Биосфера, гидросфера и ноосфера как компоненты гиперсложной системы планеты Земля. Часть 2. Биосфера как система: системный подход в изучении и репрезентации биосферы

Biosphere, hydrosphere and noosphere as components of the hypercomplex system of planet Earth. Part 2. Biosphere as a system: a system approach in the study and representation of the biosphere.

Камнев А.Н.

Alexander N. Kamnev

Московский государственный психолого-педагогический университет (Москва, Россия)
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (Москва, Россия)
Институт океанологии имени П.П. Ширшова РАН (Москва, Россия)
 

Moscow State University of Psychology and Education (Moscow, Russia)
Lomonosov Moscow State University (Moscow, Russia)
Shirshov Institute of Oceanology RAS (Moscow, Russia)
  

УДК 504.7 + 573.7

Часть 2. Биосфера как система: системный подход в изучении и репрезентации биосферы

В данной части аналитического обзора биосфера рассматривается – как живая, экологическая, глобальная, земная, сложная, сложностная, гиперсложная, адаптивная и уникальная система, как гиперобъект и предмет репрезентации, учитывается влияние работ К. Линнея и А.А. Богданова, Дж. Лавлока, Э. Морена, Т. Мортона и других учёных на развитие системного подхода в изучении биосферы.

Ключевые слова: биосфера; гидросфера; ноосфера; гиперобъект; гипотеза Гайи; система; адаптивная система; гиперсложная система; живая система; наука о земной системе; общая теория систем; «Systema Naturae»; системное мышление; системный подход; сложная система; сложностность; тектология.

In the first part of the analytical review, the biosphere is considered as a concept of science, culture, politics, as well as the sphere of environmental activities. The history of the formation of the term “biosphere” and its differences in the understanding of E. Suess, V.I. Vernadsky, P. Teilhard de Chardin, N.F. Reimers, in domestic and foreign science and education in general. The special contribution of V.I. is clarified and emphasized. Vernadsky in developing an understanding of this term. Examples are given of the use of the term “biosphere” as an art project, laboratory, museum, or environmental protection object.

Keywords:adaptive system; biosphere; hyperobject; hypercomplex system; Gaia hypothesis; living system; Earth system science; general systems theory; «Systema Naturae»; system thinking; system approach; complex system; complexity; tektology.

Введение

Данная статья является второй частью аналитического обзора «Биосфера —гидросфера — ноосфера» как компоненты гиперсложной системы планеты Земля.  В первой части биосфера рассматривалась как концепт науки и других областей знания. Была затронута предыстория понятия, понимание биосферы у Э. Зюсса, В.В. Вернадского и П. Тейяр де Шардена. Во второй части рассматривается проблема эпистемологии биосферы, её исследования в рамках различных наук.

В связи с тем, что автор много лет занимается не только вопросами гидроэкологии, но и педагогикой, в частности, теорией и практикой деятельного экологического образования, преподавая биологические, экологические и педагогические дисциплины, возникает естественное желание обобщения и концептуализации, уточнения фактов и вклада конкретных учёных. Поэтому целью данного  аналитического  обзора  является  интеграция  вопросов  биологии  и экологии, философии и дидактики, эпистемологии и истории, и их дальнейшего применения для более корректного понимания понятия «биосфера».

Данная статья посвящена биосфере как системе. Более того, предпринята попытка анализа биосферы с разных сторон, как адаптивной, сложной и гиперсложной системы. Апробированы различные аспекты системного подхода применительно к этому колоссальному «гиперобъекту». 

Понятие системного подхода и репрезентации

Вероятно, начать следует с определения понятий «репрезентация» и «системный подход».

Репрезентация (от лат. repraesentatio «наглядное представление») – понятие, широко употребляемое в логико-математических, социально-гуманитарных, естественно-научных классах наук. Чаще всего естественникам, математикам, экономистам и социологам приходится иметь дело с понятием репрезентативность информации (англ. representativity of information), которое показывает, достаточно ли информации для обоснования решения, ради которого она была собрана. По-другому, если выборка репрезентативна, то по её свойствам можно судить о генеральной совокупности. Если выборка произведена неправильно, то говорят об ошибке репрезентативности. В гуманитарных науках, чаще используют термин репрезентация, например, в философии, психологии, педагогике и социологии этот термин означает «представленность», «изображение», отображение сложившейся картины мира, социума, наконец, собственного внутреннего мира человека, которые формируются у него в процессе жизни. Русское слово «представление» имеет много значений, например, знакомство, письменное заявление с предложением, театральное зрелище, знание, понимание чего-нибудь. Поэтому, когда речь идёт об исследованиях и представлении результатов, специалисты предпочитают термин репрезентация, а при статистической обработке данных – репрезентативность информации (Гинзбург, 1998; Лопатников, 1987). В нашем исследовании для представления и отображения нашего сложного объекта мы также будем использовать термины репрезентация и репрезентативная информация.

Системный подход – это научная методология, используемая в различных областях познавательной деятельности, в основе которой лежит исследование объектов как сложных систем. Предпосылкой активного использования системного подхода в науке и социальной практике ХХ века, по всей видимости, сыграла необходимость решения нового типа проблем и задач. Именно в двадцатом столетие центральное место начинают занимать вопросы организации и функционирования сложных объектов. Политиков и исследователей начинают интересовать вопросы, связанные с составом и границами объектов, для которых и то, и другое является далеко не очевидным и требует специального подхода и исследований, причём в каждом отдельном случае, это решение может быть очень индивидуальным. Более того, исследователям всегда необходимо помнить, а, следовательно, преодолевать крупные комплексные проблемы, требующие тесного взаимоувязывания политических, экономических, социальных, экологических и иных аспектов. Не менее важно это учитывать и в экологической сфере.

Первоначально методологические исследования группировались вокруг задач построения общей теории систем. Однако выяснилось, что совокупность проблем методологии системного исследования существенно выходит за её рамки. Для обозначения более широкой сферы с конца 1960-х годов в англоязычной и отечественной философской, и системной литературе стал применяться термин «системный подход» («systems approach»). Системный подход способствует пониманию целостности объекта и раскрытию обеспечивающих его функционирование механизмов, а также выявлению всего многообразия типов связей этого сложного объекта и сведению их в единую целостную теоретическую картину.

Безусловно, даже не решая чисто философских задач и проблем, системный подход нуждается в философском истолковании своих положений. Важную часть философского обоснования системного подхода составляет принцип системности, согласно которому все предметы и явления мира представляют собой системы той или иной степени целостности и сложности: «целое больше суммы своих частей» (Аристотель), «системы повсюду» (Людвиг фон Берталанфи).

В 1960–80-х годах В.П. Кузьмин (1980, 1982) осуществил философско-методологический анализ содержания принципа системности и его роли в научном познании и показал, что современный системный подход должен интегрировать наработки, накопленные в областях общей теории систем, кибернетики, системного анализа, исследования операций, системной инженерии и синергетики.

Исторически идеи системного исследования объектов мира и процессов познания возникли ещё в античной философии (Платон, Аристотель), получили широкое развитие в философии нового времени (Кант, Шеллинг), исследовались К. Марксом применительно к экономической структуре капиталистического общества. Даже, например, в созданной Ч. Дарвином теории биологической эволюции были сформулированы не только идеи, но и представления о реальности надорганизменных уровней организации жизни. Что было важнейшей предпосылкой системного мышления в биологии. Так, постепенно, принципы системного подхода пришли на смену распространённым в XVII–XIX вв. концепциям механицизма и даже, в какой-то степени, стали противостоят им. Наиболее широкое применение методов системного подхода стало использоваться при исследовании сложно организованных объектов – многоуровневых, иерархически соподчиненных, самоорганизующихся биологических, психологических, социальных, больших технических систем, систем «человек-машина» и т.д.

Системный подход не является строгим концептуальным правилом при решении всех задач. Тем не менее, он, выполняя свою эвристическую функцию, неся в себе совокупность познавательных принципов, предусматривает постановку исследований, как минимум, с двоякой ориентацией конкретных задач. Содержательные принципы системного подхода позволяют фиксировать методологическую недостаточность изучения старых, традиционных предметов исследования, что одновременно, является важной ступенькой для формирования новых методологических подходов и задач для новых исследований старого предмета исследований. Понятия и принципы системного подхода помогают выявлять новые предметы исследований, задавать структурные и типологические характеристики этих предметов и способствовать формированию новых конструктивных исследовательских программ.

Исходя из вышесказанного, становится очевидным, что понятия и принципы системного подхода выявляют более широкую познавательную реальность – например, понятие биосферы В.И. Вернадского, понятие биогеоценоза В.Н. Сукачёва, найти оптимальный подход в экономическом управлении и планировании. В рамках системного подхода разрабатываются новые схемы объяснения объекта и предмета исследований, в основе которых лежит поиск конкретных механизмов их целостности и выявление типологии связей, осуществляющих функционирования объекта или предмета исследования.

Из тезиса о многообразии типов связей следует вывод, что любой сложный объект допускает дифференцировку или по-другому разделение на несколько частей. При этом критерием выбора наиболее адекватного «разделения на части (расчленения)» изучаемого объекта может служить то, насколько в результате исследований, удается установить или построить «единицу» анализа, позволяющую фиксировать целостные свойства всего объекта, его структуру и динамику. К числу важнейших задач системного подхода необходимо относить: разработку средств представления исследуемых и конструируемых объектов как систем; построение обобщённых моделей систем, их классов и специфических свойств; исследования структуры теорий систем и различных системных концепций и разработок. (По: Блауберг и др., 2018)

Из этой краткой справки видно, что одной из главнейших задач системного подхода является представление объекта, то есть его репрезентация. Это понятие применяется неодинаково в разных областях науки. Например, в психологии сложилась концепция ментальных представлений, где репрезентации – это мыслеобразы предмета или явления, основанные на прошлом опыте субъекта, а также психический процесс формирования этого образа. С развитием компьютерных технологий и искусственного интеллекта важнейшей практической областью информатики стало представление знаний (Knowledge representation and reasoning), посредством которых компьютерная система может собирать информацию о мире для решения сложных многомерных задач, и представлять их исследователю или другим заинтересованным лицам.

Таким образом, вынесенное в заглавие второй части нашего обзора сочетание «системный подход в изучении и репрезентации биосферы» отражает как эпистемологическую проблему, так и размытость понятий, и запутанность представлений о данном объекте исследований.

Тектология как предмет общей теории систем

Правильное понимание и представление о структуре и функциях сложных систем необходимо в самых разных областях познавательной и практической деятельности человека. Сегодня фундаментальные основы этого понимания, с одной стороны, развивает наука о системах (Systems science), а с другой – частные системные направления различных наук, например, системная экология, системная химия, системная физика и др.

Общая теория систем объединяет множество научных и философских парадигм, посвящённых изучению систем, а также отражению этих представлений в различных областях знаний и в мировоззрении. Основателем общей теории систем (General System Theory – GST) считается Людвиг фон Берталанфи (1901–1972) (Берталанфи, 1969, 1973), специалист по теоретической биологии, математике и философии, который искал новый подход к изучению живых систем, с целью разрешения конфликта между двумя направлениями в науке – механицизмом^[1] и витализмом^[2] (Воейков, 2010). В 1950 г. он опубликовал статью «Очерк общей теории систем», а в 1968 г. – книгу «General System Theory: Foundations, Development, Applications». В 1954 году в Центре перспективных исследований поведенческих наук (CASBS) Л. фон Берталанфи, а также Кеннет Боулдинг, Ральф Джерард и Анатолий Рапопорт задумали создать объединение для исследования сложных систем операционными средствами разных наук. В 1988 г. было официально учреждено Международное общество системных наук (ISSS). В энциклопедии создана обширная статья про GST с историческим экскурсом (см. https://ru.wikipedia.org/wiki/Общая_теория_систем). Со временем общая теория систем разрослась, породив множество научных направлений, типов теорий и классификаций систем, список которых насчитывает до полусотни пунктов (см. https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_types_of_systems_theory).

Нельзя забывать и то, что над развитием системного подхода в различных областях науки и техники работали многие выдающиеся мыслители, например: Владимир Иванович Вернадский (учение о биосфере и ноосфере), Норберт Винер (кибернетика), Хайнц фон Фёрстер (модель гиперболического роста численности), Джон фон Нейман (модель клеточных автоматов), Грегори Бейтсон (антропологические системы), Илья Рувимович Пригожин (неравновесная термодинамика, синергетика), Пётр Кузьмич Анохин (функциональные системы ЦНС), Авенир Иванович Уёмов (параметрическая теория систем), Мюррей Гелл-Манн (адаптивные системы), Иммануил Валлерстайн (мир-системный анализ), Никита Николаевич Моисеев (математика системного анализа глобальных экологических проблем) и др.

