автореферат диссертации по философии, специальность ВАК РФ 09.00.08
диссертация на тему: Методологический анализ основ теории жизнеспособности бихевиоральных систем

Текст диссертации на тему "Методологический анализ основ теории жизнеспособности бихевиоральных систем"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ОРДЕНА ЛЕНИНА СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ФИЛОСОФИИ И ПРАВА

/,'} 4

* > * /л /

//I • ^ ^ /

/

Хазов Михаил Юрьевич

Методологический анализ основ теории жизнеспособности бихевиоральных систем

Диссертация на соискание ученой степени кандидата философских наук по специальности 09.00.08 - философия науки и техники

Научный руководитель:

Академик АЕН РФ (СПб), чл.-корр, МАИ, доктор философских наук, профессор, засл. деят. науки РФ О. С. Разумовский

На правах рукописи

Новосибирск - 1998

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Понятие жизнеспособности, первоначально используемое только для живых организмов и их таксономических групп, в настоящее время все чаще встречается в литературе при описании биологических, экологических, экономических, социальных, информационных, кибернетических, административных, технических и т. п. систем, то есть из частнонаучного становится общенаучным. Поэтому встает задача его методологического анализа и изучения связи с родственными понятиями выживания, сохранения, устойчивости, надежности, гомеостаза, адаптации, оптимизации и т.п.

В свою очередь, существование зачатков теорий жизнеспособности в биологии, математике, экономике, технике и т.п. ставит задачи методологического анализа основ и построения единой интердисциплинарной теории жизнеспособности бихевиоральных систем (би-систем), которая относилась бы к таким теориям как общее к особенному и служила бы для них надежным теоретическим фундаментом.

Степень разработанности темы исследования. Методологический анализ теории жизнеспособности еще не проводился. Исследовались лишь понятия, родственные понятию жизнеспособности (отражающие такие аспекты ограниченной изменчивости, как устойчивость, надежность, гомеостаз, мера и пр., и средства управления жизнеспособностью (оптимизация и пр.)), и отдельные законы и принципы.

Философскими аспектами проблемы устойчивости занимались Н. Т. Абрамова, П. К. Анохин, Б. В. Ахлибинский, П. И. Балабанов, В. Н. Беклемишев, Н. А. Бернштейн, Н. Винер, П. А. Водопьянов, В. П. Бран-ский, Ф. Ф. Вяккерев, Ю. В. Вульф, В. С. Готт, Н. И. Жуков, М. М. Камшилов, И. Е. Караваев, Р. С. Карпинская, Б. М. Кедров, Г. Клаус, А. И. Кумачев, В. Кэннон, П. Кюри, А. М. Ляпунов, В. А. Марков, Ю. Г.

Марков, С. Т. Мелюхин, Н. А. Мещерякова, Б. И. Мокин, Н. Ф. Овчинников, JI. А. Петрушенко, А. В. Поздняков, И. Пригожин, О. С. Разумовский, В. И. Свидерский, Е. Ф. Солопов, В. И. Столяров, В. Н. Тур-ченко, Б. С. Украинцев, И. Т. Фролов, И. И. Шмальгаузен, Э. Шредин-гер, У. Р. Эшби и др. Вариантом устойчивости, устойчивостью качественной определенности, А. А. Книгин, И. Е. Караваев и др. считают надежность. В методологической литературе понятие надежности затрагивается лишь в отдельных работах, в том числе, у Г. П. Быстрая и Д. В. Пивоварова.

Философско-методологический анализ проблем гомеостаза проводили В.И. Астафьев, Л.Н. Волков, Ю.М. Горский, Н.И. Кулиш, A.A. Логинов, Н.И. Моисеева, В.П. Нефедов, В.Н. Новосельцев, Е.И. Попов, В.И. Разумов, A.M. Степанов, A.A. Ясайтис и др. Предложенные Г.В. Ф. Гегелем законы, принципы и категории диалектики, основывающиеся на категории меры, интерпретировали, развивали и дополняли философы различных направлений.

