12.5. Нормативный путь познавательного процесса
Автор не нашёл лучшего способа изложения процесса научного исследования как алгоритмический (пошаговый путь познавательного процесса). Ниже описывается 8 шагов типового исследования в географии в расчёте на то, что такой путь легко анализируется и может реализоваться по аналогии.
Первый шаг исследователя: абстрагирование научного объекта от объекта натурного.
О чем идёт речь? О том, что для создания настоящей науки очень нужно научиться абстрагироваться от натурного объекта ради создания его научного объекта – идеального образа (идеального конструкта).
Этот процесс начинается с определения существенных сторон этого идеального конструкта, совокупность которых служит предметом исследования:
Второй шаг: выбор методологии в зависимости от цели и выбранных на первом шаге существенных сторон идеального конструкта: концептуальная, структурная, функциональная, имитационная, синергическая.
Ключевое задание – в необходимости иметь (создать, упорядочить) методологию, которая бы отвечала именно таким требованиям, возможностям и потребностям определения, оценивания, оптимизации объекта. Она определит способы дальнейших исследовательских действий.
Возможен любой, самый неожиданный путь исследования конструкта (т.е. вариант предмета исследования). Например, концептуально-синергетический, когда с помощью аналогий и выразительных примеров иллюстрируется синергетическая природа самоорганизации геосистем – как в научно-популярной работе Л.Ф.Черногора54. В то же время, в географии уже есть работы, так сказать, демонстрационно-синергетические, но пока мало работ действительно научно-синергетического уровня, например, в геоморфологии55. Популярность таких исследований возрастает.
Третий шаг: определение фундамента исследования: топология, понятийный аппарат и аксиоматика.
Значение топологии (местоположения, взаимного расположения, соседства) кажется очевидным. Но в формализованном виде оно убедительно показано только в отдельных работах, например56. В географии есть многочисленные попытки пойти по такому пути. Это известная работа по теоретической географии У.Бунге57, в которой автор приводит модели и способы топологического анализа. Это пионерная работа А.Г.Топчиева о транспортно-географическом положении городов Украины, в которой он впервыезаменил расстояния на топологические меры доступности расположения областных центров. Топологическим положением (соседством) воспользовался О.И.Шаблий для определения геополитической позиции Украины среди стран Евразии.
Если не установлена аксиоматика, на которую намерен опираться исследователь – результат, скорее всего, будет аморфным и неоднозначным.
Понятийный аппарат – «Ахиллесова пята» географии (по сравнению, например, с геологией)58. Очень серьёзно поставлена проблема в геоинформатике. В 1990 г. был издан первый отечественный «Толковый словарь-справочник по геоинформатике» под ред. А.В.Кошкарёва и В.Н.Каракина. Сейчас существуют национальные и региональные комитеты по стандартизации геоданных и т.п. Но, повторяем, стандартизации пока нет. В преамбуле каждого закона или серьёзного нормативного акта предлагается своё толкование терминов, которые только отчасти используются в научных исследованиях в силу мобильности терминологического аппарата нормативных документов.
Аксиоматика географии вводилась Э.Неефом, К.И.Геренчуком, В.С.Преображенским, но так и не стала общепризнанной. Приходится, как правило, вводить некую «частную» аксиоматику, определяя, какие понятия или объекты считаются в исследовании основополагающими и не требующими доказательства.
Четвёртый шаг: аналогия, подобие.
Понятие географической аналогии является широко употребляемым в географии. Оно имеет смысл, близкий к общенаучному толкованию метода аналогий как строгому способу исследования неизвестного объекта опосредствовано через объект известный. Ключевое значение принадлежит способам доказательства такой аналогии: правомерно или нет заменить один объект другим?
«Свободная» аналогия. Такие аналогии обосновываются произвольным подбором объекта-аналога и определённых показателей для сравнения с ним изучаемого объекта, часто из соображений большей убедительности выбора. Иногда исследователь поднимается до применения одних и тех же индикаторов, аналогичных для сравниваемых объектов.
Строгая аналогия. Это уже общенаучный термин. В некоторых областях географической науки аналогии формализируются через критерии подобия: чаще всего это такие отношения величин, которые являются параметрами, инвариантными для объектов определённого класса. Они остаются близкими в случае аналогичных объектов. Такие аналогии известны в гидрологии и эрозиоведении (Г.И.Швебс; Г.В.Бастраков; Н.В.Куценко и др.). Строгие аналогии используются там, где в основе исследования положены физические, химические, физико-химические методы, потому что в этих науках такие критерии подобия хорошо известны и общеупотребительны: число Рейнольдса, число Фруда в гидрологии и флювиальной геоморфологии, морфодинамические аналогии Н.В.Куценко). Критерии строгой аналогии встречаются в экономической географии (индекс Бойса для оценки формы и положения центра; индекс человеческого развития ООН и др.).
