Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретико-методологические основания исследования динамики научного знания 17
1.1. Гносеологические основания исследования динамики научного знания 19
1.2. Информационные основания исследования динамики научного знания 39
1.3. Системные основания исследования динамики научного знания 54
Глава 2. Динамика информационной структуры научных концепций 70
2.1. Характеристики информационной структуры научной концепции 76
2.2. Информационно-структурное строение научной концепции 88
2.3. Динамика концептуальной системы в развитии научного знания 114
Заключение 143
Литература
- Гносеологические основания исследования динамики научного знания
- Информационные основания исследования динамики научного знания
- Характеристики информационной структуры научной концепции
- Информационно-структурное строение научной концепции
Введение к работе
Актуальность диссертационного исследования. Феномен знания в самом широком смысле и знания научного всегда был объектом пристального внимания философии1. Однако, в большинстве исследований (особенно ранних) проблема научного знания, его возникновения и развития решалась в общем контексте гносеологических воззрений и лишь сравнительно недавно стала предметом изучения в самостоятельных направлениях философских исследований. Последнее связано с тем, что научное знание существенно отличается от знания обыденного, повседневного и обладает громадной социальной значимостью, а потому требует специальных методологических подходов.
На сегодня достигнуты несомненные успехи в области изучения динамики научного знания, но число проблемных вопросов до сих пор достаточно велико2. Во многом это связано с тем, что научно-технический и социальный прогресс через решение наиболее актуальных задач, создавая новые формы научного знания, новые способы мышления и исследования, одновременно порождает новые проблемы, на новом концептуальном уровне. Процесс построения нового научного знания - это системно-целостная аналитико-синтетическая, познавательно- практическая деятельность человека и социума, внутренняя противоречивость которого выяснена не до конца и до сих пор является предметом дискуссионного обсуждения. Несмотря на обилие исследований по этой проблеме в целом, некоторые важные вопросы, в частности задача корреляции степени структурной упорядоченности 1 Гайденко П.П. Эволюция понятия науки (17-18 вв.): Формирование научных программ нового времени. - М.: Наука, 1987; Лекторский В.А. Субъект, объект, познание. - М.: Наука, 1980; Овчинников Н.Ф. Знание - болевой нерв философской мысли (к истории концепции знания от Платона до Поппера) // Вопросы философии. - 2001. - №1. - С. 63-113, 2001 - №2 - С. 124-152; Степин B.C., Горохов В.Г., Розов М.А. Философия науки и техники.- М.: Гардарика, 1996 и др. 2 Касавин И.Т. Сокулер 3.A. Рациональность в познании и практике: Критический очерк. - М.: Наука,1989; Князева E.H. Одиссея научного разума. Синергетическое видение научного прогресса. - М.: ИНФАН, 1995; Микешина Л.А. Философия познания. Полемические главы. - Прогресс-традиция, 2002. концептуальной основы научного знания и уровня его развития, задача выявления и осмысления динамики структуры научных концепций, до настоящего времени остаются недостаточно разработанными. Путь к раскрытию механизмов и закономерностей возникновения и развития научных концепций необходимо лежит в выяснении организации его информационной структуры, выявлении противоречивой и единой сущности феномена научного знания как взаимопроникновения противоположностей (формального и содержательного, концептуально-знакового и наглядно-образного, детерминированного и случайного и т.п.). Их прояснение способствовало бы решению ряда вопросов, связанных с эволюционной и революционной трактовками процессов перестройки знания, а также углубило бы раскрытие вопросов фазовости (этапности, ступенчатости), направленности, темпов и движущих сил процессов развития знания.
Системообразующим понятием научного знания является информация. Выяснением ее природы наряду с философами занимались математики, физики, биологи, лингвисты и специалисты других областей. Такой широкий интерес к понятию информации вызван основополагающими потребностями дальнейшего развития науки. Поначалу усилия научного сообщества были направлены на выяснение смысла шенноновской (коммуникационной), затем кибернетической (системной) и других теорий информации и привели к более широкому системно-семиотическому подходу к ее пониманию, а потом и к динамическим теориям представления информации, обозначившим магистральные направления дальнейших методологических исследований. Но при этом понятие «информация» стало еще более многозначным, что делает задачу исследования информации особенно значимой при изучении динамики научных концепций.
Анализ методологических источников показывает, что в эпистемологических исследованиях постепенно происходит отказ от чисто количественного (кумулятивного) варианта развития знания в пользу количественно-качественного подхода. Все шире и глубже исследуются взаимосвязь и взаимообусловленность различных состояний знаниевых систем на различных этапах их развития (периоды «нормальной науки» и «научной революции», этапы формирования жесткого ядра и защитного пояса, фазы прогресса и регресса и др.). Особый интерес ученых направлен на изучение явлений преемственности и скачкообразных изменений, тем более, что эволюционирование знания в целом и, вместе с тем, указанная ступенчатость его динамики предполагают существование определенных механизмов его реструктуризации без аномалий и кризисов. На дуальный, дискретно-континуальный характер перестройки научного знания имеются указания у многих философов различных поколений и сфер интересов. Вероятно, назрела необходимость интегрального анализа представлений о динамике научного знания, системно учитывающих внутренние и внешние факторы развития научного знания.
