Предисловие для преподавателя

 

Меня не волнует, кто принимает законы или заключает выгодные международные сделки — потому что я могу написать учебник.

П. Самуэльсон

 

1. Зачем эта книга?

Приведенный эпиграф ко многому обязывает и мы, прежде чем сесть за написание этой книги, спросили себя: «На какие учебники и работы мы хотели бы опереться?»

Почему возник такой вопрос? Очень просто. Учебник — это один из немногих документов, где фиксируется научное мировоззрение. Поэтому очень высока ответственность перед будущим и будущими специалистами — гражданами общества.

За многие годы, что мы постигали науки, самое яркое впечатление и реальную пользу составили те дисциплины и курсы, которые помогли нам, еще молодым людям, устранить разрыв связей между верой, знанием, пониманием и умением делать реально работающие системы.

Сегодня в устранении этих разрывов нуждаются все, но особенно нуждается в этом студент, и мы хотим ему помочь.

На написание этой книги нас подвигла надежда передать её читателям хотя бы часть того восхищения, которое мы ещё в молодости испытали от работ, которые оказывают помощь в осознании Единства всех частей работающего мышления — единства веры, знания, понимания и умения делать. Именно эти работы и составляют костяк нашей книги.

По большому счету замысел состоит в том, что с помощью книги студенты откроют для себя новые творческие перспективы и возможности, которые они смогут использовать на практике.

Мы выросли в удивительное и нетривиальное время, когда совмещалось несовместимое: когда прошлое страны, её настоящее и будущее разрывались на части и связывались в недоступном зачастую пониманию клубке противоречий. Казалось бы невозможное становилось возможным, а реальные возможности рассыпались как карточный домик. Люди ВЕРИЛИ на слово и строили общий дом, имея лишь «фантомные» знания, не имея «чертежей» дома и настоящих инструментов для его строительства.

Теперь мы знаем, что строить дом, не имея обоснованного проекта, нельзя. Дом может рухнуть.

Мало иметь ВЕРУ, мало иметь ЗНАНИЕ и ПОНИМАНИЕ — нужно ещё и уметь ДЕЛАТЬ.

Уметь делать — это уметь создать и реализовать проект будущей системы, которой ещё нет, но которую нужно иметь, чтобы выжить и создать условия для развития.

Однако ни один проект нельзя создать, не имея ВЕРЫ в его реальность, не имея ЗНАНИЙ и ПОНИМАНИЯ как его создать.

В истории было много глобальных и локальных кризисов, конфликтов и войн. Но ни разу не было такой критической ситуации, когда ставилась бы под угрозу сама возможность существования Земной цивилизации как целого, а проблема ограниченности Земли требовала бы профессионально подготовленных кадров, способных проектировать будущее развитие.

 

Существует серьёзное опасение, что бытующее представление об устойчивом развитии отдельных стран и отсутствие серьёзных научных проработок проблемы в целом могут привести к повторению стратегических ошибок при выборе траектории развития.

Существуют две пространственно-временные перспективы, определяющие выбор:

1.                  Земля — замкнутая система и жизнь возможна только на её территории. Если сделан такой выбор, то как следствие — предел развития и, следовательно, неизбежны идеи геноцида и террора населения (например, известная идея – один «золотой» миллиард людей будет «достоин» для проживания на Земле);

2.                  Земля — открытая система и всё живое на Земле есть явление планетарно-космического масштаба. Если сделан такой выбор, то как следствие — возможность сохранения развития не только на Земле, но и в космосе.

В таком выборе ошибка недопустима, и поэтому очень важно понять: «что же представляет суть системы, в которой мы все живём? Как сохраняется её развитие?»

Эти вопросы являются ключевыми. Они волнуют всех и очень интересуют студентов, так как имеют прямое отношение к нашему месту в этой системе.

Этим вопросам мы посвятили книгу: «Система природа—общество—человек: устойчивое развитие», изданную совместно с Побиском Георгиевичем Кузнецовым.

Он ушел из жизни, но творческий дух живет и мы стараемся передать его нашей смене. Многие идеи и положения книги легли в основу данного учебника и послужили его путеводной нитью.

Мы хотели бы, чтобы дух научного творчества помог образованию людей, способных и реализующих свою способность превращать невозможное в возможное в процессе проектирования сложных систем.

В предисловии к указанной книге мы дали иллюстрацию на примере нашего личного опыта.

«Судьба распорядилась так, что наш жизненный путь в науке начался в 50-х годах с «земных» проблем геологии. Затем на протяжении 40 лет каждый из нас занимался исследованием, разработкой и организацией тех или иных сложных систем.

Один создавал Глобальную информационную систему, которая связывала через спутниковые наблюдения космос с воздушной средой и Землёй (система «ГЕОС»).

Другой осуществлял научное руководство при разработке систем жизнеобеспечения для людей, работающих в космосе.

Третий разрабатывал комплекс динамических моделей для управления устойчивым развитием социально-экономических систем.

Казалось бы совершенно разные проблемы и системы. Что же эти разные проблемы объединило?

Всякий раз до начала работ мы сталкивались с одной и той же ситуацией, когда считалось невозможно:

1)                  создать систему для исследования связи между космическими и земными процессами;

2)                  создать систему жизнеобеспечения для людей, работающих не только на Земле, но и в Космосе;

3)                  создать систему для управления процессами устойчивого социально-экономического развития, согласованного с законами природы.

И тем не менее создание таких систем делает возможным то, что до этого считалось невозможным.

Что же представляет собой процесс превращения невозможного в возможное?

Этот процесс называется творчество.

Создание определённого типа систем мы привели как пример творческого процесса, но нет ни одного вида целесообразной человеческой деятельности, которая не является творчеством.

Процесс поиска, принятия и реализации решений разнообразных экологических, экономических, финансовых, социальных, правовых, политических и других проблем — ЕСТЬ ТВОРЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС.

Этот процесс имеет свою внутреннюю логику, которая и обеспечивает переход из невозможного в возможное.

