Аксиоматика современной экологии

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5

В отечественной научной литературе имеется ряд фундаментальных работ, которые направлены на формирование аксиоматики и теоретического ядра экологии (Василевич, 1983; Миркин, 1985; Быков, 1988; Миркин, Розенберг, Наумова, 1989; Дедю, 1990; Реймерс, 1990, 1994). Однако в этих работах обнаруживаются существенные расхождения, как в оценке количества ведущих экологических постулатов, так и в оценке степени их значимости. Например, Ю. Одум (1975) приводит 66 основных экологических принципов и концепций; И.И. Дедю (1990) - 50 законов, 38 правил и 36 принципов экологии; Н.Ф. Реймерс (1990) – 60 законов, 28 правил и 23 принципа. При этом одни и те же положения указанные авторы нередко относят к разным категориям (законам, принципам или правилам).

Рассматривая проблему формирования концепции современной экологии, а также создания ее теоретического ядра, необходимо остановиться на значительном труде Н.Ф. Реймерса «Экология» (1994). В нем рассматриваются общесистемные закономерности, распространяющиеся на экологические системы. Эти закономерности сгруппированы в 5 блоков, включающих 47 принципов, законов и правил: 1)блок закономерностей, отражающих системную целостность; 2)закономерностей, отражающих внутреннее

развитие систем; 3)блок законов термодинамики; 4)иерархии систем; 5)отношения в блоке «система-среда». Кроме того, отдельно подробно обсуждаются закономерности, отражающие физико-химические и молекулярно-биологические основы существования живого; эколого-организменные закономерности; закономерности системы «организм – среда»; биогеографические закономерности; законы функционирования биоценозов и сообществ; экосистемные законы; общие закономерности организации экосферы и биосферы; закономерности эволюции биосферы; и т.д. Заметим, что каждый из перечисленных разделов требует значительной доработки, т.к. включает как частные, так и общие положения, среди которых встречаются противоречащие результатам современных исследований. Однако и сам Н.Ф. Реймер указывал на то, что представленная им аксиоматика основана не на аксиомах и законах, а на теоремах, которые следует проверять и доказывать.

Для наведение порядка в существующей экологической аксиоматике, прежде всего, необходимо руководствоваться принятой в науках классификацией основных общенаучных понятий и общепринятыми представлениями об их соподчинении. Кратко остановимся на этих вопросах.

Аксиома – положение некоторой теории, которое при дедуктивном построении этой теории не доказывается в ней, а принимается в качестве исходного. Обычно в качестве аксиом выбираются те предложения рассматриваемой теории, которые являются заведомо истинными или могут в рамках этой теории считаться таковыми. Постулат – предложение (правило) в силу каких-либо соображений принимаемое без доказательства, но с обоснованием, которое служит в пользу его принятия. Постулат, принимаемый как истина – аксиома, в противном случае требуется его доказуемость в дальнейшем. Принцип – основное исходное положение какой-либо теории (главный закон). Концепция – определенный способ понимания, трактовки какого-либо явления, процесса; основная точка зрения на предмет. Гипотеза – предположение; то, что лежит в основе, - причина или сущность. Гипотеза создается по правилу: «то, что мы хотим объяснить, аналогично тому, что мы уже знаем». Естественно, гипотеза должна быть проверяемой. Закон – необходимое, существенное, устойчивое и повторяющееся отношение между явлениями. Законы подразделяют на законы: 1)функционирования (связь в пространстве, структура системы), 2)развития (связь во времени), 3)динамические(детерминированные), 4)статистические. Законы выражают: одни - строгую количественную зависимость между

явлениями и фиксируются с помощью математических формализмов, уравнений (например, закон всемирного тяготения); другие – не поддаются строгой математической записи (например, закон естественного отбора Ч. Дарвина). Правило – предложение, выражающее при определенных условиях разрешение или требование совершать (или воздерживаться от совершения) некоторого действия (классический пример – правила грамматики). Теорема – предложение некоторой дедуктивно построенной теории, устанавливаемое при помощи доказательства на базе системы аксиом этой теории. В формулировке теоремы различают два блока – условие и заключение. Любая теорема может быть приведена к виду: «если…., то….».

Ниже представлена схема «соподчинения» основных понятий, которые используются для описания «ядра теории» или «центрального понятийного звена» (т.е. совокупности основных законов, правил, принципов).

На рисунке горизонтальные связи указывают направление возрастания «истинности» тех или иных положений теории, вертикальные – возрастания «важности» (главенства) этих положений. Координатные оси указывают количественное соотношение различных понятий (очевидно, что частных уравнений значительно больше, чем основополагающих принципов, а гипотез больше, чем теорем).

Пожалуй, первым, кто подробно рассмотрел существующую в экологии аксиоматику с точки зрения приведенной выше схемы соподчинения основных понятий, был крупный отечественный эколог

много мало

Теория

Концепция Принцип Постулат Аксиома

Гипотеза Закон Правило Теорема

Модель

Уравнение

много

Г.С. Розенберг (1991). Он выделил 12 основных концепций современной экологии, в пределах каждой из которых было показано соподчинение основных, составляющих их положений.

