Анатолий Горелов - Экология: конспект лекций
Обособленное от личности и природы развитие науки и техники привело к тому, что научно-технический прогресс стал пониматься в узком смысле как совокупность достижений науки и техники. Ясно, что такое понимание социально и экологически негативно, поскольку в этом случае прогрессом придется называть и изобретение новых видов оружия и технологическое уничтожение природной среды. Происходит незаметная на первый взгляд подмена. Когда говорят о научно-техническом прогрессе, подразумевают, как само собой разумеющееся, что он заведомо оказывает благотворное влияние на человека и природу; результаты же часто бывают совершенно противоположными.
Каждое отдельное достижение науки и техники, несомненно, прогресс в данной отрасли знания и практики. Но будет ли оно прогрессом культуры в целом – это уже вопрос, так как оно может оказать негативное влияние на развитие общества. И тем более это вопрос по отношению к состоянию природы. Научно-технический прогресс тогда экологически полезен, когда его достижения находятся в гармонии с направлением эволюции и возможностями природы. Для того чтобы сочетать научно-технический прогресс с социально-природным, необходимо следовать трем принципам внедрения достижений науки и техники:
1. Существует, как правило, не один, а несколько вариантов преобразования природы, из которых выбрать предстоит наилучший, в том числе с экологической точки зрения. Чтобы выбор был полноценным, следует проработать имеющиеся варианты с привлечением всего набора наличных средств (принцип альтернативности). Поэтому до осуществления любого проекта, влекущего за собой те или иные экологические последствия, требуется создание комплексных проектно-исследовательских групп, составленных из специалистов различного профиля и разрабатывающих альтернативы поставленных целей.
Работа таких организаций должна состоять не только в изучении положения в данном районе, но также и в натурном и математическом моделировании будущих ситуаций. Данным организациям необходимо тесно сотрудничать между собой, и координация их работы должна осуществляться единым центром, в который поступала бы вся информация о состоянии системы «человек – природная среда» и в котором на основе моделей развития отдельных регионов строились бы глобальные модели.
2. Учитывая ограниченные возможности современных методов прогнозирования последствий воздействия человека на природу и растущий риск отрицательных экологических моментов, необходимо создавать крупные научно-технические полигоны, на которых в течение продолжительного времени (двух-трех поколений, чтобы последствия полностью обнаружили себя, ибо, по данным генетиков, они могут проявиться именно у последующих поколений) проверялись бы все новые научно-технические разработки, в том числе в области атомной энергетики, химизации и т. д. (принцип проверки). Эти своеобразные научно-технические заповедники должны быть удалены от мест скопления населения, и испытывать научно-технические инновации ученые должны на самих себе и на добровольцах, осведомленных о возможных последствиях.
Если бы последствия своих изобретений испытывали на себе сами ученые (настоящие, а не в кавычках физики и химики), наука, во-первых, вновь превратилась бы из выгодного бизнеса в довольно опасное предприятие, а во-вторых, в менее тяжелом положении была бы природная среда.
3. Решать же, внедрять в широкую практику после всесторонней и продолжительной проверки достижения науки и техники или нет, должны сами люди, живущие в данном регионе, в обстановке полной экологической гласности (принцип референдумов). Условие доступа ко всей потребной для осуществления подлинного выбора информации, конечно, является обязательным. Во многих странах уже сейчас проводятся подобные референдумы (например, по вопросам строительства атомных электростанций). Это и есть действительное осуществление власти народом, прямая экологическая демократия.
Тема 8. МОДЕЛИРОВАНИЕ В ЭКОЛОГИИ И КОНЦЕПЦИЯ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ
8.1. Математическое моделирование в экологии
Первыми экосистемами, которые изучались с помощью количественных методов, были системы «хищник – жертва». Американец А. Лотка в 1925 году и итальянец В. Вольтерра в 1926 году создали математические модели роста отдельной популяции и динамики популяций, связанных отношениями конкуренции и хищничества. Исследование систем «хищник – жертва» показало, что типичной для популяции жертв эволюцией является увеличение рождаемости, а для популяции хищников – совершенствование способов ловли жертвы.