Ряд экспертов считает, что концептуальную основу для общей теории систем под названием «тектология» заложил Александр Александрович Богданов (Малиновский) (1873–1928). Это был выдающийся политик, философ и медик, возглавивший первый в мире Институт переливания крови (где и погиб, проводя на себе очередной опыт). В 1912 г. в Санкт-Петербурге А.А. Богданов выпустил первый том своего труда «Тектология: наука об универсальной организации» – который остался недостаточно понятым для большинства исследователей того времени (Богданов, 1929, 1989). Второй том вышел в 1917 г., а в уже 1922 г. «Тектология» была переиздана в Берлине, сначала на русском языке, а в 1928 г. на немецком. А.А. Богданов описал различные качества сложных систем, в частности, организованность, организационные механизмы, регуляцию, подвижное равновесие, устойчивость, системное расхождение, кризисы, организационную диалектику и многое другое. Для своего времени это была выдающаяся и удивительная попытка обобщения универсальных организационных законов для сложных систем (Тахтаджян, 1971; Локтионов, 2016).

Интересно отметить, что в 1970-х годах ряд экспертов высказали обоснованное мнение, что Норберт Винер и Людвиг фон Берталанфи были знакомы с немецким переводом трудов Богданова, и что тектология может считаться предтечей кибернетики и теории сложных систем (Gare, 2000). По мнению академика Н.Н. Моисеева имя А.А. Богданова должно стоять в одном ряду с именами таких российских учёных, как создатель периодической системы элементов Д.И. Менделеева и создатель биогеохимии В.И. Вернадский (Моисеев, 1984, с. 43).

«Systema Naturae» Линнея и системный подход в естествознании

Нередко смешиваются понятия теория систем, системный подход, системное мышление и т. д. Попробуем уточнить смысловые нюансы. Системный подход является наиболее широким, методологическим и даже общекультурным. Общая теория систем применяется в рамках определённой парадигмы и научного проекта. Критическое системное мышление – это философский подход. Системное мышление – это свойство разума как такового, функция зрелого интеллекта, высокий уровень познавательной деятельности индивидуума.

Выдающиеся мыслители демонстрировали системное мышление и до развития научных дисциплин, даже в древние времена. Само слово «система» (σύστημα) происходит из древнегреческого языка, где означало «сочетание, сочинение, созвучие» (у Платона и Аристотеля), либо «устройство, союз, объединение» (у Полибия). Интересно отметить, что слово «система» (σύστημα) близко к слову «ткань» (ткацкая основа) (σύ-στημα и στήμων), и это перекликается с концепцией Э. Морена о сложностности как сплетении (см. ниже). В латинском языке, который активно использовался научных сообществом, понятие systema, употреблялось редко, но с конца XVIII в. этот термин стал активно использоваться не только в научной среде, но и проникать в массовую культуру, обыденную речь, а сегодня – даже в основу мировоззрения.

Можно предположить, что определённое влияние на распространение слова «система» оказал Карл Линней (1707–1778), авторитетнейший учёный, основатель биосистематики, когда создал свой эпохальный труд «Система природы» («Systema Naturae»). В этом труде Линней не случайно поставил слово «система» на самое первое место, сочинив такое заглавие: «Systema naturae sive regna tria naturae systematice proposita per classes, ordines, genera, & species» («Система природы, или три царства природы, систематически расположенные по классам, отрядам, родам и видам»). В переизданиях заглавие стало ещё длиннее, но начальное сочетание «SYSTEMA NATURAE…» повторялось – и, очевидно, запоминалось, даже если человек увидел только обложку.

Отметим, что Линней был не первым автором, кто использовал в заглавие своего труда слово «система». Ещё до его рождения вышла книга Г. Молля «A System of Geography» (Moll, 1701). Слово «система» использовалось там без пояснений, поэтому можно считать, что оно употреблялось и в XVII веке. В этой книге отдельные главы были посвящены системе Вселенной по Птолемею и Копернику, земному шару (Globe or Sphere), климатическим зонам, атмосфере, основным географическим объектам, затем шли карты различных регионов. Герман Молль (1654–1732) – выдающийся географ и гравёр, собственноручно сделал и выпустил множество карт и атласов, в том числе роскошно иллюстрированные, которые высоко ценились. Более чем вероятно, Карл Линней знал атласы Молля, и в какой-то степени вдохновлялся его «Системой Географии», когда работал над «Системой природы».

Нам хорошо известно, что в «Системе природы» Линней заложил основы биномиальной номенклатуры животного и растительного мира и ввёл в обиход науки множество названий. Однако научный интерес представляет и концептуальное введение к «Системе природы», озаглавленное «Империя природы» («Imperium Naturae»), где Линней, используя интересные литературные обороты, создал перед читателями лаконичную, величественную и всеохватную картину мироздания. Для ознакомления с этой картиной читателю было достаточно увидеть даже подзаголовки: Systema Naturae, Imperium Naturae, Deum, Mundus, Astra, Elementa, Tellus, Natura, Naturalia (Lapides, Vegetabilia, Animalia), Regna, Homo sapiens, Sapientia, Methodus, Nomina, Scientia. Этот перечень интересен тем, что уже в XVIII веке Линней смело интегрировал сущности совершенно разного рода: метафизические и запредельные (Божество, Мир, Звёзды); глобальные (Стихии-Первоэлементы, Земля, Природа); локальные (Минералы, Растения, Животные); антропогенные (Человек разумный); информационные (Разум, Метод, Названия, Наука).

Вероятно, мало кто мог прочесть целиком всю «Систему природы» (до 2400 страниц на латыни), но введение «Империя природы» должны были прочесть практически все, кто держал эту книгу в руках. Таким образом учёные и образованные люди той эпохи получали системное представление о природе. По этой причине «Империю природы» следует представлять не как второстепенную часть труда «Systema Naturae», а как ключевое литературное и философское произведение своей эпохи, имеющее колоссальную культурную значимость. «Империя природы» выглядит как предтеча учения о биосфере и ноосфере, только в форме старинного эскиза. Важно подчеркнуть, что Линней объединил в ней научное и религиозное знание, сущности онтологии и эпистемологии, биосферные и антропосферные явления. Необходимость такой интеграции была осознана в полной мере лишь к началу XXI века.

Основатели учения о биосфере Э. Зюсс и В.И. Вернадский должны были ознакомиться с «Системой природы». А если вникнуть в содержание «Империи Природы», можно заметить, что финал книги Зюсса «Происхождение Альп» (Suess, 1875), где геолог рассуждает о сферах Земли и впервые использует слово «Biosphäre», имеет некоторое сходство с линнеевским абзацем «Tellus», посвящённым Земле. Приведём его целиком:

«TELLUS est globus planetarius, horis 24 rotatus, circum Solem quotannis in orbem actus, Elementorum atmosphæra obvelatus, rerum Naturalium stupendo cortice tectus, cujus depressiorem partem Aquæ inundant & Mare lente coarctandum; elatiorem vero aques fugiunt sensim diatandam in Continentem siccam habitabilem. Hæc Aquarum halitu, vi Aëris in nubes acto, irroratur, ut summi montes perennique nive Alpini Scaturigines in Fluvios perennes concurrentes, eamque permeantes, potum terrestri cibo addant in alimentum incolarum, dum Venti motum excitant Ignis calore vivisicatis corporibus. Omnium Elemntorum alterni recursus sunt; quidquid alteri perit in alterum transit; alternae sunt vices rerum».^[3]

Здесь Линней повествует, что Земля – это планетарный шар, оборачивающийся за 24 часа, и за год вокруг Солнца по орбите, занавешенный стихией атмосферы, покрытый поразительной корой природных объектов, нижняя часть которой затоплена водой и сжимает внутренние воды и моря, а вверху влага разлетается, постепенно распространяясь на континенты, сухие и обитаемые. Всё это сбрызгивается дыханием вод, силой воздуха, действующего в облаках, так что высочайшие горы постоянно покрыты снегом, альпийские источники, сходящиеся в вечные реки и проходя через них, дают питьё и пищу обитателям, в то время как стихия ветров разжигает движение тел, оживляемых жаром стихии огня. Все стихии-первоэлементы суть рекурсивны, возвращаются к исходному; что погибает в другом – и переходит в другое; все вещи меняются попеременно.

Из этого текста видно, что уже в XVIII веке Линней давал своим современникам представления о глобальном круговороте, о существовании атмосферы и водной оболочки Земли, об их связях между собой и с обитателями планеты. И всё это было написано в середине XVIII века – за два столетия до того, как учения о биосфере и земной системе вошли в обиход науки, и репрезентация биосферы стала многоплановой, учитывающей не только компоненты природы (Naturalia), но и антропогенные факторы. «Империя Природы» касалась таких вопросов эпистемологии, как методология, наименования и разум (Sapientia), на одном уровне с объектами материального мира. В XXI веке это представляется очень актуальным.

Таким образом, «Система Природы» Карла Линнея и сегодня заслуживает внимательного изучения, по крайней мере, в качестве предтечи системного подхода. Она важна и для понимания истории развития экологизации и экологической философии. По-видимому, авторитет трудов Германа Молля по географии и Карла Линнея по биосистематике, озаглавленных словом «Systema», способствовал закреплению термина «система» не только в естествознании, но и в науке в целом.

Биосфера как живая система

В самом широком смысле система – это набор сущностей, которые благодаря своим взаимодействиям, отношениям или зависимостям образуют единое целое. У системы есть границы, за пределами которых лежат внесистемные сущности, составляющие окружающую среду (энвайронмент). Системе присущи такие глобальные свойства структуры и поведения, которые отличаются от свойств, присущих её отдельным частям. Интересное определение системы приводит Н.Ф. Реймерс: система – это саморазвивающаяся и саморегулирующаяся, определённым образом упорядоченная материально-энергетическая совокупность, существующая и управляемая как относительно устойчивое единое целое за счёт взаимодействия, распределения и перераспределения имеющихся, поступающих извне и продуцируемых совокупностью веществ, энергии и информации и обеспечивающая преобладание внутренних связей (в том числе перемещений вещества, энергии и передачи информации) над внешними (Реймерс, 1992, с. 240).

Живые системы (living systems) – это открытые самоорганизующиеся формы жизни, взаимодействующие с окружающей средой, поддерживающиеся потоками информации, энергии и материи. Теорию живых систем разработал Джеймс Г. Миллер (Miller, 1978) – выдающийся эксперт, который защитил в Оксфорде три учёные степени (доктора медицины, философии и психологии) и занимал пост президента Общества общих системных исследований (SGSR). В научный обиход вошло понятие «биологическая система», которая может быть представлена как организм, орган, ткань, клетка, органелла, молекулярная система, или как функциональная система: ЦНС, опорно-двигательная и др.

На современном этапе совершенно особой сферой науки и техники стала системная биология (Systems biology) – междисциплинарная область исследований, которая фокусируется на сложных взаимодействиях внутри биологических систем с использованием целостного подхода, информационных технологий, математического анализа, моделирования сложных биологических систем. В её русле развиваются «омикс-науки» (геномика, протеомика и др.), которые требуют обобщений на основе больших данных. Основные уровни исследования здесь – молекулярный и клеточный. Более широкой сферой считается биоинформатика (Нельсон, Кокс, 2017; Уилсон, Уолкер, 2015; James, 1997; Dunn, Ellis, 2005). Наблюдателю-человеку кажется, что те свойства, которые репрезентирует биологическая система, делают не только живой, но и даже «одушевлённой», а, следовательно, для кого-то, включая, исследователей, природа становится не только объектом, но субъектом (например, живое море): система развивается, сопротивляется, осуществляет репликацию, обмен веществ и энергии. Поэтому у некоторых людей возникают представления об одушевлённости механизмов и одухотворённости природы, о живой биосфере, о божественном космосе, формируются теологические установки мировоззрения. Для других людей эти свойства характеризуют биологическую систему как «живую систему», и являются лишь проявлением её системности, слаженной работы всех её частей, а живой объект (организм) является частным случаем системы. 

