Общие положения о системно-структурном подходе.
Характерная черта современного этапа развития мелиораций как одного
из важнейших факторов интенсификации производства сельскохозяйственной
продукции - масштабность мелиоративных воздействий, охватывающих не
только отдельные хозяйства, но и целые регионы нашей страны. В сферу
этой деятельности вовлекаются значительные объемы водных, земельных,
трудовых и других материальных и энергетических ресурсов, что способствует
не только коренному улучшению земель, но и существенному изменению
свойств природной, социальной, экономической и других сред. При этом
необходимо отметить как опосредованное, так и непосредственное влияние
мелиоративной деятельности на эти среды. Этот новый, характерный для
настоящего этапа момент нашел отражение в том, что проекты по мелиорации
крупных регионов предусматривают прямое воздействие на социально-экономическую
среду, например, на создание инфраструктуры и др. Следовательно, повышение
народнохозяйственной эффективности мелиорации неразрывно связано с
необходимостью полного и всестороннего учета всех аспектов мелиоративной
деятельности. Кардинальное решение этой проблемы невозможно без более
общего по сравнению с традиционным подхода к рассматриваемому процессу.
Как известно, наука, изучая сущность объектов и систем с помощью
категорий и понятий, дает возможность обобщить накопленные знания и
объяснить исследуемые процессы и явления, причем переход от описания этих
процессов и явлений к их объяснению совпадает с познанием их структур.
Поэтому введение обобщающих понятий, законов, теорий на основе использования
системного, в частности системно-структурного, подхода наиболее целесообразный
путь к синтезу знаний (Агарков, 1977; Сачков, 1977; Семенюк,
1975; Сидоров, 1974; Тимофеев, 1977; Чепиков, 1975 и др.).
Системно-структурный подход предполагает развитие диалектики внутреннего
и внешнего, включая два аспекта: взаимодействие инженерной системы
со средой и иерархичностью систем, т.е. вовлеченность любой системы как
подсистемы в некоторую более сложную систему. При этом решающую роль
в системно-структурном подходе играет понятие структура. И. Б, Новик (1975)
отмечает, что система и структура соотносительны и выступают как единство
противоположностей, а сам системно-структурный подход в общем виде означает
рассмотрение познавательных объектов в качестве систем элементов под углом
зрения их структур.
Актуальность исследования структуры системы производства продукции на
мелиорированных землях (или вообще любой системы или подсистемы) определяется тем,
что в ней просматривается некоторая аналогия между важностью
рассмотрения понятия «закон» и его роли в отображении некоего явления, поскольку
закон выражает существенное в явлении, а структура - существенное
в системе. Структура - это такая организация объектов, которая характеризует
их сущность с внутренними зависимостями (Н.Артюх, 1977).
Вместе с тем процесс системно-структурной интеграции, синтеза научных
знаний также имеет ряд противоречий. Одно из них - многообразие методологических
аспектов синтеза наук. Синтез межнаучных и внутринаучных исследований возможен
лишь в результате раскрытия внутреннего единства всех модификаций исследований
(Артюх, 1967; Винер, 1958; Гаспарский,1978; Гвишиани, 1980; ван Гиг, 1981;
Глушков, 1975; Добров, 1969; Дружинин,Конторов, 1976; Кедров, 1963;
Котарбинский, 19Т5; Моисеев, 1979, 1981-, Пойя, 1957; Уемов, 1978;
Шаракшанз, Железнов, Ивицкий, 1977 и др.).
Развитие исследований по созданию совершенных мелиоративных систем
связано также с объединением усилий и результатов поисков ученых, работающих
как в области мелиораций, так и в смежных областях знаний. Это
возможно лишь в случае выявления общего звена или элемента в различных
научных дисциплинах, способного быть основой междисциплинарного синтеза
научных изысканий. В области технических, экономических и других наук
таким звеном может быть кибернетическая структура процесса (Винер, 1958).
Кибернетические принципы уже нашли применение при исследовании мелиоративных
процессов. При этом рассматривалось влияние только некоторых
параметров «входа» на параметры «выхода» с учетом влияния «обратной связи».
