Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Взаимодействия в неживой природе 33
1.1. Проблемы познания взаимодействий 33
1.2. Взаимодействия и целостность объектов неживой природы 78
Выводы к главе 1 108
ГЛАВА 2. Взаимодействия в живой природе 111
2.1. Зарождение и эволюция экологического взаимодействия 111
2.2. Познание многообразия экологических взаимодействий
Выводы к главе 2 148
ГЛАВА 3. Диалектика экологического взаимодействия 151
3.1. Структура экологического взаимодействия 151
3.2. Проблемы редукции и физикализации в познании экосистем 129
3.3. Гармонизация социального и экологического 208
Выводы к главе 3 226
Заключение 229
Литература 235
- Взаимодействия и целостность объектов неживой природы
- Зарождение и эволюция экологического взаимодействия
- Познание многообразия экологических взаимодействий
- Проблемы редукции и физикализации в познании экосистем
Введение к работе
Актуальность темы исследования
Актуальность исследуемой в диссертации темы обусловлена многогранностью аспектов взаимодействия общества и природы и сохраняющейся остротой экологических проблем в современном мире.
В процессе саморазвития человеческая цивилизация совершенствовала способы адаптации и постепенно заменила биотическое приспособление к окружающей природной среде на преобразование природной среды в соответствии со своими интересами путем ряда снятия с помощью техники ограничений, присущих человеческому организму. Орудия труда вначале позволили снять ограничения по мощности воздействия на природные объекты, затем искусственные источники энергии позволили преодолеть энергетические ограничения, а вычислительная техника вывела человека непосредственно из процессов взаимодействия с природными объектами и преодолела ограниченные возможности его нервной системы как органа оперативного управления. Однако при этом стало очевидным хроническое отставание научного обоснования возможностей и меры антропогенных воздействий на природу от фактического роста этих воздействий. В результате, с середины XX века, когда по меткому выражению В.И. Вернадского, мощность стихийных антропогенных воздействий на природу достигла мощности геологических процессов, проявились последствия природоразрушающей деятельности человека в резком ухудшении экологической ситуации в мире, а местами она достигла критического состояния: по загрязнению почв, по дефициту чистой воды и не рассеивающемуся смогу над промышленными центрами. Это вызвало нарастание общественного недовольства и привело к росту общественных движений в защиту экологически чистого образа жизни. Особую роль в пробуждении общественного экологического сознания сыграли в 70-х годах
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 5
прошлого века доклады «Римского клуба», остро поставившие проблемы дальнейшего существования человечества в ограниченных рамках Земного шара. Эти доклады были подкреплены и научно обоснованы в работах российских учёных, в частности академика Н.Н. Моисеева, который руководил созданием моделей основных сценариев возможного развития человеческой цивилизации при сохранении существующих тенденций.
В ряде стран мира, особенно в Европейских странах, недовольство общественности достигло политических форм и привело к принятию законодательных мер регулирования воздействий на природу. В синтезированном виде эти идеи нашли отражение в итоговых документах Конференции ООН в Рио-де-Жанейро в 1992 году , в которой приняли участие главы 179 государств мира. В решениях конференции сформулирована концепция устойчивого развития, коэволюции человеческого общества и природы, которая получила дальнейшее развитие в системе международного законодательства, в частности в Киотском протоколе об изменении климата, предусматривающем сокращение выброса парниковых газов в атмосферу индустриально развитыми странами мира. Однако реальные успехи мирового сообщества в создании эффективных мер по сохранению природы показывают, что перелом от ухудшения к улучшению ситуации не только не произошел, но даже пока не намечается, уже реальными стали отрицательные последствия глобального потепления климата в форме возросшей неустойчивости атмосферы, возрастания частоты и масштабов природных катаклизмов.
В современных естественнонаучных исследованиях экологической направленности на биологическом уровне активно изучаются воздействия экологических факторов на различные виды живых организмов, а также популяци-онные механизмы адаптации. Значительных успехов достигли исследования экологических систем всех уровней, а также глобальных процессов биотиче-
1 См.: Повестка дня на 21 век и другие документы конференции в Рио-де-Жанейро в популярном изложении. - Женева: SRO-Kundid S.A., 1993. - 70с.
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 6
ского круговорота веществ на планете, особенно в рамках развиваемых в трудах российских учёных биогеохимии (В.И. Вернадский) и биогеоценоло-гии (В.Н. Сукачев).
Острота экологической ситуации породила массу философских исследований, которые направлены в основном на раскрытие сущности глобальных проблем взаимоотношения общества и природы в форме концепций социальной и глобальной экологии, стали особенно популярными идеи В.И. Вернадского о ноосферном пути развития человечества.
Однако, несмотря на многообразие философских, научно-теоретических и прикладных исследований в данной области, остаются ещё недостаточно проработанным вопрос о сущности экологического взаимодействия, в результате чего не достаточно интенсивно идет процесс выработки понимания путей гармонизации отношения общества к своей природной основе, размываются экологические аспекты в разнообразных сферах человеческой деятельности, происходит смешение этих сфер, необоснованно расширяется понятия «экологического» и оно превращается в модную бессодержательную абстракцию.
Степень научной разработанности проблемы
1. Становление и развитие экологических исследований
Отправным моментом в развитии естественнонаучных экологических исследований можно считать XIX век, когда русский учёный К. Ф. Рулье (1814-1858гг.) заложил теоретическую основу для направлений и методов изучения животного мира, наметил пути познания закономерностей
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 7
животного мира, наметил пути познания закономерностей взаимоотношений
животных и среды, животных и человека, человека и среды .
К этому времени относятся работы по изучению зональности природы. Л.П. Семенов (Тян-Шанский, 1827-1914 гг.) исследовал закономерности вертикального распределения растительности в горных областях, зональность растительного покрова и всей природы. Он ещё в 1856 г. проводил идею об активной роли человека во взаимоотношениях с природой, что впоследствии нашло своё отражение в представлениях В.И. Вернадского о ноосфере. Н.А. Северцов (1827-1885 гг.) изучал закономерности распределения растительного и животного мира по вертикальным и горизонтальным поясам. В трудах К. Ф. Рулье, Н. А. Северцова, П. П. Семенова получили развитие идеи о нераз-
;" 'л~ -'.[ .,,.,,...,,.,.. ,,.;.";;.; у;;;,- - -;;!:!, бы.'!!! ,;,_,;, J . :.\ г.;: _'::; л
;_;„ wil;^.„..ьс г.ул ;;рнч;ыпиП иишісимости их иволюции от изменений среды обитания, показана необходимость исследования образа жизни животных и их отношения к внешним условиям, а также взаимоотношений человека и природы.
Подобные представления были характерны не только для российских исследователей, но и для ученых других стран. Например, немецкий географ и путешественник А. Гумбольдт (1769-1859 гг.) ввел в науку понятие «жизнесфе-ра», понимая под ним взаимосвязанную систему живых организмов (1826 г.), рассматривал взаимоотношения человека с природой. Английский эволюционист Ч. Лайель (1797-1875 гг.) провел анализ проблем взаимодействия организмов с геолого-географической средой (1830—1833 гг.) и оценивал деятельность человека.
Понятие «экология», введенное Э. Геккелем (1834-1919 гг.) в 1866г. под непосредственным влиянием Ч. Р. Дарвина (1809-1882 гг.), определило в каче-
О вкладе русских учёных в развитие экологии см.: Дедков Ю.М., Береснев С. М. Эволюция экологических взглядов российских ученых X1X-XX вв. //Экология промышленного производства. -2000. - Вып. 1.
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 8
стве области научных исследований «общие отношения животных как к их неорганической, так и к их органической среде, их дружественные и враждебные отношения к другим животным и растениям, с которыми они вступают в прямые или непрямые контакты, или, одним словом, все те запутанные взаимоотношения, которые Дарвин условно обозначил как борьбу за существование» . Здесь важно подчеркнуть, что в приведенном исходном понимании «экология» связана с взаимодействием организма с его окружением, именно такое взаимодействие является «экологическим».
Немецкий химик Ю. Либих (1803-1873 гг.) разработал теорию плодородия почвы и принципы ее улучшения посредством внесения минеральных удобрений, он следовал общепринятому в то время взгляду, согласно которому природа, приспосабливаемая к нуждам человека, может быть существенно улучшена его целенаправленными усилиями.