Изучение этой логики привело к мысли, что процесс «исследования» и процесс «конструирования» различных систем есть лишь разные названия ЕДИНОГО, целостного процесса ПРОЕКТИРОВАНИЯ или ОРГАНИЗАЦИИ БУДУЩЕГО мира.

Естественно – это очень серьезная проблема. Её решение невозможно без подготовленных кадров. Здесь огромное поле для выбора студентом своей специальности.

Теперь несколько слов о том как мы понимаем цель проектирования.

Цель проектирования — внести определённые изменения в составные части окружающего нас мира так, чтобы МИР в целом сохранялся (т.е. был устойчив).

В философии этот принцип звучит так: «ВСЁ ИЗМЕНЯЕТСЯ И ОСТАЁТСЯ НЕИЗМЕННЫМ».

В математике это принцип называют преобразованием частных систем координат с инвариантом.

Различные аспекты или части мира — это частные системы координат, а МИР в целом и его фундаментальные законы — это инварианты (т.е. правила устойчивости).

Процесс поиска и претворения в жизнь необходимых изменений и есть творческий процесс преобразования частных систем координат с инвариантом.

В результате этих преобразований изменяются части, но целое сохраняется и продолжает активно РАБОТАТЬ.

Рассмотрению этого процесса и посвящена ВСЯ книга.

Мы показываем студенту, что источником этого процесса являются ИДЕИ, а целью — воплощение идеи в работающую конструкцию, которая и дает обществу новые возможности удовлетворять свои потребности, как текущие, так и будущие.

На множестве примеров из самых разных предметных областей — философии, математики, физики, химии, биологии, экологии, экономики, финансов, политики — мы объясняем студенту, что ТВОРЧЕСТВО и есть тот процесс СОХРАНЕНИЯ РАЗВИТИЯ, который демонстрирует нам ВСЯ ИСТОРИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА.

Мы даем возможность студенту понять, что прежде чем принять идею к реализации необходимо оценить её целесообразность с точки зрения ВКЛАДА В РОСТ ВОЗМОЖНОСТЕЙ как части, так и целого.

Мы объясняем, что если эта оценка практически не может быть сделана, то темп материализации идей замедлится, а через это замедление уменьшится темп роста возможностей общества как целого, а, следовательно, и удовлетворенность потребностей его членов. Мы показываем студенту — как это сделать.

Конечно, в каждом конкретном обществе (или сообществе) это делается по-разному.

Однако, общество, способное использовать идеи, появляющиеся в сознании отдельного индивидуума, для роста возможностей общества в целом и использующее рост возможностей общества как целого для формирования индивидуума, способного генерировать новые идеи, — БУДЕТ ОБЛАДАТЬ наиболее БЫСТРЫМ темпом РОСТА ВОЗМОЖНОСТЕЙ.

Этот принцип является ключевым в теории устойчивого развития и является справедливым для любого общества независимо от его политического устройства и господствующих форм собственности.

При этом мы обращаем внимание, что рассматривать устойчивое развитие общества в отрыве от фундаментальных законов природы принципиально недопустимо и порочит саму идею устойчивого развития.

Почему мы так жестко ставим вопрос. Каждый из нас имел возможность многократно убедиться в справедливости такой постановки.

Так, при разработке глобальной информационной системы «ГЕОС», нам приходилось обрабатывать огромный материал спутниковых наблюдений физических полей Земли. Результаты анализа показали, что существует взаимосвязь самоорганизации Земли и внешнего управления Космоса. Земля является открытой, волновой, динамической системой и есть основания полагать, что эта система является «Идеальной машиной», подчиняющейся универсальным законам природы.

При разработке систем жизнеобеспечения для людей, работающих в Космосе, как раз и пришлось делать машину, которая дает возможность человеку «хорошо жить» и работать, не нарушая законов природы.

При разработке различных систем управления социальными и экономическими процессами мы убедились, что причиной разного рода критических и конфликтных ситуаций является несогласованность принимаемых решений и программ с законами природы.

Итак, для обеспечения устойчивого развития необходимо решения в различных предметных областях согласовывать с динамикой и естественными законами природы.

На протяжении всей работы мы объясняем студенту как это делать.

Представители разных профессий отличаются собственным, свойственным только им мировоззрением, и поэтому отвечают на эти вопросы по-своему.

Философ, математик, физик, химик, биолог, эколог, экономист, инженер, социолог, юрист, политик — представители разных предметных областей имеют свое мировоззрение, свои теории и методы.

Всё это нужно знать и это преподаётся студентам. Они получают СУММУ ЗНАНИЙ по отдельным дисциплинам. Слагаемые этой суммы столь разнородны, что зачастую не поддаются сложению. У студента складывается «кусочное» представление о мире и не складывается целостная работающая конструкция.

С другой стороны, сегодняшние многочисленные и крайне сложные экологические, экономические, социальные, правовые и другие проблемы требуют ясного понимания того общего, ЧТО СБЛИЖАЕТ И ОБЪЕДИНЯЕТ РАЗНЫЕ предметные области, СОХРАНЯЯСЬ в каждой дисциплине, независимо от её названия.

Один чудак может задать столько вопросов, что и тысяча мудрецов на них не ответят. Однако, как заметил философ, ответ на вопросы, которые остаются без ответа, заключается в том, что эти вопросы должны быть иначе поставлены.

Поэтому вопрос о том, ЧТО И КАК НУЖНО ДЕЛАТЬ, ЧТОБЫ устойчиво развиваться, в нашей книге СТАВИТСЯ ИНАЧЕ; а именно:

ЧТО И КАК НУЖНО ИЗМЕРЯТЬ в системе природа—общество—человек, ЧТОБЫ СОХРАНИТЬ РАЗВИТИЕ  системы в целом.

Это главный вопрос. И поэтому он в большей или в меньшей степени рассматривается практически в каждой главе: в философии, математике, физике, экономике, финансах, политике.

Почему этот вопрос мы считаем главным. Нам кажется, что очень хорошо выразил мысль Н. Кузанский еще в XV веке: «Человек УМНЫЙ — это человек измеряющий».