Развивая далее этот подход, будем понимать под компонентами «входа»
и «обратной связи» категории и общенаучные понятия, отражающие наиболее
общие, существенные свойства и отношения явлений в системе производства
продукции (СПП) на мелиорированных землях (МЗ). Предлагаемое в настоящей
работе рассмотрение СПП на МЗ обусловлено уже существующей практикой
проектирования подобного рода систем. Более того, вначале техническая
эксплуатация и управление системой (от получения продукции до сдачи ее
государству) осуществляются специализированными организациями
(примером может служить Голодная степь и другие).
Сочетание кибернетического принципа и категориально-понятийного подхода,
как будет показано ниже, позволит описать и объяснить процесс мелиорации
в категориально-понятийном виде и даст возможность сделать еще
один шаг на пути интеграции знаний о мелиоративной деятельности.
Основной момент при разработке категориально-понятийной структуре
концептуальной модели СПП на МЗ - выбор и обоснование категорий и общенаучных
понятий, т. е. теоретического базиса. Для вывода и доказательств
полагаем, что мелиоративная деятельность или процесс мелиораций есть
разновидность производственного процесса или целесообразной деятельности.
По К.Марксу, производственный процесс есть «...целесообразная деятельность,
или самый труд, предмет труда и средства труда». «Потребление рабочей
силы - это сам труда»’.
Таким образом, К.Маркс на основе исторического опыта с учетом
социально-экономических и политических условий вводит три основных компонента
производственного процесса: сам труд, предмет труда, средства труда.
Эти компоненты взаимосвязанные и взаимообусловленные, содержатся
и в системе производства продукции на мелиорируемых землях и определяются
через категории и общенаучные понятия, такие как человек (или его
грань - сам труд, отражающий специфику СПП на МЗ), материал (предмет
труда), инженерная система, включающая искусственные сооружения, машины
и устройства с их структурой и связями (средства труда).
У К.Маркса: «Средство труда есть вещь или комплекс вещей, которые
человек помещает между собой и предметом труда и которые служат для
него в качестве проводника его воздействий на предмет»». Далее он пишет,
что в процессе труда деятельность человека при помощи средств труда вызывает
заранее намеченное изменение предмета труда. Процесс угасает в
продукте. Продукт процесса труда есть потребительская стоимость, вещество
природы, приспособленное к человеческим потребностям посредством
изменения формы»’». Так, если рассматривать мелиоративную деятельность,
то, как было показано выше, в ее результате создается вещественно-энергетический
(в виде сельскохозяйственной продукции, мелиоративной обстановки и т.д.)
и социально-экономической (инфраструктура и т.д. ) продукт, т.е. результат
мелиоративной деятельности — многогранный.
При рассмотрении аспектов мелиоративной деятельности было отмечено,
что ее результаты существенно зависят от тех природной, социально-экономической
\и других сред, на которые должна наложиться эта деятельность,
т.е. среда - существенный компонент процесса. Здесь можно отметить и
такой известный факт, что среда в системе производства продукции на
мелиорированных землях рассматривается многогранно, например, природная
среда для сельскохозяйственных культур — это среда обитания и окружающей
среды; некоторые ее свойства и режимы управляемы, а некоторые неуправляемы
и случайны. В дальнейших рассуждениях под средой в широком смысле будем
понимать природную, социальную, экономическую, техническую и другие,
в узком смысле будем рассматривать природную среду.
Таким образом, правомочность введения категорий человек, материал,
инженерная система, среда, продукт и право существования из в
мелиоративной деятельности были определены как самой практикой, так и
классическими представлениями о производственной деятельности.
На современном этапе развития системы производства продукции на
мелиорированных землях на одно из первых мест выступает повышение ее
народнохозяйственной эффективности. Постоянный темп роста этой
эффективности может быть обеспечен лишь при одновременном совершенствовании
факторов, определяющих повышение производительности труда, таких как
уровень знаний (уровень накопленной информации) и их модельное представление
во времени, а так же уровень совершенства управления, т.е. при
участии таких категорий и общенаучных понятий, как управление, информация,
модель, время. Для обоснования этого положения обратимся к формулировке
К. Маркса по поводу факторов, определяющих производительность
труда: «Производительная сила труда определяется разнообразными
обстоятельствами, между прочим средней степенью искусства рабочего, уровнем
развития науки и степенью ее технологического применения, общественной
комбинацией производственного процесса, размером и эффективностью
средств производства, природными условиями»*.