ВВ. Докучаева (1846-1903 гг.) изучал естественно-исторические и почвенные зоны и определил географическую зону как генетическую область, которую следует рассматривать с учетом изменяемости природы во времени и пространстве. Он изучал взаимные связи, закономерные сочетания элементов природы, взаимно обусловливающих друг друга, включив почвы в число элементов природы, проводил в каждой природной зоне оценку природных условий и рассматривал комплекс необходимых мер с целью обеспечения пригодности для сельскохозяйственного производства. Последователи В.В. Докучаева Г.Я. Высоцкий (1865-1940 гг.) и В.Н. Сукачев (1880-1967 гг.), смогли выделить элементарные ландшафты, из которых состоят географические зоны, и дать им детальную характеристику. Русский химик ДМ. Швида-леев изучал изменение химического состояния окружающей среды (атмосферы и гидросферы) и влияние деятельности человека на среду обитания и среды обитания на человека.
3 Цит. по кн.: История биологии с древнейших времен до начала XX века. - М.: Наука, 1972, с.413.
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 9
Исследования влияния условий жизни на живые организмы привели к пониманию, что каждый относительно небольшой участок территории по его положению, почвенным условиям, геологическому строению, составу и характеру растительности имеет своеобразно сложившийся мир животных. Это позволило немецкому гидробиологу К. Мебиусу (1877 г.) ввести в науку понятие «биоценоза» как сообщества живых организмов, занимающих определенную территорию, приспособленных к внешней среде и друг к другу, связанных в единое целое, изменяющегося при изменении условий среды или изменении численности отдельных видов.
Следующий этап развития экологических исследований относится к XX веку и связан, в первую очередь, с именами В.И. Вернадского (1863-1945 гг.), В.Н. Сукачева (1880-1967 гг.), Н. В. Тимофеева-Ресовского (1900-1981 гг.), С.С. Шварца (1919-1976 гг.). В.И. Вернадский превратил экологию в науку, раскрывающую свойства живых организмов во взаимосвязи с окружающей средой, показал взаимосвязь эволюции биосферы и эволюции видов в новом биогеохимическом аспекте. Он ввел представления о совокупности живых организмов на планете как «живым веществе»; о биосфере как о комплексной геологической оболочке; о человечестве как новой геологической силе, опирающейся на силу научной мысли; о ноосферном пути развития человечества. По его мнению, "живое вещество", входя в геохимические циклы химических элементов в земной коре, играет огромную роль по их перемещению, концентрации и рассеянию.
В. Н. Сукачев расширил учение о биосфере Земли, создал учение о биогеоценозах как элементарных и целостных экосистемах, в которых осуществляются сложные процессы фиксации и трансформации лучистой энергии, синтез и распад органического вещества, биологический круговорот химических элементов. В его представлении биогеценоз - это единство организмов и среды их обитания, в котором равноправными компонентами являются организмы,
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 10
атмосфера, горная порода, почва, гидрологические условия. Это единство обеспечивает трансформацию и полезное использование живыми организмами солнечной энергии, круговорот вещества. В.Н. Сукачев исследовал закономерности эволюции природных систем и показал, что «признаками прогрессивности в биогеоценозах надо считать усложнение организации, структуры и более интенсивной, более глубоко и разносторонне захватывающий все компоненты биогеоценоза процесс обмена веществом и энергией между ними» .
Дальнейшее развитие и конкретизацию экологические исследования получили во второй половине XX века. На основе разработанной В.Н. Сукачёвым концепции и вскрытой им системообразующей роли вещественно-энергетических потоков в биогеоценозе развернулись систематические исследования с применением всего накопленного арсенала биологических, физико-химических, математических и других методов, произошло углубления представлений о механизмах функционирования и эволюции на всех уровнях организации биогеоценоза, началась интенсивная специализация и дифференциация экологических дисциплин.
Н. Н. Моисеев (1917-2000 гг.) поднимал вопросы об актуальности глобальных экологических проблем, руководил разработкой программно-математических моделей и исследований природных процессов, их взаимодействия и эволюции в биосфере с учётом деятельности человека. Модели климата позволили проследить последствия изменений средней температуры атмосферы, меняющие структуру циркуляции земной атмосферы и зональный перенос влаги. С помощью математической модели биосферы как единого целого делались прогнозы будущего человечества, вводя различные сценарии человеческой активности. В моделях научно-технического прогресса была показана человеческая активность и ее возможные негативные ре-
4 Сукачёв В.Н. Структура биогеоценозов и их динамика // Диалектический материализм и современное естествознание. Структура и формы материи / Отв.ред. М.Э. Омельяновский. - М.: Наука, 1967. -^ С. 572.
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. I 1
зультаты. Рассматривая нарушения природных балансов и экологический кризис, который сейчас переживает человечество, Н. Н. Моисеев видел выход в изменении сознания людей, создании "новой цивилизации".
Таким образом, за прошедшие годы область применения понятия «экологический» в общем употреблении и в научно-исследовательских работах расширилась, в него были включены взаимодействия с окружающей средой объектов, относящихся практически ко всем структурным уровням организации живого, социальной и природной сфер от взаимодействия отдельных организмов с природной средой и антропогенными объектами до взаимодействия человеческого общества с биосферой в целом.
2. Смежные исследования в биологии и эволюционной химии
Для понимания степени разработанности рассматриваемой проблематики помимо рассмотрения результатов естественнонаучных экологических исследований необходимо также остановиться на исследовании наиболее существенных свойств живого, которые собственно и определяют его потребность в экологических взаимодействиях. Ввиду безграничного объёма исследований на всех уровнях организации живого, не умаляя заслуги других естествоиспытателей, отметим только работы И.И. Шмальгаузена (1884-1963) и А.П. Руденко, которые оказали наиболее значительное влияние на характер настоящего диссертационного исследования.
В работах И.И. Шмальгаузена рассматриваются проблемы целостности живого организма в процессе индивидуального и исторического развития, раскрывается механизм саморегуляции, адаптации живого к окружающей среде в процессе его эволюции за счёт преобразования и накопления генетической информации.
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 12
Важными для понимания сущности взаимодействия живого с окружающей средой являются результаты работ в эволюционной химии, а именно - теории саморазвития элементарных открытых каталитических систем (ЭОКС), развиваемой в работах А.П. Руденко. Химическая теория происхождения жизни на основе саморазвития ЭОКС вскрыла причины, движущие силы, основной закон прогрессивной химической эволюции, установила механизм естественного отбора на химическом уровне и на основании экспериментальных исследований дала количественное описание естественных этапов химической эволюции вплоть до перехода к жизни.
ЭОКС является генетическим предшественником живых систем. Это система целостная и открытая, она существует и устойчива только при постоянном взаимодействии с окружающей средой в форме обмена веществом и энергией. При прекращении обмена система погибает и теряет целостность. Но сохранение обмена означает, что сохраняется постоянный приток компонентов так называемой базисной реакции и производится удаление её продуктов. Эволюционирующая каталитическая система элементарна, т.е. она представляет собой целостный неделимый в функциональном отношении объект, при осуществлении базисной реакции все вещества и сопровождающие её реакции связаны в единый кинетический континуум. Целостностью и открытостью системы обусловлены такие свойства, не выводимые из свойств составляющих её элементов, как динамический тип устойчивости, способность реагировать на воздействия внешней среды, сохраняя при этом своё существование в определенных пределах изменения воздействий, а также саморазвиваться.
Для диссертационного исследования важны выводы теории, что в процессе эволюции ЭОКС проходят химический и предбиологический этапы своего развития, в процессе которых преодолеваются определённые кинетические
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 13
пределы развития - 1 -й температурный и 2-й концентрационный и на смену им приходят другие, а ЭОКС претерпевает соответствующие изменения.
Переход к биологической эволюции связан с преодолением 2 кинетического (концентрационного) предела роста за счет формирования свойства самовоспроизведения. Именно с этого момента система перестает быть просто каталитической, она становится живой системой (организмом). Как отмечает А.П. Руденко, в существовании и в саморазвитии каталитических систем вплоть до преодоления 2 кинетического предела нет ничего живого - это проявление мертвой природы, осуществляемое в рамках химических законов и химической формы этого движения.
3. Философские исследования
Философское осмысление проблем взаимодействия общества и природы опирается на понимание общих проблем теоретической биологии, в том числе сущности живой материи, и представлено в работах А.И. Опарина, К.Х. Уодингтона, Л. Берталанфи, И.Т. Фролова, Г.А. Югай, Р.С. Карпинской, М.М. Камшипова и других философов, развивающих целостный подход к определению сущности жизни и исследующих присущие живому фундаментальные свойства, в том числе: способность к преодолению нарастания энтропии, единство изменения и сохранения при открытости и непрекращающемся обмене с окружающей средой, «целесообразность» организации, способность образовывать сложные иерархические структуры, способность приспосабливаться к окружающей среде, накапливать и генетически передавать по наследству адаптивную информацию. В результате проведения исследований сформулированы общие подходы к пониманию сущности жизни и создана методологическая база для построения общей теории жизни, получило дальнейшее развитие данное Ф. Энгельсом определение жизни как формы
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 14
существования белковых тел. В.Н. Веселовский, например, даёт следующее определение: «Живая материя представляет собой специфическую форму движущейся материи, которая обладает сущностным свойством динамического самосохранения»5. Вместе с тем, пока не получили достаточного философского осмысления результаты теории ЭОКС и не раскрыт эвристический потенциал этой теории для познания сущности экологического взаимодействия.