Степень разработанности проблемы. Анализ проблемы динамики концептуальной основы научного знания подразумевает исследование его системных и информационных характеристик в ключе синтеза нового знания. А поскольку категории «информация», «система» и неразрывно связанные с ними структурные понятия «сложность» и «организованность» являются фундаментальными, во многом определяющими процессы развития знания и науки в целом , то
Князева Е.Н., Курдюмов СП. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем. - М.: Наука, 1994; Моисеев H.H. Алгоритмы развития. - М.: Наука, 1987; Урманцев Ю.А. Эволюция или Общая теория развития систем природы, общества и мышления. - Пущино: НЦ БИ АН СССР, 1988; Хакен Г. Информация и самоорганизация. (Макроскопический подход к сложным системам). - М.: Мир, 1991; Чернавский Д.С. Синергетика и информация. - М.: Знание, 1990; Яблонский А.И. Модели и методы исследования науки. - M.: Эдиториал УРСС, 2001 и др. современный уровень их философского представления и понимания в значительной мере основывается на достижениях в области теорий систем и информации, а также в экологии, образовании, психологии и др. Поэтому в данной работе исследование вопросов,связанных с закономерностями развития научных концепций в системе научного знания в целом, основано на анализе и обобщении результатов, которые получены отечественными и зарубежными учеными и содержатся в широком круге литературы, посвященной как общим проблемам знания, научного знания и информации, их общефилософским и общенаучным корням, так и специальным вопросам теории информации, систем, кибернетики и т.д. Результаты таких исследований приведены в трудах Р.Акоффа, Л.Бриллюэна, М.М.Бонгарда, В.Вайдлиха, М.Вартофского,
Е.К.Войшвилло, П.П.Гайденко, И.И.Гришкина, Р.Карнапа, И.Т.Касавина, Дж.Кемени, Е.Н.Князевой, В. А. Лекторского, И.В.Мелик-Гайказян, И.П.Меркулова, Л.А.Микешиной, А.Моля, В.Н.Поруса, Д.А.Поспелова, К.Черри, В.С.Швырева, Ф.Эмери и других.
Философский аспект анализа феноменов знания, отдельных его сторон в отечественной и зарубежной науке представлен такими именами как Б.В.Бирюков, Н.Винер, В.М.Глушков, Б.М.Кедров, А.Н.Колмогоров, С.П.Курдюмов, Н.Н.Моисеев, И.Пригожин, В.С.Степин, А.Д.Урсул, А.А.Харкевич, Д.С.Чернавский, Ю.А.Шрейдер, У.Р.Эшби и др.
В исследованиях феномена знания как системной информации сложились следующие направления. Одним из первых появился структурно-синтаксический подход, главное достижение которого 1 Абдеев Р.Ф. Философия информационной цивилизации. - М.: ВЛАДОС, 1994; Афанасьев В.Г. Общество: системность, познание и управление. - М.: Политиздат, 1981; Мелик-Гайказян И.В. Информационные процессы и реальность. - М.: Наука. Физматлит, 1998; Николис Г., Пригожий И. Познание сложного: Введение /Пер. с англ. - М.: Мир, 1990; Пригожий И. Философия нестабильности //Вопросы философии. - 1991. - №6. - С.46-52.; Режабек Е.Я. Становление понятия организации. Очерки развития философских и естественнонаучных представлений. - Ростов н/Д.: Изд-во Рост, ун-та, 1991; Садовский В.И. Основания общей теории систем: Логико-методологический анализ. - М.: Наука, 1974; Уемов А.И. Свойства, системы и сложность //Вопросы философии. - 2003. - №6. - С. 96-110 и др. состояло в разработке количественных мер информации. Следующий шаг связан с применением понятия информации к исследованию проблем самоуправляющихся и самоорганизующихся систем (кибернетикой) и к процессу их развития. Это способствовало более глубокому пониманию природы информации, ее свойств оставаться неизменной при смене носителя, циклического характера движения информации в системах и породило алгоритмический (процедурный) и другие способы оценки количества информации. В рамках этого похода были сформированы основы теории научной информации - взгляд на информацию как знание, а так же как на меру, связанную с масштабом разнообразия, структурности и упорядоченности предмета, изучения. Здесь же были заложены предпосылки к созданию второго направления - логико-семантической теории информации. В ее истоках стояли анализ и исчисление Р.Карнапа и И.Бар- Хиллела, модель логической системы Дж.Кемени, которые привели к осознанию метатеоретической сущности учения об информации, понимаемой как единство структурно-синтаксической, семантической и прагматической ее сторон в системе знаний. Знаковыми результатами этого течения стали логико-семантические теории Войшвилло Е.К., Харкевича А.А., которые дают семантическую интерпретацию понятия информации как характеристику некоторого знания. Третье направление - прагматические концепции информации. Харкевич А.А. первым в нашей литературе подчеркнул фундаментальный характер связи прагматических свойств информации с категорией цели. Высокой эвристикой обладает подход, предложенный Ю.А. Шрейдером1, обобщающий вышеперечисленные представления. Он основан на понимании информации как некоторой динамичной упорядоченной совокупности смыслообразующих элементов - тезаурусе знания, перестройка которого составляет суть процессов потребления и переработки информации. 1 Шрейдер Ю.А., Шаров А.А. Системы и модели. - М.: Радио и связь, 1982 и др.
