине структуры атома, основным критерием был атомный вес, в то время были известны 63 элемента, некоторые клетки были пустыми и эти элементы открыты благодаря таблице.

Рассмотрен один уровень структурной организации материи – атомный с его ветвями уровней и подуровней. Следующим низшим уровнем структурной организации материи, предшествующий атомному, являются элементарные частицы, начиная с протона, нейтрона и электрона, а высшим уровнем после атомного является молекулярный, который будет рассмотрен позже.