Есть множество определений, что такое живое и жизнь. Опираясь на определение Н.Ф. Реймерса (1991, с. 163), можно ограничиться следующей лаконичной формулировкой: жизнь – это самоподдержание, самовоспроизведение и саморазвитие сложных органических систем, происходящие в результате обмена веществ и информации. А «живой системой №1» можно считать биосферу, поскольку она самая старшая, крупная, устойчивая и уникальная. Но при этом биосферу некорректно отождествлять с живым организмом, ибо это система совершенно другого типа: планетарная экосистема sui generis.

Биосфера как сложная система

Н.Ф. Реймерс настаивал, что для правильного изучения, проведения мониторинга и управления, биосферу следует рассматривать как целостное системное образование, «систему систем». Биосфера – это самая крупная экосистема земного шара, находящаяся на высшем (восьмом) уровне иерархии экосистем. Помимо морфологических структур, она делится на подсистемы: экосистемы нижнего слоя атмосферы, океана, верхнего слоя литосферы и суши, далее идут подсистемы ранга биогеографической области, природного пояса, биома, ландшафтной зоны, индивидуального ландшафта и т.д. (Реймерс, 1991, с. 69–71; 1994).

Лаконичное, но сильное определение биосферы предложил В.А. Ковда (1973), написав, что мы должны понимать биосферу Земли как древнюю, крайне сложную, многокомпонентную общепланетарную термодинамически открытую, саморегулирующуюся систему живого вещества и неживой материи, аккумулирующей состав и динамику земной коры, атмосферы и гидросферы. Здесь в каждом слове заложен глубокий научный смысл, в том числе в эпитете «крайне сложная».

Известно, что системы обладают разной мерой сложности. Сложность характерна и для системы, компоненты которой взаимодействуют множеством способов и следуют локальным правилам, что приводит к нелинейности, случайности, коллективной динамике, иерархии и эмерджентности, а для наблюдателя затрудняют понимание, верификацию, решение проблем.

Вообще научное понятие «сложность» родилось в математике и информатике, где было строго формализовано. Представления о вычислительной сложности опирались на работы математиков – К. Гёделя, А. Тьюринга и А. Чёрча. В отечественной математике предложение о мере сложности было введено А.Н. Колмогоровым. «Колмогоровская сложность» объекта (например, такого, как текст) является мерой вычислительных ресурсов, необходимых для точного определения этого объекта (в нашем случае, текста) и служит основой алгоритмической теории информации.

Существенный вклад в теорию сложных систем внёс математик С.П. Курдюмов, который считается основателем синергетического движения в России (Князева, Курдюмов, 1994). В свою очередь, Н.Н. Моисеев разработал синергетическую теорию универсального эволюционизма.

Теория сложности систем получила разнообразное отражение в логике и философии (Аршинов, Свирский, 2015). Теория вычислительной сложности имеет обширную базу в области истории и философии математики, информатики и эпистемологии (Dean, 2016). На современном этапе представления о сложных и адаптивных системах получили широчайшую практику в сфере IT, и особенно – в разработках искусственного интеллекта, опираясь на целый ряд наук и областей познания (рис. 1).

Единой дефиниции (или критерия) сложности системы не выработано – отчасти потому, что сложность проявляется в разных философских аспектах:

• онтологическая сложность: пространственная, временная, причинно-следственная, эволюционная;

• гносеологическая сложность: гуманитарная и философская, естественно-научная, физико-математическая, социальная, политическая, культурно-историческая, духовная, обыденная;

• сложность с позиции ценностей (аксиологическая), целей (телеологическая), практики (праксеологическая), с позиций этики, эстетики, метафизики и т.д.

Рис. 1. Области исследования сложных систем (По: Sayama H., Collective Dynamics of Complex Systems Research Group at Binghamton University, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Complex_systems_organizational_map.jpg) 

Проблема эпистемологии биосферы состоит в том, что она проявляет системную сложность не только как объект мира, но и с точки зрения человека – наблюдателя и мыслителя – который тоже является системой, с одной стороны, встроенной в социальные и культурные надсистемы, а с другой – устанавливающей свои критерии сложности.

Научный анализ сложных систем может быть отягощён как масштабностью задач, так и сложностью самого объекта исследования. Сами науки о сложности (Complexity sciences) прошли значительный путь развития и превратились в разветвлённую систему, со схемой которой можно ознакомиться в Интернете (см. Castellani, Gerrits, 2021). Науки о сложности развивают специализированные учреждения, например, Центр науки о сложностях, базирующийся в Вене (Complexity Science Hub Vienna), который занимается объединением, координацией и продвижением исследований сложных систем, системного анализа и науки о больших данных.

Биосфера как глобальная экосистема

В 1960-х годах сотрудник NASA доктор медицины и биофизики Джеймс Лавлок начал развивать гипотезу, согласно которой Земля является саморегулирующейся сложной системой с эмерджентными свойствами и обратными связями. Опираясь на исследования А.С. Редфилда и Г.Э. Хатчинсона, Лавлок утверждал, что нашу планету нужно рассматривать как единую систему, где объединены биосфера, атмосфера, гидросфера и педосфера, ибо Земля проявляет единство и даже некоторые свойства живого существа, как Мать-Природа. Организмы Земли эволюционируют вместе с окружающей средой на основе взаимовлияния, а вся система стремится к оптимуму и планетарному гомеостазу. Значительную роль здесь играют микроорганизмы, регулирующие состав земных оболочек. Популяризации гипотезы Лавлока способствовал Уильям Голдинг, лауреат Нобелевской премии по литературе, который и предложил назвать её «Gaia hypothesis», чтобы не путать с корнем «Geo» (Γαῖα – дорийский вариант греческой богини Земли Γῆ). Научные основы «Гипотезы Гайи» помогла разработать известный микробиолог Линн Маргулис (Lovelock, Margulis, 1974).

Лавлок посвятил «Гипотезе Гайи» шесть книг, опубликованных с 1979 по 2009 годы. Эта гипотеза обрела и яростных критиков, и активных приверженцев, а в целом оказала влияние на развитие экоцентрической философии, особенно т. н. «глубинной экологии» (Deep ecology), которая отстаивала права дикой природы и убеждала население Земли, что выживание любой части биосферы зависит от её благополучия в целом. Позднее Лавлок с коллегами выдвинули гипотезу CLAW («коготь»), названную по акрониму фамилий её основателей, выдающихся климатологов и биологов: Charlson, Lovelock, Andreae & Warren. Эта гипотеза обосновывала наличие петли отрицательной обратной связи между факторами морских экосистем и климатом Земли. В качестве доказательства данной гипотезы приводился пример о том, что, фитопланктон, производящий диметилсульфид, реагирует на изменения климата, стабилизируя температуру атмосферы (Charlson et al., 1987).

Следует ещё раз подчеркнуть, что в русле системного подхода развивается вся наука о земной системе (Earth system science – ESS). Она учитывает достижения экологии, и то, что наши представления о Земле постоянно изменяются – по мере накопления вычислительных возможностей и знаний. В подходе ESS вся планета, как космическое тело, обозначается термином «экосфера», который предложил Ламонт Коул. Экосфера Земли включает в себя геосферу (всё твёрдое вещество планеты), атмосферу, гидросферу, магнитосферу и биосферу (под которой подразумевают только совокупность живых организмов Земли). У земной системы есть четыре всеобъемлющие, определяющие и критически важные особенности: вариабельность, жизнь, связность и нелинейность. ESS связана с такими науками, как глобальная экономика, системная геология, климатология, мегаэкология, океанология. Важное значение для её продвижения имел организационный фактор: в 1983 г. в рамках NASA был сформирован «Комитет по науке о системе Земля» (ESSC), регулярно публикующий объёмные труды, а 2000 г. был основан «Альянс по образованию в области наук о системе Земли» (ESSEA), который с тех пор подготовил более трёх тысяч преподавателей.

На основе ESS была обоснована парадигма управления земной системой, которую представил Франк Бирманн в 2007 г., а в 2009 г. в её рамках уже стартовал «Проект управления земной системой» (Earth System Governance Project). Его концепция включает в себя пять наборов исследовательских линз и четыре контекстуальных условия: трансформация (Transformations), неравенство (Inequality), антропоцен (Anthropocene), разнообразие (Diversity). Концепт «Управление планетой Земля» кажется заманчивым. Однако следует отдавать себе отчёт в том, что активное вмешательство в планетарную систему всегда несёт и негативные последствия. Надо трезво сопоставлять факты, помнить, какие геополитические процессы начались с 2009 г., и делать выводы об стратегическом назначении разработок по глобальному управлению.

Научные исследования земной системы и подсистем в рамках GST и ESS ведутся уже более полувека в различных исследовательских центрах, в частности: Международный институт системного анализа (IIASA), базирующийся в Лаксенбурге (Австрия), Институт системного анализа РАН, Институт проблем информатики РАН, French Institute for Strategic Analysis, National Natural Science Foundation of China (NSFC), Йельский Институт биосферных исследований (Yale Institute for Biospheric Studies).

Безусловно, наука о земной системе сильна тем, что рассматривает Землю как целостную планету (вовлекая в анализы геосферу и космические влияния) и сравнивает её с другими планетами (где тоже, например, происходят изменения атмосферных параметров). Однако первоначальная концепция ESS подразделяла земную систему лишь на четыре компонента: твёрдую Землю, гидросферу, атмосферу и биосферу (напр. Kump et al., 1999), причём биосфера была отождествлена с живым веществом и биотой. Такой подход некорректен тем, что игнорирует антропогенные (ноосферные) системы, которые оказывают колоссальное влияние на геосферы Земли и биоту. Более адекватным с этой точки зрения является учение В.И. Вернадского, которое учитывает биогеохимическое влияние ноосферы, и описывает биосферу и ноосферу как особые и взаимосвязанные системы планеты Земля.

Понятие «сложностность» применительно к биосфере

В XXI веке при рассмотрении биосферы нельзя обойтись без использования достижений современных наук, таких как биология сложных систем (Complex systems biology), системная экология (Systems ecology), системная геология (Systems geology), теория систем, теория информации, нелинейная динамика, синергетика и др. Необходимо также учитывать многогранное антропогенное влияние на биосферу в онтологическом плане, и прогресс эпистемологии и праксиологии, которые изменили принципы и характер познания мира, а также управлением его деятельностью (Ильин, 1994; Теория познания, 1992-1994; Новейший философский словарь, 1999; Праксиология, 1981; Григорьев, Чумакова, 2002)

Как уже говорилось в первой части нашего обзора, понятие биосфера используется в разных сферах человеческого познания: эпистемология, феноменология, экологическая психология, экофилософия, информационные технологии, экономика, политика. В связи с этим требуется переход от «парадигмы простоты» к «парадигме сложности», а соответственно использование понятий «сложностность» (complexity) и «сложная адаптивная система» (complex adaptive system).

На сегодняшний день, концепция «сложностности» не является единой теорией: это междисциплинарная и транс-дисциплинарная область. Это направление развивает Эдгар Морен (р. 1921), влиятельный французский философ и социолог, который даже в возрасте 102 года продолжает публиковать работы. Он познакомился с теорией систем непосредственно у её основателей, когда в 1969 г. стажировался в Институте биологических исследований Дж. Солка в Ла-Хойя. За свою долгую жизнь Морен опубликовал около сотни книг, из которых главным его трудом считается шеститомный «Метод» (Method: Towards a Study of Humankind). В 2008 г. Морен выпустил сборник-эссе 1970–90-х годов «О сложностности» («On complexity»), который был переведён на русский язык (Морен, 2019). В представленном труде Морен подытоживает свою философию систематизма. Вначале (в ранних работах) он подвергает критике «парадигму простоты», которая предусматривает дизъюнкцию, редукцию, абстрагирование и радикальное разграничение физики, биологии и гуманитарных наук. По его мнению, простое мышление и стремление к упрощённым научным схемам не позволяет постичь мультиплексное единство. Для осмысления больших феноменов Морен предлагает «парадигму сложности» и формулирует, как основу эпистемологии сложного, ряд принципов сложностного мышления (pensée complexe): организационный, голографический, рекурсивный, авто-эко-организующий, диалектический, зеркального самонаблюдения и др.

Рис. 2. Пример изображения биосферы в парадигме простоты (По: https://www.sciencefacts.net/biosphere.html)

Действительно, мы знаем, что биосфера традиционно репрезентируется в парадигме простоты, что порождает эпистемологические проблемы. Обычно демонстрируются наглядные схемы, которые показывают не биосферу, а её малый фрагмент (рис. 2). Такие модели (характерные для учебников) не отражают взаимопроникновение компонентов геосфер, хитросплетение связей. В результате у людей возникает ложное представление о легко наблюдаемой и «садово-парковой» биосфере. Для научных умопостроений такие схемы неприемлемы, в науке требуется переходить к парадигме сложности и учитывать невидимые закономерности.