Не получили пока достаточной философской оценки возникшие в связи с эффективным использованием физико-химических методов и подходов в экологических исследованиях казалось бы ушедшие в прошлое попытки редукции биотических и экологических явлений к их физико-химической основе и связанная с этим философская проблематика. Эти проблемы ранее поднимались в биологии и уже были исследованы на основе диалектико-материалистического подхода в работах И. Т. Фролова, Л. Б. Баженова, PC. Карпинской, Н.П. Депенчук, ВТ. Борзенкова и других учёных, но опять требуют актуализации на основе анализа особенностей познавательного процесса в экологических исследованиях.
В работах М.Ф. Веденова, ВИ. Кремянского, А.Т. Шаталова, М.И. Сетрова, А.А. Малиновского, И.М. Завадского и др. развивается концепция уровней организации живого, М.А. Голубец и Н.Ф. Реймерс вводят систему классификации двух рядов организации: живого (биосистем) и единства живого со средой обитания (экосистем), которые обеспечивают существование и адаптацию живых организмов и надорганизменных систем к условиям окружающей среды. В основу последовательно усложняющегося ряда биосистем положены представления об эволюции видов живых организмов. При этом биогеоценоз рассматривается как элементарная единица биосферы, имеющая свой жизненный цикл. Но причины и закономерности генезиса и эволюции после-
5 Веселовский В.Н. О сущности живой материи. - М.: Мысль, 1971, с. 214.
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 15
довательного ряда экологических систем от простейших форм, соответствующих начальным стадиям развития живого, до современного состояния раскрыты пока не в полной мере, не раскрыта взаимообусловленность коэволюции биосистемного и экосистемного рядов организации живого. Отсутствует также анализ закономерностей эволюции адаптационных свойств целостных систем в ряду от физических систем, через химические и биотические системы к экологическим системам, а также анализ особенностей и закономерностей эволюции содержания и формы присущих этим системам взаимодействий с окружающей средой.
Значительное внимание философов привлекают проблемы глобальной экологии, в том числе взаимодействия общества и природы. Здесь можно отметить работы//. Т. Фролова, Э.В. Гирусова, И. П. Герасимова, Ю.П. Тру сова, В. А. Лось, A.M. Старостина, М.И. Будыко, А.А. Горелова и др. Большой вклад в развитие и пропаганду идей В. И. Вернадского вносят работы А. И. Субетто. Важную роль в глобально-экологических исследованиях играют ценностно-ориентированные оценки и прогнозы, однако они в недостаточной степени используют результаты исследований биологического и биогенотического уровней и, в определенной степени, от них дистанцированы, что снижает убедительность и прогностическую силу получаемых выводов.
Для раскрытия структуры экологического взаимодействия, анализа его генезиса и закономерностей развития, в диссертационном исследовании пришлось рассмотреть круг вопросов, связанных с философским пониманием взаимодействия как формы движения, взаимосвязи форм движения и структурных уровней организации материи.
Постановка проблем понимания человеком противоречивости движения в природе восходит к истокам древнегреческой философии, сформулированы они были в рамках онтологической проблематики Парменидом (VI в. до н.э.) и Зеноном (V в. до н.э.), а затем получили обобщение в трудах Аристотеля
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 16
(IV в. до н.э.), который предложил решение за счёт выделения двух независимых и первичных сущностей: 1) активной формы - источника движения и 2) инертной материи. Другое, противоположное первому, решение - признание единства материальных структур и форм их движения, восходит к атомистическим идеям Левкиппа (V в. до н.э.) и Демокрита (V-IV вв. до н.э). Принципиальное разрешение данной проблемы было получено Ф. Энгельсом (1820-1895 гг.) и В.И. Лениным (1870-1924 гг.) в диалектико-материалистической концепции единства форм движения и форм организации материи. Естественнонаучное обоснование эта концепция получила в форме корпускулярно-волновой дополнительности объектов микромира в работах Н. Бора (1885-1962 гг.) и В. Гейзенберга (1901-1976 гг.), а также в дополнительности исследования структуры и функций живого. Дальнейшее философское осмысление и развитие концепция получила в процессе разработки категорий материалистической диалектики в работах А.П. Шептулина, А.Г. Спиркина, СТ. Мелюхина и др., системного подхода и системно-структурной методологии в работах В.И. Свидерского и Р.А. Зобова и др., исследования проблем пространства и времени в работах В.И. Вернадского, М. Мерло-Понти, Г.П. Аксенова, А.П. Левич, A.M. Молчанова, Т.П. Лолаева, П.П. Гайденко и др., развитии теории диссипативных структур и нестабильности (синергетики) в работах Г. Хакена, ИР. Пригожина, И. Стенгерс, СП. Кур-дюмова, Ю.А. Данилова, Ю.Л. Климонтович, В.И. Аршинова и др. Эти разработки представляют надёжную методологическую базу для философского анализа структуры взаимодействий в природе, в том числе экологического взаимодействия, однако вопрос о понимании взаимодействия как процесса, о взаимосвязи различных форм организации и форм движения материи в процессе взаимодействия проработан ещё не достаточно. Об этом, например, свидетельствует дискуссия по данной проблеме в журнале «Вопросы философии»6, а также материалы, представленные на сайте ИФ РАН7.
6 См.: Арлычев А.Н. Проблема познания процесса в философии и науке // Вопросы философии. - 1999. - №3. -С. 85-96.; Захаров В. Д. Метафизика в науках о природе//Вопросы философии. - 1999. -№3. -С. 97-111.
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 17
Выявленные в процессе первоначальной проработки поставленной проблемы нерешенные задачи обусловили выбор объекта, предмета, цели и методологии диссертационного исследования.
Объект и предмет диссертационного исследования
Понятия «объект» и «предмет» в повседневном обиходе употребляются как синонимы, что соответствует их происхождению: objectum (лат.) - предмет8. А.И. Уемов добавляет в этот ряд понятие «вещь» и пишет, что они «будут употребляться как равнозначные и заменяться друг другом лишь из стилистических соображений»9.
В науке понятия «объект» и «предмет» приобрели различное категориальное значение. Под объектом понимается «то, что противостоит субъекту в его предметно-практической и познавательной деятельности. Объект не просто тождественен объективной реальности, а выступает как такая её часть, которая находится во взаимодействии с субъектом, причём само выделение объекта познания осуществляется при помощи форм практической и познавательной деятельности, выработанных обществом и отражающих свойства объективной реальности»1 . Соответственно, предмет - это категория, обозначающая некоторую целостность, выделенную из мира объектов в процессе человеческой деятельности и познания , определенный аспект исследования объекта.
Объектом диссертационного исследования является многообразие взаимодействий в природе, а предметом исследования - закономерности генезиса и эволюции взаимодействия живых организмов и надорганизменных систем с
7 См.: Кулигин В.А. Причинность и взаимодействие в физике // http: // www/philosophy.ru/iphras/library/
8 См.: Философский энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1989. - С. 437.
9 Уемов А.И. Вещи, свойства, отношения. - М.: Наука, 1975. - С. 4.
10 Философский энциклопедический словарь. - С. 437-438.
11 Там же.-С. 505.
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 18
окружающей средой в закономерной связи с саморазвитием природных систем.
Цель и задачи исследования
Цель диссертационного исследования - раскрыть сущность и единство в многообразии типов экологического взаимодействия как специфического вида адаптационного взаимодействия целостных объектов с окружающей средой, характерного для живого. Для достижения цели были поставлены и решались следующие задачи, которые нашли отражение в соответствующих разделах работы:
исследовать процессы взаимодействия целостных объектов с окружаю
щей средой в неживой природе, а также особенности их познания. В том
числе:
рассмотреть исторически сложившиеся подходы к познанию взаимодействий в природе;
рассмотреть гносеологические проблемы, возникающие в процессе познания взаимодействий в природе, раскрыть возникающие при этом ограничения и пути их преодоления;
исследовать механизм формирования целостности и адаптационных свойств у физических и химических объектов;
исследовать особенности процессов взаимодействия живых объектов с
окружающей средой, в том числе:
провести философский анализ представленных в работах А.П. Ру-денко результатов исследования процесса саморазвития ЭОКС как непосредственных предшественников живого, исследовать сущность и закономерности эволюции их взаимодействия с окружающей средой;
исследовать специфику и раскрыть сущность взаимодействий с окружающей средой целостных объектов экосистемного ряда организации живого, исследовать многообразие присущих им экологических взаимодействий;
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 19
исследовать диалектику и единство в многообразии экологических взаимодействий, в том числе:
исследовать изменение структуры процесса взаимодействия целостных объектов с окружением при эволюции от низших форм движения к высшим;
исследовать экологическое взаимодействие живого как процесс, раскрыть особенности его структуры и процесса «снятия» низших форм взаимодействия в высших;
исследовать особенности процесса познания экосистем;
исследовать изменения в характере экологических взаимодействий в связи с влиянием антропогенного фактора, выявить пути гармонизации социального и экологического.