Сегодня значительное место в исследованиях занимают кибернетический, системный и синергетический подходы к проблеме знания, ставящие целью интегрировать все предыдущие концепции на платформе: информация -знание1. Философское значение указанных теорий состоит в подтверждении онтологической природы информационных процессов как одной из сторон процесса познания.
Существенный вклад в решение ряда рассматриваемых вопросов внесли представители Ростовской научной школы: И.М.Вакула (проблемы развития живой природы и техники), И.В.Ватин (системность в ракурсе социальных явлений и процессов), Е.П.Гуськов (информационно-системный и коммуникативный аспекты эволюционных процессов), В.Е.Давидович (проблемы информации и идеального), А.М.Жаров (системные аспекты в биологии), Ю.А.Жданов (проблемы информации, системности, энтропии, синергетики), В.П.Кохановский (проблемы научности знания, критериев истинности, форм и способов системного познания), В.И.Курбатов (системность логических понятий), Т.П.Матяш (проблемы сознания, рефлексии в их системном представлении), Т.Г.Лешкевич (проблемы философии и методологии науки), А.М.Минасян (системность знания, динамика его развития), Л.А.Минасян (применение синергетической парадигмы к исследованию физической структуры вакуума), Е.Е.Несмеянов (проблемы научно-теоретического поиска, понятийной парадигмы науки и познания), В.С.Поликарпов (философские проблемы математики, физики, астрономии и космологии, химии, биологии и экологии, техники и информатики), Е.Я.Режабек (категории системности, организации), Г.В.Чефранов (проблемы системности, организованности, информации), М.М.Шульман (история научной и, в 1 Аршинов В.И. Синергетика как феномен постнеклассической науки. - М.: ИФ РАН, 1999; Корогодин В.И. Информация и феномен жизни. - Пущино: АН СССР, 1991; Рузавин Г.И. Методология научного исследования. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 1999; Чернавский Д.С. Синергетика и информация (динамическая теория информации) /Послесл. Г.Г. Малинецкого. Изд. 2-е, испр. и доп. - М.: Едиториал УРСС, 2004; и др. частности, физической мысли), В.П. Яковлев (философское значение наследия Вернадского).
Положения и выводы, содержащиеся в работах отечественных и зарубежных авторов, оказали существенную теоретико-методологическую помощь в выяснении сущности исследуемой проблемы. Описанные в них механизмы и закономерности возникновения и развития знания позволили по-новому взглянуть на предмет исследования и уловить тенденции, обеспечивающие эффективное продвижение в направлении предпринятого исследования. Стало ясно, что для решения актуальных философских задач и вопросов, связанных с областью научного знания, в условиях происходящей информационной революции необходимы полиаспектные методологические подходы к уяснению сущности научного знания как информационного феномена, в частности, динамики концептуальной структуры как развивающейся системы в процессе накопления и переработки информации.
Цели и задачи диссертационного исследования. Целью диссертационной работы является исследование динамики научного знания как системной информационной структуры - научной концепции. Достижение указанной цели предполагает решение следующих основных задач: определение теоретико-методологических оснований количественно-качественного анализа феномена «научное знание»; поиск пути и способа обобщения известных частных, общенаучных и философских представлений о сущности научного знания как сложной, системно организованной совокупности разнообразных информационных элементов - концептуальных представлений объективной реальности; выявление формализованных показателей сложности и организованности научной концепции на основе фактора структурного разнообразия информационных элементов знания; исследование сложности и организованности строения научного знания в зависимости от фактора разнообразия информационных элементов, выявление общих свойств и особенностей динамики структуры научного знания в процессе развития концептуальных систем; установление частных характеристик при поэтапном рассмотрении динамики структуры научного знания в его концептуально оформленном проявлении; выявление системно-информационных показателей развития научной концепции в представлении ее динамических характеристик. Указанные цель и задачи предопределяют междисциплинарный и системный характер диссертационного исследования.
