2014_bukina

Д.И. Менделеев и в других случаях обращался к пространственным, геометрическим построениям, в частности, в период становления физической химии при поисках методов физико-химического анализа. Исследуя свойства растворов, он высказал идею о том, что «на кривых, выражающих свойства растворов, в зависимости от состава, должны...

быть “особые точки” в смысле геометрическом, т. е. максимумы, разрывы, переломы и т. п.»45.

Вот как характеризует этот метод один из основоположников теории физико-химического анализа Н.С. Курнаков: «В отличие от обычно применяемого “препаративного” пути физико-химический анализ изучает не отдельные тела, а свойства полной равновесной системы, составленной из определенного числа компонентов. Получаемая при этом диаграмма состав–свойство представляет графическое изображение той сложной функции, которая определяет отношение между составом и свойствами однородных тел или фаз, образующихся в системе. Не зная в большинстве случае алгебраического уравнения этой функции, мы можем выразить точно, графическим путем, взаимные соотношения состава и свойства, и притом не только качественно, но и количественно»46.

Геометрические построения здесь рассматриваются как совершенно очевидные и эффективные средства изучения химических свойств вещества. Своеобразие процесса познания таково, что непространственные, химические свойства находят наиболее адекватное отображение в пространственных геометрических построениях. Геометрические изображения позволяют создать теоретическую (графическую) модель химической системы. В конечном счете такой подход привел к разработке высокоэффективного метода физико-химического анализа.

Построение пространственных конфигураций не есть нечто второстепенное для научного исследования. Оно входит в саму ткань мыслительного процесса ученого. Менделеев не знал заранее, что получится из его «пасьянса», как не знали этого и другие ученые в приводимых примерах. Следовательно, в этих построениях реализуется кульминационный этап научного творчества, этап исключительной важности, раскрывающий диалектику творческого прогресса.

Необходимо поэтому сказать несколько слов о геометрических построениях вообще. Построение и преобразование геометрических фи-

45Менделеев Д.И. Соч. – Л., М., 1937. – Т. IV. – С. 395.

46Курников Н.С. Избранные труды. – М., 1960. – Т. 1. – С. 64.

81

гур часто представляется как сугубо элементарная, не связанная с творческим мыслительным процессом деятельность. На самом деле она может, как мы только что убедились, опосредовать самые глубинные, творческие шаги научного познания. Можно вспомнить в этой связи данную Энгельсом характеристику становления тригонометрии: «После того, как синтетическая геометрия до конца исчерпала свойства треугольника, поскольку последний рассматривается сам по себе, и не в состоянии более сказать ничего нового, перед нами благодаря очень простому, вполне диалектическому приему открывается некоторый более широкий горизонт. Треугольник более не рассматривается в себе и сам по себе, а берется в связи с некоторой другой фигурой – окружностью.... Если гипотенуза равна R, то катеты образуют синус и косинус; (правильнее говорить – отношения катетов к гипотенузе)...

Благодаря этому стороны и углы получают совершенно иные определенные взаимоотношения, которых нельзя было открыть и использовать без этого отнесения треугольника к кругу, и развивается совершенно новая, далеко превосходящая старую теория треугольника, которая применима повсюду...»47

Итак, процедура построения чертежа и оперирование с ним есть «вполне диалектический прием», демонстрирующий, выявляющий и реализующий творческую силу мышления.

Поскольку приведенные примеры относятся к XIX в., может сложиться впечатление, что описанный метод теоретической работы характерен для науки прошлого века и не является эффективным на современном этапе. Однако это далеко не так. Среди самых впечатляющих открытий нашего столетия – раскрытие структуры ДНК в пятидесятых годах. И здесь при решении проблемы на завершающем этапе был использован прием, чрезвычайно близкий, практически тождественный описанным выше. Одна из принципиальных трудностей состояла в необходимости найти приемлемые способы сочетания четырех оснований (аденина, тимина, цитозина, гуанина) в структуре ДНК.