Далее Э. Морен обосновывает понятие «сложностность» (complexity) – как особое свойство, присущее устойчивой системе, и предлагает отличать от него понятие «сложность» – как что-то осложнённое (complication), труднообъяснимое (difficulty, problem), запутанное (entangled). Сложностность буквально подразумевает «сплетение» (com-plexus), то есть ткань или хитросплетение из событий, различных взаимодействий и ретро-акций. В количественном плане сложностность системы можно определить, как экстремальное количество взаимодействий и интерференций между неопределённо большим числом единств (для биосферы это мириады клеток, организмов и экосистем), которые не поддаются исчислению и схематизации по причине огромного объёма, динамики, фрактальной неисчерпаемости и других свойств компонентов. В качественном плане сложностность соткана из неопределённости, недетерминированности и случайных феноменов; для неё характерно сосуществование нередуцируемых противоречий – порядок и хаос, созидание и разрушение, дробность и целостность, организация и дезорганизация, закрытость и открытость, которые можно познавать только холистически.

Согласно Морену, жизнь на Земле – это не субстанция, а феномен сложностный, обладающий эмерджентностью и «авто-эко-организацией». Эко-система, это такое сложное образование, которое устойчиво, поскольку постоянно разрушается и восстанавливается. Более того, организует порядок из мнимого хаоса, создаёт подготовленность к кризисам и, в целом, балансирует на грани хаоса.

Механизм живой системы, по Морену, кардинально отличается от машины. Искусственная машина состоит из надёжных элементов, но ненадёжна в целом (на определённый период) и требует обслуживания извне. Части живой само-организованной системы (молекулы, клетки, особи), наоборот, ненадёжны, постоянно разрушаются и заменяются (обновляются), но система в целом является надёжной. Когда само-организующаяся система отрывается от окружающей среды и выделяет себя благодаря своей автономии и индивидуальности, она всё более связывает себя с окружением, увеличивая свою открытость и обмены, сопровождающие весь прогресс сложности: она авто-эко-организуется.

Дезорганизация (хаос) или по-другому энтропия обеспечивает реорганизацию (негэнтропию), порядок усложняет себя через беспорядок, информация возникает на фоне шума. Самоорганизующаяся система становится самодостаточной и автономной только потому, что увеличивает открытость и зависимость от внешней среды, и даже постоянно вводит внешнюю среду в себя. Живые системы – это открытые системы. Законы организации жизни – это не законы равновесия, а скорее законы неравновесия, законы восстановленной, компенсированной или устойчивой динамики. Постигаемость системы следует искать не только в самой системе, но и в её взаимосвязи с окружающей средой, которая составляет основу системы.

В главе «Концепт системы» Морен (2019, с. 252) рассматривает систему как ментальную абстракцию. Он утверждает, что мы (познающие субъекты) используем здесь следующие категориальные термины репрезентации систем:

• система – для всего, что манифестирует автономию и эмердженцию по отношению к тому, что является внешним к ней;

• под-система – для любой системы, манифестирующей подчинение системе, в которую она интегрирована как часть;

• над-система – для любой системы, контролирующей другие системы, не интегрируя их внутри себя;

• эко-система – для системного набора, чьи взаимосвязи конституируют окружающую среду, охватывающую систему;

• мета-система – для системы, которая является результатом взаимно трансформирующих и охватывающих взаимосвязей между двумя прежде независимыми системами.

Далее Морен говорит, что выбор конкретного термина для описания системы зависит от позиции наблюдателя (или теоретика-концептуалиста), ибо система глубоко связана как с реальностью, так и с разумом анализирующего её субъекта, который погружён в культуру, общество и историю. Поэтому система – это концепт-фантом, который связывает идеализм и реализм, это модель, которая позволяет моделировать себя с помощью качеств, присущих феноменальности. Если наблюдаемая система является частью физического мира, то система-наблюдатель принадлежит миру идей и социума. Представления об организованности системы – логическая симуляция. Концепт системы – не волшебная формула, способная перевести нас в состояние познания, и не даёт нам никакой безопасности. Это пилотный концепт, но лишь при условии, что он пилотируем.

Каждое из этих положений Морена интересно – как в общефилософском плане, так и тем, что с их помощью можно подобрать объяснения для экологических противоречий и глобальных проблем. Попробуем интерпретировать их применительно к биосфере. В приведённой выше категоризации систем биосфера может быть названа под-системой планеты Земля, которая способна существовать только на поверхности Земли, в мизерном и уязвимом оптимуме. Одновременно биосфера выступает и как над-система: для атмосферы и гидросферы, поскольку радикально воздействует на их состав. Причём эти воздействия создают оптимум для существования биоты – поэтому свойству биосфера уже является эко-системой. По критерию возникновения (на границе литосферы, гидросферы и атмосферы) биосфера является мета-системой.

Спустя миллиарды лет биосфера (в контакте с другими геосферами) породила новую мета-систему – ноосферу. В свою очередь, ноосфера порождает иные мета-системы. Среди таких порождений есть старые подсистемы (агросфера, урбосфера, техносфера, идеосфера) и молодые подсистемы (инфосфера, киберпространство, глобальный интернет, блогосфера). Причём молодые подсистемы естественным образом вытесняют старые. Люди же воспринимают это вытеснение как драматические конфликты: города и деревни, компьютера и книги, строительства и сохранения лесных массивов и т. д. В такой интерпретации биосфера выступает как материнская система систем.

Все земные оболочки – сложные системы: одновременно дискретные и непрерывные, конфликтующие и взаимосвязанные, дистанцированные и взаимопроникающие, реальные и идеальные. Сложностность проявляется даже в их классификации – потому что она вызывает споры и отражает конкуренцию научных школ.

Геосферы – это и физические объекты, и ментальные концепты, поэтому чтобы анализировать их продуктивно, надо обязательно учитывать то, что «разумный» наблюдатель тоже является сложной системой, встроенной в культуру, социум и политику.

Биосфера как гиперсложная система

Сложные живые системы проявляют динамичную устойчивость, подстраиваясь под условия среды, и по целому ряду критериев относятся к типу «сложная адаптивная система». К таким системам можно было бы отнести и биосферу. Однако её некорректно рассматривать только как вариант «очень большой, очень сложной и очень адаптивной» системы. В отличие от всех прочих экологических систем, биосфера объединяет экстремально разнородные сущности, выстраивает архитектуру на разных уровнях, создаёт максимальное разнообразие, взаимодействует с глобальными системами (геосферами) и небесными телами (в первую очередь, Солнцем и Луной). Такую сущность можно назвать гиперсложной.

По В.П. Шалаеву, гиперсложность – системное свойство, характеризующее не только внутреннюю и внешнюю количественную и качественную сложность системы, но сложность, уровень которой приобретает характер неконтролируемости и неуправляемости со стороны человека. Под понятие гиперсложности подпадают современная цивилизация, сложная техника, информационная технология (Шалаев, 2009). Вообще термин гиперсложность (hypercomplexity) применялся в математике для таких комплексных чисел, которые состоят из вещественной части и двух или более мнимых частей. А эпитет «гиперсложный» часто используется интуитивно и ассоциируется с проблемностью объекта.

Биосфера как система не только связана, но и переплетена с другими геосферами, в первую очередь, с гидросферой и ноосферой. Это придаёт ей сложность. А за счёт взрывного прогресса ноосферы в биосфере происходит экспоненциальное нарастание сложности (выражаемое гиперболическими моделями). Дикие биоценозы перемежаются урбоценозами и агроценозами с мозаикой видов и сообществ, создавая артефактные системы. Так, в границах одного города (например, Москвы) могут сосуществовать заповедный бореальный лес (в Лосином острове), сад кактусов (в квартирах или оранжерее ботанического сада им. Н.В. Цицина), тундровая растительность (в парке «Зарядье»), океанские водоросли (в океанариуме), орхидеи тропического леса (во множестве магазинов). А в Дарвиновском музее мы можем увидеть мультимедийный комплекс под названием «Биосфера» – который, разумеется, никак не тождественен живой оболочке Земли. Вот почему для нас биосфера – это мыслеобраз, ментальная модель и конструкт массовой культуры, и этот мыслеобраз вовлекается в культурное потребление, природоохранную полемику, зелёную политику. Такое понимание придаёт свойство гиперсложности как самой биосфере, так и её репрезентации.

Гиперсложность также вытекает из уникальности биосферы. Её невозможно с чем-то сравнить и воспроизвести заново, это объект sui generis^[4], единственный и неповторимый. Люди не вполне осознают единственность земной биосферы, привыкая фантазировать о существовании «лучших миров», «инопланетных цивилизаций», о наличии биосфер на экзопланетах или в параллельных мирах. Причём эти фантазии подкрепляются мириадами иллюстраций: в книгах, кинематографе, интернете. Массовая культура завлекает нас звёздными мирами, красивыми, насыщенными, и непременно с присутствием сверхразвитых цивилизаций. У зрителя в глазах рябит от джунглей Пандоры из фильма «Аватар» или от мелькания мизансцен «Звёздных войн». Однако всё это – бутафория кино, искусственная и коммерческая. Фантастические «вселенные» – это иллюзия, продукт медийного производства, товар индустрии развлечений, который существует исключительно в пределах земной ноосферы – и отражает ландшафты земной биосферы. Аналогичным товаром являются фантазии о том, что можно переселиться на другие планеты, если (или «когда») земная биосфера будет уничтожена. Всё это типичные «симулякры» эпохи постмодернизма, то есть репрезентации, изображения и клише того, что не существует в физической реальности. Они глубоко ошибочны и в эпистемологическом, и в этическом плане.

У нас есть веские основания утверждать, что земная биосфера, с её мириадами неживых, живых и разумных компонентов, является наиболее сложной системой в мироздании. Можно привести следующие аргументы:

• Биосфера Земли обладает множеством уникальных свойств «антропности» и «обитаемости», которые делают её поверхность благоприятной для появления углеродной жизни, а главное, для её длительного процветания – в течение миллиардов лет.

• Биосфера является многоуровневой системой систем, где за длительное время эволюции (3,8 млрд. лет) накоплено и сохранено огромное, недоступное подсчёту разнообразие генетической информации и форм живой материи.

• Биосфера породила мириады существ, способных к обмену информации, управлению поведением и рассудочной деятельности. Ещё более усложнило биосферу развитие человечества и ноосферы. Если считается, что самым сложным объектом Вселенной является мозг живого человека, то биосфера Земли вмещает в себя миллиарды «мозгов» – и объединяет их в экзистенциальную сеть.

• В Метагалактике существуют колоссальные объекты: звёзды, туманности, чёрные дыры, газовые гиганты, планеты и т.д. Но они устроены проще биосферы – по крайней мере, в аналогичном объёме пространства. Если на каких-то экзопланетах и существуют живые системы, они не могут иметь такую же сложность – хотя бы потому, что не включают в себя «родное» человечество и «Я» любого наблюдателя-человека.

Этот перечень можно продолжать и оспаривать. Бесспорно то, что по целому ряду признаков биосфера – это гиперсложная система sui generis, и с этого должно начинаться её изучение. В ХХ веке научный анализ биосферы был затруднён недостаточностью технологий, а её эпистемология во-многом базировалась на опосредованных умозаключениях, упрощениях и абстракциях. Но в XXI веке глобализация интернета, накопление больших данных и достижения IT открывают широкие возможности для биосферологии, как точной науки, позволяя моделировать и визуализировать биосферную систему, учитывать множественные факты и корреляции, проводить разнообразные исследования и обобщения в целях мониторинга, прогностики и анализа управленческих решений на глобальном уровне.

Вместе с тем, возникает опасность переусложнить концепции и конструкты, когда репрезентация системы на поверку выглядит как «заумная машина Руба Голдберга» (Rube Goldberg machine) – то есть излишне сложное развлекательное устройство, совершающее простые действия по принципу конвейера и домино. Поэтому в исследованиях биосферы особенно важно соблюдать принципы научной методологии и рамочные условия исследовательских проектов.