Объектом исследования является научное знание, организованное в системно-информационные структуры - научные концепции.
Предметом исследования выступают системно-информационные характеристики научного знания в динамике их концептуальных форм, выявление которых позволяет описывать и прогнозировать общие тенденции в развитии наук, отдельных отраслей и направлений.
Гипотеза исследования. Процесс накопления и переработки информации при развитии концептуальных положений подчинен определенным закономерностям, которые могут быть исследованы с точки зрения изменений сложности и организованности знаниевых структур. Данные закономерности могут быть представлены в виде формализованных моделей.
Теоретико-методологические основы исследования. Принципы логического анализа познавательных процессов и историзма, принцип системности и комплексный подход к исследуемой проблеме, принципы и понятийная парадигма синергетики (что подразумевает сочетание информационного структуралистского подхода с принципами самоорганизации, неравновесности и нелинейности систем). Общей методологической базой явились современные подходы к пониманию динамики и закономерностей развития научного знания, что обусловило использование методов компаративного анализа, экспертных оценок, символической логики, генетического метода, предполагающего исследование явления как в его зародышевой форме, так и в процессе становления. Достоверность и научная обоснованность результатов исследования обеспечивалась применением системной теоретико-методологической базы, опорой на апробированные в других исследованиях теории, сопоставлением полученных результатов с данными других исследований. Так, в частности, в качестве эвристической базы настоящей диссертации были использованы монографические и коллективные труды отечественных и зарубежных философов, кибернетиков, математиков, психологов и других специалистов, работающих над проблемами знания вообще и научного знания в частности, информации и научно-технической информации, объектных и концептуальных систем, кибернетики, коммуникации, искусственного интеллекта и пр. Влияние на авторскую позицию оказали взгляды современных отечественных и западных философов науки, в значительной мере переосмысленные по отношению к проблеме моделирования и конструирования объективной реальности в рамках научной концепции.
Научная новизна диссертационного исследования
1. В результате анализа и обобщения теоретико-методологических подходов к исследованию проблемы системно-информационной природы научного знания выявлено, что сущностно данному вопросу в наибольшей степени отвечает так называемый «разнообразностный» подход, согласно которому разнообразие есть показатель и несущая основа информации.
2. Предложены: во-первых, структурно-логическая (системная) и, во- вторых, формализованная (с использованием модернизированной идеи
Шеннона) модели представления научного знания как системной совокупности разнообразных информационных элементов.
3. Проведен анализ структурных преобразований в строении развивающегося научного знания, в характере изменений его основных системно-структурных показателей, отражающих сложность и организованность научной концепции. Обнаружено, что по мере развития концептуальных систем происходит не только общесистемное изменение структурной сложности, но и ее перераспределение между подсистемами (стратами).
4. Исследован характер общих тенденций, механизмов и закономерностей преобразования структуры научной концепции - усложнения и повышения организованности, в ходе ее развития. Выявлены также особые моменты состояния систем, позволяющие идентифицировать их «переход» на новую ступень своего развития.
Установлены характеристики динамики знаниевой системы на различных этапах (ступенях) развития научной концепции как модельного представления объективной реальности. Обнаружено, что темпы прироста сложности структуры развивающейся системы знания пропорциональны сложности уже сложившейся структуры и потенциалу возможного усложнения концептуальных систем.
Изучены системно-информационные показатели эволюционных преобразований научных концепций, в частности, определен характер изменения доли усваиваемой информации (то есть используемой на поддержание сложившейся концептуальной структуры и идущей на ее обновление) по отношению к общему объему ее потребления.
Положения диссертационного исследования, выносимые на защиту
1. Научное знание в гносеологическом аспекте эксплицируется как репрезентация информационной структуры. Основа научного знания -актуальная научная информация - рассматривается как некоторая системно- организованная информационная модель исследуемой проблемной ситуации. Проблематичность ситуации выражена в текущем знании через неопределенность наличествующей информации и не только в содержательном, но и в структурном отношениях. Тогда, результат научного исследования - новое научное знание - может быть определен как наличествующая научная информация, но существенно реорганизованная или даже преобразованная как по содержанию, так и по структуре, реструктуризация которой устраняет тот или иной вид ее неопределенности и снимает проблематичность изученной и подобной ей ситуаций в процессе полезностной адаптации.
Фактор разнообразия элементов концептуально оформленного знания как показатель его информативности, находится в противоречивых отношениях с фактором их однородности, как в рамках внутренней структуры знания, так и в связях с внешней информационной средой, что обусловливает движение научного знания в виде развития и трансформации концептуальных моделей объективной реальности.