Данный исследователь пришел к выводу, что в связи с недостатком элементов теоретического ядра до построения аксиоматической теории экологииеще очень далеко. Несколько лучше обстоит дело с «законами», хотя и здесь доля строгих, математически формализованных положений чрезвычайно мала.

С точки зрения Г.С. Розенберга большая часть законов носит «пожелательный» характер. Например, «закон вертикальной зональности». То, что это - закон, (пишет он) следует из определения: смена зон растительности вдоль комплексного градиента высоты над уровнем моря представляет собой необходимое, существенное, устойчивое и повторяющееся отношение между явлениями. Но это закон статистический и не имеет единой, строгой математической записи; следовательно, не обладает достаточной количественной точностью. С другой стороны, известны эффекты инверсии вертикальных поясов, когда происходит отклонение от закономерности, связанное, например, с микроклиматическими факторами (спускание «языков» высокогорной растительности по узким горным долинам в силу скапливания там холодного воздуха и т.д.). В этом случае также «страдает» общность и верность данного закона.

Еще один важный вывод: в рассмотренных им схемах соподчинения теоретических положений двенадцати основных концепций экологии преобладают гипотезы, в ряд которых перешли не только некоторые законы (по И.И. Дедю и Н.Ф. Реймерсу), но и принципы и даже теории. Несколько лучше обстоит дело с концепциями экологии. Правда, одни концепции общеприняты (например, концепция биосферы или экосистемы), а другие – дискуссируются (например, концепция континуума или сетчатой эволюции сообщества).

После проведения Г.С. Розенбергом анализа экологических положений и аргументации целесообразности их применения в теоретической экологии сохранилась лишь одна треть «законов», половина «принципов» и две трети «правил» из тех, что рассмотрено в словарях И.И. Дедю и Н.Ф. Реймерса. Кратко обозначим положения, которые с точки зрения Г.С. Розенберга являются теоретическим ядром различных разделов экологии.

Начнем с факториальной экологии – она опирается на правила: 1)неоднозначного действия факторов на разные функции(по Дедю –

закон), 2)Шелфорда - Парка, 3)биологического усиления; законы: критических величин фактора, 2)минимума Либиха, 3)толерантности; гипотезы (законы по Дедю): компенсации экологических факторов Алехина - Рюбеля, 2)незаменимости фундаментальных факторов Вильямса; концепция (по Реймерсу – закон) совокупного действия природных факторов Митчерлиха - Тинемана – Бауле; принцип (по Реймерсу – закон) лимитирующих факторов Либиха - Шелфорда; постулат (принцип по Дедю) воздействия факторов Тишлера; аксиома в этой схеме отсутствует.

В теоретическое ядро раздела демэкологии, изучающего структуру популяций, Г.С. Розенберг отнес правило островного измельчания, закон максимизации размера целостной стаи (по Флейшману, 1980), гипотезы: 1)Хильми (по Дедю – принцип, по – Реймерсу – закон), 2)циклического перенаселения (по Реймерсу – теория), 3)Четверикова (по Дедю – правило); концепция минимального размера популяции (по Дедю – принцип); принцип агрегации Олли (по Дедю – закон, по Реймерсу – принцип).

Демэкология, рассматривающая динамику популяций, основывается на законах: 1)стабильности возрастной структуры Лотки (по Дедю – правило), 2)ограниченного роста; гипотезах (по Дедю – теориях): 1)зависимости от плотности Николсена, 2)лимитирования численности популяции; концепции устойчивости популяций; принципе экспоненциального роста численности популяций в благоприятной среде.

Теоретический базис синэкологии включает правила: 1)взаимоприспособленности Мебиуса – Морозова, 2)внутренней непротиворечивости; закон (по Реймерсу – правило) оптимальной компонентной дополнительности; гипотезы: 1)экосистемы Тенсли, 2)биогеоценоза Сукачева, 3) экосистемы Эванса (по Дедю – правило); концепцию экоситем Одума; принцип экологических корреляций (по Реймерсу – закон); постулат (по Реймерсу – закон) единства организм – среда; аксиому (по Реймерсу – закон) биогенной миграции атомов Вернадского.

Глобальная экология (экология биосферы) основывается на правилах: 1)десяти процентов, 2)одного процента; законах: 1)пирамиды чисел Элтона, 2)пирамиды энергий Линдемана, 3)торможения развития (по Реймерсу – принцип); гипотезах (законах по Реймерсу и Быкову): 1)однонаправленности потока энергии, 2)константности Вернадского, 3)экологической аккумуляции энергии; концепции биосферы Вернадского; принципов: 1)максимизации энергии Лотки – Одума – Пинкертона (по Реймерсу – закон), 2)Ле Шателье – Брауна; постулате

(по Реймерсу – закон) максимума биогенной энергии Вернадского – Баурера.

Рассмотренные выше результаты исследований Г.С. Розенберга были приняты неоднозначно научным сообществом, поэтому его работа была опубликована в разделе «Дискуссии» академического журнала. Однако следует иметь в виду, что предложенная им система концепций позволяет определить слабые места в строящемся здании теоретической экологии. А это дает возможность продолжить работы по созданию и совершенствованию структуры теоретической экологии.

Литература.

Основная

Одум Ю. Основы экологии. 1975.

⇐ Предыдущая 1 2 3 45