Биосфера как гиперобъект

Гиперсложность живых и экологических систем породила разнообразные подходы по созданию адекватных моделей описания. Здесь заслуживает интереса концепция «гиперобъект», которую выдвинул профессор Тимоти Мортон, философ в области объектно-ориентированного подхода и экологических исследований. В ряде недавних книг («Ecology Without Nature», 2009; «The Ecological Thought», 2010) он критикует модели экологизации и теорию окружающей среды с точки зрения экологической запутанности. Основные его работы переведены на русский язык (Мортон, 2019а, 2019б).

В «Экологической мысли» Т. Мортон стал использовать термин «гиперобъект» для описания объектов, которые настолько массово распределены в пространстве и времени, что выходят за пределы пространственно-временной специфики. Примеры – глобальное потепление, загрязнение пенопластовыми отходами и плутонием. Мортон выделил пять свойств гиперобъектов:

1. Вязкость (Viscous). Гиперобъекты «прилипают приклеивается, прикрепляется» к любому другому объекту, с которым они контактируют. Чем больше объект пытается противостоять гиперобъекту, тем сильнее он приклеивается к гиперобъекту.

2. Расплавленность (Molten). Гиперобъекты настолько огромны, что опровергают идею о том, что пространство-время неизменно, конкретно и последовательно.

3. Нелокальность (Nonlocal). Гиперобъекты распределены по всему пространству во времени и пространстве так широко, что не могут быть реализованы в конкретном и локальном проявлении. Например, глобальное потепление является гиперобъектом, которое воздействует на конкретные метеорологические условия, как, например, образование торнадо. Однако, по словам Мортона, объекты ощущают не глобальное потепление, а лишь торнадо, поскольку оно наносит урон.

4. Фазированность (Phased). Гиперобъекты занимают больше измерений, чем другие сущности. В трёхмерном пространстве они появляются и исчезают, но, если наблюдать их в многомерности, они выглядят иначе.

5. Интеробъектность (Interobjective). Гиперобъекты формируются связью между несколькими объектами. Сущности могут воспринимать только следы, «отпечатки» гиперобъекта на других объектах, раскрывающиеся как информация. Например, глобальное потепление возникает главным образом в результате взаимодействия факторов Солнца, полезных ископаемых и углекислого газа. Однако оно становится заметным благодаря другим показателям – уровням выбросов, изменениям температуры и уровня океана. А их оценка в качестве факторов «глобального потепления», это результат скорее научных моделей, нежели непосредственных измерений.

По словам Т. Мортона, в эпоху экологического кризиса гиперобъекты не только становятся видимыми, но и предупреждают людей об экологических дилеммах, доказывающих, что это эпоха кризиса. В своих работах Мортон развивает ряд других интересных понятий: «экогнозис» (ecognosis) – описание экологической реальности, практическое, нестандартное и кажущееся странным и не соответствующем экологической политике, вовлекающее нечеловеческое, из глубинных уровней человека, не только биологического и социального, но в самой структуре мышления и логики; «тёмная экология» (dark ecology) – мрачная и подавленная озабоченность, притягательная линия мышления, полная странностей, это экология неочевидного, двусмысленного, выходящего за пределы познания и нигилистического; «ячеистая сеть» (mesh) – бесконечность взаимосвязей сосуществования, без возможности установить центральное положение объекта.

В целом, нарративы Т. Мортона весьма далеки от естественнонаучного дискурса. Однако они дают подходящие образы для решения эпистемологических проблем, которые неизбежно возникают при попытке осмыслить такие колоссальные – и вместе с тем расплывчатые – объекты мироздания, как земные оболочки. Биосферу можно описывать как гиперобъект уже потому, что она недоступна чувственному познанию, индивидуальному осмыслению, описанию. Нельзя выйти на улицу и «увидеть» биосферу, нельзя опубликовать исчерпывающую «таблицу биосферы», нельзя даже осмыслить её границы и сущность до конца. Выдающиеся мыслители (такие, как Э. Зюсс и В.И. Вернадский) пришли к выводу о наличии живой оболочки Земли не потому, что наблюдали её, а потому что интегрировали обширные познания о геологической истории и биогеографии, исследовали «отпечатки» биосферы на поверхности планеты, и понимали их глубочайшую древность. Но в ту же самую эпоху люди верили, что жизнь на Земле распределена пятнами, меж которыми простираются «безжизненные» пустыни и моря, а кто-то верил, что мир сотворён 7,5 тысяч лет назад.

Концепция «гиперобъектов» (как и другие идеи Мортона) подвергалась критике из-за расплывчатости и всеобщности характеристик. Некоторые его термины действительно кажутся неуклюжими (особенно в переводе на русский), однако сами понятия интересны. Попробуем применить их, рассмотрев биосферу как гиперобъект.

1. «Вязкость» биосферы выявляется при стремлении человека отгородиться от природы и пребывать в техногенных жизненных системах, с искусственными ценностями. Биосферная сущность оказывается «прилипчивой», и атакует человека изнутри, как нереализованность природных инстинктов, утрата смысла жизни, накопление болезней цивилизации. А извне биосферные факторы «прилипают» к артефактам буквально, разрушая футурологические утопии о летающих домах с пластиковой мебелью: всё это плесневеет и не подходит для здоровой жизни.

2. «Расплавленность» проявляется в том, что биосфера создаёт и пространство, и время. Геологическая летопись, геохронологическая шкала возникли в результате деятельности живых организмов, обусловившей трансформацию поверхности планеты, осадконакопление, почвообразование. В пространственном отношении поверхность планеты – её рельеф, берега, сооружения – во многом сформированы живыми организмами, сообществами, а затем и деятельностью человека.

3. «Нелокальность» биосферы в том, что она проявляет себя только косвенно, в частных сущностях: экосистемах, организмах, следах жизнедеятельности. Онтология биосферы как системы проявляется только за длительное время, и в ответ на дестабилизацию. Наблюдателю нет смысла искать её границы: биосфера и нигде, и всюду, она сопровождает живого наблюдателя даже в космосе.

4. «Фазированность» биосферы в том, что это колоссальная, размытая, смешанная и гиперсложная система. Она недоступна такому уровню познания, на котором можно ею управлять и прогнозировать. В настоящий момент индивидуум способен осмыслить лишь наличие этого гиперобъекта, причём в самых общих чертах, в «фазе современности». Биосферу можно постичь только за рамками трёхмерного пространства – в измерениях хронологии, каузальности, системности, в пространстве многомерных корреляций.

5. «Интеробъектность» биосферы в том, что она не проявляет себя в чистом виде, как самостоятельный объект. Она совпадает с гидросферой, взаимосвязана с атмосферой, литосферой, пронизана объектами ноосферы, нуждается в магнитосфере и т.д.

Биосфера как адаптивная система

Адаптация и адаптивность – это фундаментальное понятие биологии и теории эволюции, которому посвящено множество научных работ. В энциклопедии есть обширная страница «адаптация» (см. https://en.wikipedia.org/wiki/Adaptation). Однако сам термин неоднозначен – под адаптацией подразумевают, как минимум, три различных феномена: 1) процесс приспособительной эволюции; 2) состояние приспособленности к данному местообитанию; 3) признак фенотипа, повышающий выживаемость и репродуктивный успех.

Термин adaptation стал применяться только в XIX веке – под влиянием идей Дарвина и в связи с представлениями о «борьбе за существование». Латинское слово adaptare часто использовалось в связи с военной деятельностью: aptare – прилаживать, готовить (орудие к бою), ad-aptare – приспособлять, устраивать, готовить (колесницу). Адаптационизм – научный подход, рассматривающий признаки живых организмов как результат приспособительной эволюции. Он подвергался критике как со стороны креационистов, так и с точки зрения научных альтернатив – таких, как нейтрализм, конструктивизм и др.

С точки зрения экологии, адаптация – это совокупность реакций любой живой системы (организма, сообщества, биоценоза и т.д.), поддерживающих её функциональную устойчивость при изменении условий среды, окружающих эту систему (Реймерс, 1992, с. 8). В соответствии с этой дефиницей, можно ограничиться следующим определением: адаптивная система – это система, которая способна реагировать на изменения внешней среды или внутренних компонентов так, чтобы поддерживать свою функциональную и структурную устойчивость.

Следующий уровень – сложная адаптивная система. Данный термин предложил в 1968 г. социолог Уолтер Фредерик Бакли, когда стал применять теорию систем в контексте эволюции культуры и общества.

В XXI веке понятие адаптации стало широко применяться в технике, информационных технологиях, системах искусственного интеллекта, при создании искусственных адаптивных систем. Адаптивные системы управления, использующие обратные связи для поддержания желаемых состояний, применяются в автоматических системах управления, робототехнике. Адаптивная система автоматически изменяет данные алгоритма своего функционирования или свою структуру с целью сохранения или достижения оптимального состояния при изменении внешних условий. Выделяют разные типы искусственных адаптивных систем: самонастраивающиеся (изменяются только значения параметров регулятора); самоорганизующиеся (изменяется структура самого регулятора); поисковые и беспоисковые. Они могут иметь разные типы адаптации: сигнальная (пассивная), параметрическая (активная), алгоритмическая, структурная и др.

Экосистемы и организмы демонстрируют динамичную адаптацию к локальным условиям и воздействиям. Легко пронаблюдать воочию, как рудеральные растения формируют растительный покров на пустыре, или как заселяется многочисленными организмами «остров», образованный из плавающего в океане мусора. Но адаптацию всей биосферы заметить невозможно, – она становится «обозримой» только при анализе информации о том, как восстанавливалась биота после глобальных катастроф. Узнать об адаптивных способностях биосферы и всей биоты можно лишь при изучении геологической летописи и моделировании процессов далёкого прошлого.

Стабильность биосферы, впрочем, тоже свидетельствует об адаптации, причём колоссальной мощности. Локальные экосистемы существуют в своём оптимуме, а на границах контактируют с условиями, близкими к нормальным. Биосфера отличается от любой реальной экосистемы тем, что граничит с условиями гибельными, не подходящими для жизни: ледяной космос и разогретая литосфера, разреженный воздух стратосферы и вода на дне океана под огромным давлением. Биосфера окружена гибельными условиями, и открыта для них (в отличие от космического корабля), однако сохраняет условия, пригодные для жизни, причём миллиарды лет. Это проявление и уникальности, и уникальной адаптивности биосферы.

В антропоцене биосфера стала граничить с ноосферой, техногенные комплексы которой, в принципе, гибельны для организмов и биоценозов. На наших глазах происходит деградация дикой природы, вымирают целые виды, разрушаются экосистемы. Наблюдателю-человеку может показаться, что гибнет и вымирает вся биосфера. Однако это не живой организм, чтобы «погибнуть», и не вид, чтобы «вымереть».

Биосфера – особая система, предельно древняя, инертная и сложная. Ей приходилось адаптироваться к радикальным переменам, восстанавливать биоту после космических катастроф. И в эпоху антропоцена биосфера не «погибает», а трансформируется. Деградируют природные сообщества, присущие голоцену, но не микроскопические и мелкие обитатели, составляющие основную массу биосферы. Некоторые подсистемы, наоборот, разрастаются и процветают, например, пластисфера. В грунты, атмосферу и Мировой океан попадает огромное количество пластика. Судить об этом можно по косвенным данным. Например, в 2021 г. произведено 391 млн. т пластика, соответственно, значительная часть этой массы уже использована и выброшена в окружающую среду. В основном это мелкие частицы, в частности, волокна одежды. Суммарная поверхность микропластика колоссальна; в присутствии влаги она обрастает бактериальными плёнками, а затем её заселяют различные эукариоты: диатомеи, грибки, мшанки, черви, членистоногие, морские жёлуди и др. Такое сообщество обрастателей способствует деградации и захоронению частиц микропластика. В современной биосфере уже так много пластика, покрытого жизнью, и он распределён так широко, что ведутся исследования биоразнообразия пластисферы, распределения биоты в пластисфере и т. д. (Сапожников и др., 2023; Sapozhnikov et al., 2020; Sapozhnikov et al., 2022; Yuhui Du et al., 2022). Можно утверждать, что пластисфера – это не загрязнение и захламление, а формирующаяся подсистема из гидросферных, биосферных и ноосферных сущностей. Обрастание и обживание пластика с его последующей биодеградацией можно интерпретировать, как проявление адаптации экосистемы, а возникновение глобальной пластисферы – как адаптацию всей биосферы к новому катастрофическому воздействию.

