книги из ГПНТБ / Круть, И. В. Исследование оснований теоретической геологии

УДК 551(001.8)

Исследование основании теоретической геологии. К р у т ь И. В. М., «Наука»,

1973 г.

Кинга посвящена наиболее общим основаниям теоретического геологическо­ го знания. В отлпчне от ряда других наук (например, физики, биологии) в современной геологии проблема теоретических начал почти не разработана и решение ее должно сыграть существенную роль в прогрессе геологии н иметь значение для естествознания в целом. В работе анализируются исто­ рия и состояние теоретической составляющей геологического знания, а так­ же обосновывается необходимость ее пересмотра на основе структурно-сис­ темного подхода и концепции уровней организации, что может обеспечить объединение усплип традиционных п новых научных направлений.

Исследование сосредоточено па избранных центральных проблемах геоло­ гии, причем фактологическим базисом выступают идеи, принципы, теории, гипотезы, методы самой геологии и других естественных наук, а также ло­ гики il философии. В работе развивается ряд идей В. И. Вернадского, осо­ бенно прп анализе категориального базиса наук о Земле.

Книга рассчитана на геологов и других специалистов в области паук о Зем­ ле, преимущественно научных работников, преподавателей вузов, аспиран­ тов; опа должна представлять интерес для многих естествоиспытателей ши­ рокого профиля, а также для ученых, занимающихся проблемами истории и методологии естествознания, науковедения и философии. Табл. 12. Библ. 127 пазв.

Ответственный редактор член-корреспондент АН СССР В. Е. ХАИН

ВВЕДЕНИЕ

«На каждом шагу осиошіые вопросы логики п методологии естествознании вы­

Одна из особенностей развития научного знания заключается во всей усиливающейся дифференциации, примером чего является геология. В противовес этой тепденции в современной науке вста­ ет проблема интеграции научного знания, связанная с укрепле­ нием междисциплинарных связей, возникновением пограничных дисциплин и построением общих теорий наиболее сложно орга­ низованных объектов. Актуальность этих вопросов в области гео­ логических и смежных наук становится особенно острой уже по­ тому, что осознание проблемы взаимодействия общества и при­ родной среды вступает ныне в решающую фазу.

Пути интеграции научного знания многообразны, но сводятся, главным образом, к различным видам и формам его теоретизации, включая, конечно, и математизацию. Однако само по себе развитие теоретических исследований не оказывается достаточно эффективным для целей интеграции, если не выходит за рамки отдельных теорий и специальных дисцпплин. В связи же с не­ обходимостью преодоления границ между частными областями и потребностью общей оценки конкретных теорий в современном научном знании оформляется специфическая область, занимаю­ щаяся исследованием оснований науки. При этом имеются в виду как общие философские и логико-гносеологические, так и спе- циально-научпые теоретические и эмпирические основания. Ис­ следование тех и других проводится совместно, хотя в каждом конкретном случае с акцентом на том или ином аспекте.

Проблема оснований науки издавна рассматривалась филосо­ фией, но как специальная область знания она возникла в прош­ лом веке прежде всего в математике, а в нашем веке охватила физику и биологию. В этом же ключе в последние десятилетия разрабатываются некоторые вопросы геофизики и геологии, хотя в достаточно явной форме в науках о Земле проблема

3

исследования их оснований, по-видимому, еще не сформули­ рована.

В предлагаемом трзгде исследуются некоторые основания тео­ ретического геологического знания и его методологии. К «основа­ ниям» геологин относятся не обобщенные «элементарные основы», с которых иачипается изучение дисциплины, а концептуальная база, на которой зиждется вся теоретическая составляющая. Су­ ществующие курсы по общей геологии не совпадают но содер­ жанию с тем, что здесь называется ее основаниями. Не заме­ няют их и обобщенные теоретические разработки, например, гео­ тектонические, или нсторико-геологическне, ИЛИ математические. При изучении постулатов конкретно-научного знания, как извест­ но, широко применяются философские методы, которые, однако, сами но себе ие играют достаточной эвристической роли ввиду их чрезвычайной общности. Поэтому разработка философских во­ просов геологии, прп всей ее пользе для исследования основа­ ний науки, далеко не исчерпывает содержания последних. Иссле­ дование оснований геологии требует сочетания как универсаль­ ных, так и специальных теоретических средств, и должно про­ водиться на промежуточном уровне между философским и спе­ циально-научным знанием.