Проблема использования аналогий заключается лишь в том, чтобы ввести выделение и использование критериев подобия как обязательной процедуры исследования, потому что без этого невозможно найти не просто убедительные, но воспроизводительные способы доказательства правильности исследования.
Пятый шаг: определение языка исследования.
99 % географов излагают материалы исследования вербально на доступном каждому языке, иллюстрируя текст картами, таблицами, графиками и т.п. Это язык описания и создания конструкта (содержательной постановки задачи). Но между реальностью и её исследованием находится, кроме конструкта, также язык исследования, посредством которого производятся исследовательские манипуляции: логический анализ по правилам построения силлогизмов, математический анализ и т.п. Поэтому иногда удаётся представлять исследовательский географический объект как символьную конструкцию.
Взгляните на карту. Это пример символьной конструкции на языке картографирования. Почему и зачем? По нескольким причинам. Потому что формальный язык (символьная конструкция) однозначен. Во-вторых, потому что он, как правило, более ёмок. В третьих – и это главное – к символьной конструкции применим аппарат формальной логики (в частном случае аппарат математики). Это обстоятельство делает возможным заменить исследование объекта манипулированием с символами (подобно тому, как в школе мы решали математические задачи, вначале описанные на вербальном языке; затем мы их формализовали, а потом применяли к формализации арифметические действия). Известный философ, математик, социолог Бертран Рассел в монографии, посвящённой человеческому познанию, отмечает, две важных вещи. Первая – общепонятная. Идёт речь о том, что без языка познания окружающего мира, оно было бы ограниченным лишь тем, что нам дают ощущения (феноменология). Ведь через язык можно узнать о том, что не является (и не было) предметом ощущений, не воспринималось непосредственно или же не подлежит восприятию органами чувств в принципе (например, микромир, или, наоборот, Вселенная).
Менее общепонятно другое. Цитируем Б.Рассела: "Все, что я хочу сказать, это, что язык был бы невозможен, если бы физический мир (то, что нас реально окружает – И.Ч.) фактически не имел определённых свойств и черт, и что теория языка в определённых пунктах зависит от познания физического мира". Причём, идёт речь не только и не столько о языке отражения, сколько о языке самого исследования. Напомню, что картограф А.А.Лютый обратился к языку карты, пытаясь его формализовать – очевидно, для того, чтобы заменить натуру, которой должна отвечать карта в определённых, заранее установленных отношениях, на символьную систему. К сожалению, полностью это кардинально важное дело последний исследователь не завершил. Но из его работ стало ясно, что язык карты даёт возможность выйти за пределы, очерченные условными знаками легенды (примерно так же, как смысл предложения не складывается сугубо механически из содержания отдельных слов), – потому что сочетание знаков на определённом объекте синтезирует качественно новое знание через язык карты. Такие сочетания называются синтагмами (т.е. символьными графическими конструкциями). Чтобы укрепить читателя в мысли, что такие рассуждения обоснованы, приведём два высказывания классиков фундаментальной науки относительно важности абстрактно-символьного отражения объекта (то есть использования формального языка) для всей канвы науки. "Способность к пониманию символов, возникающую вместе с формированием языка, можно считать решающим шагом, который вывел человека из животной жизни" (по Г.Вейлю, с. 55. Выделено мной – И.Ч.)59 .Г.Вейль имел в виду, что восприятие и ощущение известны в живой природе, а символьные конструкции присущи только человеку.
Другой известный классик, химик Гельмгольц так показал значение символьного отображения отношений в химии: "Формула вводит указанное тело (химическое вещество – И.Ч.) в чрезвычайно богатый и до тонкостей расчленённый комплекс отношений, о котором восприятие вообще ничего не знает. Подлинную силу знака составляет здесь именно то, что по мере того, как непосредственные содержательные определения отодвигаются на задний план, все более отчётливо и чисто отчеканиваются моменты всеобщих форм и отношений" (цит. по Г.Вейлю, с. 57-58; подчёркнуто мной - И .Ч.).
Наконец, наиболее ёмкое мнение самого Г.Вейля, которое, по нашему мнению, претендует на обобщение этой проблемы. В работе "Единство знания" он рассуждает над соотношением действительности и формальных конструктов – физических законов природы: «Кульминация всего этого (речь шла о первичных, простых законах природы – И.Ч.) – чисто символьная конструкция, не использующая в качестве материала ничего, кроме свободных творений разума: символов. Монохроматический пучок света, который для Гюйгенса был в действительности волной эфира, теперь стал формулой, выражающей некоторый неопределенный символ F, называемый электромагнитным полем, как определяемую математически функцию четырех других символов x,y,z,t , называемых пространственно-временными координатами. Ясно, что теперь слова «в действительности» следует взять в кавычки: кто мог бы теперь всерьез претендовать на то, что символический конструкт и есть истинный реальный мир?...