Ноосфера тоже проявляет адаптивные тенденции. Она не только разрушает биосферные подструктуры, но и восстанавливает их, проявляет стремление к устойчивому сосуществованию с биосферой. Люди осознанно трудятся над сохранением заповедников, очищением окружающей среды, восстановлением растительности, насаждением деревьев. Учреждения создают экофильные регламенты, а государства – природоохранное законодательство и стратегии охраны окружающей среды. Однако эти тенденции некорректно рассматривать как «проявления разумности», это скорее ко-адаптация систем, виток коэволюции. Причём процесс этот занимает всего порядка 100 лет, поэтому ожидать наличия позитивных сдвигов и устойчивых результатов ещё рано: глобальные и гиперсложные системы инертны и коэволюция протекает медленно.

Представления о биосфере, как о сложной и адаптивной системе, тоже математизированы. В частности, Никита Николаевич Моисеев (1917–2000) разрабатывал математические модели стабильности биосферы в условиях антропогенных и воздействий, и катастроф (широкую известность получили его концепты «ядерная зима» и «ядерная ночь»), а также модели ноосферы и коэволюции человека и биосферы – как условия выживания человека на планете (см. напр. Моисеев и др., 1985). В настоящее время динамикой сложных экологических систем занимается Саймон Ашер Левин – академик, президент Экологического общества Америки, специалист по математическим методам в экологии. Он описывает биосферу как сложную адаптивную систему посредством математических моделей (см. рис. 3), рассматривая сквозь эту призму неблагоприятные глобальные изменения, в частности, климатические проблемы (Levin, 1998; Solé, Levin, 2022).

Репрезентация биосферы обязательно должна учитывать взаимодействие (и взаимопроникновение) биосферы с ноосферой, сплетение антропогенных факторов, а также то, что познающий субъект – это человек, и он всегда занимает центр собственной картины мира, в которой превалируют социальные и антропосферные системы, антропоцентрические ценности и интересы. Это придаёт репрезентируемой системе гиперсложность и требует междисциплинарного подхода, или даже трансдисциплинарного подхода – с переходом концептуалиста через границы парадигм и наук. На такой переход решаются лишь немногие учёные. Например, социолог Джон Урри исследует, как осмысление проявлений хаоса и сложности, нелинейных отношений в изменчивом мире, может помочь нам анализировать глобальные процессы. Он считает, что гиперсложными являются многие реальные системы, и выделяет наличие в современной системе мира сетей и потоков (Urry, 2003).

Биосфера, как сложная адаптивная система (и гиперсложная система систем), проявляет целый ряд ключевых системных свойств и закономерностей. Основными свойствами здесь, вероятно, являются: эмерджентность, холизм, саморегуляция, обратные связи, резистентность и эволюция. Полный список таких свойств может насчитывать порядка сотни пунктов и требует подробного разъяснения, что далеко выходит за рамки данной публикации. В приложении приведён глоссарий в виде таблицы, содержащий 23 свойства сложных систем (по алфавиту, и с английским эквивалентом), даны их определения и сделана попытка выявить и конкретизировать эти свойства в отношении биосферы. Некоторые из этих свойств могут показаться перекрывающимися или синонимичными, однако в их интерпретации есть свои нюансы.

Рис. 3. Математические модели, помогающие исследовать закономерности и процессы в различных системах – от уровня клетки до глобального климата (по Solé, Levin, 2022)

Заключение

В XXI веке при обсуждении феномена биосферы нельзя обойтись без достижений таких наук, как общая теория систем, теория информации, нелинейная динамика, синергетика, биология сложных систем, системная экология, системная геология и др. Необходимо также учитывать многогранное антропогенное влияние на биосферу, изменения в характере эпистемологии и управления деятельностью. Здесь требуется переход от «парадигмы простоты» к «парадигме сложности», и целесообразно использовать понятия «сложностность» (по Э. Морену), «гиперобъект» (по Т. Мортону) и «сложная адаптивная система» (complex adaptive system).

Системное мышление вообще присуще человеческой психике, но это ещё не научная методология. Научные исследования биосферы должны использовать системный подход, в частности, опираться на общую теорию систем, на методологию системных наук, кластер которых получил большое развитие в XXI веке. Системный подход включает в себя не только исследование и моделирование, но и репрезентацию объекта. Биосфера репрезентируется скорее, как мысленный и медийный образ, нежели как наблюдаемый объект. Обращение с ней только как с естественнонаучным объектом приводит к некорректным конструктам, выводам и ожиданиям.

Науки о системах создавались множеством мыслителей и учёных высшего класса. К ним следует причислить и Карла Линнея, основателя биосистематики. Его труд «Systema Naturae», и особенно введение «Imperia Naturae» оказывало большое влияние на читателей, в том числе, вероятно, на Э. Зюсса и В.И. Вернадского, а также основателей теории систем: Л. Фон Берталанфи, Н. Винера и др. Определённое влияние оказала и «Тектология» А.А. Богданова.

Живой объект – это частный случай и «эталон системы», а жизнь – проявление системности. Биосферу можно назвать «живой системой №1», поскольку она самая старшая, большая, устойчивая, всеобъемлющая. Однако биосферу некорректно отождествлять с живым организмом, ибо это система совершенно другого типа: уникальная планетарная экосистема sui generis.

Биосфера является сложной и гиперсложной системой. Биосфера не просто связана, а переплетена с другими геосферами, в первую очередь, с гидросферой и ноосферой, и образует при этом над-систему и мета-систему. Биосфера проявляет сложность не только сама по себе, но и с точки зрения человека: наблюдателя и мыслителя – который тоже является системой, встроенной в социальные и культурные над-системы, и устанавливающей свои критерии сложности. По ряду критериев биосферу можно считать наиболее сложной системой в мироздании.

Биосфера является адаптивной системой, которая регулярно приспосабливалась к катастрофическим воздействиям, и сохраняла стабильность, контактируя с условиями космоса и недр, где жизнь невозможна. В антропоцене катастрофические воздействия обуславливают антропосфера и ноосфера, но при этом происходит ко-адапатация и коэволюция биосферы и ноосферы. Порождением этих процессов можно считать, например, пластисферу, образующую своеобразный субстрат для обрастателей.

Людям кажется заманчивым и реалистичным осуществлять управление биосферой. Однако следует помнить, что активное вмешательство в планетарную систему всегда несёт как позитивные, так и негативные последствия. Так, в 2009 г. стартовал проект «Управление планетой Земля», основанный на науке о земной системе. Однако в этот период не наблюдается однозначно позитивных сдвигов ни в геополитике, ни в жизни человечества, ни в охране окружающей среды.

В современных условиях чрезвычайно важно изучать новые феномены в геологической истории Земли: человечество, ноосферу и её производные – анализируя их как сложные, гиперсложные и адаптивные системы, описывая их взаимопроникновение с биосферой и трансформацию. Ноосфера сегодня сама стала массивной и гиперсложной системой, которая существенно влияет на онтологию биосферы. Поэтому в экологическом дискурсе требуется описывать новые эпохи (антропоцен и современность) и феномены, учитывать противоречивость и сложность процессов, и применять системный подход.

Всё, о чём говорилось в данной статье, как о новых достижениях системных наук и философии, в определённой степени обдумывал В.И. Вернадский – ещё столетие назад. Возможно, Вернадский был наиболее активным приверженцем системного подхода среди учёных и философов своего периода. С самого начала своей научной карьеры он активно использовал такие понятия, как «система», «систематика», «систематизация», «систематический», в тех или иных значениях. Опубликованное в электронном виде Собрание сочинений В.И. Вернадского в 24-х томах позволяет подсчитать, что в трудах его первого периода научной деятельности по биогеохимии почв, кристаллографии, радиоактивности (1894–1914) слова с корнем «систем-» упоминаются 359 раз, в капитальном труде «Опыт описательной минералогии» – около 300 раз, в «Истории минералов земной коры» – более 500 раз, а в «Очерках геохимии» – около 300 раз. Задолго до появления общей теории систем Вернадский предвосхитил какие-то открытия и концепции системных наук, более того, создал для них научную базу. В его публикациях и архивных записях есть рассуждения о различных системных аспектах в таких областях, как кристаллография, минералогия, геология, почвоведение, радиогеология, геохимия, биогеохимия. Академик также применял системный подход, изучая историю науки и проблемы эпистемологии, экономические и политические вопросы, работая над организацией образовательных, политических и научных учреждений. Он рассуждал о биологическом времени и пространстве, о системе знания и системе науки, о развитии мировоззрения. Системный подход просто необходим для понимания феномена биосферы – во всей полноте, с учётом эпистемологических и ноосферных влияний.

Вернадский оставил огромное наследие со множеством глубоких идей, изложенных как в публикациях, так и в дневниковых записях и письмах. Сегодня можно оценить их высокую ценность, обобщающую и предсказательную силу, использовать эти идеи как опору для теории и практики, интерпретировать их, развивать, применять к современным реалиям. В наследии Вернадского можно, вероятно, найти и ответы на нерешённые (и неразрешимые) вопросы экологической полемики, которые встают при обсуждении глобальных проблем и вызовов. Сегодня весьма актуально изучить конкретные идеи Вернадского, интерпретируя их в сравнении с тенденциями и достижениями системных наук. Однако здесь требуется отдельное и углублённое исследование.

Примечания

[1] Механици́зм – метод познания и миропонимание, рассматривающие мир как механизм. В более широком смысле механицизм есть метод сведе́ния сложных явлений к механике, физическим причинам; противопоставлялся витализму.

[2] Витали́зм (от лат. vitalis – «жизненный») – устаревшее учение о наличии в живых организмах нематериальной сверхъестественной силы, управляющей жизненными явлениями — «жизненной силы» (лат. vis vitalis) («души», «энтелехии», «археи» и проч.). Теория витализма постулирует, что процессы в биологических организмах зависят от этой силы и не могут быть полностью объяснены законами физики и химии.

[3] Источник: Missouri Botanical Garden, Peter H. Raven Library, Biodiversity Heritage Library, https://www.biodiversitylibrary.org/item/10325#page/12/mode/1up

[4] Sui generis (су́и ге́нерис; букв. своеобразный, единственный в своём роде) – латинское выражение, обозначающее уникальность правовой конструкции (акта, закона, статуса и т. д.), в целом, несмотря на наличие известного сходства с другими подобными конструкциями, не имеющей прецедентов.

Приложение. Свойства биосферы как сложной системы

Конфликт интересов

Автор статьи является главным редактором журнала.

