Файл: Системный подход в современной науке..pdf

на уровне здравого смысла, возникает потребность в системной эпи­ стемологии, по мысли Бертапанфи, глубоко отличающейся от эписте­ мологии логического позитивизма и эмпиризма. Свою концепцию «системы» он расценил как новую парадигму науки и даже как «но­ вую философию природы». Суть последней в организмическом взгляде на мир «как на большую организацию».

Теория систем связала изменения систем во времени с их устой­ чивостью, т. е. с реакцией системы на деформацию. Понятие «устой­ чивости» Берталанфи назвал центральным в динамической теории. В свою очередь, динамическая теория систем была увязана им с тео­ рией управления, призванной обосновать появление свойства устой­ чивости. «Управление, по существу, означает, что система, которая не является асимптотически устойчивой, делается таковой путем вве­ дения соответствующего противодействия, нейтрализующего нару­ шение устойчивости в системе»18. Модернизируя свою концепцию, Берталанфи использовал теорию управления и кибернетику. Разли­ чая внутреннее и внешнее описание системы, указывая на то, что последнее функционально, т. е. поведение системы описывается по ее воздействию на среду, он дал следующее развернутое объясне­ ние: «При внешнем описании система принимается за «черный ящик», ее отношения со средой и другими системами графически изображаются в виде блок-схем и диаграмм. Описание системы про­ изводится в терминах входов и выходов; при этом общей нормой та­ кого описания является перенос функций, связывающих вход и вы­ ход. Обычно они предполагаются линейными и представлены дис­ кретными наборами значений (решения «да — нет» в теории инфор­ мации; машина Тьюринга). Это — язык техники управления; внешнее описание производится обычно в терминах коммуникации (обмена информацией между системой и средой и внутри системы) и управ­ ления функциями системы с учетом наличия среды (обратная связь), если употреблять винеровское определение кибернетики»19. Таким образом, теория систем оказалась наполненной новым содержанием и стала более инструментальной. Однако при этом она потеряла в своей независимости от той или другой науки, нарушила свой ста­ тус нейтральности, равноудапенности от любой конкретной научной дисциплины. Теория систем заявила о себе как о новой картине ми­ ра, противостоящей физикалистской, она воспринималась как новая методология, открывающая путь к модернизации мышления. Однако под напором информационно-кибернетической парадигмы общая

теория систем Берталанфи приобрела значение методологической опоры современной картины мира — в основе своей физикалистской.

Этот новый акцент теории систем отвечал изменившемуся под мощным влиянием молекулярной биологии облику системы наук оживом. Не случайно Г Моровиц разделил теоретическую биологию на формальную теорию, физическую теорию и теорию систем. В пер­ вом случае исследуется данная биологическая ситуация и формули­ руется постулат или система постулатов, которые выдвигаются как математические утверждения, часто в форме дифференциальных или интегральных уравнений. Полученные в результате манипуляций

споследними следствия сравниваются, когда это возможно, с резуль­ татами экспериментов. Формальная теория достигла успехов в эко­ логии и особенно в генетике. Физическая теория тесно увязывается

смолекулярной биологией, где исследователь исходит из идей кине­ тики, статистической механики, термодинамики. Теорию систем Мо­ ровиц квалифицировал как «специальный случай формального под­ хода биологическим проблемам», опирающегося на теорию инфор­ мации, теорию игр, исследования операций, теорию «сетей и техни­ ку вычислительных машин»20.

Правда, сам Берталанфи вынужден был отметить, что, хотя теория систем открывает новые горизонты, «ее связь с эмпирическими фак­ тами пока еще остается весьма скудной»21. Положительно оценивая прогностические возможности теории систем, К. Боулдинг, в свою очередь, указывал на «нежелание науки допустить даже незначитель­ ный прогресс в области систематизации и ее стремление закрыть дверь перед проблемами и предметами исследования, которые не мо­ гут быть легко втиснуты в простые механические схемы»22. Несколь­ ко иначе оценил ситуацию Э. Шредингер, справедливо напомнивший, что мы унаследовали от наших предков «острое стремление к цель­ ному, всеобъемлющему знанию». Одновременно он указал на реаль­ ную трудность естествознания: наука начала приобретать надежный материал, позволяющий «свести в единое целое все до сих пор изве­ стное», но в то же самое время «становится почти невозможным для одного ума полностью овладеть более чем одной небольшой специ­ альной частью науки»23. Выход из этого положения Шредингер видел

ррискованной решимости осуществить синтез фактов и теорий, взя­ тых из разных областей, не боясь показаться невеждой.