Так возникает теория природы, которая только как единое целое может быть противопоставлена опыту, в то время как отдельные законы, из которых она состоит, взятые сами по себе, лишены содержания, доступного проверке. Это расходится с традиционным представлением об истине, рассматривающим отношение между Бытием и Знанием с позиций Бытия…» (с. 74; выделено мной – И.Ч.). Кажется, что глубокая критическая мысль, рафинированная в подчёркнутом предложении, должна стать ведущей в процессе создания современной фундаментальной географии. Но что нам это даёт теперь и в будущем?
Пока в географии не хватает внимания к этой проблеме со стороны признанных авторитетов нашей науки, и существует опасение со стороны географической общественности относительно использования символьного языка в географических исследованиях. В то же время, несомненные успехи некоторых отраслевых географических дисциплин практически полностью определены именно тем, что они преодолели этот рубеж и ввели символьный язык в канву исследования объекта.
Критическим является отсутствие знаний, но в особенности - умений и навыков исследовать объекты-конструкты так же, как это принято в точных науках (следуя смыслу приведённых цитат). Но пора учиться!
Шестой шаг: определение (выбор, обоснование) метода
Географическая действительность выглядит в глазах социума как более-менее упорядоченный "справочник" о территориях (акватории), поэтому достаточно часто ограничивается знаниями карты. Эта функция географии в обществе (Н.В.Багров уместно называет её матрицей мировосприятия) общественно важна, но научно невыгодна, потому что имеет заранее заданный ей этим пониманием пассивный характер. Его стоит оставить в сфере непрофессиональной.
В науке на первый план выступает, прежде всего, метод познания – иначе она была бы справочником имеющихся результатов и объектов, а также атрибутивной информации о них. Эта истина известна и общепризнана в признанных фундаментальных науках. В географии её научная задача маскируется исключительной сложностью объекта и потребностями его отображения и инвентаризации. Ведь «содержать» такой перечень натурных объектов, какой содержится в атласе – задача сама по себе не из лёгких. Мало остаётся возможностей на познание объектов по правилам, которые тут приводятся.
В географии оригинальность выводов не настораживает и не вынуждает к проверке исследовательского аппарата, прежде всего, адекватности метода, а считается основным успехом исследователя. Практически никогда не идёт речь о воссоздании независимым путём научного результата (воспроизводимости) как основном способе его верификации. В то же время, в науке воспроизводимость (причём, неоднократная) является мерилом доказательности результата.
Исходя из этого, следует задаться вопросом о перенесении акцента географичности с объектности на специфические способы научного исследования (то есть метод науки в конкретном видении) с использованием таких же строгих требований к нему, как в точных науках. Каких именно: очерчивания и феноменологического описания объекта. Создания (выбора) априорной модели (модели представлений – исследовательского, вторичного объекта). Определения критериев соответствия (критериев подобия) модели и объекта. Дальше следует обоснование метода; ввод (создание, обоснование) исследовательского языка. Создание исследовательской модели (на избранном языке). Анализ (как исследование символьной конструкции) и доказательство (верификацию) результатов. Оценка возможности использования, разного рода условий и ограничений. Независимые проверки и тому подобное – в строгом научном виде.
Как пример многозначности научного объекта, приведён фрагмент таблицы из цитированного выше учебного пособия Г.Е.Гришанкова (рис. ).
Седьмой шаг: определение ограничений относительно полученных результатов.
Каждый исследователь, как правило, стремится к экспансии «своей» науки. Это проявляется в намерении распространить свои результаты на всё и вся. Чаще всего, это заканчивается плачевно: учёные, работающие в других областях науки, которым метод изначально не полагался, разочаровываются. Возникает отрицательное общественное мнение, что негативно влияет на имидж хорошего метода, применённого без оснований. Так было, в своё время, с использованием методов моделирования полей к объектам, которые очень рискованно, скажем, интерполировать. Так бывает, если статистический анализ, требующий соблюдения требований однородности, нормальности распределения, производится небрежно, и т.д.
Следовательно, чем больше ограничений применимости своего метода найдёт и обоснует исследователь – тем больше шансов на успех его верификации. Это касается и определения объекта, и очерчивания метода, и оценивания результата (таб. 12.2).
Таблица 12.2. Факсмильная копия из работы Г.Е.Гришанкова
Восьмой шаг: Зачем это и что оно даёт? (интерпретация результата).
Это самый ответственный шаг исследовательского проекта. Интерпретация результата бывает нескольких типов:
Нормативная. Это оценка полученных результатов в соответствии с нормативами, которые когда-нибудь кем-либо утверждены или выработаны. Например, известные нормативы предельно-допустимых концентраций (ПДК), критических показателей эрозионной опасности, оползне образования, нагрузок на окружающую среду в разных видах деятельности и т.п. Они требуют только знания нормативов; очень хорошо, если эти нормативы дифференцированы по особенностям среды (например, эрозионная опасность – по типам почвы, уклону, экспозиции и длине склона, и т.п.). В нормативном оценивании результатов ответственность состоит в правильном и обоснованном соблюдении нормативов.
