Законы и закономерности

Начало теоретического знания связано с формированием понятия и законов. Под научным законом чаще всего понимается всеобщая, необходимая и существенная связь предметов и явлений, характеризующаяся устойчивостью и повторяемостью. Понятие – одна из основных форм мышления, представляющая собой обобщенную фиксацию наиболее существенных свойств и признаков предмета и материализующаяся в языке в виде слов и словосочетаний. Основные характеристики понятия – его объем и содержание. Объемом понятия является отображенное в нашем сознании множество предметов, каждый из которых имеет признаки, зафиксированные в исследуемом понятии. Содержанием же понятия – отображенная в нашем сознании совокупность свойств и отношений признаков в интересующих нас предметах, в особенности отличительных их свойств и отношений. Понятие истинно, если верно это отображение.

Существует закон обратного отношения объема и содержания понятия. Чем больше объем, тем меньше содержание понятия, и наоборот. Поясним это на примере математико-географического моделирования. Если в системе имеется m изолированных элементов и каждый из них может находиться в одном из М возможных состояний, то с помощью m ^. M чисел описываются все возможные состояния этих элементов. Так как в системе все элементы в общем случае связаны между собой двусторонними связями, то число возможных связей между m элементами равно m (m - 1). При m элементах и N возможных состояний каждой связи между ними число этих состояний определяется функцией N^m(m-1). Если рассмат­ривать только два состояния связи, ее наличие или отсутст­вие, то уже при десяти элементах число возможных состояний достигает около 10²⁷. Один из возможных методов упрощения в исследованиях геосистем заключается в объединении элемен­тов в подсистемы, и тогда рассматриваются уже только связи под­систем. В этом случае сокращение множества предметов ведет к углубленному исследованию их свойств и отношений.

Не будучи обобщенными, т. е. не став законом, факты находятся за пределами логической структуры науки. Законы же могут быть выведены при наличии достаточно высокой абстракции. В этой связи интерес представляет утверждение К. Н. Дьяконова, что географический ландшафт – абстракция высокого уровня. Однако надо учесть, что абстрагирование, как метод познания, используется на всех этапах исследования. Результатом абстрагирования яв­ляется формализация.

Построение аксиоматики любой науки начинается с принятия аксиом общенаучного характера. Например, при изучении физико-географических процессов, при их анализе и обобщении эмпирических данных приходится сталкиваться с проявлением общих законов развития и организации материи, законов диалектики, физики, химии, биологии. Для объяснения сущности географи­ческих феноменов К.Н. Дьяконов наиболее важными на­зывает следующие законы: единства (генетической и функцио­нальной целостности) природы, дискретно-непрерывного характера строения материи, неравномерности развития разных форм ее движения, способности вещественно-энергетических потоков и тел упорядочить вокруг себя пространство, закон сохранения вещества и энергии.

Возникает вопрос: имеет ли география собственные законы, гипотезы и теории? Если относительно гипотез положительный ответ дать легко, то на вопрос о теориях и законах можно ответить, лишь установив критерии, которые позволят отличить научные теории и законы от других видов утверждений.

Одним из первых в географии эту проблему исследовал А. Геттнер, который считал географию одновременно и идеографической и номотетической наукой. По словам ученого, объекты географии из-за бесконечного разнообразия и запутанности связей мы принуждены считать единичными. Ему принадлежит важнейшее методологическое высказывание: «Трудность установления законов, связанную с недостаточностью знания, нельзя принимать за невозможность установления законов вообще»

Во второй половине XX в. в географии, как и в других науках о Земле, развернулась дискуссия о том, имеют ли они свои собственные законы. Вопрос ставился так: применимы ли вообще законы при объяснении географических явлений? С. В. Калесник отвечает на него утвердительно, выделив 35 o6щих географических закономерностей Земли. Полемизируя с Д. Л. Армандом, утверждавшим, что священной задачей географа становится не открытие, а «закрытие» географических законов, т.е. сведение их к наиболее простым законам физики, С. В. Калесник подчеркивает, что географ не только имеет право, но и обязан применить все способы исследования (вплоть до чистой абстракции), какие могут помочь глубокому и всестороннему познанию изучаемого предмета.