Возможность индуктивных обобщений, дедуктивных предсказа­ ний и их эмпирической проверки в биологии Т. Уотермэн связывал не

только с информацией о большем числе компонентов системы и их взаимоотношениях. Он считал, что «гипотезы и обобщения относи­ тельно организации живых систем составляют важную часть методо­ логии» и что «должна быть постулирована какая-то общая организа­ ционная схема, играющая роль каркаса...»24. Уотермэн приветство­ вал появление биологов «нового склада», способных применять и разрабатывать «методы, выводимые более формальным путем», опираясь на теорию информации, кибернетику, теорию игр и теорию решений. Подчас история теоретической биологии вообще ограничи­ валась развитием математической и физико-химической биологии.

Так, Г Моровиц в своем историческом очерке упоминает труд Д.А. Борелли «De Motu Animalium» (1680), содержащий анализ дви­ жения животных с точки зрения механики в духе строгого геометри­ ческого подхода. К ранним работам он отнес также трактаты Г. Гельмгольца об ощущении тонов (1863) и о физиологической оп­ тике (1867), где биологические проблемы анализировались в поняти­ ях математической физики. Историю современной теоретической биологии Моровиц открывает трудом д’Арси Уэнтворта Томпсона о росте и форме (1917). Кредо Томпсона гласило: «...проблемы фор­ мы — это в первую очередь математические проблемы, проблемы роста — в основе своей физические проблемы, и морфолог ipso facto является представителем физической науки. Он мог бы заимствовать у этой всеобъемлющей науки... точку зрения, с которой физики под­ ходят к своим проблемам, количественные методы, с помощью кото­ рых она их разрешает, и здравые ограничения, в рамках которых ве­ дется вся работа в ее области. Он должен был бы осознать, что нет такой отрасли математики, какой бы она ни была абстрактной, кото­ рая не могла бы найти когда-нибудь применения к явлениям реаль­ ного мира»25. Называя Томпсона одним из предтеч современной те­ оретической биологии, Моровиц подчеркивает, что вслед за Э. Брюкке, Э. Дю-Буа-Реймоном, Г. Гельмгольцем и К. Людвигом, стремив­ шимися поставить физиологию на химико-физический фундамент и «придать ей равный научный ранг с физикой», в отношении мор­ фологии и морфогенеза это стремился проделать Томпсон26.

В 1925 г. А. Лотка в труде «Элементы физической биологии» про­ вел идею, согласно которой законы химической динамики структури­ рованной системы управляют ее эволюцией, включающей живые ор­ ганизмы. Лотка интересовали биологические системы, а не жизнен­ ные процессы в организме. Биологию он рассматривал как частную

область познания тайн Вселенной, эволюцию как частный случай не­ обратимого преобразования, жизнь как грандиозный химический процесс. В качестве математического аппарата Лотка использовал дифференциальные и интегральные уравнения и системы диффе­ ренциальных уравнений. По мнению Моровица, книга Лотка «сыгра­ ла большую роль в подготовке того развития теоретической биоло­ гии, которое имело место в 40-х и 50-х годах»27. Один из аспектов ра­ боты Лотка, а именно изучение экологических отношений, развивал В. Вольтерра, опубликовавший в 1931 г. «Лекции по математической теории борьбы за существование», а в 1935 г., совместно с Умберто д’Акона, — «Биологические ассоциации с точки зрения математики».

Моровиц сослался на мнение В.А. Костицина, который в кратком очерке истории теоретической биологии напомнил в своей «Матема­ тической биологии» (1937 г.), что естественные науки давно пользу­ ются статистическим методом, однако заслуга полного обновления этого метода и основания новой науки — биометрии принадлежит К. Пирсону. В 1845 г. Ферхульст впервые вывел уравнения для слу­ чая замкнутой популяции. Позже отдельные биологические вопросы время от времени рассматривались с применением аналитического метода, но лишь Лотка и независимо от него Вольтерра применили этот метод к более общим проблемам. В англо-саксонских странах работы Лотка вызвали к жизни биолого-математическое направле­ ние. Исследования Вольтерра положили начало аналогичному движе­ нию в континентальной Европе. Исследования Р. Пирля, посвящен­ ные закономерностям увеличения численности популяций, послужи­ ли основой современной демографии. Вклад в математическую тео­ рию отбора внес Дж. Б. Холдейн.

Общий подход к математическому анализу экологических проблем сводился в 30-х годах и отчасти позже к следующему: «...Брали какоелибо словесное утверждение относительно популяции и ее изменений при определенных условиях и записывали его в виде уравнения, обыч­ но линейного дифференциального уравнения первого порядка; иногда использовали нелинейные уравнения и производные высших поряд­ ков. Затем проблему формулировали в виде системы дифференциаль­ ных уравнений, вводя определенные граничные условия. Полученные решения составляли основу трактовки рассматриваемой проблемы»2^. Найденные функции могли быть затем сравнены с данными экспери­ ментов и наблюдений над популяциями. Однако в биологии, как вынуж­ ден был признать Моровиц, «лишь немногие области испытали на се­