Теоретические и методологические основания исследования
Тема диссертации носит междисциплинарный и комплексный характер, работа основана на диалектико-материалистической методологии, принципах историзма и системности, используется системно-генетическом подход, общенаучные и естественнонаучные методы. Работа опирается на труды ученых естествоиспатателей и философов: по проблемам научного познания -Г.Гегеля, И.Канта, К.Маркса, Ф.Энгельса, В.И. Ленина, П.В. Копнина, Б.М. Кедрова, Ю.Г. Маркова, СТ. Мелюхина, Г. Хакена, И. Пригожина, Э.В. Ильенкова, Л.Б. Баженова, И.А. Акчурина, И.Г. Герасимова, А.П. Огурцова, А.П. Шептулина, В.А. Лекторского, В.И. Свидерского, И.В. Блауберг, В.М. Рози-на, М.А. Розова, B.C. Стёпина, А.Д. Урсула, В.А. Штоффа, A.M. Коршунова, Л.А. Зеленова, В.А. Кутырёва, А.И. Субетто, В.В. Орлова, по проблемам физического познания - Луи де Бройля, А.Энштейна, В. Гейзенберга, А.Ф. Иоффе, Р. Фейнмана, М.А. Маркова, И.В. Кузнецова, М.Э. Омельяновского, Ю.В. Сачкова, Е.А. Мамчур, М.Д. Ахундова, А.М.Молчанова, Н.П Депенчук, A.M. Мостепаненко, по проблемам сущности жизни и организаиии живой материи - К.Ф. Рулье, Н.А. Северцова, Ч. Дарвина, В.В. Докучаева, В.И. Вернад-
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 20
ского, В.Н. Сукачёва, А.Д. Чижевского, И.И. Шмальгаузена, А.И. Опарина, К.М. Завадского, Н. В. Тимофеева-Ресовского, С.С. Шварца, Н.П. Дубинина, М.Ф. Веденова, В.И. Кремянского, Н.П. Депенчук, Н.Н. Моисеева, В.Г. Афанасьева, И.Т. Фролова, Л.В. Карпинской, В.Г. Борзенкова, В.Н. Веселовского, М.А. Голубец, Л.Н. Гумилёва, В.И., Д.М. Гвишиани, И.Б. Новика, В.И. Кремянского, Ю.А. Жданова, А.П.Руденко, Г.А. Югай, Н.М. Камшилова, К.М. Хайлова и других. Работы этих учёных и философов послужили источниками данного исследования.
Следует отметить, что важные для диссертационного исследования методологические идеи возникли в процессе анализа историко-философской проблематики познания движения, а также категориального анализа взаимодействий, особенно высказываний Ф. Энгельса о простых формах движения и мыслей А.П. Шептулина об отдельной вещи как устойчивой системе движения. Это позволило сформировать представление о взаимодействии как структурированном процессе и о характере «снятия» в его структуре низших форм взаимодействий.
Отметим также методологическое влияние на диссертационное исследование результатов изучения закономерностей эволюции ЭОКС, представленных в работах А.П. Руденко, которые позволили «замкнуть» логику закономерного развития адаптационных свойств целостных объектов при восхождении от низших уровней организации природных систем к высшим.
Необходимо отметить определяющее для диссертационного исследования влияние идей В.И. Вернадского о биогеохимическом круговороте веществ в природе и концепции В.Н. Сукачёва о целостности биогеоценоза, позволивших сформировать представление об иерархической системе экологических взаимодействий, простирающейся от элементарной экосистемной связи на уровне биогеоценоза до интегрального круговорота веществ на глобальном уровне биосферы как целого. Идеи В.И. Вернадского о ноосферном пути раз-
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 21
вития человечества на основе научного познания природных закономерностей позволили точнее сформировать представления об этапах развития экологического взаимодействия.
Научная новизна работы и полученных результатов заключается в выборе подходов в исследовании и обосновании ряда теоретических положений, а именно:
исследована взаимосвязь и вскрыта дополнительность в познании атрибутивных форм существования материи: форм движения и форм организации. На этой основе объяснена ограниченность атомистического подхода в познании явлений природы и сформулированы подходы к познанию структуры взаимодействий в природе;
исследованы механизмы формирования целостности и адаптационных свойств у физических и химических объектов, показано, что они носят внутренний характер. Вводится понятие адаптационного взаимодействия;
проведен философский анализ процесса саморазвития ЭОКС как непосредственных предшественников живого, вскрыта преемственность адаптационных свойств в процессе эволюции целостных объектов в ряду систем: физические, химические, биотические и экологические;
исследована специфика и раскрыта сущность взаимодействий с окружающей средой целостных объектов экосистемного ряда организации живого - экологических взаимодействий, показано, что внутренние механизмы адаптации дополняются внешними экологическими механизмами;
исследована процессуальная структура экологического взаимодействия и раскрыты особенности «снятия» в ней низших форм взаимодействия; обоснована роль физических явлений и процессов в экологическом взаимодействии; вводится понятие экосистемной связи, как формы экологического взаимодействия, обеспечивающей круговорот веществ и поток энергии в живой природе, целостность экосистем всех уровней организации;
на основании анализа особенностей методологии экосистемного исследования водится понятие экосистемного подхода и раскрыта методологическая роль физики в познании экосистем, раскрывается актуальность диалектического понимания проблем редукции и физикализации;
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 22
показано, что специфика экологических взаимодействий вида Homo sapiens заключается в инверсии адаптационных механизмов, а влияние антропогенных воздействий проявляется в сокращении области действия природных экологических механизмов ресурсообеспечения живого, разработаны рекомендации по гармонизации социального и экологического;
раскрыта логика развития взаимодействий целостных объектов с окружающей средой в ряду: предэкологическое - экологическое - постэкологическое;
Основные положения, выносимые на защиту
1. Имеется внутренняя, сущностная связь двух аспектов представления объективной реальности на основе дополнительности — с одной стороны, в качестве иерархии устойчивых структурных образований и, с другой стороны, в качестве систем движения. Такая дополнительность обусловлена необходимостью преодоления вскрытых ещё Парменидом ограничений в способности человека отражать в познании объективной реальности одновременно и дискретное, и непрерывное.
В современном познании при исследовании структурной организации материи выявлен на уровне фундаментальных элементарных частиц предел применимости атомистического подхода, что является частным случаем проявления дуалистического восприятия человеком структурной организации и движения как атрибутов материи. Элементарные частицы и поля необходимо, на современном уровне познания, принимать в качестве первоэлементов и далее на основе соответствующих каждому уровню организации материи специфических взаимодействий восстанавливать из этих элементов структурные образования в виде иерархии устойчивых систем движения.
2. Адаптационные свойства присущи целостным природным объектам, но характер адаптации изменяется в процессе восхождения от низших форм организации к высшим. Физические объекты эластично (обратимо) адаптируются ко внешним воздействиям за счёт внутренних механизмов в пределах меры, т.е. в соответствии с границами действия законов связи составляющих элементов. Химические объекты приобретают химическую индивидуальность, адаптируются за счёт возникновения способности к динамическому равновесию с условиями внешней среды, обратимой модификации структуры, состава и свойств компонентов, т.е. также за счёт внутренних механизмов.
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 23
3. В теории саморазвития элементарных открытых каталитических систем (ЭОКС), развиваемой в работах А.П. Руденко, обосновано, что ЭОКС является генетическим предшественником живых систем и обладает всеми основными свойствами, кроме свойства размножения и других свойств, обусловленных размножением. ЭОКС преодолевает в своей эволюции ряд пределов, обусловленных противоречием внешнего и внутреннего. В диссертации показано, что одним только возникновением свойства размножения у живого невозможно объяснить его способность к относительно устойчивому существованию на планете. Необходимо было естественное возникновение эффективного механизм самовоспроизведения относительно стабильных условий и ресурсного потенциала среды в форме нового, экологического типа отношения живого к окружающей среде, существования его в экологической системе.