Вот как описывает решающий шаг один из авторов открытия Д.Д. Уотсон. Вырезав точные изображения оснований из картона, Уотсон принялся раскладывать на столе пары оснований, соединенных в молекуле ДНК водородными связями. «И вдруг я заметил, – пишет он, – что пара аденин–тимин, соединенная двумя водородными связями, имеет точно такую же форму, как и пара гуанин–цитозин, тоже

47 Engels F. Dialektik der Natur. – Berlin: Dietz Verlag, 1973. – S. 258. 82

соединенная, по меньшей мере, двумя водородными связями»48. Затем была собрана конструкция, в которой макеты атомов были расположены в трехмерном пространстве «как того требовали и рентгенографические данные, и законы стереохимии. Получилась правозакрученная двойная спираль с противоположным направлением цепей»49.

Таким образом, процесс научного исследования оказывается не только теоретическим воспроизведением материальной производственной деятельности, но включает в себя операции и процедуры, аналогичные по своим параметрам предметно-орудийной деятельности человека. Наличие в процессе создания научной теории процедур, чрезвычайно близких приемам конструирования и некоторым технологическим операциям, может рассматриваться как подтверждение единства принципов, на которых строится материальная производственная деятельность и познание.

В процессе познания оказываются неразрывно связанными сугубо теоретические приемы абстрагирования с приемами предметнопрактической деятельности, обусловливающими созидательный, творческий характер мышления.

Наука развивается как социальный организм, и ученый работает по закрепленным в социальной памяти нормативам. Эти нормативы меняются от одного этапа развития науки к другому. В основе научного метода лежит опирающееся на многовековой опыт представление о том, что познание всегда имеет дело с объектами (вещами, свойствами, отношениями). Именно поэтому социально обусловленные нормативы, приводящие к получению знания, которое нельзя отнести непосредственно к эмпирическим объектам, и «вынуждает» ученого конструировать теоретический объект – модель.

Движение научного познания идет в направлении все большего отвлечения от конкретного многообразия свойств, присущих объектам материального мира, и приводит на известном этапе к появлению идеальных (теоретических) объектов научного знания. Однако оперирование этими абстрактными объектами требует их опредмечивания. Такие объекты конструируются, «собираются» из «деталей», выделенных в результате чувственно-практического познания. Таким способом выделяются, например, качественная и количественная определенность вещей, формируются научные представления о величине, пространстве

48Уотсон Д.Д. Двойная спираль. – M., 1969. – С. 131.

49Там же. – С. 136.

83

и т. д. Знание относится теперь уже не к изучаемым объектам материального мира непосредственно, а к абстрактным объектам, которые опредмечиваются с помощью тех или иных средств научного познания. Такое знание выступает уже как знание теоретическое.

На некотором этапе развития какой-либо отрасли естествознания постепенно накапливаются новые факты, которые нельзя отнести к сформированным ранее теоретическим объектам. Такое неорганизованное знание начинает сдерживать дальнейшее движение в сфере научного познания. Чтобы организовать его, привести в систему, нужен переход к новому уровню. К уже сформированным объектам теории в такой ситуации подходят как к эмпирическим и строят из них, беря их в качестве элементов, новую организацию знания, объект нового уровня, выступающий по отношению к существующим как теоретический, идеальный, репрезентирующий новые, неизвестные ранее связи и отношения.

Подобного рода переходы составляют одну из существенных особенностей научного познания. В этой связи приемы построения теоретических объектов науки можно рассматривать как проявление в деятельности ученого диалектического взаимодействия способов и средств материального производства и научного познания.

Имитационное моделирование50

Последние достижения в области вычислительной техники породили новое направление в исследованиях сложных социальных, главным образом экономических, процессов – имитационное моделирование. Современные ЭВМ обладают не только необходимым быстродействием и памятью, но и развитыми внешними устройствами и совершенным программным обеспечением. Все это дает возможность эффективно организовать диалог человека и машины. Машина становится непосредственным продолжением человека, и это открывает новые возможности для научной деятельности. Система человек–машина становится быстродействующей системой с большой памятью и богатыми возможностями неформального анализа, свойственного творческому процессу. Эта система обладает способностью следовать логике человеческой мысли, по ходу отбрасывая неудовлетворительные варианты.