Академик В.А.Трапезников в книге «Управление и научнотехнический прогресс»
(М. 19S3), проанализировав факторы, влияющие на увеличение производительности
труда, пришел к выводу, что производительность труда является функцией
фондовооруженности, уровня знаний и коэффициента, учитывающего условия,
характерные для отрасти. При этом под уровнем знания он понимает накопленные
знания, т.е. сведения о том, как построить оборудование и рационально
сгруппировать его в систему, т.е. это накопленная информация и, следовательно,
ее модельное представление во времени (по К. Марксу, уровень развития науки,
степень ее технического применения, эффективность средств производства,
общественная комбинация производственного процесса); уровень совершенства
управления (по Марксу, средняя степень искусства рабочего). Таким образом,
без включения в технический базис таких понятий, как управление, информация,
модель, время, не может осуществляться дальнейшее повышение эффективности
СПП на МЗ.
Итак, приведенные доводы и выполненные ранее исследования (Бадаев,
Реке, 1976, 1977; Бадаев, Рекс, Богомолов, Жабин, Хачатурян, 1979 и др. )
показывают, что категории и общенаучные понятия, входящие в теоретический
базис СПП на МЗ,- это человек, инженерная система, материал, среда, управление,
информация, модель, время, продукт, можно сгруппировать в определенную
категориально-понятийную структуру вокруг понятия «процесс» (рисунок и табл. 1).
Рассматривая вопросы категориального синтеза теории, А.Г.Артюх (1977)
отмечает, что более глубокий анализ разрабатываемых теорий требует исследования
теоретических и методологических аспектов используемых категорий. Оценивая
категории с теоретических позиций, он отмечает необходимость показать,
что по способу выражения объективного содержания они представляют собой
категориальные понятия.
В нашем случае категории «человек», «система», «материал» представляют
собой основные элементы труда, соответственно: сам труд, предмет труда и
средства труда. Категория «среда» влияет на процесс труда. Категория
«продукт» — результат труда. Категории «управление», «информация», «модель»,
«время» - совокупность категорий и общенаучных понятий, обеспечивающих
целенаправленную деятельность человека в условиях современного
производства в определенные периоды.
Категория «процесс» в кибернетическом понимании этого термина играет
роль центрального ядра, объединяет воедино все перечисленные выше категории
и общенаучные понятия. Следовательно, объективное содержание
категорий, введенных для построения основ обобщающей теории мелиоративной
деятельности, состоит во всестороннем охвате разнообразных процессов мелиораций.
Для оценки методологической роли категорий и общенаучных понятий необходимо
рассмотреть их функциональную роль в дальнейшем процессе познания.
Это сформулируем (совместно с В.И.Агарковым) следующим образом: значимость
категорий будет изменяться за счет уменьшения значимости
одних понятий, входящих в их состав, и увеличения значимости других, возможно,
ранее неизвестных понятий, т.е. с учетом их диалектики. Интересно
и то, что введение категорий и общенаучных понятий позволило построить
«мостик» между другими производственными и непроизводственными деятельностями
и системами.
Учитывая сказанное, сформулируем некоторые определения. Основные
компоненты, осуществляющие производственный процесс в СПП из МЗ,-
человек, среда, материал, инженерная система, управление, информация,
модель и время, т.е. эффективность этого процесса определяются раскрывающими
их перечисленными выше категориями и понятиями.
При осуществлении СПП из МЗ, мелиораций’ или их видов компонентный
состав понятий структуры сохраняется по номинальным характеристикам,
т.е. он инвариантен, меняются только количественные значения свойств
(показатели) компонентов.
Постоянство компонентного состава комплекса, осуществляющего эти
производственные процессы, - основное положение концептуальной модели
мелиоративной деятельности. Значение компонента, находящегося в минимуме,
лимитирует эффективность мелиоративного (производственного) процесса.
Важное условие категориального синтеза теории - последующее выражение
категорий через частные понятия. Для этого наряду с кибернетической
категориально-понятийной структурой процесса производства сельскохозяйственной
продукции на мелиорируемых землях представляется целесообразным отобразить
эту структуру в виде категориально-понятийной матрицы (КПМ, табл. 2),
что является одним из возможных подходов построения концептуальной модели
мелиоративной деятельности, или мелиораций.