Близкое к этому понимание проблемы прослеживается и в более поздних работах Д. Л. Арманда. По этому поводу В. С. Преображенский восклицает: «Трудно дать объяс­нение этому феномену: исследователь, посвятивший почти всю сознательную жизнь физической географии, отказывает ей в познании законов, в праве на фундаментальность ее знания, как бы, подчеркивая ее второстепенность!». Арманд считал, что если география и ее дочерние науки не разлагают материю на элементы или не имеют дела с ее основными свойствами, то и законы природы не являются частью их теории и предметом их исследования. Поэтому предлагается различать природные законы и природные закономерности.

При этом он дал следующее определение закономерности: «… это правило, гласящее, что если в природе создается некоторый комплекс условий (сложная ситуация), то из него неизбежно вытекает определенное следствие. Разница между законом и закономерностью таксономического по­рядка. Закономерность ниже рангом, чем закон.

Правда, и в философии и в логике предлагается разли­чать более общие и менее общие, или частные законы, которые представляют собой проявление общих. Не то же ли самое по­лучается с подразделением на законы и закономерности? Д. Харвей считает, что установление законов в геогра­фии будет зависеть не только от создания соответствующей теории, но и от нашей готовности рассматривать географи­ческие явления так, как если бы они были подчинены универ­сальным законам.

И. П. Шарапов (1989) показывает, что ни философский, ни логический подход к формулированию определения научного закона не привел к успешному решению проблемы. Закономерность принимается ин как подчиненность наступления событий, известному закону, а осмысленная формулировка того, что приводит к закономерности, дается в законе. Вероятно, закономерности и законы соотносятся так же, как и гипотезы и теории. Подобная трактовка закона и закономерности представляется логически более обоснованной и близкой к их традиционному пониманию. По Шарапову, закон есть познанная закономерность или, точнее, результат познания закономерности, выраженный суждением. А это значит, что закон природы - это сущностная, объективная, необходимая, общая в определенной области, инвариабельная связь двух предметов или двух групп предметов. Гносеологический аспект закона – отражение объективной связи двух предметов, образующееся в сознании исследователя. Если принять эту точку зрения, то следует признать, что география изучает собственные законы и закономерности. Другое дело, что они пока не получили четкого определения. В этой связи нельзя не согласиться с К. Н. Дьяконовым, считающим, что в физической географии прослеживаются свои специфические законы, которые следует рассматривать как стратегическую основу дальнейшего развития теоретических проблем. Анализ многочисленных эмпирических наблюдений и фактов, их теоретическое осмысление и синтез позволяют выявить несколько фундаментальных специфических физико-географических законов, отражающих существенную связь географических явлений и свойств геосистем.

Проведя анализ существующих классификаций законов, И. П. Шарапов приходит к выводу, что ни одна из них не ис­пользовалась для того, чтобы с ее помощью можно было пред­видеть открытие еще неизвестных законов, и предлагает в качестве основания классификации взять природу партнеров связи. Все исследуемые наукой предметы он разбивает на два подмножества. В одно включает предметы, абстрактные поня­тия или мысль. Первые делятся на физические тела или их группы (Т) и на изменения тел, явления, процессы (П), про­исходящие в природе. Второе подмножество условно названо идеями (И) или системами идей. Далее выделяются классы за­конов, характеризуемых попарными сочетаниями партнеров связи: I) Т₁ – Т₂; 2) Т - П и изомер П - Т; 3) П₁ – П₂; 4) Т - И и изомер И - Т; 5) П - И и изомер И - П; 6) И₁ –И₂.

Заметим здесь, что А. Ю. Ретеюм, выделяя ядра хорионов, говорит, что их функции выполняют тело, россыпь, поле, волна, огонь, знак или идея. Следовательно, в перс­пективе можно выделить соответствующие классы законов.

На наш взгляд, эта классификация вполне применима к изучению номологической базы географии, хотя на дан­ном уровне ее методологического развития не во всех клас­сах удается сформулировать не только законы, но и закономер­ности.

В этом направлении делаются только первые шаги, поэтому предложенные понятия требуют широкого обсуждения, уточнения, эмпирической проверки. По нашему глубокому убеждению, внедрение в практику географических исследований номологических положений повысит их культуру и результативность, будет способствовать более быстрому сближению географии с общенаучной проблематикой, развитию таких методов, как моделирование (в том числе математическое), системный анализ и др.