Может быть отчасти и по этой причине Всемирный Совет «Предприниматели за устойчивое развитие» принял такой девиз: «Все, что измеримо — достижимо. И все, что достижимо — измеримо». К этому трудно что-нибудь добавить.

Изучив нашу книгу, студент приобретёт не сумму, а систему базовых научных знаний и понимание, ЧТО И КАК НУЖНО ИЗМЕРЯТЬ, чтобы создать работающую конструкцию в любой области практической деятельности.

В качестве базовой системы величин в книге используется так называемая LT-система  Бартини — выдающегося ученого и авиаконструктора, которого С.П.Королев считал своим учителем. В этой системе все известные физические величины выражаются через целочисленные (положительные или отрицательные) степени длины [L^r] и времени [T^s], что предоставляет возможность ИНАЧЕ увидеть картину мира.

Студенты внимательно ознакомятся с этой системой и мы надеемся, что она доставит большое удовольствие своей изумительной красотой и прозрачностью.

Одним из серьёзных достоинств LT-системы является то, что в ней (как в таблице Д.И. Менделеева) можно стандартно и наглядно изобразить все известные законы природы и более того, увидеть «белые» пятна, которые ждут новых открытий.

В принципе законов природы может быть столько, сколько известно физических величин. Однако из всех известных величин мы используем в качестве базовой — величину мощность, показывая, что она как стержень пронизывает насквозь всю систему, оставаясь инвариантной. Поясним эту мысль.

 

Почему именно мощность, а не какая либо другая величина? Ну, скажем, почему бы не масса, например?

Выбор величины мощности не случаен. Существуют серьёзные основания и они подробно рассматриваются в книге практически в каждой главе. Приведём здесь несколько наглядных аргументов.

Во-первых, — «почему бы не масса?» Дело в том, что в LT-системе Бартини прекрасно реализована идея Д. Максвелла о том, что размерность массы есть объём с угловым ускорением. Обоснование этой идеи Вы найдёте в главе «физика» и в приложении № 2. Это означает, что в действительности мы работаем с различными пространственными объектами, изменяющимися во времени. Ну и что, скажите Вы. Не будем спешить.

Во-вторых, — в LT-системе величина мощность располагается в «вершине» иерархии величин, являясь наиболее общей на данное время. В принципе из величины «мощность» можно по стандартным правилам получить любую другую величину.

В-третьих, — открытый Ла Гранжем в 1789 г. и подтверждённый Д. Максвеллом в 1855 г. закон сохранения мощности играет исключительно важную роль при рассмотрении открытых систем, к которым относится все известные явления Жизни, включая и социальную жизнь. Приведём «житейский» пример.

 

Можно делать выбор каких-либо решений, совершать те или иные действия, произносить или писать те или иные слова,

НЕ ЗАТРАТИВ ПРИ ЭТОМ НИ ОДНОГО ЦЕНТА, ни одной копейки.

Однако НЕЛЬЗЯ совершить ни одного действия и произнести ни одного слова,

НЕ ЗАТРАТИВ ПРИ ЭТОМ ВРЕМЕНИ И ЭНЕРГИИ.

Количество энергии в единицу времени и есть мощность.

Мощность — это возможность действовать во времени или работоспособность в единицу времени.

 

Известный экономист XIX в. Альфред Маршал считал, что: «Экономическая наука изучает нормальную жизнедеятельность человеческого общества». Известный в нашей стране американский экономист Грегори Мэнкью из Гарвардского университета США считает, что в конце XX века «определение экономической науки, данное А. Маршалом, по-прежнему справедливо».

Это значит, что современная экономическая наука изучает нормальную жизнедеятельность.

А как быть, если жизнедеятельность общества не является нормальной?

Мировым научным сообществом признано, что глобальная система находится в системном кризисе. По-видимому, такое состояние нельзя назвать нормальным. Следовательно, оно не является предметом экономической науки?

Предметом какой же науки является изучение ненормальной жизнедеятельности общества?

Мы не будем обсуждать: Что такое нормальная и ненормальная жизнедеятельность, но отметим, что предварительное изучение этого вопроса показало, что нормальная жизнедеятельность отличается от ненормальной также как сбалансированное взаимодействие общества и природы отличается от несбалансированного.

Казалось бы ответ на поставленный вопрос очевиден.

Наукой, предметом которой является изучение разбалансированности связей между обществом и природой, является экология. Но не так всё просто.

Более внимательное изучение вопроса показало, что отношение нормальная/ненормальная жизнедеятельность невозможно рассматривать без Человека. Возникает триада: Природа—общество—человек. Здесь в явном виде присутствует три типа связей:

1.      общество—природа;

2.      общество—человек;

3.      человек—природа.

Первый и третий тип связей является предметом изучения экологии. Второй тип является предметом изучения гуманитарных наук (не только экономикс). Но тогда возникает другой вопрос: предметом какой науки является изучение взаимных связей и взаимодействий в системе природа—общество—человек?

Так возникает проблема синтеза естественных и гуманитарных наук. Суть этой проблемы в соизмерении связей между естественными и социальными (в том числе и духовными) процессами.

Эта проблема вызывает повышенный интерес у студентов. Задаётся очень много вопросов, на которые студенты не могут найти ответы не только в учебниках по экологии.

На одной из лекций студент задал шутливый вопрос в связи с даваемым в учебнике Грегори Мэнкью «Принципы экономикс» подходом к оценке стоимости жизни человека*.

Вопрос студентом был поставлен так: «Скажите, пожалуйста, сколько бы не пожалел денег Птолемей за жизнь любимого Коперника?»

Студенты — веселый народ и с юмором относятся к рекомендациям экономической теории там, где речь идёт о предмете, выходящем за пределы возможностей этой теории.

 

Мы хотим обратить внимание на то, что каждая наука, так же как и любая научная теория, имеет определённые границы. Эти границы определяются языком и базовыми принципами данной науки. Проблема заключается в том, что «море» разных профессиональных языков крайне затрудняют восприятие и понимание единства системы в целом, что естественно крайне негативно отражается прежде всего на знаниях студентов.