Анализ основании науки становится возможным лишь при до­ стижении ею необходимой зрелости. Потребность специального знания в исследовании его оснований не находится в прямой за­ висимости от степени его «точности» (формализации и матема­ тизации), а обусловливается сложностью, многоаспектностыо и информационной насыщенностью. Более того, сами по себе посту­ латы теоретического знания, как правило, в принципе не матема­ тизируемы и познаются на качественном уровне. В свою очередь логпзация и формализация знания оказываются успешными лишь на естественнонаучной основе. Изучение оснований геологии слу­ жит целям создания общей геологической теории, необходимость построения которой диктуется тем, что объекты геологии зани­ мают столь же фундаментальное место в природе, как астроно­ мические, физические, химические и биологические, а геологиче­ ское знание является весьма развернутым и многоплановым. По­ требность в такой теории обусловливается еще и тем, что объекты геологии включают объекты и других фундаментальных наук, причем главный объект — Земля — является уникальным и жиз­ ненно важным для нас естественным объектом. Геология, благо­ даря исключительной сложности своего объекта и наибольшей историчности своего знания, занимает среди естественных наук особое положение.

Необходимость всемерной теоретизации геологии приходится отстаивать прежде всего в среде самих геологов. Представители других естественных наук и философы либо мало знают о гео­ логии (отчасти из-за слабости ее теории), либо выражают недо­ умение по поводу ее теоретической неразвитости. Последняя в

4

какой-то мере объясняется «потребительским» отношением к гео­ логии, а также бытующим среди геологов представлением о своей пауке как сугубо эмпирической и прикладной.

Подавляющее число геологов идет традиционными путями опи­

Но сами по себе традиционные направления геологии, даже при использовании ими физических, химических и математических методов, в какой-то мере исчерпывают себя и, главное, приходят в противоречие с принципиально новыми направленпями, при ко­ торых в основу исследования кладутся не геологические, а фи­ зико-химические, а в самое последнее время н собственно-мате­ матические принципы — речь идет о теоретической геофизике, геохимии, «математической геологии» и особенно о том течении, которое разрабатывает методы формализации в геологии. Сейчас стало ясно, что «новаторская» деятельность в этих последних областях сталкивается не только с косностью «традиционалистов», но и сама часто оказывается оторванной от специфики геологи­ ческого исследования и игнорирует достижения геологии как есте­ ственной науки. Дело не в том, что то или другое направление должно одержать победу и не в эклектическом соединении их на основе примирения,, а в том, что старые и новые пути не­ избежно должны пересечься, вскрыть обоюдные слабости и пере­ строиться на основе более глубоких методологических и теоре­ тических разработок. Каковы будут конкретные формы синтеза противоборствующих направлений — покажет будущее. Но тра­ диционалисты должны осознать, что они не «смогут жить постарому», а новаторам придется пережить много разочарований, главным образом по собственной вине, понять и принять которую необходимо.

Данная работа не претендует на охват всех проблем основа­ ний геологии, ограничиваясь некоторыми их аспектами. Прежде всего в ней будет идти речь о специально-научных теоретиче­ ских основаниях, тогда как философские основания, с одной сто­ роны, и эмпирические, с другой, затрагиваются в работе лишь по мере необходимости и в неразвернутой форме. Исследование не содержит философской интерпретации геологических представ­ лений и философских оценок конкретно-научных проблем. В нем не используются, хотя и затрагиваются, формальные и матема­ тические методы, для обоснования применения которых в опре­ деленной мере и предпринято исследование. В задачу работы не могло войти п разрешение конкретных теоретических проблем. Однако здесь делаются попытки пересмотреть постановку многих таких проблем и в какой-то мере продвинуться в их понимании. Путь исследования — анализ идей, принципов, теорий, гипо­ тез, методов, которые выступают ниже фактологическим базисом.

Главные методологические принципы, которые используются ниже для исследования оснований теоретической геологии, можно

5

свести к разрабатываемым в современной науке двум взаимо­ связанным подходам. Первый из них заключается в анализе ка­ тегориального базиса науки и в построении сквозной понятийной системы, связывающей все отрасли данной науки между собой и со всем естествозпаипем в целом. Как представляется, в работе содержится первая попытка построения универсальной (конечно, не всеобъемлющей) системы геологических понятий, прежде всего в таксономическом плане. При этом, конечно, наряду с несо­ вершенством этой системы, в ней имеются пробелы и незавер­ шенность, связанная с недостаточной теоретической осмыслен­ ностью исторической проблематики геологии.