50 При работе над текстом данного раздела использованы материалы, предоставленные А.Я. Яблоковым.

84

«Имитационная модель – формализованное описание в ЭВМ изучаемого явления. Внешнее математическое обеспечение – совокупность упрощенных моделей явления (или отдельных его сторон) и методов анализа них моделей. Внутреннее обеспечение системы – набор

программ и устройств, реализующих эффективный диалог человека и машины»51.

Таким образом, имитационная система представляет собой машинный аналог сложного реального явления. Она позволяет заменить эксперимент с реальным процессом экспериментом с математической моделью этого процесса в ЭВМ. Имитационные системы и имитационные эксперименты все шире применяются для проектирования сложных объектов и для изучения сложных процессов, особенно в тех случаях, когда реальный эксперимент слишком дорог или вообще невозможен.

Построение имитационной системы и экспериментирование с ней дело чрезвычайно трудное. Здесь еще мало опыта и многое остается неясным. Обязательным этапом является тщательное предварительное изучение моделируемого явления традиционными, классическими методами естественных наук. «Необходимо со всей ясностью понять, что проблема построении имитационной модели, как и всякой другой модели, это проблема адекватного описания объективных законов реального мира. Эта проблема стоит перед наукой уже много столетий, и появление самой мощной вычислительной техники ее не решает. Я убежден, что и сейчас, и через 20 лет, так же как 20 лет и 20 веков назад, открытие новых законов (т. е. построение новых моделей явлений окружающего нас мира) будет совершаться ценой напряженной творческой деятельности, ценой неимоверных затрат человеческого интеллекта и духа. Никакие затраты машинного времени не заменят их, ЭВМ только облегчает этот процесс, беря на себя все больше и больше рутинных процедур»52.

Тем не менее реализуемый на ЭВМ метод имитационного моделирования уже находит применение. В частности, при исследованиях, связанных с совершенствованием и организацией производства, технологии, автоматизации планирования, учета и управления в промышленности, на транспорте и в других областях.

51Информатика в планировании и управлении. Сборник научных трудов /

отв. ред. Н.Н. Моисеев. – М., 1987. – С. 57.

52Там же. – С. 72.

85

Особенности метода имитационного моделирования можно проиллюстрировать на примере экономических моделей, описывающих сложную экономическую систему с взаимосвязями, в материально-вещест- венную основу которых вплетаются также социальные отношения. Структура и динамичность рассматриваемой системы обусловливают известные трудности при разработке планов, поскольку значительно увеличивается разнообразие и количество возможных вариантов плановых решений и осложняется выбор наилучших способов развития.

Описание реальных отношений между экономическими объектами

ипланово-производственными процессами наиболее рационально и в полной мере осуществляется с помощью моделей имитационного типа. Первоначальным следует считать подход, связанный с использованием моделей, приводящих к задачам типа математического программирования. Общей исходной предпосылкой для применения этого подхода является признание того, что правило выбора наилучшего варианта развития в принципе существует заранее, до решения задачи, и может быть записано формальным образом в терминах принятой математической модели. Однако известны многие ситуации, когда по существу изучаемой проблемы невозможно сформулировать ясный априорный критерий отбора наилучших вариантов, а следует решать задачу выбора в процессе самого расчета. При этом правило выбора зачастую делается на основе неформальных соображений, с использованием опыта

изнаний лица, принимающего решение.