Определённую помощь в этом очень не простом вопросе может оказать наша книга. Мы стремились показать, что междисциплинарный языковый барьер преодолевается на пути установления связей между базовыми принципами и понятиями естественных и гуманитарных наук.

На протяжении всей книги мы показываем, как это делать.

УМЕТЬ ДЕЛАТЬ – ЭТО УМЕТЬ ИЗМЕРЯТЬ.

В книге мы объясняем и показываем, как можно выразить основные понятия и принципы естественных, технических и гуманитарных наук с использованием устойчиво измеримых величин, давая тем самым возможность студенту легче усвоить научные основы системы природа—общество—человек.

Студенту необходимо знать, что вне измерения связей естественных и социальных процессов невозможно обосновать ни один крупномасштабный проект, потому что нет таких проектов, которые бы находились вне этих связей.

Проектирование устойчивого развития — это прежде всего творческий процесс, в ходе которого и определяется, что и как нужно измерять, чтобы социальные и природные системы работали НОРМАЛЬНО, т.е. как единое целое.

В этом, быть может, и будет заключаться определённая помощь экономической науке.

 

Как соединить разные, порой противоположные, точки зрения на один и тот же мир, в котором мы живём? Необходим метод. Не просто набор политических, экономических или военных средств и различных приёмов, а проверенный на практике научный метод.

Метод должен предоставить правила согласования частных систем координат (или частных точек зрения) с системой фундаментальных законов, подтверждаемых практикой и не зависящих от частных точек зрения. Это особенно важно в сложных условиях современного мира.

Метод должен предоставить нам возможность проводить изменения в системе, т.е. переходить от одной частой системы координат (точки зрения) к другой, — сохраняя работоспособность системы в целом, даже если структура системы изменяется.

Почему именно такими свойствами должен обладать метод?

Ответ достаточно прост.

Потому, что именно так устроен механизм действия фундаментальных законов природы.

Вот самый простой пример. При перемещении тела в пространстве изменяются его координаты, а сам перемещающийся объект остаётся тем же самым.

Другой пример. Известны разные системы отсчета. При пересчёте из одной системы в другую меняются эталоны (меняется точка отсчета), но сама система величин сохраняется.

Третий пример. В общественной системе все время происходит распределение и перераспределение произведенного продукта. Названия этих продуктов меняются. Меняются доли распределения. Одни субъекты отношений получают больше, а другие — меньше. Почему?

Экономисты отвечают очень просто: ««Пирог» один, а ртов много».

Не сразу бросается в глаза, что независимо от того, как изменяются «доли пирога» равенство полной мощности на входе и суммы произведенной и потерянной мощности на выходе ОСТАЁТСЯ НЕИЗМЕННЫМ ВО ВСЕ ВРЕМЕНА.

Это следует из закона сохранения мощности.

Из этого закона следует, что любое изменение произведённой (свободной) мощности компенсируется изменением потерянной (связанной) мощности. И эти изменения находятся под контролем полной мощности системы.

 

Студенту необходимо знать, понимать и уметь применять в практике проектирования конкретных систем механизмы действия законов природы. И мы ему хотим в этом помочь.

Для этого в книге уделено большое внимание системе законов природы и механизмам их действия в различных аспектах общественной жизни. По существу этому посвящена вся первая и вторая часть книги. Их изучение студентом даст ему представление о том, что такое законы природы, как они устроены и как работают.

Познакомившись с законами природы, студенту будет легче воспринять материал третьей части книги, где излагается метод тензорного анализа Г. Крона, который на наш взгляд полностью обладает названными выше свойствами.

Мы даём возможность студенту познакомиться с методом, который Японская ассоциация прикладной геометрии назвала новой эпохой в науке, а из рук Поля Ланжевена Г. Крон получил премию за выдающиеся достижения. В Англии создано тензорное общество, а в США специальный институт.

Этот метод и был создан для проектирования очень сложных систем с инвариантом мощности. В этом принципиальное отличие тензорного метода Г. Крона от других модификаций тензорного анализа. Естественно, что мы даём только некоторые элементы этого метода, но в помощь студенту рекомендуем литературу и в приложении рассматриваем ряд специальных вопросов, несколько глубже раскрывающих алгоритмы и меры для расчёта сложных систем.

Цель, которую мы преследуем, заключается в том, чтобы целостно изложить научные основы системы природа—общество—человек, объяснить суть теории и метода проектирования в максимально доступной и конструктивной форме для самых разных специальностей.

Мы хотим убедить читателя в том, что существует возможность не только адекватно объяснять окружающий нас социально-природный мир, но и целенаправленно его изменять, проектировать его развитие, не нарушая фундаментальных законов природы, а, наоборот, активно их используя.

Мы твердо убеждены в том, что каждый будущий специалист должен знать, понимать и уметь использовать открываемые наукой возможности для перехода к устойчивому развитию общества в неразрывной связи с окружающей Человека средой.

Образование есть тот ключевой фактор, без которого этот переход невозможен.

Мы также уверены в том, что забота живущих поколений о поколениях будущих состоит в том, чтобы помочь образованию людей, способных и реализующих свою способность к творчеству во благо людей, во имя жизни на Земле.

Высшее образование преследует цель предоставить студенту возможность стать квалифицированным специалистом, привить ему ощущение ответственности за судьбу страны.

Именно этой цели служит изучение научных основ проектирования устойчивого развития в системе природа—общество—человек.

Предлагаемый вниманию учебник является первым в отечественной и зарубежной практике. Для нас — это большая честь, огромная ответственность.

 

2. Что является особенностью книги?

 

Мы хотим выделить только две особенности:

а) Прозрачность и краткость изложения.

б) Направленность на студента.

 

а. Прозрачность и краткость

Очевидно, что книга может быть полезной и доступной для широкого круга читателей только тогда, когда она написана ясно и кратко. Несмотря на то, что книга выглядит увесисто, она на тысячи страниц короче совокупности традиционных учебников, в которых даётся изложение философии, математики, физики, химии, биологии, экологии, экономики, финансов, технологий, права. В книге излагаются только базовые принципы системы природа—общество—человек, суть логики и метода проектирования для обеспечения устойчивого развития, т.е. то, чего нет в традиционных учебниках.