Информационные знаниевые структуры, оформленные в виде научных концепций имеют тенденции к усложнению и повышению организованности, причем эта тенденция характеризуется в период зарождения и формирования концепции активным ростом, в период «зрелости» концепции достигает максимума, а затем уменьшаются. Эта закономерность характеризуется определенными числовыми пропорциями, которые могут быть представлены как информационная мера сложности и организованности научных концепций.
4. Масштабы внутреннего разнообразия информационных элементов знания и внешнего информационного разнообразия среды являются определяющими в развитии научного знания. Они обусловливают действие движущих сил и сил сопротивления в процессах приращения и перестройки знания, их величину и, соответственно, «шаги» естественного развития. При этом из обнаруженного факта предрасположенности системы к приросту уже усвоенного разнообразия с одной стороны, и тенденции затухания темпов прироста приращения разнообразия - с другой, следует, что только при определенном темпе усложнения обеспечивается устойчивое поступательное движение системы.
5. Развитие научного знания сопровождается структурными изменениями, в частности: для периода зарождения исходной научной концепции характерно низкое разнообразие (разнородность информационных элементов - менее трех), имеющее тенденцию к росту по мере упорядочивания структуры знания; для периода формирования «молодого» знания в его концептуальном оформлении, характерна преобладающая структурная однородность образующих информационных элементов - моноассоциативность частей; на рубеже становления и «зрелости» научной концепции происходит инверсия структуры научного знания - переход к строению с преобладанием разнородных информационных элементов - гетероассоциативных частей; этап «устаревания» принятой парадигмы характеризуется «перенасыщением» структуры знаниевой системы, излишним разнообразием.
6. Установлено, что в ходе развития концептуальных систем доля усваиваемой информации (от общего объема ее потребления) увеличивается. Причем, на построение нового знания используется меньшая часть, а большая расходуется на поддержание уже сложившегося знания.
Перечисленные закономерности рассмотрены нами на примере анализа динамики концептуальных структур знания в области движения тел в сплошной среде под действием силы тяжести.
Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные результаты позволяют уточнить перспективы дальнейшего исследования динамики научного знания как системной информации. Они могут быть использованы в таких научных направлениях и образовательных областях как философия науки и техники, гносеология, социология, в частности -социология образования, информатика, дидактика, теория связи и информации, общая теория систем и др., в содержании которых вопросы информации и знания являются существенными. Научно-методологические положения и результаты диссертационного исследования нашли практическое приложение и развитие при выполнении соискателем в качестве ответственного исполнителя госбюджетной НИР «Исследование путей повышения эффективности информационного обеспечения образовательной деятельности» (№ гос. регистрации ВНИИТИЦентр 01.200.120266, заказ-подряд Минвуз -ЮРГУЭС, 2001-2004 г.) и хоздоговорной НИР «Исследование системных свойств познавательной информации с целью повышения эффективности процесса обучения» (№ 02/25, заказ-подряд. ВПЛ-71 -Минобразования РО - ВИС ЮРГУЭС, 2002 - 2003). Практические аспекты исследований использованы Волгодонским институтом сервиса Южно-Российского государственного университета экономики и сервиса в учебных курсах «Философия», «Концепции современного естествознания», «Системный анализ», «Методы научных исследований» (справка № 5 от 1.03.2006), а также Волгодонским профессиональным лицеем №71 в учебно-методическом и дидактическом обеспечении образовательного процесса (справка № 41/08 от 2.03.2006).
Апробация работы. По теме диссертационного исследования автором опубликовано 12 научных работ, общим объемом 4,5 печатных листа.
Основные положения и результаты исследования нашли отражение в выступлениях на российских и региональных (Волгодонск, Новочеркасск -1999-2003), межвузовских и вузовских научно-практических конференциях (Волгодонск, 2004), а также на семинарах Волгодонского регионального отделения Российского философского общества (2003-2005).
Диссертация обсуждалась на заседании отдела социально-гуманитарных наук Северо-Кавказского научного центра высшей школы и рекомендована к защите.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы. Данная структура определена целью работы и отражает логику исследования проблемы. Диссертация содержит 185 страниц текста, в том числе список литературы из 300 наименований и приложения.
Гносеологические основания исследования динамики научного знания
Одним из основных исходных методологических принципов в решении задачи выявления природы научного знания является представление о корреляции структуры объективной действительности, структуры процесса познания и его результата - структуры знания.
В широком понимании знание - это информация, во-первых, об объективном мире и, во-вторых, о способах целесообразной деятельности. Вместе с тем, знание является продуктом практической и мыслительной деятельности человека, направленной на получение информации об окружающем мире и в основе которой лежат системные отношения вида: «субъект познания - средства познания - объект познания (среда)». Философская теория деятельности, троичный характер диалектики глубинно исследованы в трудах Г. Гегеля. Им предложена формула «тезис-антитезис-синтез», показывающая, что целостность реализуется через единство противоположностей. В работах отечественных философов эта концепция развита до современных представлений и показано, что только при таких условиях становится разрешимой проблема системного осмысления взаимоотношений человека и окружающей его среды в процессах познания и жизнедеятельности.
