1 год назад
Нету коментариев

В последние годы учение о Земле обогатилось тео­риями формообразования. Выяснено, что полигональ­ные и криволинейные структуры земной поверхности образуются не только в результате новейших тектони­ческих нарушений, но также под влиянием эоловых, мерзлотных, водных процессов (см. рис. 1). Однако при изучении разнообразия форм никак не удается установить закон их пространственного (географиче­ского) распределения. Причина кроется в том, что сре­ди различных структур, созданных неотектоникой, вет­ром, водой и мерзлотой, трудно найти те основания, или элементарные единицы («кирпичики», «клетки», «ячеи»), по которым можно было бы ставить явления формообразования в единый ряд, называемый аксио­матическим. Академик Л. С. Берг (1916) писал, что установить закон — значит привести основания, по ко­торым явление ставится в тот или иной ряд. Для этого необходима разработка методики поиска аксиом, в ос­нову которой мы предлагаем положить понятие о гео­метрической конфигурации почв.

В геологии, биологии, почвоведении, физике сход­ные формы и явления описываются разными слова­ми, так как каждая из этих наук выработала собствен­ный понятийный аппарат. Поэтому специалисты одной области могут понять друг друга, но со специалистами-смежниками они общаются с большим трудом, как буд­то говорят на разных языках. Между ними возникает языковый барьер, увеличивающийся с ростом специа­лизации наук. Создаваемые науками о Земле концеп­ции формообразования несхожи лишь внешне — терми­нологически. «Многоязычие» мешает заметить те еди­ные основания, общие принципы и идеи, которые за­ложены в каждой из концепций. Такие принципы и идеи могут быть обнаружены при абстрагировании форм с последующей аксиоматизацией полученных знаний.

Абстракция исходных положений каждой концеп­ции о реальных структурах земной поверхности приве­дет к общим геометрическим структурам. Последние в виде законов отразят конкретные отношения. Так, ре­альные формы ареалов почвенного покрова (см. рис. 1): квадраты, прямоугольники, ромбы, косоуголь­ники — в едином абстрактном образе можно предста­вить в форме параллелограмма. Он и является тем фундаментальным «кирпичиком», «архетипом», кото­рый лежит в основании теорий и гипотез, объясняю­щих происхождение структур земной поверхности с различных точек зрений: с неотектонической, мерзлот­ной, эоловой, водной.

Обнаружение исходного, общего для всех почвен­ных структур образа, присутствующего часто в скры­том виде в природе, на картах и в научных концепци­ях, позволяет:

1) признать этот исходный образ постоянным, устойчивым свойством изучаемых геометрических структур земной поверхности, т. е. инвариантным;

2) отделить почвенное свойство от его формы, т. е. сделать главное в научном познании — перейти от конкретного к абстрактному. Например, для объектов, представленных на рис. 1, на данном этапе рассмотре­ния важно не то, каков вещественный состав почв (глинистые, песчаные, засоленные, мерзлотные), а то, какой геометрический рисунок они образуют;

3) признать фундаментальность «кирпичика», или «клетки», «ячеи» — элементарной единицы почвенного покрова. Для почв, показанных на рис. 1, А, Б, таким элементом является параллелограмм. Двигая этот эле­мент в пространстве, можно воссоздавать целостные об­разы — геосистемы. Согласно теории симметрии, число таких движений ограниченно. Выявив все возможные группы движений, тем самым устанавливают конкрет­ные структуры почвенного покрова, какие только могут быть на Земле.

Реальные формы земной поверхности: эоловые, мерзлотные, тектонические — изучаются методами сле­дующих наук: географии, почвоведения, геологии. Теоретизация знаний, базирующаяся на переходе от реального к абстрактному, требует иного метода по­знания, а именно аксиоматического. В почвоведении, например, его внедрением займется геометрическое поч­воведение — наука о морфологии почв. Имея дело с абстракциями, оно нуждается в подтверждении их объ­ективной реальности посредством построения системы аксиом.

Аксиоматический метод ведет к тому, что конкрет­ные свойства и отношения форм земной поверхности: тектонические, мерзлотные, эоловые, казавшиеся совер­шенно различными, окажутся на абстрактном уровне рассмотрения структурами одних и тех же геометриче­ских свойств и отношений. Так, несмотря на различие в генезисе форм, почвы, показанные на рис. 1, могут быть описаны присущей им одной группой симметрии.

Задача аксиоматики — свести все разнообразие почвенно-геологических реальных структур к их абстракт­ной основе — к математической структуре. Строение земной поверхности будет считаться познанным лишь тогда, когда будет найдено общее начало, всеобщая «идея» в виде математической структуры или закона.

Чтобы почвоведению построить собственную аксио­матику, необходимо обратиться за опытом к смежным наукам. В геометрии положение, принятое без логиче­ского доказательства в силу очевидности, называется аксиомой, или постулатом. Аксиома — истинное исход­ное положение теории. Аксиоматика — набор аксиом, из которых строятся логические представления геомет­рии. Аксиоматика может оказать услугу геометриче­скому почвоведению, которое в свои постулаты включа­ет те же элементы, что и геометрия (точку, линию, плоскость), и некоторые ее аксиомы: 1) сочетания, 2) порядка, 3) движения, 4) непрерывности и 5) па­раллельности.

Геометрическое почвоведение тесно связано с си­стемным подходом. Поэтому оно заимствует некоторые аксиоматические положения общей теории систем Ю. А. Урманцева (1974 и др.): 1) существование, 2) множество, 3) единое, 4) единство, 5) достаточ­ность.