Рассмотрение процессов мелиораций через призму категорий и общенаучных
понятий, принимающих участие в их осуществлении, а также их структуры,
позволяет не только оценить совершенство понятийного аппарата концептуальной
модели теории мелиораций, но и решить задачу всестороннего охвата исследований,
уменьшить ошибку прогноза, устранить недопонимание, источником которого
служат три фактора: недостаточная структуризация информации и недостаток
априорных знаний; наличие помех, случайных или умышленных’, различие в
критериях оценки фактов у лиц, вступающих в информационный контакт,
т.е. отсутствие единого понятийного аппарата - всеобщего языка (Дружинин,
Конторов, 1976).
КПМ процессов применительно к мелиоративной деятельности - это не
простая сумма исходных категорий и общенаучных понятий, а их органическое
единство. В результате осуществленного синтеза получен новый результат,
новое знание, которого не было в исходных категориях и общенаучных понятиях.
К новому результату следует отнести объединение таких разных по своей природе
категорий и общенаучных понятий, как человек, инженерная система, среда и т.д.,
в одну структуру, в единый понятийный базис обобщающей теории.
Матрица (см. табл. 2) объединяет категории и общенаучные понятия существующей
теории, охватывающие различные понятия существующей теории «сельскохозяйственных
мелиораций». Это позволяет исследовать структуру знаний в рамках каждой теории,
изучающей определенные аспекты мелиоративных процессов и систем. Поэтому
предлагаемая в виде КПМ концептуальная модель (КМ) СПП на МЗ является
общей по отношению к известным и позволяет решать в частных теориях такие
вопросы, как установление их границ, введение новых понятий, непротиворечивость
теории, ее полноту и др.
Используемый подход в виде категориально-понятийного мышления позволяет
лучше представить движение мысли от единичного к общему и от общего к
единичному. Многообразие вопросов, освещающих процессы мелиораций, как
бы проектируясь на категориально-понятийную матрицу, дают возможность
сводить многообразие отдельных процессов к единству. Кроме того,
категориально-понятийная матрица позволяет анализировать не только реально
воспринимаемое множество вещей и связей, но и прогнозируемое множество вещей
на данном этапе познания, когда отдельное не существует иначе, как в связи с
общим. Концептуальная модель мелиораций, представленная в виде
категориально-понятийной матрицы, используя структуры процессов мелиораций,
способствует совершенствованию абстрактной мыслительной деятельности человека,
определяющей его теоретическую деятельность.
С помощью матрицы исследователь получает возможность последовательно
накапливать и перерабатывать информацию о процессах мелиорации, а
не выжидать возможности получения ее в полном объеме, достаточном для
целостного и абсолютного достоверного знания. Категория как средство
аналитикосинтезирующей деятельности исследователя позволяют вводить в матрицу
(как в целостную структуру мышления) эмпирические знания, полученные на основе
наблюдений.
Как установить объективное соответствие между практикой и предлагаемыми
основами обобщающей теории мелиораций? Любое уравнение, характеризующие
взаимосвязь между основными понятиями, может либо подтверждаться практикой,
либо нет. В случае рассогласования расчетного значения с практически наблюденным
можно сделать вывод о несоответствии теории рицу (как в целостную структуру
мышления) эмпирические знания, полученные на основе наблюдений.
Как установить объективное соответствие между практикой и предлагаемыми
основами обобщающей теории мелиораций? Любое уравнение, характеризующие
взаимосвязь между основными понятиями, может либо подтверждаться практикой,
либо нет. В случае рассогласования расчетного значения с практически
наблюденным можно сделать вывод о несоответствии теории практике и
необходимости дальнейшего развития теории. Оно будет состоять
в поиске такого понятия, которое при его введении в прежние теории
обусловит соответствие расчетных параметров процессов мелиораций с реальными.
Например, понятие «тупиковых» пор в физико-химической гидродинамике пористых
сред, явилось таким понятием, с помощью которого удалось сформулировать
более адекватную модель солепереноса в почвогрунтах.