Изложенные в книге принципы являются тем стержнем, который «сшивает» различные предметные области в целостную систему. Поэтому их ясное изложение может значительно облегчить изучение многих крайне сложных вопросов философии, математики, физики, экономики, политики. Более того, знание и понимание этих принципов предоставляет возможность увидеть соизмеримые связи между фундаментальными понятиями естественных, технических и гуманитарных наук.

Отсутствие в традиционных учебниках МЕР, связывающих принципы и понятия естественных и гуманитарных наук в целостную систему, является существенным фактором, тормозящим синтез науки, затрудняющим целостное восприятие мира, препятствующим создавать эффективные проекты развития социально-экономико-экологических систем, что в конечном счёте отражается на уровне и качестве нашей жизни.

Использование в книге прозрачных и универсальных мер дало возможность представить материал не только кратко, но и по возможности максимально доходчиво. Если пролистать книгу, то нетрудно увидеть обилие рисунков и схем, иллюстрирующих те или иные положения, делающих их более ясными и наглядными.

У нас было желание создать такой курс теории проектирования устойчивого развития, чтобы его захотел прочитать студент любой специальности, а прочитав ему бы захотелось ещё раз прочитать и осознать прочитанное.

Мы ценим время читателя и поэтому одной из универсальных мер в системе природа—общество—человек и является ВРЕМЯ в многообразных своих проявлениях.

 

            б. Направленность на студента

Желая сделать книгу ясной и доступной студенту разных специальностей, нам надо было понять, что студенту остаётся неясным в традиционных курсах лекций и после этого решить, что действительно нужно дать в первую очередь.

В результате проведённого анализа самых различных учебников по основам философии, естествознания, математики, физики, экономики, экологии, права, политики нам стало ясно, что одной из наиболее важных причин, затрудняющих студенту осваивать учебный материал, является невозможность сравнивать и соизмерять принципы и понятия, даваемые в естественных и гуманитарных науках. Например, как сопоставить между собой такие фундаментальные принципы как закон сохранения энергии и экономический закон соответствия спроса и предложения? Или как сопоставить между собой принципы эволюции живой природы и закон конкурентной борьбы? Или как сопоставить между собой законы природы и законы права? Как сопоставить меры, принятые в естественных науках с мерами, используемыми в экономике, политике, социологии?

Очевидно, что связь существует, но ни в одном традиционном учебники она не показана в явном виде. Студент путается и не находит ответа. Естественно наше желание помочь студенту.

Предлагаемая вниманию книга принципиально отличается от других тем, что она направлена на помощь студенту в его желании не только что-то знать, но и понять прочитанное.

Студенту это совершенно необходимо, так как без этого понимания невозможно стать квалифицированным специалистом.

            Мы надеемся, что освоив предлагаемый курс, студенту будет значительно легче понимать, что происходит в реальном мире.

 

3. Как устроена книга?

 

Продумывая структуру книги, мы поняли, что ясному и ориентированному на студента изложению должна соответствовать и дружеская к студенту организация материала.

Наша книга включает в себя все необходимые уровни и элементы научного знания о проектировании устойчивого развития в системе природа—общество—человек. Она состоит из Введения в проблему, трех крупных частей, включая 24 главы и 5 приложений.

·          Введение в проблему.

·          Первая часть: Мировоззрение.

·          Вторая часть: Теория.

·          Третья часть: Метод.

·          Приложение: Специальные вопросы базы научных знаний.

(Алгоритмы и меры).

·          Глоссарий. Программа курса. Литература.

 

Чтобы дать преподавателю некоторое представление о том, как организован материал, мы совершим беглый экскурс по главам.

 

Введение в проблему. По существу это обзорная глава, дающая возможность студенту понять практическую актуальность проблемы. Уже здесь даются предварительные определения устойчивого развития так, как это было одобрено на 42 сессии Генеральной Ассамблеи ООН в 1987 году. Ясно и определенно излагается суть проблемы в форме восьми ключевых вопросов, из которых ясны трудности, с которыми столкнулось мировое сообщество на пути перехода к устойчивому развитию. Показываются различные примеры, из которых следует, что без глубокой научной проработки проблемы её решение может быть крайне затруднено. Раскрываются факторы, препятствующие и способствующие устойчивому развитию. Внимательно рассматривается определение предмета и метода проектирования устойчивого развития в системе природа—общество—человек.

 

Часть I. Мировоззрение

открывается определением базовых понятий, используемых в первой части, что должно лучше сориентировать студентов в нижеследующем материале.

 

Глава 1. Суть научного мировоззрения. Знакомит студентов с понятием научное мировоззрение. Это сделано с целью объяснить студентам, что суть научного мировоззрения состоит в умении различать воображаемые «фантомы» и реальные процессы. Показывается отношение между научным мировоззрением и просто мировоззрением. Дается объяснение при каких условиях выводы научного мировоззрения являются общеобязательными для всех. Рассматривается вопрос: Что такое знание и научное знание? Показываются их общие свойства и различия. Особое внимание уделяется требованиям доказуемости и измеримости знания. Даются самые общие предварительные представления о логике проектирования устойчивого развития, о существовании универсальной основы и меры знаний. Показываются условия, необходимые для развития научного мировоззрения. Подводятся итоги по рассматриваемым вопросам.

 

Глава 2. Суть и устройство научного знания. Рассматриваются очень важные вопросы, помогающие студенту понять как из «моря» данных выудить знание? Как из знания выделить научное знание? Как установить связи между разнородными знаниями, предоставляемыми естественными и гуманитарными науками? Специально анализируются последствия разрыва связей между элементами знания. Устанавливаются причины разрыва связей.