Например, в ходе решения классической задачи о выборе варианта плана но одному из критериев оптимальности (максимум прибыли, минимум производственных издержек и т. д.) ЭВМ рекомендует выбрать конкретное изделие, удовлетворяющее данному критерию, однако специалист знает о технологических или иных трудностях, связанных с увеличением выпуска «наилучшего» в смысле критерия изделия. Тогда он выбирает следующее по расчетной эффективности изделие и делает свою «обобщенную, экспертную» оценку. В данном случае ЭВМ и человек выступают как единая система выбора плана и оценки его эффективности. ЭВМ отводится только часть функций, главным образом связанных с перебором многочисленных вариантов и автоматизацией арифметических расчетов.

Подход, называемый имитационным моделированием, связан именно с попытками исследовать сложные процессы в подобных условиях.

Основная характерная черта имитационного моделирования состоит в том, что изучаемое явление описывается наиболее точным спосо-

86

бом. При этом модель явления не выбирается из какого-либо определенного заранее заданного класса, а должна удовлетворять в первую очередь требованию максимального приближения к исследуемому явлению, точности его воспроизведения. Полученная модель подвергается предварительному анализу, в результате которого, в частности, может быть выяснено, что эта модель принадлежит к какому-нибудь известному, хорошо изученному типу. В этом случае задача исследования значительно упрощается. «Особенно велика роль имитационного моделирования при экспериментальной проверке предложений, связанных со структурными изменениями, модернизацией экономических механизмов и другими усовершенствованиями, не поддающимися формальному количественному описанию»53.

Вкаждом конкретном случае построение имитационной модели основано на изучении действительного хода процессов и его представлении с помощью некоторой избранной системой показателей. Описание экономического процесса необходимо осуществить в возможно более близкой к реальной форме. Выбор этой формы производится таким образом, что степень се приближения к реальности уточняется в каждой конкретной ситуации применительно к системе понятий и терминов, используемых для модельного описания данного процесса.

Таким образом, «имитационная модель процесса – это модельное

описание действительного хода процесса с помощью определенной системы понятий и конечного набора показателей»54. Имитационную модель не следует понимать как фиксированную форму, она служит исходным материалом для своего собственного усовершенствования. Основным достоинством имитационной модели является ее подражательность (способность воспроизводить процесс) и точность соответствия реальному процессу планирования или управления.

Вчеловеко-машинной имитационной системе значительная часть анализа результатов, а главное – процесс принятия решений на основе расчетов по имитационной модели, является привилегией специалиста или коллектива специалистов. При этом возникает проблема «встраивания» имитационной модели в технологию работы пользователей, а точнее – проблема разработки технологии работы конкретных специа-

53Багриновский К.А., Егорова Н.Е., Радченко В.В. Имитационные модели

внароднохозяйственном планировании. – М., 1980. – С. 120.

54Имитационные системы принятия решений / отв. ред. К.А. Багринов-

ский. – М.: Наука. 1989. – С. 85.

87

листов с имитационными моделями. Исследования в этом направлении привели к созданию концепции автоматизированных рабочих мест.

Математические модели и современная вычислительная техника в значительной мере ускоряют проведение счетных операций. И всетаки ускорение счета – не главное в применении математических моделей. Главное же состоит в том, что в области явлений общественной жизни проводить эксперименты, особенно в крупных масштабах, подчас просто невозможно, поскольку эксперименты процессов управления затрагивают интересы огромных масс людей, требуют много времени и средств. Математическое имитационное моделирование, не требуя больших средств и времени, в то же время позволяет провести эксперимент сначала «на бумаге» или электронном аналоге, а затем, в случае удачи, воспроизвести модель в реальной действительности с серьезными основаниями на успех.

* * *

Метод моделирования стихийно использовался в науке давно. Однако теоретически осмыслен он был недавно. Теоретическое изучение проблем, связанных с использованием моделей в познании, привело к разработке многочисленных методов моделирования в различных науках и чрезвычайно широкому его распространению. Построение моделей стало одной из важнейших черт современного научного исследования, символом научного и технического прогресса.