Экспертная. Это сопоставление полученных результатов с предшествующим опытом. Экспертизу проводят высококвалифицированные знатоки определённой сферы знания. Они могут опираться на нормативы, но основная роль – персональная ответственность квалифицированного специалиста.
Эвристическая. Эвристика – своего рода открытие чего-либо, т.е. выход рассуждением, мыслью за пределы фактического материала или формального ответа. Она обычно противопоставляется формальным методам60.
Использование эвристических методов (эвристик) сокращает время решения задачи по сравнению с методом полного перебора возможных альтернатив. Получаемые эвристически решения не являются, как правило, наилучшими; скорее, их следует относить к множеству лучших решений. Здравый смисл – самый распространённый из эвристических методов.
В географии эвристические методы интерпретации занимают подавляющее место. Географ, как правило, может полу интуитивно ответить на вопросы, которые перед ним возникают, или интерпретировать наблюдение, чем так знамениты классические описания путешествий. Эвристика – основной метод обучения умным учителем.
Эвристическая деятельность понимается как совокупность способов решения творческих задач. Например, поиск выхода из проблемной ситуации, отсечения неперспективных «ветвей» в «дереве» вариантов, формирования опровержений с помощью контр примеров и т. п.). Это также метод «мозгового штурма» - коллективного решения проблем (вспомните ТВ-трансляции Клуба знатоков).
Почему мы так внимательно рассматриваем именно эвристику? Потому что география практически не имеет в своём распоряжении знания, рафинированного до точности и неизбежности (неодолимой силы) физических законов. Географическое знание вероятностно, оно соотносится со стохастическими системами. Географ никогда с уверенностью не скажет, что из А неминуемо вытекает В. Но достаточно часто может назвать множество возможных последствий, проследить несколько цепочек взаимодействий и многое другое, пользуясь своеобразной «географической логикой»: географическими аналогиями, непрямыми наблюдениями, фиксированным, заранее установленным опытом и так далее. Так рассуждает в одной из замечательных монографий академик-географ Н.В.Багров. Далее он проводит следующую мысль. Как он (географ) это делает, практически не имея возможности строгого доказательства? Именно эвристически. В этом, между прочим, и прелесть географии – географу как никому (может быть – геологу ещё в большей мере) присуща возможность многократных открытий на основе неполной и разноречивой информации – примерно как детективу.
Вопросы и задания
Что такое географическое разнообразие?
В чём состоит разнообразие ландшафтов? Через комбинацию каких характеристик оно проявляется?
Чем различаются разнообразие топологическое и метрическое?
Чем понятие географическое разнообразие сходно и отлично от понятий «биоразнообразие», «ландшафтное разнообразие». Составьте сравнительную таблицу.
Какими компонентами зрительного образа ландшафта формируется визуальная замкнутость ландшафта, по Д.Буатро?
Что такое «визуальная организация пространства»? Чем она отличается от организации пространства в научном понимании?
Что такое объемно-пространственная структура: а) во внешнем проявлении; б) по сути дела?
В чем проявляется визуально поливариантность развития системы? А как она реализуется по сути дела?
Объясните четыре возможные системных отображений физически реальной геосистемы.
В чём выражается вертикальная организация ландшафта?
Чем определяется и как выглядит горизонтальная организация ландшафта?
Что такое конфигурация ландшафта? (возможная тема самостоятельной научной работы).
Какие показатели использует М.Д.Гродзинский для интерпретации конфигурации ландшафта?
Какими способами можно охарактеризовать форму ландшафтного выдела?
Какими способами можно отобразить отношения ландшафтных выделов?
Дополните граф (рис. 12.2) до полного. Можно ли таким образом изменить ландшафтную структуру, например, если вы проектируете территорию?
Какие реально существующие системы Вам известны из школьного курса географии?
Приходилось ли формировать территориальные системы по наперёд заданной схеме?
Какие системообразующие отношения формируют: а)ПТК; б) ТПК; в) ЭПЦ.
Чем различаются моноструктурные и полиструктурные отображения геосистем, по В.С.Преображенскому?
Какие варианты системного отображения сложной геосистемы предложили Ныммик и Мересте?
Каковы проявления синергетических отношений в геосистемах?
Как синергетический подход меняет мировоззрение географа и почему?
В чём привлекательность нелинейного рассмотрения геосистемы? А в чём его сложность?
Каков алгоритм использования синергетического подхода?
Проанализируйте нормативный путь познавательного процесса на конкретном примере (научно-исследовательская работа).
Лекция 13