Научное значение предложенной категориально-понятийной матрицы процессов
мелиораций состоит еще и в том, что она способствует дальнейшему
развитию теории. Поиск новых решений переходит из области искусства или
случая в область целенаправленной работы. Матрица позволяет наложить точки
зрения различных исследователей и, например, при изучении географических
зон, имеющих четко выраженные особенности, дать объективную оценку сделанным
выводам. Это достижимо потому, что категориально-понятийная матрица обеспечивает
объективность и единство исходной позиции исследователей, и если показатели
процессов мелиораций отдельных зон подтверждают значимость какого-либо фактора,
то он является объективно значимым. Теория процессов мелиораций при этом обогащается,
становится возможным прогнозирование процессов в других зонах, для которых эти
факторы также характерны.
Таким образом, концептуальная модель мелиораций обеспечивает синтезирование
различных теоретических воззрений при том условии, что они несомненно подтверждаются
практикой. При этом логическая категориально-понятийная структура определяет
новые формы представления теории в мелиорации. Синтез теории нашел свое
выражение в том, что категории начинают выступать в органическом единстве.
В тех случаях, когда исследователь берет для изучения одну из категорий,
другие присутствуют в неявном виде. Выделение в еле дующем опыте познаний
другой категории также не приводит к разрушению целостности мышления.
Такие действия способствуют разрешению возникающих диалектических противоречий
и одновременно делают возможным построение непротиворечивых теорий,
посвященных частным вопросам мелиораций.
Важное достижение осуществленного теоретического синтеза заключается
в том, что он носит системный характер. Логическое построение теории таково,
что можно выделить, во-первых, основополагающие положения теории,
смысловое ядро, основные принципы и, во-вторых, из этих основных принципов
вывести все другие знания.
Итак, основные положения концептуальной модели мелиораций (разработаны
совместно с В.И.Агарковым) сводятся к следующему.
1. Все процессы мелиораций характеризуются совокупностью частных понятий,
входящих в состав следующих категорий: человек, инженерная система, материал,
среда, информация, модель, управление, время, продукт (производительность,
качество, стоимость).
2. Перечисленные категории при группировке вокруг центрального
кибернетического понятия процесс образуют определенную структуру (вход,
процесс, выход и обратная связь).
3. Степень влияния каждого фактора, представляющего собой частное понятие,
входящее в категории человек, инженерная система, материал, среда, информация,
модель, управление, время, обусловлена совокупным воздействием их качественных
и количественных характеристик на процесс мелиораций (продукт).
4. Значимость любого понятия, входящего в состав одной из перечисленных
категорий основ КМ обобщающей теории, может найти подтверждение
(или быть опровергнута) практикой с обязательным учетом сопутствующих
факторов. Изучение и прогнозирование процессов мелиораций базируется
на использовании как экспериментальных, так и теоретических методов
исследований.
Категориально-понятийные матрицы концептуальной модели мелиораций
позволяют также решить вопрос и о подготовке специалистов (на уровне
исследователей-руководителей, обладающих широким кругозором), способных
эффективно управлять разноплановыми исследованиями. Это достигается
благодаря кумулятивному характеру категориально-понятийной матрицы, ее
способности отображать разноплановые исследования и выявлять степень их
полноты. С помощью матрицы можно постоянно отмечать появление новых
идей на всех уровнях исследовательской работы.
Предлагаемый подход позволяет из сложной системы выделить некоторую
подсистему для отдельной группы исследователей и указать на информационном
уровне пути ее возврата в сложную систему, что имеет исключительно
важное значение для повышения эффективности исследований.
Как показал анализ ряда научных работ, отсутствие функционального,
морфологического и информационного описания систем ПП на МЗ, в том числе
мелиоративных, гидромелиоративных и других, снижает качество и эффект
исследований. Это объясняется тем, что каждый исследователь вычленяет
подсистему - мелиоративную, гидромелиоративную, оросительную или другую -
и изучает ее, не заботясь о ее возвращении в сложную СПП на МЗ
и не анализирует, что произошло с этой сложной системой.
Такой подход нельзя считать прогрессивным, ибо сложная СПП на МЗ также
должна являться предметом исследований. Основные соображения по
функциональному, морфологическому и информационному описанию системы
приведены в работе В.В.Дружинина и Д.С.Конторова (1976).
В заключение сформулируем основные положения концептуальной модели
следующим образом: эффективность (Э) СПП на МЗ в целом определяется
совокупным влиянием частных понятий, составляющих категории и общенаучные
понятия: человек (Ч), инженерная система (СИ), материал (М), сре-
да (Ср), информация (И), модель (Мо), время (Вр) и управление (У).