 

Глава 3. Устойчивое развитие как проблема синтеза научных знаний о системе природа—общество—человек. Ясно и определенно объясняется студенту, что несмотря на единство мира, он разорван в сознании на «куски» Вавилонской башней профессиональных языков, которые затрудняют понимание сути проблем в системе природа—общество—человек. Подробно рассматривается проблемное поле. Показывается, что суть проблемы синтеза научных знаний в несопоставимости мер, используемых в конкретных науках. Показываются истоки проблемы и рассматривается научное наследие, начиная с работ Н. Кузанского (XV век).

 

Глава 4. Философская суть проблемы. Объясняются две логики философии. Объясняется суть идеи «атомистики» и идеи развития. Показываются примеры, объясняющие соотношение понятий «хаос» и «порядок». Рассматривается процесс перехода от «Атомистики» к идее Развития. Показывается связь аксиом математики с диалектической логикой. Объясняется в чем суть мира математики и мира действительной природы. Водятся понятия: количество, качество, мера.

 

Глава 5. суть проблемы в основаниях математики. Рассматриваются крайне важные для студентов вопросы. Почему человечество создало математику? Почему математика устроена аксиоматически? Почему знание математики не гарантирует умения ей пользоваться в конкретном проектировании систем? Какова ключевая идея, которая приблизила нас  к современному уровню понимания математики? Все вопросы рассматриваются во взаимной связи с существом обсуждаемой проблемы и даются ясные примеры, помогающие студенту лучше понять суть дела.

 

Глава 6. Естественно-научная суть проблемы. Студенту ясным языком объясняются ключевые вопросы, порождающие физическую суть проблемы так, как её понимали выдающиеся представители школы русского космизма. Даются определения эмпирических обобщений В.И. Вернадского. Формулируется принцип устойчивой неравновесности Э. Бауэра как базовый принцип явлений жизни. Обсуждается вопрос о возможностях вывести явления жизни из второго закона термодинамики. Студент подводится к понятию мера в физике на примерах спутниковых наблюдений взаимодействия Земли с космическими потоками, из которых следует, что Земля ведет себя как «идеальная машина».

 

Глава 7. Гуманитарная суть проблемы. В главе обсуждается один из самых ключевых вопросов, который больше всего вызывает вопросов у студентов: «Существует ли объективный закон исторического развития человечества». Показываются различные варианты решения этого вопроса. Рассматривается понятие становление как ключ к пониманию рождения нового. Обсуждается понятие творчество как акт сотворения будущего. Устойчивое развитие рассматривается как обобщающая идея образования. Дается определение проектологии устойчивого развития как логики проектирования изменений в системе природа—общество—человек. Раскрываются отличительный признак специальности.

 

Часть II. Теория

Так же, как и в первой части, изложение начинается с ориентации студентов на базовые понятия. В их числе определения понятий: научная теория, прикладная научная теория, структура прикладной теории, требования к теории, этапы построения прикладной теории.

 

Глава 9. Физика. Дается ясное изложение тех ключевых принципов и понятий, без которых невозможно обсуждать проблему. Излагается пространственно-временная система величин Р. Бартини. Рассматриваются понятия энергии и мощности. Показываются проекции (формы) мощности. Дается определение с пояснением на примерах понятий свободной и связной энергии. Рассматривается соотношение понятий температура и энтропия. Определяются понятия замкнутой и открытой систем. Формулируется закон сохранения мощности. На основе этого понятия рассматриваются понятия: равновесные и неравновесные системы, диссипативные и антидиссипативные процессы. Обсуждается механизм устойчивой неравновесности и механизм неустойчивого равновесия. Дается определение понятия развитие.

 

Глава 10. Химия. Здесь также студенту объясняются ключевые понятия. В их числе: Фотохимические преобразования. Фотоэффект. Плененное излучение. Формы проявления фотонов. Механизм взаимодействия фотонов с молекулой. Эффект нагревания и химическая реакция. Резонанс частоты. Энергия активации.

Чтобы помочь студенту, раскрываются только те понятия, через которые перекидывается мостик от физики и химии к биологии.

 

Глава 11. Биология. Дается изложение только самых первичных понятий, без которых студенту крайне сложно понять, что есть общего и в чем принципиальное отличие живого вещества от неживого. Внимательно обсуждается понятие обмен веществ в живой и неживой природе. Показывается, в чем состоит принципиальное отличие. Объясняется вынужденный характер процесса. Рассматривается альтернатива «Порядок — Хаос» или «свободная — связная мощность». Формулируются обобщенные выводы и постулаты: Постулаты существования. Постулат сохранения. Постулаты изменения.

 

Глава 12. Глобальная эволюция. Предоставляется возможность студенту увидеть процесс эволюции земных форм жизни с «высоты птичьего полета» (по выражению В.И. Вернадского), увидеть его волновую тенденцию в целом. Рассматривается принципиальное отличие глобального и локального процессов эволюции. Обсуждаются различные механизмы эволюции: рост (естественный отбор), ускорение развития (конкурентная борьба), Бифуркация. Обсуждаются отличительные признаки и основные параметры, характеризующие магистраль глобальной эволюции.

 

Глава 13. Человек. Студенту предлагаются первичные понятия и принципы на примере вопросов, которые наиболее часто возникают. Зачем природе человек? Каковы границы выживания? Как работает «устройство», обеспечивающее «целесообразное» поведение? Что является первой потребностью? Как возникла речь? В чем суть первого трудового акта: меры. Рассматривается элементарная схема производственного цикла. Суть механизма мышления и развития.

 

Глава 14. Человечество. В этой главе в максимально конструктивной и доступной форме рассматриваются формулировки и механизмы действия ряда законов: Закона экономии времени, закона роста полезной мощности. Внимательно обсуждаются понятия: устойчивое развитие, неустойчивое развитие. Студенту в дискуссионном порядке предлагается на рассмотрение вопрос: «Чем объяснить существование людей, интересы и цели которых находятся в противоречии с потребностями общества в целом?

 

Глава 15. Технологии. Это очень насыщенная разнообразными примерами глава. Но главное не в этом. Студенту дается возможность образно представить «идеальную машину», которая называется космический корабль «Земля».