Отдельными философскими аспектами оптимизации занимались В.А. Ассеев, В.Г. Афанасьев, Э.Г. Винограй, Я.П. Герчук, Н.В. Гришко, Е.С. Жариков, И.И. Ляхов, Ю.Г. Марков, H.H. Моисеев, С.П. Позднева, О.С. Разумовский, В.Н. Савицкий, В.Н. Свинцицкий, И.И. Чурилов, Г.А. Ширшин, B.C. Тюхтин, А.И. Уемов, В.В. Яцкевич и др. Различными аспектами теории систем, кибернетики, информатики, информо-логии занимались Р. Акофф, В.Г. Афанасьев, А.И. Берг, Л. фон Берта-ланфи, И.В. Блауберг, К. Боулдинг, Н. Винер, Э.Г. Винограй, Д.И. Дубровский, Дж. Клир, В.Н. Карпович, Г. Клаус, В.З. Коган, Г.П. Коротко-ва, A.M. Летов, Ю.Г. Марков, М. Месарович, О.С. Разумовский, В.Н. Садовский, М.И. Сетров, А.И. Уемов, Ю.А. Урманцев, А.Д. Урсул, В.П. Фофанов, H.A. Хохлов, Г.П. Шубина, Ф. Эмери, У.Р. Эшби, Г.А.Югай, Э.Г.Юдин и др.

Попытки построения теории жизнеспособности биологических видов предпринимались уже И.И. Шмальгаузеном. Формальная модель выживания систем была предложена У.Р. Эшби. Тестирование жизнеспособности исследуемых клеток является обычным средством различения живых и мертвых микроорганизмов в микробиологии. Средства обеспечения жизнеспособности свойств и отношений были рассмотрены в теории сохранения свойств (ТСС) автора [188]. Средства повышения жизнеспособности организаций рассматривали Ст. Бир, Р. Эспсжо, Р. Харнден, В. Шуман, М. Шванингер и др. Теория фундаментального поля (И.Л. Герловин) предлагает парадигму для исследования жизнеспособных и развивающихся систем с точки зрения атомной физики.

Последние тридцать лет в мире активно развивалась математическая теория жизнеспособности, понимаемой как способность системы сохранять свои характеристики в определенных пределах, при наличии заданных ограничений. Она рассматривает жизнеспособность как способность к ограниченному изменению и изучает классы выживающих траекторий и ядра жизнеспособности. Проблемами, связанными с выживающими траекториями занимались Е.А. Барбашин, A.B. Богатырев, А.И. Булгаков, В.Вельов, П. Воленский, Дж. Дэви, В. Зигмунт. В.А. Комаров, A.C. Кощеев, A.B. Куржанский, A.B. Лотов, М.С. Никольский, О.И. Никонов, А.И. Панасюк, В.И. Панасюк, В.Д. Пономарев, Е. Роксин, И.Ф. Севергин, A.A. Толстоногов, М. Устюжанин, Т.Ф. Филиппова, Ф.Л. Черноусько и др. На важность учета ограниченной изменчивости при описании различного рода систем указывали также A.B. Жирмунский, В.И. Кузьмин, А.И. Кумачев, Д.Х. Медоуз, Д.Л. Медоуз, А.Я. Райбекас, И. Рандерс, Ю.Н. Соколов, К. Шмидт-Ниельсен и др.

Сфера применения микробиологических методов оценки жизнеспособности ограничена микроорганизмами, поэтому понятие жизнеспособности редуцировано здесь исключительно к репродуктивной

способности клеток. Созданием методов оценки жизнеспособности микроорганизмов занимались П.А. Ивашкевич, К.А. Кощеенко, К.А. Луста, Б.Я. Михайлов, Г.М. Мобильницкий, Г.И. Рожков, Г.К.Скрябин. Н.Г. Старостина, В.И. Суровцев, A.JI. Тамарин, B.C. Тюрин, Б.А. Фихте, Р.К. Грэхем, Д.Е. Грамптон, A.A. Гуа, Д.Р. Хантер, С.С. Ли, М.Б. Ливен, Е.Х. Март, Д.Р. Постгейт, Е.О. Пауэлл, Ф.М. Робинсон, Х.Г. Ванг и др.. Проблемой влияния различных факторов на жизнеспособность семян занимался A.M. Пятин.

Основным предметом геронтологии и медицины, теорий эволюции и адаптации, социальных учений и религий является, фактически, повышение жизнеспособности соответствующих би-систем. Поэтому в список методологических исследований по жизнеспособности входят и все философские и методологических работы по указанным темам.