Список литературы

1. Аршинов В.И., Свирский Я.И. Сложностный мир и его наблюдатель. Часть первая // Философия науки и техники. 2015. Т. 20, № 2. С. 70–
2. Берталанфи Л. фон. История и статус общей теории систем // Системные исследования: Ежегодник, 1972. – М.: Наука, 1973. – С. 20–37
3. Берталанфи Л. фон. Общая теория систем – обзор проблем и результатов // Системные исследования. Ежегодник. – М.: «Наука», 1969. – 203 с.
4. Блауберг И.В., Юдин Э.Г., Садовский В.Н. Системный подход // Новая философская энциклопедия. Институт философии РАН, 2018. – [Электронный ресурс] URL: https://iphlib.ru/library/collection/newphilenc/document/HASH6743a0d47bb13eeacfee67 (дата обращения: 20.01.2024).
5. Богданов А.А. Тектология: (Всеобщая организационная наука). В 2-х кн.: Кн. 1. // Абалкин Л.И. (отв. ред.). Отделение экономики АН СССР. Ин-т экономики АН СССР. – М.: Экономика, 1989. – 304 с.
6. Воейков В.Л. Витализм // Стёпин В.С. (ред.). Новая философская энциклопедия: в 4 т. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Мысль, 2010. – 2816 с.
7. Гинзбург К. Репрезентация: слово, идея, вещь // Новое литературное обозрение. 1998. № 33. [Электронный ресурс]. URL: http://philosophystorm.org/article/karlo-ginzburg-reprezentatsiya-slovo-ideya-veshch (дата обращения: 20.01.2024).
8. Григорьев Б.В., Чумакова В.И. Праксиология или как организовать успешную деятельность. – Москва: Школьная пресса, 2002. – 199 с.
9. Ильин В.В. Теория познания. Эпистемология. – М.: Издательство МГУ, 1994, Т. 2. – 136 с.
10. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем. – М.: Наука, 1994. – 238 с.
11. Ковда В.А. Основы учения о почвах. Общая теория почвообразовательного процесса (в 2-х кн.) – М.: Наука, 1973. – 448 с.
12. Кузьмин В.П. Исторические предпосылки и гносеологические основания системного подхода // Психологический журнал. – 1982. Т. 3, № 3, 4. С. 3–14; 15. 3–13.
13. Кузьмин В.П. Принцип системности в теории и методологии К. Маркса. 2-е изд. – М.: Политиздат, 1980. – C. 30–31.
14. Локтионов М.В. А.А. Богданов как основоположник общей теории систем // Философия науки и техники. – 2016. Т. 21, № 2. С. 80-96.
15. Лопатников Л.И. Экономико-математический словарь. – М.: Наука, 1987. – 510 с.
16. Моисеев Н.Н. Люди и кибернетика. – М.: Молодая гвардия, 1984. – 224 с.
17. Моисеев Н.Н., Александров В.В., Тарко А.М. Человек и биосфера: Опыт системного анализа и эксперименты с моделями. – М.: Наука, 1985. – 271 с.
18. Морен Э. О сложностности. – М.: Институт философии РАН, Институт общегуманитарных исследований, 2019. – 272 с.
19. Мортон Т. Гиперобъекты. Философия и экология после конца мира. – Пермь: Hyle Press, 2019а. – 284 с.
20. Мортон Т. Стать экологичным. – М.: Ad Marginem, 2019б. – 200 с.
21. Нельсон Д., Майкл К. Основы биохимии Ленинджера. В 3 т. – М.: Лаборатория знаний, 2017. Т. – 703 с.
22. Новейший философский словарь // Грицанов А.А. (ред.). – М.: Книжный Дом, 1999. – 896 с.
23. Праксиология // Фролов И.Т. (ред.). Философский словарь. – М.: Политиздат, 1981. – 445 с.
24. Реймерс Н.Ф. Охрана природы и окружающей человека среды: словарь-справочник. – М.: Просвещение, 1992. – 320 с.
25. Реймерс Н.Ф. Популярный биологический словарь. – М.: Наука, 1991. – 544 с.
26. Реймерс Н.Ф. Экология (теории, законы, правила, принципы и гипотезы). – М.: Россия Молодая, 1994. – 367 с.
27. Сапожников Ф.В., Калинина О.Ю., Востоков С.В. Микропластон искусственных полимеров в р. Миасс и оз. Тургояк (Южный Урал, Российская Федерация) на ранних стадиях колонизации // Юг России: экология, развитие. 2023. Т. 18, № 3. С. 133‐143. DOI: https://doi.org/10.18470/1992-1098-2023-3-133–143
28. Тахтаджян А.Л. Тектология: история и проблемы // Системные исследования. Ежегодник. – М.: Наука, 1971. –С. 200-277.
29. Теория познания. В 4 томах // Лекторский В.А. и Ойзерман Т.И. (ред.). – М.: Мысль, 1992–1994.
30. Уилсон К., Уолкер Дж. Принципы и методы биохимии и молекулярной биологии – М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2015. – 848 с.
31. Шалаев В.П. Синергетика в пространстве философских проблем современности. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2009. – 360 с.
32. Allison G. The Influence of Species Diversity and Stress Intensity on Community Resistance and Resilience // Ecological Monographs. 2004. V. 74 (1). P. 117–134. DOI: https://doi.org/10.1890/02-0681.
33. Castellani B., Gerrits L. Map of the Complexity Sciences. Art & Science Factory. 2021. – [Электронный ресурс] https://www.art-sciencefactory.com/complexity-map_febhtml (дата обращения: 20.01.2024).
34. Charlson R.J., Lovelock J.E., Andreae M.O., Warren S.G. Oceanic phytoplankton, atmospheric sulphur, cloud albedo and climate // Nature. 1987. V. 326 (6114). P. 655–661. DOI: https://doi.org/10.1038/326655a0
35. Corning P. Holistic Darwinism: synergy, cybernetics, and the bioeconomics of evolution. – U. Chicago Press, 2005.
36. Dean W. Computational Complexity Theory // The Stanford Encyclopedia of Philosophy. [Электронный ресурс] URL: https://plato.stanford.edu/entries/computational-complexity/ (дата обращения: 20.01.2024).
37. Dunn W.B., Ellis D.I. Metabolomics: current analytical platforms and methodologies // Trends in Analytical Chemistry. 2005. V. 24, № 4. P. 285–294. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trac.2004.11.021
38. Faith D.P. Biodiversity // The Stanford Encyclopedia of Philosophy. URL: https://plato.stanford.edu/archives/spr2021/entries/biodiversity/ (дата обращения: 20.01.2024).
39. Gare A. Aleksandr Bogdanov and Systems Theory // Democracy & Nature. 2000. №6 (3). P. 341–359. DOI: https://doi.org/10.1080/10855660020020230
40. Holling C.S. Resilience and stability of ecological systems // Annual Review of Ecology and Systematics. 1973. V. 4. Р. 1–23. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.es.04.110173.000245
41. James P. Protein identification in the post-genome era: the rapid rise of proteomics // Quarterly Reviews of Biophysics. 1997. V. 30, № 4. P. 279–331. DOI: https://doi.org/10.1017/S0033583597003399
42. Kump L.R., Kasting J.F., Crane R.G. The Earth System. – New Jersey: Prentice Hall, 1999. – 351 p.
43. Lazarus R.J. Super Wicked Problems and Climate Change: Restraining the Present to Liberate the Future // Cornell Law Review. 2009. V. 94. P. 1153–1234.
44. Levin S. Ecosystems and the Biosphere as Complex Adaptive Systems // Ecosystems. 1998. № 1. P. 431–436. DOI: https://doi.org/10.1007/s100219900037
45. Lovelock J.E., Margulis L. Atmospheric homeostasis by and for the biosphere: the Gaia hypothesis // Tellus. Series A. № 26 (1–2). P. 2-10. DOI: https://doi.org/10.3402/tellusa.v26i1-2.9731
46. Miller J.G. Living systems. – New York: Mc Graw-Hill, 1978. – 1102 р.
47. Miller W.III. The Hierarchical Structure of Ecosystems: Connections to Evolution // Evolution: Education and Outreach. 2008. V. 1. P. 16–24. DOI: https://doi.org/10.1007/s12052-007-0016-5
48. Moll H. A system of geography; or a new & accurate description of the earth in all its empires, kingdoms and states. Illustrated with history and topography, and maps of every country, fairly engraven on copper, according to the latest discoveries and corrections. – L., 1701.
49. Sapozhnikov P., Salimon A., Korsunsky A. M., Kalinina O., Ilyina O., Statni, E., Snigirova A. Plastic in the Aquatic Environment: Interactions with Microorganisms // Stock F., Reifferscheid G., Brennholt N., Kostianaia E. (eds.). Plastics in the Aquatic Environment – Part I. The Handbook of Environmental Chemistry, Springer, Cham, V. 111. P. 197–254. DOI: https://doi.org/10.1007/698_2021_747
50. Sapozhnikov P.V., Salimon A.I., Korsunsky A.M., Kalinina O.Y., Senatov F.S., Statnik E.S., Cvjetinovic J. Features of formation of colonial settlements of marine benthic diatoms on the surface of synthetic polymer // Marine Biological Journal. 2020. V. 5(2). P. 88–104. DOI: https://doi.org/10.21072/mbj.2020.05.2.08
51. Soden B.J., Held I.M. An Assessment of Climate Feedbacks in Coupled Ocean–Atmosphere Models // Journal of Climate. 2006. V. 19 (14). P. 3354–3360. DOI: https://doi.org/10.1175/JCLI3799.1.
52. Solé R., Levin S. Ecological complexity and the biosphere: the next 30 years // Philosophical Transactions of the Royal Society B. Biological Sciences. 2022. V. 377, № 1857. P. 20210376 DOI: https://doi.org/10.1098/rstb.2021.0376.
53. Suess E. Die Entstehung Der Alpen Biosphäre. – Wien: Wilhelm Braumüller, 1875. – p. 159. URL: https://opac.geologie.ac.at/ais312/dokumente/7574,%2080_Suess_Entstehung_Alpen.pdf (date: 12.02.2024) (in German)
54. Urry J. Global Complexity // International Studies Review. 2003. V. 5, № 2. P. 250–252. DOI: https://doi.org/10.1111/1521-9488.502010
55. Yuhui Du, Xinbei Liu, Xusheng Dong, Zhiqiu Yin. A review on marine plastisphere: biodiversity, formation, and role in degradation // Computational and Structural Biotechnology Journal. 2022. № P.975–988. DOI: https://doi.org/10.1016/j.csbj.2022.02.008

 Статья поступила в редакцию 23.03.2024
После доработки 10.04.2024
Статья принята к публикации 12.04.2024

Об авторе

Камнев Александр Николаевич — Kamnev Alexander N.

доктор биологических наук
кандидат педагогических наук
ведущий научный сотрудник, Институт океанологии им. П.П.Ширшова РАН, Москва, Россия (Shirshov Institute of Oceanology RAS, Moscow, Russia); профессор ГБОУ ВПО «Московский государственный психолого-педагогический университет», Москва, Россия (Moscow State University of Psychology and Education, Russia, Moscow)

dr.kamnev@mail.ru;

ORCID – https://orcid.org/0000-0003-3938-1878

Корреспондентский адрес: Россия, 353467, Москва, Нахимовский проспект, 36, ИО РАН. 

ССЫЛКА:

Камнев А.Н. Биосфера, гидросфера и ноосфера как компоненты гиперсложной системы планеты Земля. Часть 2. Биосфера как система: системный подход в изучении и репрезентации биосферы // Экология гидросферы. 2024. №1 (11). С. 28–60. URL: http://hydrosphere-ecology.ru/411

DOI – https://doi.org/10.33624/2587-9367-2024-1(11)-28-60           EDN – VDKSXO

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

Уважаемые коллеги! Если Вы хотите получить версию статьи в формате PDF, пожалуйста, напишите в редакцию, и мы ее вам с удовольствием пришлем бесплатно. 
Адрес - info@hydrosphere-ecology.ru

Biosphere, hydrosphere and noosphere as components of the hypercomplex system of planet Earth

Kamnev Alexander N.

Moscow State University of Psychology and Education (Moscow, Russia)
Lomonosov Moscow State University (Moscow, Russia)
Shirshov Institute of Oceanology RAS (Moscow, Russia)

Part 2. Biosphere as a system: a system approach in the study and representation of the biosphere

 This part of the analytical review considers the biosphere as the unique, living, ecological, complex, Earth system (ESS), as a complex, hypercomplex, and adaptive system, as a hyperobject and a object of representation. The contribution by K. Linnaeus, A.A. Bogdanov, J. Lovelock, E. Morin, T. Morton and other thinkers for system approach is described.

Keywords: adaptive system; biosphere; hyperobject; hypercomplex system; Gaia hypothesis; living system; Earth system science; general systems theory; «Systema Naturae»; system thinking; system approach; complex system; complexity; tektology