Качественные и количественные характеристики сопутствующих факторов
обусловливают удельное воздействие каждого из них через значимость
характеризующего их понятия. В формализованном виде положение может быть
представлено выражением Э = Ф (Ч, Си, Ср, М, И, Мо, Вр, У,) где Ф -
функция состояния системы ПП на МЗ, или процесса мелиорации.
Известно, что главная цель науки - постижение сущности, непрерывно
связанной с принципом простоты как средством, способствующим достижению
главной цели. Упрощение, получаемое в результате использования
категориально-понятийной матрицы основ обобщающих теорий,- один из способов
проникновения в глубины сущности. Категориально-понятийный синтез
позволяет связать ранее разобщенные элементы в области знания, что в конечном
итоге делает их систематизированными и упрощает их восприятие.
Анализ исследований, проведенный с целью «сжатия» ( выделения ) информации
в работах, посвященных вопросам мелиораций, позволил объединить их в
определенную систему. При этом были выявлены следующие общие признаки
исследований: зависимость каждого от предыдущих научных работ, относящихся
как к области мелиораций, так и к другим областям знаний; недостаточность
достигнутого уровня знаний; определенность методов исследований;
вклад исследователя в развитие знаний; практическая значимость исследований;
возможность использования полученных знаний в других отраслях знаний.
Каждое исследование следует рассматривать как часть системы знаний,
и в этом случае конкретное описание исследования (по перечисленным признакам)
можно дать в виде формулы исследования. «Формула исследования»
- это составленная по установленным правилам краткая словесная характеристика,
выражающая научную сущность исследования. При написании формулы исследования
необходимо выполнить следующие правила:
а) дать четкое определение теории (материнской теории), которая является
исходной по отношению к теории, развиваемой в исследовании; после слов
«дополняющее известные знания», завершающих описание исходной теории, указать,
чем существующая теория не отвечает требованиям практики, т.е. охарактеризовать
цель исследования (неизвестное);
б) указать, какие методы были использованы для познания неизвестного;
в) описать развиваемую теорию в конечном состоянии, т.е. в том виде, который
она приобрела после проведения исследований;
г) определить практическую значимость результатов, полученных за счет
применения усовершенствования теории;
д) установить область возможного применения получившей развитие теории и
получаемого при этом положительного эффекта.
Является ли предлагаемая формула исследования средством упрощения знания?
На этот вопрос можно ответить положительно на том основании, что
неопределенность формулы значительно меньше по сравнению с заключением
(общими выводами).
Применение предложенных методов сжатия информации и ее последующего
поиска предполагает использование современных быстродействующих
электоронно-вычислительных машин. Однако разработанная методика позволяет
использовать в информационном поиске и малую механизацию, т.е.
краевые перфокарты для кодирования содержания исследований.
КПМ не отражает таких моментов, как аргументированная неудовлетворенность
существующими теориями, обоснование целесообразности их развития.
В ней не отражены связи с исходными теориями и задачи, вытекающие из
проведенного исследования. КПМ и формула диалектически дополняют друг друга,
обеспечивают единство формализованного и неформализованного знаний.
Действительно, самая совершенная формула исследования перед вводом
в машину потребует формализации, что и достигается в КПМ. С другой стороны,
КПМ всегда будет требовать словесной расшифровки, что можно получить в этой
формуле.
Результаты проведенного исследования (совместно с В.И.Агарковым) позволяет
сформулировать следующее: изложенная теоретическая концепция существенно
упрощает процесс накопления переработки и поиска информации, а следовательно,
делает более определенной и строгой саму познаваемую систему в ее научном
представлении. Сжатие информации можно рассматривать и как некоторый
промежуточный этап познавательного процесса. Разрозненные исследования далеко
не всегда позволяют проникнуть в природу изучаемого процесса. Когда же
разрозненные исследования удается сжать, нанести их на одну категориально-понятийную матрицу, то становится возможным рассматривать каждое исследование как часть общего познавательного процесса, определить пропущенные факторы и направить усилия на их изучение. Представленная в матричном виде информация легко укладывается в «память», которая служит своеобразным рычагом, усиливающим интеллект.