Представления о структуре теории и методологии научного познания тоже можно рассматривать как элемент основы теории жизнеспособности. В отечественной философской литературе наиболее значительные работы здесь принадлежат В.И. Аршинову, Л.Б. Баженову, Б. В. Бирюкову, В.П. Бранскому, М.С. Бургину, Д.П. Горскому, А.Ф, Зотову, П.В. Копнину, A.C. Кравцу, Б.Г. Кузнецову, В.И. Кузнецову, Е. Е. Ледникову, В.А. Лекторскому, Е.А. Мамчур, И.П. Меркулову, М.В. Мостепаненко, М.Э. Омельяновскому, Б.Я, Пахомову. A.A. Печенкину, М.В. Поповичу, О.С. Разумовскому, А.И. Ракитову, Г.И. Рузавину, В.А. Садовскому, B.C. Степину, A.A. Фурману, В.В. Целищеву, В.А. Штоф-фу, B.C. Швыреву и др. В зарубежной методологии и философии науки интенсивно обсуждали проблемы структуры научной теории и ее функций М. Бунге, Р. Витгенштейн, Г. Гемпель, Р. Карнап, Т. Кун, И. Лакатос, Т. Саймон, П. Суппес, Н. Хэнсон, А. Тарский, Р. Туомела, П. Фейерабенд, Ф. Франк, В. Штегмюллер и др.

Цели и задачи исследования. Основной целью исследования является философско-методологический анализ предпосылок, возможности, путей и средств построения теории жизнеспособности бихевио-ральных систем, ее возможных основ. Различие определений понятия жизнеспособности в математической, биологической и экономической теориях жизнеспособности порождает стремление выяснить степень оправданности каждого из практикуемых подходов, дать адекватное определение жизнеспособности би-систем; выявить формальные модели, позволяющие реконструировать это понятие; определить законы, действующие в пространстве этих моделей, и перечень подсистем идеальной теории жизнеспособности бихевиоральных систем. В дальнейшем, для краткости, под системой будет пониматься именно бихевио-ральная система, если иное не оговорено особо.

Для достижения поставленных в диссертации целей автором решались следующие задачи: анализ существующих определений жизнеспособности; обсуждение некоторых формальных моделей жизнеспособности; приведение номологической структуры теории в соответствие с выбранными моделями; анализ методов построения теории жизнеспособности; выбор фундаментальных принципов и понятий теории жизнеспособности; анализ структуры теории жизнеспособности; выбор методов порождения и верификации выводов; анализ идей оптимизации в теории жизнеспособности; анализ постановок задач управления жизнеспособностью.; внешнее обоснование теории путем демонстрации возможностей порождения выводов с помощью предлагаемых методов.

Теоретическая и научная база исследования. В простейшем случае, для слабоизменяющихся унитарных систем, в отсутствие качественных изменений, самореплицирования, наследственности и преемственности, естественного отбора, социальных эффектов и т.п., жизнеспособность можно трактовать как единство устойчивости и надежно-

сти. Поэтому в исследовании были учтены основные идеи соответствующих теорий, в первую очередь, концепции открытости систем и го-меостаза. Кроме этого, использовались идеи математической, биологической и экономической теорий жизнеспособности, теорий адаптации и эволюции, теорий систем и нечетких множеств, теории графов, теории конечных автоматов, кибернетики, информологии и синергетики. Для экспликации и формализации понятия жизнеспособности были привлечены математические и кибернетические модели. Поиск методов построения теории осуществлялся в среде математических теорий, работ по кибернетике, системотехнике и по анализу научных теорий.

К принципам, лежащим в основе исследования, относится, прежде всего, принцип ограниченной изменчивости (ограниченного разнообразия), основанный, в свою очередь, на принципах ограниченности и идеях о наличии разнообразия в различных системах (Г.В. Лейбниц, Г. В. Ф. Гегель, Ф. Энгельс и др.), о возможности их изменения (закон необходимого разнообразия состояний информационных систем У.Р. Ош-би). При таком подходе необходима логика, учитывающая не только действительность, но и возможность (H.A. Васильев). Фундаментальным для учета изменчивости является принцип причинности. Для открытых систем фундаментальны идея самоорганизации (Г. Ыиколие, И. Пригожин, И. Стенгерс, Г. Хакен и др.) и требование соответствия системы и среды (закон согласования строения и ритмики частей (подсистем), закон анатомической (структурной) корреляции (Ж. Кювье) и пр.).

К фундаментальным методологическим принципам, лежащим в основе исследования, относятся: 1) возможность представления системы совокупностью ее свойств и отношений [23; 25]; 2) идея анализа проблемы по частям (Декарт); 3) теорема Маккаи-Реиса о возможности полного представления системы в некотором пространстве («вся совокупность состояний исследуемых естествознанием объектов пока что

целиком и полностью, без какого-либо остатка, «погружаема» в абстрактное пространство достаточно простой топологической природы — в так называемые предтопосы») [3].