На языке почвоведения вышеперечисленные поло­жения Ю. А. Урманцева (1—5) можно понимать так: 1 — фундаментальная характеристика почвенных форм; это состояние почвы как вида материи, которое рас­сматривается либо как пространство, либо как время, либо как движение, либо как комбинация этих состоя­ний; 2 — множество почвенных форм одного класса (химические, физические, биологические) и одного уровня организации, с помощью которых можно со­здать образ любой почвенной системы; 3 — некоторые единые для всех почв свойства: форма ареала, строение профиля, закономерная сверху вниз смена окраски, связанная с гумусообразованием, т. е. все то, что явля­ется составными элементами и частями почвы и всту­пает во взаимодействие; 4 — отношение между форма­ми почвенных ареалов, профилей, горизонтов, между физическим и химическим составом почв, т. е. струк­турные связи между элементами и частями, образую­щие почвенное единство; 5 — без достаточного количе­ства элементов и структурных связей существование почвы как системы невозможно.

Как видим, аксиомы строятся для конструирования абстрактных образов. Их составление для реальных природных тел не имеет смысла. Так, И. А. Соколов, В. О. Таргульян (1977) в качестве аксиом почвоведе­ния предложили три положения: 1 — почва есть само­деятельное естественноисторическое тело, 2 — почва есть функция горных пород, климата, живых организ­мов, рельефа и времени, 3 — все факторы почвообразо­вания равноправны.

Определение 1 не содержит ничего специфического, ибо, например, минерал, растение, животное обладают теми же свойствами, т. е. являются самостоятельными телами природы. Более убедительно это определение звучит у Докучаева: «Почва есть такое же самостоя­тельное естественноисторическое тело, как любое ра­стение, любое животное, любой минерал…». То же са­мое относится и к определению 2. Если заменить слово «почва» на слова: «ландшафт», «грунтовые воды», «ме­сторождение», то формулировка 2 окажется справедли­вой и для этих понятий. Определение третье повторяет второе. Но главное, что не позволяет назвать эти поло­жения аксиомами — отсутствие какого-либо абстраги­рования.

Почему же почвоведы не опираются на абстрактные понятия при выводе аксиом? Может быть, потому, что почва — сложное тело, трудно поддающееся идеализа­ции? Да, это так. Поэтому много веков почву не могли представить в абстрактном виде. Впервые это удалось сделать В. В. Докучаеву, и в этом его величайшая за­слуга.

До Докучаева и некоторое время после него почва воспринималась как однородная, изотропная смесь, как порошок, а науку, изучавшую эту смесь, шутливо на­зывали «порошковым почвоведением». Раньше почву определяли как равное во всех отношениях (геометри­ческом, химическом, физическом) пространство. Сейчас такое почвенное пространство мы назвали бы нульмер­ным. Аксиома нульмерного пространства гласит: «Поч­ву можно представить точкой». Точка — это участок почвы, взятый вне связи с ее свойствами и в отрыве от среды.

Докучаев изменил прежнее представление о почвен­ном пространстве: вместо нульмерного оно стало одно­мерным, не точкой, а линией, охватывающей идеей це­лостности разнообразие горизонтов А, В и С. Аксиомы такого одномерного почвоведения выглядят уже так:, 1) почва — одномерное пространство, отражающее ре­альное свойство анизотропного почвенного профиля, состоящего из элементов-горизонтов А, В и С; 2) эле­ментарный вещественный состав горизонтов почвенно­го профиля находится в соотношении, определяющем­ся постоянными величинами. Эти аксиомы в неявной форме высказаны Докучаевым. Первая из них понятна, а со второй почвоведы часто сталкиваются, определяя, например, отношения химических элементов (C:N), окислов (SiO2:Al2O3), фракций гумусовых веществ, мощностей почвенных горизонтов.

При переходе почвоведения к двумерным, трехмер­ным, n-мерным образам понадобятся новые абстракции и аксиомы, разъясняющие положение в пространстве, во времени и в движении. Они будут вытекать из за­просов сельскохозяйственного производства и степени совершенства технической оснащенности науки.

Аксиоматика в геометрии требует высокого уровня абстракции, что пока недоступно морфологическому почвоведению. Поэтому мы будем говорить не об ак­сиомах, а о начальных условиях поиска, основанных на принципах. Последние в будущем позволят постро­ить здание геометрического почвоведения.

Для выявления этих принципов из многих научных концепций выделяют главные вопросы. Так, ни одна концепция о структуре земной поверхности не может обойти следующие фундаментальные вопросы: с каким пространством она имеет дело — с прерывным или не­прерывным; какие формы она изучает — статические или динамические; с помощью каких сил образуются формы — концентрированных или рассеянных? Учение, основанное на аксиоматике, возводит их в ранг прин­ципов, подлежащих проверке практикой. Поэтому ниже обсудим главные аксиоматические условия: элемент — система; проверяемое — непроверяемое; конкретное — абстрактное; прерывное — непрерывное; динамика — статика; нульмерное — многомерное; концентрация — деконцентрация; индивид — среда; вращение — прира­щение, составляющие движение.

Указанные антиномии рассматриваются в диалекти­ческом единстве противоположностей, в соответствии с определением Нильса Бора: «Противоположности не противоречивы, а дополнительны».

comments powered by HyperComments