Студент узнаёт о внешних данных корабля, членом которого он является. Он также узнает позывной код своего корабля. Но главное студенту будет предложен в обобщённой форме механизм работы корабля. Он увидит, что практически все элементы были предметом рассмотрения в предыдущих главах и поэтому ему будет легче воспринять идеи общего классификатора технологий. Этот классификатор будет предметом специального рассмотрения с иллюстрацией на конкретных примерах.

 

Глава 16. Экология. Здесь студенту предлагается познакомиться с определенным способом видения взаимосвязей и взаимодействий в системе природа—общество—человек. Студента интересует не только словесные и формульные определения, но и образные, то есть геометрическое представление системы. Поэтому в главе студенту предлагаются две модели, представленные как формульно, так и в форме потоковых схем. Речь идёт о моделях интегральной оценки динамики взаимодействий в системе природа—общество—человек. В главе показывается возможность выражения в измеримой форме различных понятий из области экологии, экономики, социологии, техники.

Показывается, что существует возможность соизмерить разнохарактерные процессы и установить между ними связи. Показывается, что наиболее общей мерой является величина мощность (на экологическом языке это понятие трактуют как производительность ресурса).

 

Глава 17. Экономика. Рассматриваются первичные понятия: стоимость и производительность. Показываются их связи и меры. Раскрывается «творчество» как фактор устойчивого экономического развития. Обсуждаются понятия: потенциальная возможность, реальная возможность, экономическая возможность. Показываются процедуры их измерения. Показывается взаимосвязь экономических законов и возможность их представления с использованием измеримых величин. Обсуждается понятие эффективность капиталовложений и их связь с устойчивым ростом.

 

Глава 18. Финансы. Студента очень интересует связь денежных измерителей и энергетических. Поэтому в главе раскрывается эта связь. Показывается, что устойчивым обеспечением финансовых потоков является величина полезной мощности. Использование устойчивого обеспечения дает возможность построить принципиальный механизм  защиты инвестиций от рисков неэффективного управления развитием. Рассматривается понятие риск как величина возможных потерь инвестора из-за неэффективного управления. Рейтинг с учетом риска. Штрафные санкции. Поощрение роста эффективности управления развитием.

Обсуждаются возможные последствия реализации механизма защиты инвестиций с использованием устойчивого обеспечения активов.

 

Глава 19. Политика. Студент всегда задает много вопросов о соотношении понятий власть, деньги и идеи. Его интересует судьба золотого обеспечения. Его очень интересуют вопросы неустойчивости обеспечения финансового рынка. И, наконец, как все эти вопросы соотносятся с идеей устойчивого развития. В помощь студенту эти вопросы являются предметом обсуждения в данной главе.

Здесь показывается, что устойчивое развитие должно быть политической целью любого общества независимо от форм его политического устройства и форм собственности. Это положение иллюстрируется многочисленными примерами истории. Показываются причины возникновения критических периодов в истории. Их связь с войнами.

Обсуждается механизм оценки вклада политики в устойчивое развитие. Рассматривается вопрос об ответственности за устойчивое развитие человечества. Обсуждаются вопросы теории права и конфликты. На этой основе предлагается типология целей и спектра интересов.

 

Часть III. Метод

Эта часть вводит читателя в метод, поэтому она начинается со знакомства студента с базовыми понятиями.

 

Глава 20. Методологические предпосылки проектирования. Студент должен почувствовать себя в роли конструктора. Поэтому глава начинается с объяснения роли инженера как конструктора. Чтобы облегчить студенту последующее изложение идей метода ему в очень доступной форме излагаются ключевые вопросы методологии проектирования из первых источников. В главе даются определения ключевых понятий, обращаясь непосредственно к авторам этих понятий. Это, прежде всего, Н. Бурбаки и их стандарт математического описания, О. Веблен и суть проективной геометрии. Рассматриваются первые шаги инженера в его попытке начать конструировать некоторую систему. Показываются препятствия и их причины. Показывается как понятие величина трактовал сам автор — А. Лебег. Показывается отношение А. Эйнштейна к вероятностным моделям.

Студенту дается возможность увидеть в ясном и доступном виде крайне сложные вопросы разработки прикладных теорий проектирования.

 

Глава 21. Суть логики проектирования. Студенту объясняется, что такое проектирование. Объясняется, что говорить об целенаправленном изменении системы можно только тогда, когда существует ясное определение цели и план её достижения. На многочисленных примерах показывается, что процесс проектирования — это последовательность логических шагов, приводящих к ответу на определённые вопросы. Обсуждаются основные вопросы проектирования устойчивого развития: ЗАЧЕМ —почему, КТО — что, ГДЕ — когда, КАК — сколько.

Особое внимание уделяется вопросам формирования целей с использованием измеримых величин, а также базе научных знаний, анализу развития ситуаций и плану действий по достижению цели. Даётся много иллюстративных схем. Студент подводится к восприятию методологических основ проектирования, идей тензорного анализа.

 

Глава 22. Инварианты в технических системах. Эта глава является логическим продолжением тех идей, с которыми студент познакомился в главах № 15 — технологии, № 17 — экономика, № 18 — финансы, № 20 и № 21 — методологические предпосылки проектирования. В данной главе студенту объясняются понятия: общая динамика машин и обобщённая машина так, как это понимали С. Карно и Г. Крон. Эти понятия необходимы для лучшего восприятия идей тензорного метода проектирования сложных систем, основанного на использовании инварианта мощности. В предыдущих главах студент получил представление о том, что разнообразные социально-природные системы могут выражаться с использованием величины мощность.

В этой главе он получает возможность увидеть эту связь на примере разнообразных технических систем. Это очень важно для формирования у студента целостного представления о методе проектирования.

 

Глава 23. Общие представления о методе проектирования. В этой главе главным героем будет тензор.

С этим понятием студент знакомился практически в каждой главе, но там оно было в тени. В данной — главный герой. Поэтому студент знакомится с автором этого понятия (в инженерной трактовке) Г. Кроном. Студенту объясняются основные положения, без которых сознательное освоение работ Г. Крона невозможно. Излагается основная идея Г. Крона. Рассматривается суть метода. Обсуждаются формулировки обобщающих постулатов Г. Крона.