всегда изучала системы, причем физика и химия исследуют срав­ нительно простые системы и поэтому обычно они не акцентрнруют внимания на системном подходе, тогда как биология, геогра­ фия и геология, имеющие дело с целостными, часто самоорга­ низующимися, динамическими ж историческими естественными системами, обращают особое внимание на системный характер своих объектов, на их «организованную сложность». Констатация системного подхода оказалась необходимой при исследовании ге­ терогенных систем с многостепенной иерархией разнородных ком­ понентов. Осознание специфики системного подхода произошло лишь несколько десятилетий назад и прежде всего в биологии.

Общепринятой теории систем еще нет и в каждом конкрет­ ном исследовании приходится формулировать исходные положе­ ния, которые в предварительном виде следующие. Системой будет называться объект, состоящий из других объектов (подсистем — компонентов), которые находятся в закономерных отношениях между собой, образуя тем самым структуру системы. Главные подсистемы именуются элементами. Под организацией понимает­ ся вся совокупность системообразующих факторов (вещей, отно­ шений, свойств), которая обеспечивает целостность объекта — системы, т. е. взаимообусловленность подсистем системы. Цело­ стность системы выражается в ее индивидуальной, видовой и родовой таксономической определенности. Классы систем расши­ ряются от индивида и видов вплоть до так называемых уровней систем. Понятие об уровнях организации отражает фундаменталь­ ную особенность материальных систем концентрироваться в каче­ ственно обособленные совокупности индивидов и других классов объектов, которые находятся с объектами других уровней орга­ низации в отношениях сложной, не прямой, иерархии (квази­ иерархии) .

Системный подход объединяет (интегрирует) различные аспек­ ты исследования естественных объектов: таксономический, субст­ ратный, структурный, динамический и функциональный, а также генетический и исторический. Не следует полагать, что систем­ ный подход противостоит эволюционному или историческому под-

6

ходу. О таком противопоставлении может идти речь лишь прп подмене системного подхода одним из его аспектов — структур­ ным анализом. Структуралистская гипертрофия часто возникает тогда, когда главное внимание уделяется изучению формальных отношений и свойств, без стремления выявить объекты — систе­ мы. Системный же подход требует установления взаимодейст­ вующих естественных объектов как материальных носителей от­ ношений и свойств систем.

Для наук о сложных естественных объектах первостепенное значение приобретает таксономия систем, установление которой ложится в основу теоретического знания. В предлагаемой работе речь идет, в первую очередь, о главных контурах систематики геологических объектов, об основных классах, относящихся пре­ имущественно к высшим уровням организации. Главное внимание уделяется таксономическому, а вместе с тем субстратному и струк­ турному аспектам системного анализа. В меньшей мере затронуты динамический и функциональный аспекты, достаточно полное ра­ скрытие которых возможно лишь в рамках отдельных наук о тех или иных классах геологических объектов. Что же касается генетического п исторического аспектов, то они содержатся в са­ мой таксономии естественных систем, выступая отчасти в каче­ стве предпосылок ее установления.

В содержательном смысле наибольшее значение в предлагае­ мом исследовании придается разработке концепции об уровнях организации геологических объектов, развиваемой преимущест­ венно в плане таксономического аспекта системного подхода. Та­ кой анализ представляется необходимым этапом на пути к даль­ нейшему изучению генетико-исторических аспектов и проблемы развития в геологии, составляющих темы самостоятельных иссле­ дований. Однако и в основе развиваемой ниже концепции орга­ низации геологических объектов лежат существенные историче­ ские предпосылки, а понятие организации включает и историю, и генезис геологических систем. Следует подчеркнуть неоспори­

вий. Менее определенны достижения в плане • выявления энерге­ тики планеты и геологических процессов. Изучение сложных естественных объектов ставит и более общую проблему систем­ ной организации природы; решение таксономических и струк­ турных вопросов в рамках этой проблемы позволяет строже по­ дойти к энергетическим источникам природного процесса, а вместе с тем и к новым возможностям анализа геологического развития иа все более высоком научном уровне.