Экологическое взаимодействие - это специфический вид адаптационного взаимодействия целостных систем с окружающей средой, характерный для живого и обеспечивающий удовлетворение его потребностей, обусловленных сущностью. Экологическое взаимодействие представляет собой иерархическую структуру взаимодействий между организмами и на-дорганизменными биосистемами с их абиотической средой на всех уровнях экосистемной организации. Уровнями структуры экологического взаимодействия являются: 1) организменный уровень - взаимодействия особи с её биотическим и абиотическим окружением; 2) уровни структурной организации биогеоценоза от организма до целостной, замкнутой цепи - экосистемной связи, обеспечивающей стабилизацию состояния и циклическое восстановление вещественно-энергетических ресурсов внутренней среды экосистем, то есть относительную замкнутость круговорота веществ, максимальное использование полезной энергии, устойчивость потоков информации; 3) уровни организации экосистем от биогеоценоза до биосферы в целом. При этом первичным является обеспечение текущих потребностей и адаптация организма к локальным условиям местообитания, и только через повышение эффективности организма достигается адаптация надорганизменных биосистем и совершенствование экосистем.
Экологическое взаимодействие внутренне присуще экосистемной организации живой материи, это специфическая для живого связь со средой в пределах планетарных ограничений развития. Вне экосистемной организации живое в естественных условиях не существует.
4. Живые объекты за счёт генетических механизмов приобретают способность сохранять и накапливать «впрок» эффективные способы адаптации
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 24
ко всё более расширяющемуся диапазону условий окружающей среды и характеру их изменения. Это послужило основой для возникновения нового единства живого и среды обитания - экосистемы, в которой внешняя для организма абиотическая среда становится внутренним компонентом экосистемы, а экосистемная связь обеспечивает её регуляцию.
5. Физические взаимодействия как простые формы движения входят в качестве компонента в любые другие взаимодействия и в структуру материальных образований - в виде их системообразующих связей. Экологическое взаимодействие также имеет сложную иерархическую структуру, физиологические взаимодействия особей статистически складываются на уровне популяции в звенья трофической цепи и замыкаются в единой эко-системной связи на уровне экосистемы как целого. Отдельные взаимодействия обеспечивают между компонентами экосистемы определенный тип обмена веществом и энергией, который в итоге, в единой экосистемной связи, обеспечивает круговорот веществ и поток энергии в живой природе, целостность экосистем всех уровней организации. Это придаёт особую роль физическим явлениям и процессам в экологическом взаимодействии, в том числе вещественно-энергетическим аспектам в экосистемной связи, а также особую роль физики в познании экосистем. Вместе с тем, недиалектическое понимание сущности экологического взаимодействия, упрощённое понимание соотношения физики и экологии в познании живого может служить гносеологической причиной отрицания самостоятельности экологического исследования и попыток сведения её методологии к физической методологии.
6. Экосистемныи подход в исследовании живого, опирающийся на понятие экологического взаимодействия, является мощным фактором развития методологии экологии и собственного экосистемного мышления, проникновения в её философско-методологические основания диалектики. Характер экосистемного мышления определяется одновременным влиянием физического и биологического стилей мышления и собственными философ-ско-методологическими основаниями. Экосистемныи подход позволяет ввести в экологические исследования законы сохранения, физические подходы и количественные методы, подключить экологическое познание к философско-методологическому багажу современного научного познания. Применение физики к экологическим объектам в рамках экосистемного подхода опирается на диалектически понятый редукционизм, применение физики связано со взаимным обогащением наук, синтезом физического и экологического знаний. Экосистемныи подход не сводим к элементам его общенаучного основания - ни к концепции структурных уров-
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 25
ней (как биологической основе), ни к физическим законам сохранения, а предполагает их синтез с собственными основаниями. Собственное основание экосистемного подхода - идея замыкания потоков - не сводима к физическому закону сохранения, она является конкретизацией общей идеи сохранения в экологических условиях.
7. У вида Homo sapiens адаптация развивается в форме социального, негенетического механизма накопления и наследования приобретенных адаптации, механизма культурной эволюции. Взаимодействия с природными объектами, имеющие для всех других живых организмов непосредственную форму, у человека опосредуются орудиями труда и другими искусственными условиями жизнедеятельности. На социальных уровнях экологические взаимодействия человека опосредуются техникой, за счёт снятия естественных ограничений организма в возможности преобразования природы произошла инверсия адаптационных механизмов, человек от собственной биологической адаптации перешел к приспособлению окружающей среды к своим частным потребностям. Организуемые человеком вещественно-энергетические потоки разрушают естественные экологические связи, что приводит к сокращению области действия экологического механизма преодоления концентрационного предела развития живого. Причина этого - в негармоничном развитии социального своей биотической основе, и перед человечеством предстала альтернатива: погибнуть или направить культурную эволюцию по намеченному В.И. Вернадским ноосферному пути, за счёт научного регулирования коэволюции природы и общества перейти от природоразрушающего к природопреобразующему взаимодействию.
8. Естественный процесс саморазвития природных систем от низшей физической формы до высшей социальной связан с качественными изменениями в характере взаимодействия целостных объектов с окружающей средой, что может быть представлено следующей последовательностью форм адаптационного взаимодействия:
1. Адаптационные взаимодействия в неживой природе имеют две фор
мы:
взаимодействия физических объектов и систем с окружением;
химические взаимодействия, химические процессы;
Предэкологические взаимодействия - адаптационные взаимодействия ЭОКС с окружающей средой;
Экологическая форма адаптационного взаимодействия имеет две разновидности:
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 26
(За) биоэкологические взаимодействия - адаптационные взаимодействия в живой природе до антропогенных воздействий;
(Зв) социоэкологические взаимодействия - адаптационные взаимодействия объектов живой природы, находящихся под антропогенными воздействиями и проявляющиеся в двух формах:
(3а-1) разрушаемые - взаимодействия в природных системах, находящихся под разрушающим воздействием человеческого общества (природоразрушающие антропогенные воздействия);
(За-2) гармоничные - взаимодействия в природных системах, находящихся под гармоничным регулирующим воздействием человеческого общества (ноосферное, природопреобразующее взаимодействие, ко-эволюция общества и природы);
4. Постэкологические адаптационные взаимодействия.
Теоретическая и практическая значимость работы
Материалы диссертационного исследования и полученные результаты могут быть полезны специалистам в естественнонаучных областях и философам, могут быть рекомендованы в качестве методических материалов для преподавателей, аспирантов и студентов к курсам методологии научного творчества, социальной и общей экологии, философии науки и техники, общего курса философии.
Апробация работы
Основные подходы к исследованию темы диссертации сложились и отрабатывались в процессе теоретических исследований и практической природоохранной деятельности автора, в том числе при создании системы управления охраной природы и систем экологического мониторинга на объектах Минатома России.
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 27
Основные идеи и материалы диссертационного исследования докладывались и обсуждались: на конференциях «Понятие развития и актуальные проблемы теории социального прогресса» (9-11 апреля 1985 г.), «Методологические проблемы взаимосвязи фундаментальных исследований и развития интенсивных технологий» (4-6 июня 1987г., г. Обнинск); на научно-технической конференции (с международным участием) «Инженерная экология - XXI век» (23-25 мая 2000г., МЭИ); па. международных академических симпозиумах Общероссийской академии человековедения: XXV «Судьба России: альтернативы развития» (27-30 мая 1997г., Н. Новгород), XXVI «Интеллектуальная собственность» (27-30 мая 1998г., Н. Новгород), XXVII «Россия в культуре мира» (27-30 мая 1999г., Н. Новгород), XXXI «Законы педагогической сферы общества» (27-30 мая 2003г., Н. Новгород); на Межотраслевых научно-технических конференциях «Охрана природы и экологическая безопасность на объектах Минатома России: состояние, проблемы и пути их решения» - 1-я (22-24 сентября 1999г., г. Саров), 2-я (27-29 ноября 2001г., г. Са-ров); на международном симпозиуме «Энергосбережение и охрана окружающей среды» (9-15 апреля 2001г., Италия, г. Комо); на кафедре философии и политологии Нижегородского архитектурно-строительного университета (май-ноябрь 2003 г.).
Основные идеи и результаты диссертации отражены в следующих публикациях:
Еремин, А.Д. Понятие развития и противоречивый характер антропогенного воздействия на природу / А.Д. Еремин, В.Н. Веселовский // Понятие развития и актуальные проблемы теории социального прогресса: тезисы конференции, Пермь, 9-11 апреля 1985. - Пермь, 1985. - С. 68-71.
Еремин, А.Д. Физические методы в исследовании антропогенного воздействия на природу / А.Д. Еремин // Методологические проблемы взаимосвязи фундаментальных исследований и разработки интенсивных технологий: тезисы конференции, Обнинск, 4-6 июня 1987. - Обнинск, 1987. - С. 118-121.
Еремин, А.Д. Системный подход в понимании путей развития России / А.Д. Еремин // Судьба России: альтернативы развития. Часть 1: Тезисы докладов
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 28
XXV международного академического симпозиума, Н. Новгород, 27-30 мая 1998. - Н. Новгород: Общероссийская академия человековедения, 1997. - С. 46-50.