Первоисточником знаний о внешнем мире являются чувственные образы1 как результат непосредственных (практических) действий субъекта - созерцания (ощущения, восприятия и представления) предметов и процессов (явлений) реальной среды. «Специфика деятельностного подхода при анализе нерефлексивного взаимодействия сознания и бытия состоит в признании спонтанной разумности (т.е. разумности без самосознательного целеполагания)...» - пишет Т.П. Матяш . Но при этом фиксируется и осознается преимущественно единично-конкретная и внешняя сторона предметов и явлений. Это первичное знание и понимание - продуктивная форма процесса мышления и его результат - возникает на вероятностной основе посредством интуиции , причем не по частям и последовательно, а в целом по особому механизму (инсайт, гештальт) в виде абстрактного единично-определенного (фрагментарного, курсивного).
«Сами предметы и процессы объективного мира представляют собой статистическую совокупность свойств и сторон, обладают статистическими закономерностями и не могут быть абсолютно однозначно, динамически определены во всех своих связях и отношениях, во всех модальностях»1. Соответственно, умственные и практические деятельностные способности, адекватные данному уровню знания-понимания, носят в основном репродуктивный характер (припоминание, узнавание, воспроизведение и т.д.). А свойственные ему элементы продукции - моделирование и прогноз состояния предметов и процессов, реализуются гипотетически, по принципу предположения и подобия.
Углубление знания и понимания как процесс осмысления чувственной стадии познания, ее результата, умозрительное раскрытие внутренней сущности, структуры и организации объекта исследования составляет стадию логического познания. «Познание - это не просто пассивное вбирание извне получаемой информации, а установление определенных связей, выделение смысловых зависимостей, деятельность интерпретации»2 - пишет В.А. Лекторский. На логической стадии познание осуществляется путем дальнейшего абстрагирования и формализации посредством рассудочного анализа, сопоставления, вычленения, классификации и систематизации наиболее общих и существенных, внутренне обусловленных сторон предметов и процессов.
Этот дискурсивный, детерминированный уровень знания и понимания достигается в результате мысленных логических процедур, причинно-следственно выстраиваемых суждений, умозаключений и формирования понятий.
Информационные основания исследования динамики научного знания
Возможно, что утверждение «научное знание это системно структурированная информация», - на первый взгляд, звучит достаточно тривиально и даже банально. В какой-то мере это можно объяснить ассоциацией с широко известным определением науки как системы знаний, а далее по аналогии - знание это системная информация. На самом деле, при кажущейся очевидности данный тезис - это, скорее, гипотеза, и вот почему. При более внимательном рассмотрении выясняется, что феномен «научное знание» как особая разновидность фундаментальной философско-гносеологической категории «знание» эксплицируется через понятия «система» и «информация». А последние, несмотря на удивительную распространенность в различных научных областях и быту, до сих пор определены не полностью и являются предметом многочисленных исследований, как в общенаучном, так и в философском отношениях. Причем, если понятие «система» является уже утвердившимся и в частных науках, и на общенаучном, и на философском уровнях, то «информация» - сравнительно новое, и потому не вполне четко определенное понятие. При сопоставлении трактовок сущности информации в естественнонаучных, технических, гуманитарных и др. отраслях научного знания мы сталкиваемся с их разительным разнообразием и даже противоречивостью. Эта неопределенность в экспликации понятия информации на общенаучном уровне, так или иначе, сдерживает ее философское осмысление и решение ряда вопросов теории познания и др. Рассмотрим некоторые определения этого понятии, поскольку информация является системообразующим модулем научного знания.
В самом широком смысле информация трактуется как одно из универсальных свойств материи, состоящее в способности некоторого объекта в соответствии со своей внутренней организацией: воспринимать состояние и воздействие окружающей среды, сохранять его результаты определенное время, преобразовывать их и передавать результаты преобразования во внешнюю среду.1 В природе мы наблюдаем самые разнообразные процессы, так сказать, информационного характера.
Любой фрагмент окружающей нас среды как «объект» познания, в силу ее (среды) всеобщей взаимосвязи и взаимообусловленности, может быть представлен как динамичная множественная и неоднородная совокупность упорядочено взаимодействующих частей, составляющих некоторую целостность, которая в свою очередь функционально вписана в систему более высокого иерархического уровня.