В физической географии неоднократно делались попытки сформулировать природно-географические законы. Некоторые из них, как, например, закон зональности стали общепризнанными и вошли даже в школьные учебники географии. Другие явились предметом дискуссии (закон устойчивости функционирования геосистем) или известны узкому кругу специалистов, как, например закон убывания палеогеографической информации.

Периодический закон зональности Григорьева-Будыко: повторение однотипных географических зон располагается в порядке изменения величины радиационного баланса при сохранении постоянного соотношения тепла и влаги. Согласно А. А. Григорьеву и М. И. Будыко, он отражает реально существующую дифференциацию географической оболочки (точнее, ландшафтной сферы, по Ф. Н. Милькову) на природные зоны, в основе которой лежат различные от места к месту суммы приходящего радиационного тепла и атмосферной влаги. Это положение было формализовано при помощи введения радиационного индекса сухости. А. М. Рябчиков считает, что для выяснения гидротермических условий дифференциации ландшафтов предпочтительнее использовать отношение не всей суммы осадков за год, а только валового увлажнения к радиационному балансу. Таким образом, вычисленные коэффициенты наглядно показывают, что соотношение тепла и влаги может быть одинаковыми в разных географических поясах. Это характерно как для настоящего времени, так и для геологического прошлого. Легко увидеть, что значительные изменения одного из показателей отношения приведет к сокращению или даже полному исчезновению одних и расширению за их счет других зон (гиперзональность, по А. А. Величко). Из всего этого следует необходимость придать закону зональности не только пространственный, но и временной смысл. С учетом этого фактора он будет звучать так: пространственно-временное развитие структуры географических зон осуществляется в порядке изменения термодинамических условий и соотношения тепла и влаги, и приводит к смене состояний и изменению инвариантных свойств структуры и функционирования ПТК. Установление этих четырех параметров и составляет основу палеогеографических реконструкций. Такая формулировка закона зональности, на наш взгляд, носит более общий характер. Исследования Н. Л. Беручашвили показали, что процессы и явления в ПТК имеют свою временную структуру, которая связана с их характерным временем, длиной периода и амплитудой изменения для циклических и квазициклических процессов, эффектами инерционности, последействия и т. д.

Закон направленно-ритмического изменения географической оболочки: изменение внешних и внутренних воздействий на географическую оболочку выражается в качественном изменении ее состава, переходя от более простых систем к более сложным, наращивании вещества и усилении его пространственной дифференциации, причем эти изменения происходят неравномерно во времени. Под внешними и внутренними воздействиями здесь понимается влияние географического пространства. Географическая оболочка развивалась вместе со всей планетой за счет внутренних материальных и энергетических ресурсов, ее масса уве­личивалась, а состав усложнялся. Об этом ярко свидетельствуют и особенности развития природы в новейшее геологическое время. Существует также множество свидетельств ритмики – различной по происхождению и продолжительности.

Один из аспектов этого закона отражает закон энтропии геосистем: географические системы на определенном этапе своего развития обладают четко выраженными механизмами негэнтропии. Понятие энтропии употребляется в географии в двух значениях. Одно из них: энтропия – это мера разнообразия структур, определяющая сложность организации системы, ее функционирование. Поверхность земного шара в историческом аспекте характеризуется усложнением своей структуры, в частности количеством зон – принцип негэнтропии (каждый принцип – это закон в гносеологической функции).

Другое, физическое, значение энтропии обнаруживается при направленности изменения различных форм свободной энергии в геосистемах. Такое понятие энтропии отличается от классического, термодинамического. Закон энтропии в геосистемах осложнен механизмами негэнтропии, и обе эти тенденции проявляются одновременно, но в различных плоскостях.

Закон метахронности развития географической оболочки (Маркова): одно и то же внешнее воздействие в пространственно различных геосистемах проявляется по-разному и в разное время. Данный закон отражает такие свойства геосистем, как устойчивость, иерархическая соподчиненность, территориальная дифференциация. К. К. Марков отождествлял метахронность с принципом пространства времени, который, на наш взгляд, является более общим отражением характеристики свойств природы земной поверхности. Качества ландшафтов зависят от их иерархического уровня, их положения в системе географической оболочки и их состояния в системе эволюционных и динамических изменений, от тесноты их связей. Проявлением этих качеств во времени и является метахронность.