Еремин, А.Д. Гуманизм и духовность - ядро концепции развития России / А.Д. Еремин // Интеллектуальная собственность в информационном обществе: Тезисы докладов I Международной ярмарки идей, XXVI академического симпозиума, 27-30 мая 1998, Н. Новгород. - Н. Новгород: Общероссийская академия человековедения, 1998.-С. 319-322.
Еремин, А.Д. К обоснованию концепции развития России / А.Д. Еремин // Россия в культуре мира: Тезисы докладов II Международной Нижегородской ярмарки идей, XXVII академического симпозиума, 27-30 мая 1999, Н. Новгород. - Н. Новгород: Общероссийская академия человековедения, 1999. - С. 360-363.
Еремин, А.Д. Экологическое взаимодействие как основа экологического воспитания / А.Д. Еремин // Материалы 6-ой Международной Нижегородской ярмарки идей, 31 Академического симпозиума, 27-30 мая 1998, Н. Новгород. - Н. Новгород: Изд. Гладкова О.В., 2003. - С. 276-278.
Еремин, А.Д. Методологическая роль физики в экологическом исследовании / А.Д. Еремин // Инженерная экология - XXI век: Тезисы докладов научно-технической конференции (с международным участием), Москва, 23-25 мая 2000. - М.: МЭИ, 2000. - С. 22-24.
Еремин, А.Д. О задачах развития системы для оценки экологического состояния природных объектов / А.Д. Еремин, Д.С. Орлов // Восьмая нижегородская сессия молодых учёных: Тезисы докладов, Н.Новгород, 10-14 февраля 2003. -Н.Новгород: Изд. Гладкова О.В., 2002. - С. 141-143.
Объем и структура диссертации
Диссертация представляет собой распечатанный на принтере текст объёмом 260 страниц, состоит из введения, трёх глав, заключения и списка литературы.
Логика изложения материала в диссертации определяется диалектикой отражения объективной логики в субъективной, логикой восхождения от частно-научных данных и представлений к философским обобщениям.
Во введении обосновывается актуальность рассматриваемой проблемы и степень её разработанности в научной литературе, формулируются цель, за-
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 29
дачи и методология исследования, раскрывается научная новизна результатов и основные положения, которые выносятся на защиту.
В главе 1 «Взаимодействия в неживой природе», состоящей их двух параграфов, проведен анализ категории «взаимодействие», рассматриваются гносеологические проблемы познания взаимодействий, исследуется эволюция свойства адаптации природных систем к изменениям окружающей среды как естественный и закономерный процесс, обусловленный самодвижением материи.
Параграф 1.1. «Проблемы познания взаимодействий». В данном параграфе рассматриваются историко-философские и естественнонаучные основания исследования взаимодействий в природе, проведен категориальный анализ понятия «взаимодействие», анализируются возникающие в процессе познания взаимодействий в природе ограничения и пути их преодоления. Делается вывод о дополнительности в познании атрибутивных форм существования материи - форм движения и форм организации, в том числе при исследовании взаимодействий, даётся объяснение ограниченности атомистического подхода в познании явлений природы и сформулированы подходы к познанию структуры взаимодействий в природе.
Параграф 1.2. «Взаимодействия и целостность объектов неживой природы». В данном параграфе исследуется эволюция целостности материальных образований и, исходя из присущих физическому и химическому уровням организации материи элементарных частиц, сложных образований и типов взаимодействий элементов в структуре целого, раскрывается механизм их адаптации к изменениям окружающей среды.
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 30
В Главе 2 «Взаимодействия в живой природе», состоящей из двух параграфов, исследуется философское значение теории саморазвития элементарных открытых каталитических систем для понимания сущности взаимодействий живых объектов с окружающей средой, анализируется многообразие экологических взаимодействий в природе.
Параграф 2.1. Зарождение и эволюция экологического взаимодействия. Данный параграф является ключевым для сформированной в диссертации концепции экологического взаимодействия. На основании результатов теории саморазвития элементарных открытых каталитических систем (ЭОКС) исследуется эволюция адаптационных свойств в процессе саморазвития ЭОКС, вскрыта преемственность адаптационных свойств в процессе эволюции в последовательном ряду физических, химических, биотических и экологических систем. Показано, что для объяснения существования биосферы Земли недостаточно закономерностей биохимической и биологической эволюции, необходимо привлечь экологические представления. Раскрывается сущность экологического взаимодействия.
Параграф 2.2. Познание многообразия экологических взаимодействий. В данном параграфе рассматриваются особенности сложившегося в науке понимания единства живого с окружающей средой, на основании естественнонаучных данных анализируется многообразие форм экологических взаимодействий на различных уровнях организации живого, раскрывается системообразующий характер вещественно-энергетических потоков в экосистеме и вводится понятие экосистемной связи, как формы экологического взаимодействия, обеспечивающей круговорот веществ и поток энергии в живой природе, целостность экосистем всех уровней организации.
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. ЗI
В главе 3 «Диалектика экологического взаимодействия», состоящей из трех параграфов, на основе диалектико-материалистической концепции форм движения материи раскрывается единство в многообразии экологических взаимодействий, рассматриваются особенности экосистемного познания, исследуются причины современного экологического кризиса и пути восстановления равновесия биосферы.
Параграф 3.1. Структура экологического взаимодействия. Взаимодействие рассматривается как процесс, что позволяет в единой логической цепи рассмотреть взаимодействия на всех уровнях организации природных систем. На основе философской концепции «снятия» низшего в высшем исследуется закономерное усложнение структуры взаимодействий в природе при восхождении от низшей, физической формы организации природных систем - к высшей, экологической. На этой основе объясняется системообразующая роль физических явлений и процессов в экологических взаимодействиях. Исследуются иерархическая структура экологического взаимодействия и закономерности её развития вследствие саморазвития живого, раскрывается единство в многообразии взаимодействий на биосистемных и экосистемных уровнях организации живого.
Параграф 3.2. Проблема редукции и физикализации в познании экосистем. Развиваемый в настоящей работе подход к пониманию экологического взаимодействия и вытекающее отсюда понимание значения физики в познании экосистем опирается на концепцию экосистемы (биогеоценоза) и рассмотрение естественнонаучных данных об экосистемной организации живого. Вместе с тем, недиалектическое понимание сущности экологического взаимодействия, упрощённое понимание соотношения физики и экологии в познании живого может служить гносеологической причиной отрицания самостоятельности экологического исследования и попыток сведения её методологии к физической методологии.
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия. Введение стр. 32
Параграф 3.3. Гармонизация социального и экологического. В данном параграфе исследуется изменение структуры и содержания экологического взаимодействия у вида Homo sapiens по мере развития опосредующего это взаимодействие технического оснащения, исследуется инверсия адаптационных механизмов у человека и разрушение экологических механизмов преодоления пределов развития живого в результате антропогенного воздействия. Исходя из идей концепции ноосферы В.И. Вернадского, анализируется возможность восстановления равновесия биосферы на основе естественнонаучного регулирования экологического взаимодействия с переходом к постэкологическому взаимодействию живого.
В заключении диссертации подводятся итоги выполненной работы и выделяются проблемы, требующие дальнейшего исследования.
Список литературы включает 412 наименования источников.
Еремин А.Д. Системно-генетический анализ типов экологического взаимодействия.
Взаимодействия и целостность объектов неживой природы
Исследование мира космических объектов и распространение научной, а затем и практической деятельности в область космических масштабов пространственно-временного континуума Вселенной также потребовало соответствующей адаптации эталонов восприятия (объект-гипотез).
В процессе углубления исследований в ненаблюдаемые для человека уровни структурной организации материальных объектов и отдаления от границ «окна чувственного восприятия» возникали проблемы связи теоретических объектов с макроявлениями, наблюдаемыми в эксперименте. Опыт истории научного познания позволяет надеяться, что эти проблемы будут, как и ранее, успешно преодолены, в том числе за счёт формирования качественно нового типа объект-гипотез, адаптированных к особенностям исследования явлений микромира. Задача, однако, усложняется формируемым в теории микрочастиц представлением о «почти» замкнутой Вселенной, что связанно с возникающим на основе сильного взаимодействия частиц дефектом масс105. Такая Вселенная внешним наблюдателем может восприниматься как микрочастица. «Экспериментатор, находящийся вдали от центра такого мира, - пишет М.А. Марков, - воспринимает его как материальный объект, локализованный в области минимальной сферы, как объект малых (если угодно микроскопических) размеров и обладающий в целом малой (если угодно микроскопической) массой, хотя внутри этого объекта может содержаться целая Вселенная со своими разнообразными галактиками»1 .