Предварительно следует условиться о применении следующих понятий. Геологией в узком смысле называется наука о минера­ лах, горных породах, формациях, регионально-этажных подразде­ лениях литосферы, твердых земных оболочках, à также о плане­ те Земля в целом, рассматриваемой на уровнях названных клас-

7

сов объектов, знание о которых должна объединить общая гео­

химической ее организаций, жидкие и газовые оболочки, биосфе­ ру, и, наконец, планету как космический объект, т. е. объеди­ нять теории геофизики, геохимии, собственно геологии, физиче­ ской географии, биогеоценологпи и планетологии. Такая общая

ная комплексная наука о Земле) 1 становится в один ряд с дру­ гими фундаментальными естественными пауками — физикой, хи­ мией, биологией и астрономией.

Следует проводить различие между понятиями об объектах геологап (естественных телах н процессах) и о ее предмете, т. е. научном знании (эмпирическом и теоретическом), отобра­ жающем геологические объекты. Последние подразделяются на объекты ныне существующие и когда-то существовавшие (рекон­ струируемые) ; для геологических объектов характерно различие между состояниями активного изменения и захоронения (латент­ ного состояния).

Главными элементами предмета геологии как научной систе­ мы являются отрасли знания о каждом из основных классов субординированных объектов. Предмет геологии (и ее элемен­ тов) включает в качестве основного своего содержания как зна­ ние о закономерностях природных объектов, так и методы их выявления. Различные аспекты геологического исследования в той или иной мере сочетаются друг с другом и практически ие вы­ ступают в чистом виде. Теоретическая геология — это целостная иерархическая система специально-научных понятий п концеп­ ций, которая должна, во-первых, адекватно отражать всю эмпи­ рическую область геологпн, а, во-вторых, быть логически взаимо­ связанной с любым научным знанием вообще. Подсистемами тео­ ретической геологии являются частные геологические теории.

С методологической точки зрения полезно ввести понятие об особом разделе геологии — эпигеологии, объектом которой являет­ ся теоретическая составляющая предмета геологии. Предметом же эпигеологии выступает система самых общих понятий и ме­ тодов геологии. Эпитеоретическая система излагается метаязыком, который оперирует универсальными общенаучными терминами ло­ гики, математики, кибернетики, теории информации, теории си­ стем и др. Эти междисциплинарные понятия имеют как общее, так и специальное научное содержание, что обеспечивает сохра-

1 См. об этом в статье В. П. Высоцкого «Геономия (происхождение тер­ мина и содержание понятия)».—Изв. АН СССР, серия геол. 1971, № 10. По­ скольку данная книга написана ранее, то в основной список литературы включены лишь работы, вышедшие до 1970 г. включительно.

8

неігие, накопление и необходимую для этого избыточность нпформации. Поскольку язык эпигеологни, как и всей геологии, в основном по формализован, то к нему предъявляется требова­ ние максимальной информационной насыщенности п логической строгости. Изложение эпитеории (метатеории) только узкоспе­ циальными терминами невозможно из-за их ограниченности, пе­ ревод же ее на естественный язык привел бы к увеличению объема текста и потере специальной информации, что допустимо

Естественные объекты (тела п процессы) : физические поля, элементарные частицы, атомы и химические соединения Земли; биогеоЧіенозы, биосфера; жидкие, газовые и твердые геооболочки; планета Земля как космический объект

Минералы, горные породы и другие ассоциации минералов, геологи­ ческие формации и другие ассоциации минеральных масс, региональ­ но-этажные подразделения литосферы, твердые геооболочки, Земля на

уровнях названных объектов

Система эмпернческих и теоретических знаний о геологических объек­ т а х (активно изменяющихся, захороненных, ныпе не существующих),

их взаимодействиях между собой и объектами других уровней

I

Элементы геологии : науки о классах объектов (минералогия, петро- -графня, геотектоника, стратиграфия а др.)

Аспекты геологического исследования : статический н динамический, структурный и функциональный, генетический и исторический, -чі также целевые

-Эпигеологпя — система наиболее общих понятий к методов, метатеоретическне.

лишь при популяризации. Неизбежная многозначность и неопре­ деленность терминов в любом языке должна перекрываться взаи­ мозависимостью понятий в теоретической системе. Термин «эпигеология» предпочтительней термина «метагеология» поскольку приставка «эпи-» означает «на» или «наверху», тогда как «мета»

' Последний термин употребляется в нашей литературе с 1971 г.: Л. П. Шарапов. «Применение математической статистики в геологии». Нед­ ра, 1971, стр. 215; М. Г. Бергер, И. В. Вассоевич. Заметки о геологической терминологии п номенклатуре.—Вестник МГУ, геология, 1971, № 11, стр.42. Еще ранее появился в печати термин «метагеография».

9