Закон убывания палеогеографической информации: вероятность сохранности свидетельств палеогеографических событий убывает в зависимости от давности события, его масштаба и вещественного состава носителя информации. Известно, что природные компоненты, принимающие участие в становлении современных ландшафтов (а это полностью относится и к ландшафтам прошлого) начали проявляться в них в разное время. Кроме того, в широких пределах изменяется и вероятность сохранности каждого из компонентов в ископаемом состоянии в зависимости от его свойств и местных условий. Таким образом, мы получаем осредненное и несколько искаженное представление о природных условиях прошлого. Получаемые реконструкции представляют собой подобие гомоморфных моделей, причем абстрагирование от тех или иных подробностей идет не по нашему желанию.

Неполнота палеографической информации той или иной территории в определенной степени может быть компенсирована рассмотрением осредненной палеогеографической обстановки большей по размерам площади. Тогда возрастает вероятность нахождения материального свидетельства природной обстановки прошлого. Здесь, однако, необходимо заметить, что, как правило, чем выше ранг геосистемы, тем больше ее возраст. Поэтому осредняя информацию по площади, мы одновременно осредняем ее и по времени. Из этого закона следует вывод, что сравнивать палеогеографические реконструкции различных временных срезов можно только с учетом соответствующих поправок на неполноту информации. При межрегиональной же корреляции необходим учет соразмерности сравниваемых регионов и соразмерности объемов информации. Вызывает сомнение также правомочность географического прогнозирования на основе анализа палеогеографических срезов, когда информация о событиях протяженностью в несколько тысяч лет используется для прогнозирования возможных изменений природной среды на ближайшие несколько десятков лет. Только учет непрерывности и дискретности пространства – времени, инвариантности реконструируемых ПТК и многое другое позволит поставить на современную научную основу географическое прогнозирование по палеогеографическим материалам.

Закон убывания палеогеографической информации, по-видимому, тесно связан с законом устойчивости функционирования геосистем или законом регуляторных функций отдельных подсистем (блоков, групп организмов), осуществляющих регулирование и саморегулирование на основе вещественно-энергетических и информационных прямых и обратных связей: следующим образом: устойчивость геосистемы есть повторяющаяся последовательность расположения элементов и блоков в пространстве и функционировании во времени К. Н. Дьяконова (1974). Устойчивость в аспекте вертикальной и горизонтальной структуры геосистем отражает форму их постоянства, которая задается соответствующим инвариантом. Устойчивость в аспекте функционирования отражает форму их развития через противоречия преобразовательной и стабилизирующей динамики. Чем более устойчива геосистема, существовавшая в прошлом, тем большую информацию о ней мы можем получить.

Закон эргодичности: временные состояния эргодичных природных систем прошлых геологических эпох имеют пространственные аналоги в современной природе земной поверхности. Это одно из важнейших принципиальных оснований палеогеографических реконструкций и прогнозирования: эргодичным процессам и состояниям природных геосистем, распределенным во времени, соответствуют аналоги, распределенные в современном пространстве и находящиеся на разных стадиях развития. Этот закон был сформулирован В. А. Боковым (1983) как позиционно-эволюционный принцип: последовательность эволюционных изменений геосистем определяется пространственной последовательностью геосистем, образующих вместе с данной геосистемой позиционный ряд.

Одна из форм проявления пространственно-временных отношений в геосистемах – их эргодичность. Существует эргодическая теорема, в которой доказывается равенство средних временных и пространственных изменений на стационарных вероятностных процессах. Ряд исследований показал, что пространственно-временные отношения некоторых географических явлений удовлетворяют данным условиям. Благодаря этому по пространственной структуре явления можно получить представление о его временной динамике и наоборот. Анализ хроноорганизации географических явлений показывает, что временной анализ реальности не просто теснейшим образом связан с пространственным, но, более того, только он позволяет строго выделить и в полной мере обосновать пространственное своеобразие географических явлений.