Научная новизна работы отражена в следующих положениях диссертации:

1. Развит подход к построению теории жизнеспособности с позиции того общего, которое присутствует во всех определениях жизнеспособности в конкретных науках и заключается в относительном сохранении некоторых свойств би-системы в специфической окружающей среде и количественном и качественном изменении би-систем в пределах некоторых ограничений. Показано, что такими сохраняемыми свойствами в первую очередь являются системообразующие свойства, а также обеспечивающие себетождественность, необходимую изменчивость би-систем и связи их со средой. Обоснована мысль о том, что понятие изменения би-систем включает в себя понятия «ограниченного» и «необходимого» разнообразия.

2. Эксплицирована концепция ограниченной изменчивости (ограниченного разнообразия), которая дополняет структурное, реляционное и функциональное представления систем. На ее основе сформулировано философское определение жизнеспособности для би-систем.

3. Обоснована возможность создания единой интердисциплинарной теории жизнеспособности на основе концепций ограниченной изменчивости и средств сохранения жизни; намечены пути к ее построению и ориентировочный состав при предположении, что жизнеспособны (в широком смысле этого слова) все объекты такой теории, различны только продолжительности их «жизни». Под объектом теории здесь понимается любая би-система, процесс, свойство или отношение, их класс или последовательность поколений.

4. Показано, что обеспечение единства теории жизнеспособности би-систем возможно путем перехода от анализа би-систем к анализу их свойств, сопоставления этим свойствам и отношениям их локусов, понимаемых как области ограниченного изменения, и последующего анализа движения образов объектов теории относительно границ этих локусов. Показана важность познания границ локусов и изучения пограничных ситуаций.

5. Утверждается, что кроме концепций ограниченной изменчивости и средств сохранения жизни для построения адекватной теории жизнеспособности би-систем могут потребоваться также: а) синергети-ческие представления о неоднородности и неизотропности пространств состояний сложных открытых систем, о самоорганизации в потоках вещества, энергии и информации; б) результаты специальных теорий устойчивости и надежности, теории систем, теории нечетких множеств, теоретической экологии, теории адаптации, теории эволюции, частных теорий жизнеспособности, ряда других естественных, технических и гуманитарных наук; в) теорий количественной и качественной оптимизации, а также эффективности би-систем разного рода.

6. Показано, что в теории жизнеспособности би-систем помимо понятий управления с помощью обратных связей, опережающего отражения, деятельности и других понятий, отображающих средства сохранения жизни, можно использовать также понятие «рельефа локу-са» (т.е. скоростных, ресурсных и т.п. ограничений на изменения), понятия и идеи прочностной и пассивной стратегий.

7. Показано, что основным объектом концепции оптимизации жизнеспособности должно быть не состояние, а распределение состояний или свойств системы.

8. В качестве претендентов на статус философских категорий предложены понятия «жизнеспособность», «локус», «рельеф локуса», «граница локуса», «пограничная ситуация».

9. Уточнен и переформулирован известный в экологии принцип перехода избыточности в самоограничение.

Теоретическая и практическая ценность исследования.

Результаты данного исследования дают возможность найти адекватный подход к созданию единой интердисциплинарной теории жизнеспособности би-систем, которая может рассматриваться как методологический базис проектирования поведения, обеспечивающего нужную степень жизнеспособности, в социальной, экономической, экологической и инженерной практике, особенно при проектировании принципиально новых больших и сложных систем. Требование учета жизнеспособности систем в процессе их анализа, сравнения и оценки, «удваивая» познавательное пространство на действительное и возможное, модифицирует гносеологический подход к миру. Данное исследование позволяет по-новому взглянуть на теоретические представления о процессах существования, развития и выживания би-систем.

Интерпретация би-систем как обладателей абстрактных свойств и создаваемая на этой основе теория жизнеспособности позволяют установить связь между различными естественными, гуманитарными и техническими науками, создают предпосылки для разработки единого общенаучного языка и развития современной общей теории систем, сис-темологии и системотехники. Их можно также положить в основу онтологии би-систем и использовать для формирования общенаучных законов и философских принципов на основе частнонаучных законов.

Экспликация понятия жизнеспособности и формализующие ее модели могут быть предметом учебных спецкурсов для студентов био-

логических, экологических, экономических, социальных, инженерных и др. специальностей.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на XIX-M Международном философском конгрессе (Москва, 1993); на Международном конгрессе по обра