В дальнейшем метод математического моделирования применялся в экологии все шире, что обусловливалось его большими потенциальными возможностями. Моделирование дает предварительное объяснение и предсказание поведения экосистем в условиях, когда теоретический уровень исследований природной среды недостаточно высок. В этом аспекте моделирование всегда будет дополнять теоретические построения, так как разрыв между практическим воздействием на природу и теоретическим осмыслением последствий такого воздействия сохраняется, и все качественно новые варианты перестройки биосферы обязательно должны моделироваться.
Модель как средство преобразования характеризуется не только соответствием с объектом, который должен быть преобразован. Она сообразуется с планирующей деятельностью человека, а следовательно, с теми орудиями труда, которыми общество обладает. В модели образуется единство свойств, которые подобны свойствам прототипа, и свойств, выражающих целевую установку человека.
Например, можно использовать в качестве натурной модели при исследовании участка под строительство сооружения участок, на котором уже было осуществлено строительство. Отсутствие подобия модели (в ее окончательной стадии) прототипу не является препятствием для моделирования. Результаты модельной деятельности на каждом отрезке моделирования сопоставляются с результатами оперирования оригиналом при учете конечной цели преобразования прототипа.
Моделирование после задания жесткой целевой установки оправдывало себя до тех пор, пока человечество не начало осуществлять огромные преобразования на больших территориях земного шара. Чем крупнее территория, тем разнообразнее могут быть пути ее изменения. В связи с этим моделирование целесообразно использовать и для выбора целей преобразования огромной территории, не исключая его использования для выбора целей преобразования биосферы в целом. Своеобразие современного периода моделирования и состоит в том, что до недавнего времени цели и средства преобразования, как правило, не зависели от результатов моделирования, а ныне стала учитываться обратная связь от моделирования к целям и средствам преобразования, и моделирование предмета преобразования стало рассматриваться в единстве с моделированием целей и средств преобразования.
Сознательный выбор путей преобразования природы требует применения различных видов моделирования и типов моделей. Все виды моделирования, направленные на познание природы, находят применение при преобразовании биосферы. Применение различных типов моделей и видов моделирования способствует, с одной стороны, повышению теоретического статуса науки и синтезу знаний, а с другой, обеспечивает столь необходимую в наше время координацию преобразовательной и познавательной сторон человеческой деятельности.
Идеальные модели потребного будущего всегда формируются в мозгу человека. Чем крупнее планы преобразования, тем многограннее эти модели. Зависимость человека от объективных законов развития природы рождает потребность в построении вещественных моделей поведения и потребного будущего.
В методологической литературе принято все модели делить на две большие группы: модели-интерпретации, преобладающие в математике, и модели-описания, свойственные естественным наукам. В модели как средстве преобразования природной среды оба эти типа выступают в единстве. Идеальная модель потребного будущего формируется на основе изучения действительности и более абстрактна, чем прототип. Вещественная модель потребного будущего, построенная на основе идеальной, может быть отнесена к моделям-интерпретациям, поскольку она конкретнее прототипа.
Масштабная модель необходима, когда хотят определить последствия человеческой деятельности в интервале времени, большем, чем продолжительность жизни одного поколения. Масштабное моделирование позволяет избежать чрезмерного риска при укрупнении масштабов человеческой деятельности. Той же цели служит натурное моделирование в естественных условиях. Оно может осуществляться для изучения какого-либо обособленного процесса, но гораздо продуктивнее комплексное исследование с участием представителей естественных, технических и гуманитарных наук, позволяющее моделировать также и связи между процессами, протекающими на данной территории. В этом случае натурная модель может быть использована для оптимизации большой по масштабу территории.