 

Глава 24. Элементы тензорного анализа Г. Крона. В данной главе студент знакомится с первичными понятиями и процедурами тензорного анализа Г. Крона, без которых невозможно делать проекты для систем с переменной структурой в условиях изменения процессов в системе природа—общество—человек. В числе рассматриваемых в главе понятий следующие:

1.      Элементы алгебры n-матриц с рассмотрением численных примеров, даваемых непосредственно Г. Кроном.

2.      Разложение и обращение степенных рядов. Этот элемент активно использован во многих главах книги и поэтому мы решили его включить в данную главу, хотя для понимания тензорного метода Г. Крона это не имеет принципиального значения.

3.      Тензор преобразования. Данное понятие является одним из ключевых в тензорном методе Г. Крона, и поэтому оно рассматривается в связи с рядом других понятий.

Для облегчения восприятия главы студенту предлагается литература, по которой он может существенно углубить и расширить свои знания тензорного анализа Г. Крона.

 

Более того, в приложении № 1 рассматриваются специальные вопросы, включенные в базу научных знаний. Среди них не первое место мы поставили алгоритмы расчета тензорных сетей, разработанные д.т.н. А.Е.Петровым. Студент при желании может не только познакомиться с этими алгоритмами, но и овладеть ими в рамках специального курса.

В приложении № 2 рассматриваются вопросы системности пространственно-временных мер в изложении профессора г.Смирнова и А.С.Чуева. Эти вопросы также могут помочь студенту лучше понять картину реального мира.

В приложении № 3 мы дали возможность студенту иметь подробный список авторов, работы которых использованы в научной базе знаний о системе природа—общество—человек.

В приложении № 4 дается глоссарий некоторых терминов, понятий и высказываний.

В приложении № 5 излагается программа дисциплины: научные основы проектирования устойчивого развития в системе природа—общество—человек.

Завершается книга списком использованной литературы.

 

4. Как работает книга в помощь студенту?

 

Цель нашей книги — оказать помощь студенту в получении необходимых знаний и понимания научных основ проектирования устойчивого развития в системе природа—общество—человек.

Достижение этой цели осуществляется по определенному плану с использованием продуманного набора средств.

 

4.1. Содержание книги выстроено в определенном порядке:

Первая часть (включая введение в проблему) Мировоззрение — это прежде всего ответ на вопросы ЗАЧЕМ и ПОЧЕМУ нужно измерять?

Вторая часть — Теория — это ответ на вопрос ЧТО измерять?

Третья часть — Метод  — это ответ на вопрос КАК измерять?

Мы надеемся, что такая логика окажется удачной и облегчит восприятие материала.

 

4.2. Содержание каждой части книги:

·        а. Имеет связанные между собой начало и конец. В начале каждой части дается список определений базовых понятий. В конце части мы воспроизводим этот список базовых понятий.

·        б. Имеет общий стержень, на который «нанизываются» главы. Таким стержнем являются базовые понятия, выраженные в устойчивых мерах.

 

4.3 Содержание главы. Каждая глава начинается с плана изложения материала с целью дать студентам представление о содержании главы, которую им предстоит изучить.

План состоит из нескольких ключевых вопросов, которых, как правило, не более 7—8.

В тексте каждой главы жирным шрифтом выделяются ключевые положения и понятия, что на наш взгляд облегчает восприятие материала.

Кроме того, практически все основные принципы и положения книги проиллюстрированы схемами, графиками и таблицами.

Каждая глава заканчивается заключением и выводами — кратким резюме, напоминающим студентам об основных положениях пройденного материала. В дальнейшем эти выводы могут оказаться полезными при подготовке к экзамену.

После выводов оспроизводится список основных понятий, рассмотренных в главе.

 

4.4. Вопросы для повторения и обсуждения. В конце каждой главы приводятся вопросы для повторения основных положений. Студенты могут использовать вопросы для проверки усвоения темы. Для понимания ответов студентам предлагается использовать базу научных знаний Университета «Дубна».

Преподаватели могут использовать эти вопросы для домашних заданий или для отправной точки при обсуждении темы в аудитории.

 

4.5. Задания. После каждой главы содержатся задания студентам и рекомендуемая литература, по которой можно найти ответы на вопросы, возникающие при изучении материала. Практически все источники доступны студенту и хранятся в архиве базы научных знаний «система природа—общество—человек»: устойчивое развитие. Использование этих источников также может облегчить усвоение материала.

 

Предисловие для студента

 

Мы заимствуем капитал природы у будущих поколений, отнюдь не намереваясь и не имея возможности вернуть долг.

Они, быть может, проклянут нас за наше расточительство, но никогда не смогут добиться возврата капитала.

Мы ведем себя так потому, что некому заставить возвратить долги.

Будущие поколения не голосуют, они не имеют ни политической, ни финансовой власти, они не могут оспорить наши решения.

Гро Харлем Брундтланд

 

 

Почему студент должен взяться за изучение

научных основ проектирования устойчивого развития в системе природа—общество—человек?

 

Нам кажется, что на этот вопрос прекрасно ответила ещё в 1986 г. Председатель Международной Комиссии по окружающей среде и развитию, премьер-министр Норвегии Гро Харлем Брундтланд и поэтому её высказывание мы вынесли в эпиграф.

Мы полагаем, что это высказывание не только не утратило своей силы, а, наоборот, приобрело ещё большую значимость. Долг продолжает расти и нет никаких гарантий, что в ближайшем будущем этот рост прекратится. Никто не хочет быть должником своих детей. Но одно дело хотеть, в другое — уметь. Но чтобы уметь ЧТО-ТО ДЕЛАТЬ нужное в реальной жизни, надо ЗНАТЬ и ПОНИМАТЬ хотя бы основы системы природа—общество—человек.

Дорогу осилит идущий.

                  В добрый путь дорогие студенты!

Мы хотим Вас напутствовать словами Великого Лейбница:

Любая творческая деятельность — это неэнтропийная деятельность —

 именно она и доставляет счастье.