88

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД В СОВРЕМЕННОЙ НАУКЕ

Необходимость системного подхода

При анализе любого явления или вещи должны быть исследованы все связи и отношения данного явления или вещи со всеми другими, известными науке. Это требование может быть реализовано наиболее полно при системном подходе к изучению фактов в любой отрасли знания. Каждый факт, каждая вещь должны браться в тех связях и отношениях, которые обусловливают существенные стороны их функционирования, т. е. рассматриваться в качестве элемента некоторого целого. В противном случае трудно рассчитывать на объективность результатов исследования, особенно если оно относится к сфере общественной жизни, характеризующейся чрезвычайно сложным переплетением многообразных связей и зависимостей.

Такое требование не всегда выполняется. Исследуемые явления (вещи, предметы) иной раз отождествляются с той функцией, которую они имеют в какой-то определенной системе. В результате эта функция начинает пониматься как атрибут материальной формы явления и вместе с ней неправомерно переносится в другие условия, в другую систему, где та же самая вещь может иметь совсем иные функции. Проиллюстрируем это одним примером из исторической науки.

Известный знаток истории античного мира С.И. Ковалев в одной из своих работ анализирует взгляды на место илотов в древней Спарте. «В литературе, – пишет он, – существует большой спор по вопросу о том, рабами или крепостными были илоты. Если подходить с точки зрения формальной, то они – крепостные, потому что прикреплены к земле. Раб, как правило, к земле не прикреплен и не ведет самостоятельного хозяйства. Но это положение отнюдь не дает нам права, как это делает Эдуард Мейер и многие другие, рассматривать крепостничество илотов как феодальное крепостничество. Предположение о том, что в Спарте был феодализм, противоречит как нашему пониманию хода исторического процесса, так и всему тому, что мы знаем о спар-

89

танском общественном и государственном устройстве. Ни характер землевладения, ни политические отношения не дают ни малейшего намека на феодализм. «Крепостничество» илотов есть не что иное, как особая разновидность рабства, возникшая, по-видимому, в результате завоевания и встречающаяся в ряде греческих отсталых государств»55.

Как видно из этого отрывка, некритический перенос одной и той же реалии (зависимый человек, прикрепленный к земле) из одной общественной формации в другую затрудняет различение совсем не одинаковых общественных отношений. Для эпохи феодализма такой человек – крепостной крестьянин, для античного общества – раб. Определить же это различие практически невозможно, если исходить только из отношения крепостного и илота к земле и не принимать во внимание всю совокупность общественно-экономических отношений данного общества, данной эпохи.

Немало примеров такого рода «несистемного» мышления можно найти в произведениях классиков русской литературы. Особенно удавалось это А.П. Чехову. Присущие ему глубина и точность психологического анализа проявились и в образном описании поведения человека, мышление которого бьется в плену стереотипов. Вот как ведет себя герой рассказа «Злоумышленник», крестьянин Денис Григорьев, когда следователь пытается объяснить ему, что отвинтив гайки на железнодорожном пути, он может вызвать тем самым крушение поезда и гибель людей.

«Денис усмехается и недоверчиво щурит на следователя глаза – Ну! Уж сколько лет всей деревней гайки отвинчиваем, и хранил господь, а тут крушение... людей убил... Ежели б я рельсу унес или, поло-

жим, бревно поперек ейного пути положил, ну, тогды, пожалуй, своротило бы поезд, а то.. тьфу! гайка!»56

Мысль его не может вырваться из круга привычных, давно сложившихся, подкрепленных практикой и потому чрезвычайно устойчивых представлений, в которых намертво зафиксирована лишь одна связь, одна функция данной вещи (гайки) в той системе деятельности, которая именуется рыбной ловлей. Тут очень наглядно выявлено важнейшее свойство несистемного мышления – утверждение, закрепление, абсолютизация одной из многих связей при полном игнорировании,

55Ковалев С.И. Истрия античного общества. Греция. – Изд. 2-е. – Л., 1937. –

С. 150, 151.

56Чехов A.П. Сочинения в 18 т. – Т. 4. – С. 85.

90