Такого рода замена использована В. Дэвисом еще в начале XX в., с помощью сравнительно-географического метода, когда сопоставляются аналогичные объекты, находящиеся на различных стадиях развития. Проделанный им анализ речных долин (а затем и других форм рельефа) позволил выстроить их в единый ряд и убедительно обосновать эрозионную концепцию развития. Аналогичным образом собрана аргументация, обосновывающая теорию эволюции склонов В. Пенком.

В. А. Боков рассматривает простейший пример появления эргодичности географических явлений. Географические зоны на Русской равнине чередуются с севера на юг в определенной последовательности. Если представить, что наблюдается перемещение зон на север, то каждая зона будет последовательно заменяться зонами, расположенными южнее. Тем самым временная смена будет повторять пространственное расположение. Палеогеографические данные свидетельствуют, что за последние миллионы лет смещение природных зон на Русской равнине происходило неоднократно. Однако нельзя сказать, что наблюдалось простое перемещение зон с полным сохранением их свойств. Сами зоны изменялись. Тундростепь, располагавшаяся у края ледника на Русской равнине в плейстоцене, не идентична современной арктической пустыне, также располагающейся на границе со льдами, но в более высоких широтах. Поэтому, делает вывод Боков, пространственно-временная структура зон носит скорее квазиэргодический характер.

Большое географическое значение имеет сформулированный Боковым вероятностно-статистический принцип интеграции геосистемы: вероятностно-статистическая форма пространственного временного взаимодействия – основной способ интеграции физико-географических явлений, имеющих различные пространственно-временные масштабы. Основанием такого утверждения служит наблюдаемое пространственно-временное несовпадение природных тел – основных элементарных образований, взаимодействие которых порождает геосистемы. Формирование геосистем в ходе взаимодействия п4риродных тел идет статистическим путем. За достаточно большой срок устанавливаются характерные сочетания взаимодействующих природных тел.

Данное утверждение исходит из предположения, что физико-географические процессы – стохастические. При вероятностной постановке географической задачи строгая частотная интерпретация теории вероятностей заставляет нас предполагать выполнение условий закона больших чисел и центральной предельной теоремы, из которых вытекает эргодический принцип. В случае стационарных стохастических процессов среднее по пространству и среднее по времени эквивалентны. Остается установить, являются ли физико-географические процессы стационарными. Д. Харвей считает, что в определенных ситуациях предположение о стохастичности и стационарности географических процессов вполне разумно, хотя географические ряды часто не стационарны и, кроме того, часто не непрерывны. Но коль скоро необходимые предположения приняты, то при построении теории и сборе данных мы вправе использовать все преимущества, вытекающие из этих предположений.

Возможно, существует также такая закономерность: достоверность палеогеографических реконструкций зависит от степени полноты и возраста палеоландшафта. О возрасте уже говорилось выше – с ним связано убывание палеогеографической информации. Однако это не столь однозначно. Ведь современные ландшафты представляют собой исторически сложившиеся геосистемы. В их структуре накоплена физико-географическая информация, которая выражается и в составе природных компонентов, и в комплексе урочищ, порожденных в разное время, в неодинаковых палеоландшафтных условиях. Было подмечено, что чем древнее геолого-геоморфологическая основа ландшафта, тем большая палеоландшафтная информация в нем сосредоточена. Степень же полноты палеоландшафта определяется разнообразием составляющих его компонентов. С его увеличением возрастает вероятность сохранения того или иного их признака, материализованного в осадочной горной породе (с включенными в нее остатками флоры, фауны, человека и его материальной культуры), рельефа, современных ландшафтов.

Что касается общественной (социально-экономической) географии, то в ней о законах говорят меньше, но в ее теоретическом багаже имеется ряд положений, которые можно считать законами территориальной организации общества. Представителями этой подсистемы географических наук, также пред­ложены некоторые частные общественно-географические законы. Так, еще в 1971 г. Ю. Г. Саушкин, а в 1972 С.Я. Ныммик в качестве наиболее существенного частного закона, дей­ствующего в процессе формирования социально-экономических пространст­венных систем, выделяет пространственную концентрацию и комплексообразование производительных сил, что проявляется в непрерывном сосредоточении людей и материальных фондов на опреде­ленной территории (образование специфических социально-экономических организмов городов, социально-экономических территориальных комплексов и т.д.).