Как известно, в процессах взаимодействия и преобразования некоторой совокупности материальных объектов в локализованном пространстве-времени количества энергии-импульса - сохраняются, но при этом они переходят из одной количественно-качественной формы в другую. Это означает, что изменяется структура материи (в частности, структура вещества и энергии). Поэтому преобразования природной среды правомерно рассматривать как процесс и результат отношений (взаимосвязи и взаимодействия) различных видов материальных структур (их трансформацию - зарождение, рост-развитие и распад). Именно структура (и ее изменения в пространстве-времени) - этот фундаментальный атрибут материи (в ее и объектных, и субъектных формах) составляют исходный объект и предмет познания, а выявление структуры и закономерностей ее преобразования - цель, содержание и результат познания, которые квалифицируются как структурная объектная и свободная субъектная (абстрактная, знаниевая) информация, соответственно.
Так, объектные энергетические и вещественные структуры исследуют физика, химия, биология, геология, экология и т.д., абстрактными информационными структурами (числами, формами, символами, знаками, образами и т.д.) занимаются математика, информатика, психология и другие.
Вместе с тем, Глушков В.М. пишет: «Совершенно не обязательно непременно связывать с понятием информации требование ее осмысленности, как это имеет место при обычном, житейском понимании этого термина. Информацию несут в себе не только испещренные буквами листы книги или человеческая речь, но и солнечный свет, складки горного хребта, шум водопада и т.д. Информация в самом общем ее понятии представляет собой меру неоднородности распределения материи и энергии в пространстве и во времени, меру изменений, которыми сопровождаются все протекающие в мире процессы»1. В этом контексте информационная составляющая природных процессов может рассматриваться как усвоение системами структуры внутренней и внешней среды, результат которого используется ими для сохранения своей качественной определенности и развития. То есть, количественно-качественные характеристики взаимодействующих (отражаемой и отражающей) систем, строение и динамика их структуры как информационные характеристики могут исследоваться с позиций информационных процессов.
Характеристики информационной структуры научной концепции
Тенденции структурного усложнения научного знания в процессе его развития находятся в теснейшей корреляционной взаимосвязи с эволюционированием сложности объектов познания. Это можно проиллюстрировать шкалой1 Г.И. Поварова. Предваряя свой подход к градации сложности объектов познания, он отмечает трудности строгого определения и интуитивный характер ее определения. При этом под сложностью, как и в нашей работе, понимается сложное целое - система, и предлагаются следующие группы и ступени системного постижения сложности человеком: группа предметов: (1) единое, или простое целое, (2) малые, или простые, предметы, (3) превращающиеся предметы, (4) большие, или сложные, предметы; группа собственных систем: (5) малые, или простые, системы, (6) большие, или сложные, системы; (7) превращающиеся, или ультрасложные, системы; парадоксальные системы - (8) сверхсистемы.
Единое, или простое, целое - это простейшая модель познаваемого мира без членения предметов и событий на части. Уровень простых, или малых, предметов предстает совокупностью контактирующих независимых цельных предметов. Превращающиеся предметы - это цельные предметы, но способные к взаимным превращениям. Большие, или сложные, предметы, это наборы, образованные жесткими соединениями малых (простых) предметов. Следующие три уровня охватывают динамические системы3, состоящие из многих, связанных между собой элементов. Малые или простые - это модели систем с числом элементов 10-10 и детерминированным их взаимодействием. Большие, или сложные, системы характеризуются числом элементов порядка 104-107 и стохастическим их взаимодействием. Обилие и разнородность элементов потребовали интегративного подхода в процессе познания такой сложности, с упором на целостные свойства. Познание именно этого уровня сложности привело к пониманию информации как отрицательной энтропии1, появлению понятия обратной связи, формирующей целенаправленное поведение систем2, что помогло вскрыть пути борьбы с рассеянием энергии и ростом хаоса.
Превращающиеся (ультрасложные, сверхбольшие) системы - это системы с числом элементов порядка 10-10 , способные к росту, самоуправлению и саморазвитию - самоорганизации.
И, наконец, сверхсистемы - с парадоксальными строением и отношениями между частью и целым, когда часть управляет целым как своей частью. Число элементов парадоксальной системы можно грубо оценить как 1030—10200. Черты парадоксальности присущи человеческому мозгу, моделирующему в себе весь окружающий мир3.
В природе сосуществуют сразу все уровни сложности и наблюдается движение сложности между этими уровнями. Одни системы, развиваясь, увеличивают свою сложность, другие теряют ее. Сложность также как энергия может концентрироваться и рассеиваться.