References

1. Allison G. The Influence of Species Diversity and Stress Intensity on Community Resistance and Resilience. Ecological Monographs. 2004. V.74 (1). P. 117–134. DOI: https://doi.org/10.1890/02-0681.
2. Arshinov V., Svirsky Y. Complexity World and Its Observer. Philosophy of Science and Technology. V. 20. № 2. P. 70–84. (In Russ.) 
3. Bertalanfi L. fon. Istoriya i status obshchej teorii system [History and status of the general theory of systems]. Sistemnye issledovaniya: Ezhegodnik [System Research: Yearbook]. Moscow: Nauka, 1973. P. 20–37. (In Russ.) 
4. Bertalanfi L. fon. Obshchaya teoriya sistem – obzor problem i rezul'tatov [General systems theory – review of problems and results]. Sistemnye issledovaniya. Ezhegodnik [System Research: Yearbook]. Moscow: «Nauka», 1969. 203 p. (In Russ.) 
5. Blauberg I.V., YUdin E.G., Sadovskij V.N. Sistemnyj podhod [Systematic approach]. Novaya filosofskaya enciklopediya. Institut filosofii RAN [New philosophical encyclopedia. Institute of Philosophy RAS], 2018. URL: https://iphlib.ru/library/collection/newphilenc/document/HASH6743a0d47bb13eeacfee67 (data: 20.01.2024) (In Russ.) 
6. Bogdanov A.A. Tektologiya: (Vseobshchaya organizacionnaya nauka). V 2-h kn.: Kn. 1. [Tectology: (General organizational science). In 2 books: Book. 1]. Abalkin L.I. (otv. red.). Otdelenie ekonomiki AN SSSR. In-t ekonomiki AN SSSR. Moscow: Ekonomika, 1989. 304 p. (In Russ.) 
7. Castellani B., Gerrits L. Map of the Complexity Sciences. Art & Science Factory. 2021. URL: https://www.art-sciencefactory.com/complexity-map_feb09.html (date: 20.01.2024).
8. Charlson R.J., Lovelock J.E., Andreae M.O., Warren S.G. Oceanic phytoplankton, atmospheric sulphur, cloud albedo and climate. 1987. V. 326 (6114). P. 655-661. DOI: https://doi.org/10.1038/326655a0
9. Corning P. Holistic Darwinism: synergy, cybernetics, and the bioeconomics of evolution. – U. Chicago Press, 2005.
10. Dean W. Computational Complexity Theory. The Stanford Encyclopedia of Philosophy. 2016. URL: https://plato.stanford.edu/entries/computational-complexity/ (date: 20.01.2024).
11. Dunn W.B., Ellis D.I. Metabolomics: current analytical platforms and methodologies. Trends in Analytical Chemistry. 2005. V. 24. № 4. P. 285-294. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trac.2004.11.021
12. Faith D.P. Biodiversity. The Stanford Encyclopedia of Philosophy. 2021. URL: https://plato.stanford.edu/archives/spr2021/entries/biodiversity/ (date: 20.01.2024).
13. Gare A. Aleksandr Bogdanov and Systems Theory. Democracy & Nature. 2000. №6 (3). P. 341-359. DOI: https://doi.org/10.1080/10855660020020230
14. Ginzburg K. Reprezentaciya: slovo, ideya, veshch' [Representation: word, idea, thing]. Novoe literaturnoe obozrenie [New literary review]. 1998. № 33. URL: http://philosophystorm.org/article/karlo-ginzburg-reprezentatsiya-slovo-ideya-veshch (data: 20.01.2024). (In Russ.) 
15. Grigor'ev B.V., CHumakova V.I. Praksiologiya ili kak organizovat' uspeshnuyu deyatel'nost' [Praxeology or how to organize successful activities]. Moscow: SHkol'naya pressa, 2002. 199 p. (In Russ.) 
16. Holling C.S. Resilience and stability of ecological systems. Annual Review of Ecology and Systematics. V.4. Р. 1–23. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.es.04.110173.000245
17. Il'in V.V. Teoriya poznaniya. Epistemologiya [Theory of knowledge. Epistemology]. Moscow: Izdatel'stvo MGU, 1994, V. 2. 136 p. (In Russ.) 
18. James P. Protein identification in the post-genome era: the rapid rise of proteomics. Quarterly Reviews of Biophysics. V. 30. № 4. P. 279–331. DOI: https://doi.org/10.1017/S0033583597003399
19. Knyazeva E.N., Kurdyumov S.P. Zakony evolyucii i samoorganizacii slozhnyh system [Laws of evolution and self-organization of complex systems]. Moscow: Nauka, 1994. 238 p. (In Russ.) 
20. Kovda V.A. Osnovy ucheniya o pochvah. Obshchaya teoriya pochvoobrazovatel'nogo processa (v 2-h kn.) [Fundamentals of the study of soils. General theory of the soil-forming process (in 2 books)]. Moscow: Nauka, 1973. 448 p. (In Russ.) 
21. Kump L.R., Kasting J.F., Crane R.G. The Earth System. New Jersey: Prentice Hall, 1999. 351 p.
22. Kuz'min V.P. Istoricheskie predposylki i gnoseologicheskie osnovaniya sistemnogo podhoda [Historical background and epistemological foundations of the systems approach]. Psihologicheskij zhurnal [Psychological Journal]. V. 3. № 3, 4. P. 3–14: 15. 3–15. (In Russ.) 
23. Kuz'min V.P. Princip sistemnosti v teorii i metodologii K. Marksa. 2-e izd. [The principle of consistency in the theory and methodology of K. Marx. 2nd ed]. Moscow: Politizdat, 1980. P.30–31. (In Russ.) 
24. Lazarus R.J. Super Wicked Problems and Climate Change: Restraining the Present to Liberate the Future. Cornell Law Review. 2009. V. 94. P. 1153–1234.
25. Levin S. Ecosystems and the Biosphere as Complex Adaptive Systems. Ecosystems. 1998. № 1. P. 431–436. DOI: https://doi.org/10.1007/s100219900037
26. Loktionov M. Alexander Bogdanov – The Founder of General Systems Theory. Philosophy of Science and Technology. V. 21. № 2. P. 86–90. (In Russ.) 
27. Lopatnikov L.I. Ekonomiko-matematicheskij slovar' [Economic and mathematical dictionary]. Moscow: Nauka, 1987. 510 p. (In Russ.) 
28. Lovelock J.E., Margulis L. Atmospheric homeostasis by and for the biosphere: the Gaia hypothesis. Series A. 1974. № 26 (1–2). P. 2–10. DOI: https://doi.org/10.3402/tellusa.v26i1-2.9731
29. Miller J.G. Living systems. New York: Mc Graw-Hill, 1978. 1102 р.
30. Miller W.III. The Hierarchical Structure of Ecosystems: Connections to Evolution. Evolution: Education and Outreach. V. 1. P. 16–24. DOI: https://doi.org/10.1007/s12052-007-0016-5
31. Moiseev N.N. Lyudi i kibernetika [People and cybernetics]. Moscow: Molodaya gvardiya, 1984. 224 p. (In Russ.) 
32. Moiseev N.N., Aleksandrov V.V., Tarko A.M. CHelovek i biosfera: Opyt sistemnogo analiza i eksperimenty s modelyami [Man and the biosphere: Experience in system analysis and experiments with models]. Moscow: Nauka, 1985. 271 p. (In Russ.) 
33. Moll H. A system of geography; or a new & accurate description of the earth in all its empires, kingdoms and states. Illustrated with history and topography, and maps of every country, fairly engraven on copper, according to the latest discoveries and corrections. L., 1701.
34. Moren E. O slozhnostnosti [On complexity]. Moscow: Institut filosofii RAN, Institut obshchegumanitarnyh issledovanij, 2019. 272 (In Russ.) 
35. Morton T. Giperob"ekty. Filosofiya i ekologiya posle konca mira [Hyperobjects. Philosophy and ecology after the end of the world]. Perm': Hyle Press, 2019a. 284 p. (In Russ.) 
36. Morton T. Stat' ekologichnym [Becoming environmentally friendly]. Ad Marginem, Moscow, 2019b. 200 p. (In Russ.) 
37. Nel'son D., Majkl K. Osnovy biohimii Lenindzhera. V 3 t [Lehninger's Fundamentals of Biochemistry. In 3 volumes]. Laboratoriya znanij, Moscow, 2017. V. 1. 703 p. (In Russ.) 
38. Novejshij filosofskij slovar' [The newest philosophical dictionary]. Gricanov A.A. (red.). Knizhnyj Dom, Moscow, 1999. 896 p. (In Russ.) 
39. Praksiologiya [Praxeology]. Frolov I.T. (red.). Filosofskij slovar' [Philosophical Dictionary]. Politizdat, Moscow, 1981. 445 p. (In Russ.) 
40. Rejmers N.F. Ekologiya (teorii, zakony, pravila, principy i gipotezy) [Ecology (theories, laws, rules, principles and hypotheses)]. Rossiya Molodaya, Moscow, 1994. 367 p. (In Russ.) 
41. Rejmers N.F. Ohrana prirody i okruzhayushchej cheloveka sredy: slovar'-spravochnik [Protection of nature and the human environment: dictionary-reference book]. Prosveshchenie, Moscow, 1992. 320 p. (In Russ.) 
42. Rejmers N.F. Populyarnyj biologicheskij slovar' [Popular biological dictionary]. Nauka, Moscow, 1991. 544 p. (In Russ.) 
43. Sapozhnikov P., Salimon A., Korsunsky A. M., Kalinina O., Ilyina O., Statni, E., Snigirova A. Plastic in the Aquatic Environment: Interactions with Microorganisms. Stock F., Reifferscheid G., Brennholt N., Kostianaia E. (eds.). Plastics in the Aquatic Environment – Part I. The Handbook of Environmental Chemistry, Springer, Cham, V. 111. P. 197–254. DOI: https://doi.org/10.1007/698_2021_747
44. Sapozhnikov P.V., Kalinina O.Yu., Vostokov S.V. Microplaston artificial polymers in the Miass River and Lake Turgoyak (Southern Urals, Russia) in the early stages of colonisation. South of Russia: ecology, development. 2023. V. 18(3). P. 133–143. DOI: https://doi.org/10.18470/1992-1098-2023-3-133-143
45. Sapozhnikov P.V., Salimon A.I., Korsunsky A.M., Kalinina O.Y., Senatov F.S., Statnik E.S., Cvjetinovic J. Features of formation of colonial settlements of marine benthic diatoms on the surface of synthetic polymer. Marine Biological Journal. 2020. V. 5(2). P. 88–104. DOI: https://doi.org/10.21072/mbj.2020.05.2.08
46. SHalaev V.P. Sinergetika v prostranstve filosofskih problem sovremennosti [Synergetics in the space of philosophical problems of our time]. MarGTU, Joshkar-Ola, 2009. 360 p. (In Russ.) 
47. Soden B.J., Held I.M. An Assessment of Climate Feedbacks in Coupled Ocean–Atmosphere Models. Journal of Climate. V. 19 (14). P. 3354–3360. DOI: https://doi.org/10.1175/JCLI3799.1.
48. Solé R., Levin S. Ecological complexity and the biosphere: the next 30 years. Philosophical Transactions of the Royal Society B. Biological Sciences. 2022. V. 377. № 1857. P. 20210376 DOI: https://doi.org/10.1098/rstb.2021.0376
49. Suess E. Die Entstehung Der Alpen Biosphäre. Wilhelm Braumüller, Wien, 1875. p. 159. URL: https://opac.geologie.ac.at/ais312/dokumente/7574,%2080_Suess_Entstehung_Alpen.pdf (date: 12.02.2024) (in German)
50. Tahtadzhyan A.L. Tektologiya: istoriya i problem [Tectology: history and problems]. Sistemnye issledovaniya. Ezhegodnik [System research. Yearbook]. Nauka, Moscow, 1971. P. 200–277. (In Russ.) 
51. Teoriya poznaniya. V 4 tomah [Theory of knowledge. In 4 volumes]. Lektorskij V.A. i Ojzerman T.I. (red.). Mysl', Moscow, 1992–1994. (In Russ.) 
52. Uilson K., Uolker Dzh. Principy i metody biohimii i molekulyarnoj biologii [Principles and methods of biochemistry and molecular biology]. BINOM, Laboratoriya znanij, Moscow, 2015. 848 p. (In Russ.) 
53. Urry J. Global Complexity. International Studies Review. V. 5. № 2. P. 250–252. DOI: https://doi.org/10.1111/1521-9488.502010
54. Voejkov V.L. Vitalizm. Styopin V.S. (red.). Novaya filosofskaya enciklopediya: v 4 t. [New philosophical encyclopedia: in 4 volumes]. 2-e izd., ispr. i dop. Moscow: Mysl', 2010. 2816 p. (In Russ.)
55. Yuhui Du, Xinbei Liu, Xusheng Dong, Zhiqiu Yin. A review on marine plastisphere: biodiversity, formation, and role in degradation. Computational and Structural Biotechnology Journal. 2022. № 20. P. 975–988. DOI: https://doi.org/10.1016/j.csbj.2022.02.008

Author

Kamnev Alexander N.

Moscow State University of Psychology and Education, Moscow, Russia

Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

Shirshov Institute of Oceanology RAS, Moscow, Russia

dr.kamnev@mail.ru;

ORCID – https://orcid.org/0000-0003-3938-1878

ARTICLE LINK:

Kamnev A.N. Biosphere, hydrosphere and noosphere as components of the hypercomplex system of planet Earth. Part 2. Biosphere as a system: a system approach in the study and representation of the biosphere. Hydrosphere Ecology. 2024. №1 (11). P. 28–60. URL: http://hydrosphere-ecology.ru/411

DOI – https://doi.org/10.33624/2587-9367-2024-1(11)-28-60           EDN – VDKSXO

When reprinting a link to the site is required

Dear colleagues! If you want to receive the version of the article in PDF format, write to the editor,please and we send it to you with pleasure for free. 
Address - info@hydrosphere-ecology.ru

На ГЛАВНУЮ

К разделу ПУБЛИКАЦИИ