В 80-х годах было сделано несколько попыток сформулировать системы законов территориальной организации общества. А. А. Ткаченко (2002) отмечает, что там существовали: а) отдельные положения из «традиционной» системы; б) положения, выходящие за предметные рамки географии; в) положения, которые близки к тому, чтобы их считать законами территориальной организации. В их числе закон пространственной концентрации, закон территориальной дифференциации, закон территориального разделения труда. Но в большинстве работ не было дано четких формулировок законов. Они или перечислялись, или излагались слишком пространно. Ткаченко считает, что основные закономерности территориальной организации общества могут быть сведены к ряду общеизвестных положений, которые мы здесь приведем.

Взаимодополнение мест. Ни одно место (участок заемной поверхности) не может удовлетворить все потребности своего населения, в силу чего возникает необходимость обмена функциями (специализация, территориальное разделение труда), лежащая в основе большинства пространственных взаимодействий.

Гравитационная закономерность, выражающаяся в том, что сила взаимовлияния и взаимодействия географических объектов при прочих равных условиях пропорциональна их социально-экономическим массам и обратно пропорциональна расстояниям между ними.

Пространственная концентрация. Отдельные участки земной поверхности в силу своего положения или каких-либо иных своих свойств обладают повышенной привлекательностью и поэтому становятся местами концентрации населения и его деятельности.

Концентрическое строение географического пространства. Под воздействием мест концентрации, обычно превращающихся в хозяйственно-культурные центры территории, окружающее их пространство приобретает концентрическую структуру.

Иерархическое строение географического пространства. Территориальные системы жизнедеятельности населения иерархичны в своем строении: системы, возглавляемые менее крупными центрами, входят в состав систем, возглавляемых более крупными центрами. При этом ранг центра определяется набором его функций.

Стадиальность территориального (регионального) развития, выражающаяся в существовании пространственно-временных закономерностей в духе теоремы эргодичности.

Принцип «местного соответствия», отражающий наличие природных и историко-культурных ограничений развития любой территории.

По мнению Ткаченко, перечисленные законы дают начало большому количеству концепций, моделей, представлений, являются базовыми, на которых строится теория социально-экономической географии. Они определяют реальную географическую картину любой территории. Например, закон пространственного взаимодействия порождает концепцию экономико-географического положения, гравитационную и потенциальную модели, идею о «давлении места» и др.

Пространственная концентрация, имея в своей основе дифференциальную земельную ренту и агломерационный эффект, порождает поляризацию, а соответствующий закон – различные связанные с нею представления, включая концепцию ТПК, полюсов роста, опорного каркаса, функции места, узлового района и др.

С законом концентрического строения, который восходит к Тюнену, связаны формула Кларка, модель зонно-волновой диффузии и концепция «центр – периферия», а с законом иерархического строения, восходящим к Кристаллеру и Лешу, – типология населенных пунктов и модель каскадной диффузии.

К общегеографическим законам можно отнести сформулированный Э. Б. Алаевым (1983) проявляющийся в пределах географической оболочки закон кон­тактного взаимодействия: интенсивность взаимодействия (взаимовлияния) тел, будучи наиболее высокой в зоне непосредственного их контакта, по­нижается с увеличением расстояния между ними, и, когда эта разобщенность постигает определенного предела, рубежа, интенсивность взаимодействия резко сокращается.

Контуры некоторых общегеографических законов были очерчены Ю. Г. Саушкиным и А. М. Смирновым еще в 1970 г., когда они выделили: 1) закон общего соответствия и конкретного динамического несоответ­ствия структурных элементов географических образований; 2) закон неравномерности, контрастности развития пространственных систем всех типов; 3) закон асинхронности развития пространственных систем; 4)закон усиления комплексности развития и усложнения структуры пространственных систем; 5) закон пространственной зональности.

И спустя почти три десятилетия эти идеи известных отечественных географов заслуживают внимания, так как процесс «законотворчества» в эти годы в географической науке развивался недостаточно акти­вно, противоречиво, хотя совершенствование системы составляющих тео­ретический компонент науки – одна из важнейших ее задач. К этому «подталкивает» и более успешная, на наш взгляд, рабо­та в области теоретической географии, о которой пойдет речь в следую­щей главе.

Дата добавления: 2015-05-26