Для науки как совокупности знаний сосуществование различных уровней сложности и единства мира означает, что и сами наука и знания должны быть сложными: многоуровневыми и организованными. Переход знания с одного уровня сложности на другой Г.И.Поваров связывает именно с иерархическим строением знания, когда в нем наряду с основным содержатся слои более низкой и более высокой сложности, которые находятся в постоянном движении и взаимодействии. Более сложные постепенно консолидируются и расширяются, нижние мало-помалу размываются, преобразуются и вытесняются верхними. Этапы последовательно увеличивающейся системной сложности изучаемых объектов образуют стадии развития знаний. В каждой стадии Г.И. Поваров выделяет два периода: начальный и зрелый. Причем переход от начального периода к зрелому он характеризует как узловой момент развития знаний1, который происходит на границе простого и сложного и сопровождается глубокими перестройками в мышлении и знаниях2.
Постижение человеком предметной сложности началось очень рано, но шло поначалу медленно, подлинный расцвет знаний о сложном произошел лишь в XIX веке, когда в основном сформировалось классическое, ньютонианское естествознание со строгим детерминизмом. Этот момент считается пиком развития аналитических тенденций в познании и может характеризоваться как «зрелый» период систем малой сложности - XIX век. На этом же рубеже естествознание впервые «столкнулось» со стохастическими системами.
Информационно-структурное строение научной концепции
Еще Д.М. Маккей подчеркивал, что «теория информации имеет дело...с проблемой измерения изменений в знании»1. Поэтому, с целью исследования закономерностей изменения структурного строения научных концепций как системных информационных систем проведем анализ этапов развития концептуальных представлений на примере проблемы движения тела под действием силы тяжести.
Эта простейшая, казалось бы, за школьный курс физики задача классической механики для случая движения тел в реальных средах (газовой, жидкостной и, тем более, газожидкостной) до сих пор сохраняет актуальность . С современных позиций закономерности падения тела в материальной среде обусловливаются действием следующих сил .
С одной стороны, силой, вызывающей движение - силой тяжести Fr , которая определяется ускорением падения g и массой тела /77т, зависящей от его плотности рт и объема VT , то есть mT= VTp т. Соответственно, FT = mT g.
С другой стороны, силами, противодействующими движению силами сопротивления среды: силой выталкивания (силой Архимеда) и силой лобового сопротивления движению.
Сила выталкивания, как известно, равна весу вытесняемой телом среды F\ и зависит от объема тела - VC-VT. и удельного веса ус среды ус рс g, где р с - плотность среды. Соответственно, FA= Vc ус
Сила лобового сопротивления среды движению тела F„.c. зависит как от статических параметров тела и параметров среды, так и от динамических факторов - скорости их движения относительно друг Друга.
К определяющим параметрам тела обычно относят его геометрические и фактурные качества: форму тела, в частности -линейный размер 1 или площадь поперечного (лобового) сечения Sr t , перпендикулярные направлению его движения, и обтекаемость формы Ф /, а также состояние поверхности - шероховатость тела и некоторые др.
К определяющим параметрам среды, в которой тело движется, относят ее физико-химические свойства - в основном это плотность рс и вязкость rjc среды, зависящие от природы среды (состава, свойств отдельных компонентов и их совокупности, градиентов этих параметров др.) и термодинамического состояния среды (величин и градиентов температуры, давления и т.п.).
К определяющим динамическим параметрам относят значения относительной скорости движения тела и среды w, которая предопределяет силу лобового сопротивления. В случаях спокойного (ламинарного) обтекания тела эта сила линейно зависит от изменения характерного размера тела / и скорости w, а в случаях вихревого (турбулентного) течения - нелинейно и пропорциональна площади сечения ST t и квадрату скорости иЛ
Сложный характер изменения сил гидродинамического сопротивления обусловлен качественно разными условиями взаимодействием тела и среды вследствие принципиального различия структурных характеристик режимов обтекания. Общее строгое решение задачи об определении силы лобового сопротивления в рамках классической механики невозможно. Не была она до конца решена и средствами неклассической и даже постнеклассической физики. Сегодня имеются лишь частные решения, использующие, обычно, критериальные или эмпирические коэффициенты Yakm. Поэтому и теперь мы можем записать обобщенную формулу силы лобового сопротивления только в неявном виде: Гл.с. =fCLkm, Iе , $г,Ф,рс, Т]с, W...). Суммарное число факторов Л , , влияющих на движение тела в сплошной среде и учитываемых в современных математически формализованных концептуальных представлениях, по нашим подсчетам составляет от 25 до 38 (в зависимости от условий решаемой задачи).
Проследим зарождение и формирование этих концептуальных положений, по возможности придерживаясь хронологии, и проведем их анализ с использованием инструментария структурной функции.
Этап І.Уже в древнегреческой натурфилософии1 мы находим ростки осознания сложного строения как материальных тел, так и окружающей тела сплошной (газовой, жидкостной) среды. Именно тогда впервые обозначились два подхода к пониманию свойств и объяснению закономерностей взаимодействия и движения материальных объектов -предвестники континуальной (непрерывной, однородной) и дискретной (атомистической, разнородной) концепций.