Таким образом, в процессе познания многообразия природных явлений большое значение сыграл атомистический подход, ориентировавший исследования на поиск конечных, неделимых и неизменных во взаимодействиях «кирпичиков» мироздания и исследования их взаимодействий. Этот подход позволил выявить основу единства природного многообразия и обосновать его закономерности взаимодействием всего трех фундаментальных элементарных частиц - протона, нейтрона и электрона. Вместе с тем, дальнейшее применение атомистического подхода к раскрытию внутренней структуры элементарных частиц выявило ограниченность атомистической формулировки «состоит из...», привело к необходимости уточнения понимания элементарности. Вселенная предстала в виде «замкнутой иерархии форм материи»107, где «нет первоматерии и иерархия бесконечно разнообразных форм материи как бы замыкается на себя»1 . Причина ограниченности атомистического подхода, по нашему мнению, кроется в абсолютизации дискретности материи и пренебрежении зависимостью структурных частиц от характера их взаимодействия, т.е. абсолютизации микроскопического подхода к познанию строения объектов.
Познание объектов, исходящее из микроскопического подхода, основано на таком их выделении из всего окружающего мира, когда еще не придается существенного значения факту взаимосвязей материального мира, а объекты мира берутся преимущественно с точки зрения его расчлененности. При этом, как отмечает Ю.В. Сачков, «познаются отчужденные объекты, конечно, на основе их взаимодействия - в результате взаимодействия, т.е. относительно. Однако природа объектов, их свойства трактуются абсолютно, как не зависимые друг от друга»109. Микроскопический путь познания систем предполагает, что свойства их элементов могут быть достаточно полно познаны вне и независимо от их вхождения в эти системы и именно в этом заключается его слабость. «Из общих положений теории познания, - отмечает Ю.В. Сачков, - следует, что изучение свойств объектов должно включать в себя знание того, какие системы могут образовывать эти объекты и какое влияние они оказывают на структуру систем. Соответствующие свойства элементов систем выражаются через характеристики самих систем, в том числе и через характеристики их структуры»1 . Другими словами, познание объекта должно включать в себя знание определенных свойств тех систем, в которые он может входить. Отсюда следует, что изучение свойств и законов поведения объекта в составе систем требует прямого, непосредственного изучения самих систем.
Продолжая анализ гносеологических аспектов корпускулярно-волнового дуализма микрочастиц, можно отметить, что в процессе познания микромира были вскрыты фундаментальные проблемы человеческого познания, связанные с относительной ограниченностью картины мира, доминирующей в познавательной парадигме. Если посмотреть глубже, то ограниченность атомистического подхода является частным случаем дуалистического восприятия человеком структурной организации и движения как атрибутов материи. Атомистический подход на основании диалектико-материалистического понимания может быть раскрыт как частный, асимптотический случай и предшественник современного понимания единства структурной организации и форм движения материи.
Упорядоченность объектов материального мира проявляется в наличии определенных уровней организации таких, что «дискретные части различных ступеней (атомы эфира, химические атомы, массы, небесные тела) являются различными узловыми точками, которые обусловливают различные качественные формы существования всеобщей материи» ". Идея об иерархической организации материи высказывалась ещё Аристотелем в его диалетической связи материи и формы и переходе формы высшего уровня в материю низшего, а также были развиты Гегелем в концепции «снятия» низшего в высшем.
Механизм «снятия» заключается в переходе количественных изменений в качественные. В результате количественных изменений в составе и структуре материальных образований определенного уровня организации возникает закономерное многообразие материальных тел.
Зарождение и эволюция экологического взаимодействия
Важными для понимания взаимосвязи потребностей живого и сущности его взаимодействий с окружающей средой, являются результаты химической по своей сущности теории саморазвития элементарных открытых каталитиче-ских систем (ЭОКС), развиваемой в работах А.П. Руденко . Вот как характеризует автор значение созданной теории для понимания сущности и основных закономерностей химической эволюции: «Так получилось, что среди известных теорий происхождения жизни в 70-х годах особое место заняла химическая теория происхождения жизни на основе саморазвития открытых каталитических систем, которая вскрыла причины, движущие силы, основной закон прогрессивной химической эволюции, установила механизм естественного отбора на химическом уровне и дала количественное описание естественных этапов химической эволюции вплоть до перехода к жизни, т.е., в отличие от уже существующих теорий, ответила не только на вопрос "как", но и "почему" происходит эволюция, почему открытые каталитические системы закономерным образом с соблюдением принципа детерминации превращаются в живые организмы»3.
Эта теория на основании экспериментальных исследований «позволила принципиально описать весь процесс биогенеза, вплоть до возникновения жизни и четко определить границы между химической эволюцией неживых каталитических систем и биологической эволюцией живых систем» . Убедительно показано, что эволюционирующая каталитическая система является генетическим предшественником живых систем. Это система целостная и открытая, она существует и устойчива только при постоянном взаимодействии с окружающей средой в форме обмена веществом и энергией. При прекращении обмена система погибает и теряет целостность. Но сохранение обмена означает, что сохраняется постоянный приток компонентов так называемой базисной реакции и производится удаление её продуктов. Эволюционирующая каталитическая система элементарна, т.е. она представляет собой целостный неделимый в функциональном отношении объект, при осуществлении базисной реакции все вещества и сопровождающие её реакции связаны в единый кинетический континуум. Целостностью и открытостью системы обусловлены такие свойства, не выводимые из свойств составляющих её элементов, как динамический тип устойчивости, способность реагировать на воздействия внешней среды, сохраняя при этом своё существование в определенных пределах изменения воздействий, а также саморазвиваться.
В условиях развития целостной системы базисная каталитическая реакция остается неизменной, а изменяется каталитическая система, катализаторы и механизмы осуществления базисной реакции. Базисная реакция не только источник энергии для существования и развития открытой каталитической системы, она также определяет первичный естественный отбор целостной системы. Отбор состоит в том, что базисная реакция продолжается только в тех системах, которые, претерпев эволюционные изменения, сохранили активность. Это обеспечивает их дальнейшее существование и развитие. Соответственно, прогрессивная эволюция каталитических систем заключается в естественном отборе систем, обладающих максимальной скоростью течения базисной реакции или, что эквивалентно, максимальным выделением свободной энергии. «Таким образом, - пишет А.П. Руденко, - эволюционный катализ, вскрывая смысл основного закона эволюции открытых каталитических систем, впервые дает строго обоснованную трактовку принципа самоорганизации неживых систем, движущих сил, «деятельных начал» и причин, направляющих развитие материи от неживого к живому, а также обеспечивающих целостность и целесообразность строения и функционирования эволюционирующих систем»5.
Важными для нашего рассмотрения следствиями теории саморазвития открытых каталитических систем являются два вывода:
Развитие системы движется присущими ей противоречиями, в том числе: части и целого, синтеза и деструкции, устойчивости и изменчивости и т.д., ведущим среди которых является противоречие внутреннего и внешнего. Каждый этап развития приводит к разрешению противоречий в одной форме, одновременно порождая их в другой форме. Открытая каталитическая система представляет собой целостную совокупность реагирующих веществ и катализаторов, существующую на основе базисной экзотермической реакции. Развитие системы в форме совершенствования её структуры происходит на основе усложнения системы катализаторов, обеспечивающих рост интенсивности базисной реакции при соответствующем обмене с окружающей средой. Рост интенсивности базисной реакции достигается вначале посредством усложнения катализаторов за счет свободной энергии, освобождающейся при её протекании, и в последствии - переходом от однократного к многократному протеканию базисной реакции, формированию системы последовательных и параллельных её этапов. Однако при этом возникает пространственная разобщенность каталитического комплекса, что может привести к разрушению функциональной целостности системы. Такой исход означает прекращение базисной реакции и гибель системы, победу деструктивного, регрессивного способа разрешения противоречия внутреннего и внешнего за счёт исчезновения внутреннего.
Прогрессивное разрешение противоречий связано с победой тенденции к единству системы и достигается в тех системах, где происходит образование коллоидных частиц (коацерватов - по А.И. Опарину6) и возникают оболочки, отграничивающие целое от окружающей среды. С их возникновением «наступает этап эволюции микрогетерогенных сложных каталитических систем, имеющих фазовую границу с внешней средой» .
Возникновение у системы фазовой границы означает качественное изменение её взаимодействий с окружающей средой. Процессы обмена осуществляются, как и в начале, в соответствии с физико-химическими закономерностями, однако при этом изменяется характер условий протекания базисной реакции. Первичная базисная реакция в «нуль пункте» эволюции непосредственно «вписана» в окружающую среду, при этом комплекс физико-химических и химических условий, обеспечивающих её протекание (температура, давление, концентрация исходных веществ), значительно зависят от условий внешней среды. Потребность базисной реакции в стабильных условиях, как внутренняя существенная потребность, находится в объективном противоречии с изменчивостью внешней среды. Это движущее противоречие внутреннего и внешнего приводит к развитию системы, расширению области регулирования условий в окружающей среде за счёт свободной энергии базисной реакции и, в конце концов, ассимиляции части окружающей среды системой.
Познание многообразия экологических взаимодействий
Единство живого с окружающей средой необходимо вытекает из присущего живому обмена веществ, и это признается практически всеми исследователями. Однако имеются различные подходы в понимании места прохождения границы между живым и его средой обитания. «Отдельные естествоиспытатели, - пишет В.Г. Афанасьев, - предлагают включить условия среды в научное определение организма, в само понятие живого тела, с чем нельзя согласиться. Подобного рода попытки приводят в конечном счёте к смешению внутреннего и внешнего, к отрицанию известной отграниченности организма, его относительной самостоятельности и активности по отношению к ере-де, к отрицанию его целостности» . По мнению В.Г. Афанасьева, правильнее вести речь не о среде как компоненте живого, а о качественно отличной как от среды, так и от организма системе «организм - среда». При этом он отмечает, что «компонентами системы «организм - среда» являются не все окружающие организм условия, а лишь те из них, которые ассимилируются организмом, превращаясь тем самым в компоненты живого тела»1 . И.М. Завадский считает недопустимым включение биогеоценоза в ряд живых систем, так как в его состав входят неживые компоненты15. М.А. Голубец оспаривает это мнение: «Наличие в составе системы неживого компонента не может быть аргументом против того, чтобы её считать живой».
Различные подходы к пониманию границ между живым объектом и его средой находят своё выражение в многообразии трактовок объекта и предмета в различных разделах экологии. В соответствии с исходным понятием об экологии, введенном в 1866 году Э. Геккелем, экология - это наука об отношении животных к среде их обитания, граница между живым и средой очевидна, другие живые объекты относятся к внешней по отношению к центральному организму окружающей среде. К экологическим относятся все взаимодействия живого объекта с органической и неорганической средой.
За прошедшие годы экология обогатилась многими новыми понятиями, расширились представления об объекте и методах исследования. Важнейшее значение приобрели системные представления и подходы, на основе которых уточнены детали элементов, структуры и процессов в экосистеме, характер экологических взаимодействий. Ю. Одум под экосистемой понимает любое единство живых организмов и их неживого (абиотического) окружения, взаимодействующих таким образом, что поток энергии создаёт четко определенную трофическую структуру, видовое разнообразие, круговорот веществ внутри системы17. Данное представление об экосистеме наиболее распространено при анализе проблем экологического исследования. В состав системы могут входить любые сообщества живых организмов и компоненты их абиотической среды обитания. Экологические взаимодействия элементов экосистемы в своей совокупности создают её структуру, формируют состав и разнообразие самих живых компонентов, обеспечивают максимально полезное использование энергии и относительное замыкание круговорота веществ внутри системы, т.е. самовосстановление экосистемой ресурсного потенциала её абиотических компонентов. В зависимости от состава живых и неживых компонентов, включаемых в экосистему, и выделяемого центрального объекта сформировалось множество частнонаучных экологических дисциплин, исследующих экологию индивидуального организма (аутэкология), популяции (демэкология), сообществ (синэкология).
Экологические системы представляют собой сложные материальные структуры, связанные с несколькими различными формами движения материи, характерной, специфической среди которых является биотическая форма. Физическая и химическая формы движения участвуют в экологических взаимодействиях благодаря наличию в структуре экосистемы компонентов, связанных с соответствующими уровнями организации материи. Поэтому при исследовании экологических взаимодействий необходимо применение физической и химической методологий. Об этом хорошо показал на примере химии Б.М. Копнин: «Если на любом уровне структурной организации материи совершаются химические процессы (изменение атомного состава молекул или её химической структуры), то эти процессы изучаются именно химическими способами и средствами» . Он подчеркивает, что изучение структурных уровней «может быть осуществлено лишь в порядке взаимодействия разных наук, т.е. в порядке комплексного изучения соответствующего объекта природы, способом существования которого служит, разумеется движение, но при этом различные формы движения, испытываемые данным объектом, могут переплетаться между собой достаточно тесно» .
Проблемы редукции и физикализации в познании экосистем
При этом возникающие устойчивые соединения в виде материальных образований фиксируют временные равновесные состояния компонентов химической системы. Эти состояния могут быть нарушены в результате изменения внешних условий, при этом изменятся и соответствующие устойчивые соединения. Поэтому природные макротела можно рассматривать как «временные срезы» химического процесса, фиксированные состояния соответствующих химических систем, находящихся в равновесии или изменении под воздействием условий окружающего их материального фона.
При таком подходе проявляются особенности диалектики количественных и качественных изменений в химических системах, происходящих при изменении воздействий окружающей среды (материального фона). Атом как целостная система имеет строго определенный набор устойчивых состояний, характеризуемых составом его элементов и разрешенных энергетических уровней, в которых могут находиться элементы, а также соответствующих этому состоянию целостных свойств атома. Ещё раз отметим, что в физических исследованиях процесс «становления» физических материализованных структур не рассматривается, объекты микромира отражаются в их «ставшем» состоянии, как результат процесса, а сам процесс остаётся за рамками исследования, например, изменение состояния атома между разрешенными дискретными состояниями. Количественные изменения в целостной физической системе в пределах меры воздействия обеспечиваются эластичностью связей, т.е. за счёт обратимых структурных изменений при сохранении состава элементов системы и её качественной определенности. В случае превышения меры воздействия возникают необратимые элементно-структурные изменения в системе и соответствующие им качественные изменения целого, т.е. происходят атомные превращения. При этом в новом целом (атоме) формируется новый состав элементарных частиц и новая их структура (в пределах разрешенных состояний).
В химической системе элементами являются атомарные ионы и их устойчивые комплексы (радикалы), а внутренней средой системы является электронный фон. На их основе формируется соответствующая конкретным внешним условиям равновесная структура связей ионов и их локальных образований, которая проявляется в форме агрегатных состояний вещества - макро тел (кристаллических, аморфных, жидких, газообразных). Изменение внешних условий в пределах меры приводит к изменениям в структуре компонентов химической системы, её агрегатного состояния и других свойств, при сохранении качественной химической определенности системы. Превышение меры изменения внешнего фона, в окружении которого существует химическая система, приводит к качественному изменению химической системы, т.е. изменению состава компонентов и формированию новой структуры системы.
Следовательно, физические системы во взаимодействии с окружением в пределах меры изменения фона сохраняют свою качественную определенность и элементный состав, а адаптация к изменению фона происходит за счёт структурных изменений в пределах действия законов связи элементов. Химические системы адаптируются не только за счёт структурной перестройки, т.е. за счёт изменения структуры химических связей отдельных атомов, но также и за счет изменения состава и связей устойчивых ионных образований (радикалов). Можно сказать, что при переходе от физических к химическим системам изменяется способ адаптации целостной системы к изменениям окружающей среды.
Фиксируемые в устойчивых материальных образованиях состояния целостных химических систем («временные срезы химических процессов») представляют многообразие природных веществ, которые человек встречает в природной среде, например, в форме кристаллического и аморфного состояний. В неорганической природе кристаллическое состояние является результатом единства определенных элементов - атомов, ионов, молекул, а также соответствующей им системы взаимных отношений, причем существование этой системы обеспечивается определенным материальным фоном, фоном сил химической связи. Исходя из главных типов химической связи, кристаллы обычно и классифицируют как ионные, молекулярные, валентные металлы и кристаллы с водородными связями. Имеются также кристаллы, в которых силы сцепления между атомами обусловлены одновременным участием различных типов химической связи .
Дальнейшее развитие способности химических систем адаптироваться во взаимодействии с условиям среды получает у органических соединений, для которых характерными становятся процессы, при которых молекула не разрушается при изменении условий, а лишь модифицируется, сохраняя некоторый исходный тип. «Фактически здесь, - отмечает Ю.А. Жданов, - речь идет о становлении устойчивой индивидуальности, способной сохранить себя в ходе химических превращений. Особенно существенно то, что органические молекулы под внешним воздействием вообще могут химически не измениться и переходить лишь в иное состояние в результате перераспределения энергии, возбуждения, поворотов отдельных групп, обратимой миграции некоторых ато-мов, образования временных лабильных связей и т. п.» . Химический индивидуум оказывается способным изменять свои химические свойства в широком диапазоне внешних воздействий, сохраняя себя как целостное образование.
Химические взаимодействия в неорганической природе уже содержат в себе определенную возможность саморегуляции, адаптации к условиям среды протекания реакции, и дальнейшее развитие эта способность получает в каталитических химических реакциях.
