1 год назад
Нету коментариев

Сельскохозяйственное освоение земель имеет свои этапы развития. В прошлом примитивное использова­ние почв — небольших изолированных участков пашен среди бескрайней целины — в наши дни сменилось бурным развитием орошения и осушения на обшир­ных просторах Земли. При этом под влиянием человека круговорот вещества и энергии охватывал лишь верх­нюю метровую толщу, теперь он распространился вглубь на сотни метров. Поэтапный характер использо­вания земель способствовал и поэтапной разработке на­учных моделей почвенного пространства. Сначала они были нульмерными, затем стали одномерными, двумер­ными, трехмерными… Сейчас, когда орошением и осу­шением охвачены колоссальные площади, потребова­лась разработка многомерных моделей, которые учли бы происходящие изменения природной среды на всех уровнях.

Такие модели могут быть получены на основе диа­лектического учения о связи формы с содержанием. Например, недавно поставленная перед учеными нашей страны задача построения модели почвенного плодоро­дия не может быть решена без глубокого понимания явлений формообразования. По этой же причине воз­никла проблема картографирования почвенных ареалов на новых принципах, объективно вскрывающих геомет­рию структур почвенного покрова.

Институт почвоведения и фотосинтеза АН СССР разработал и внедрил в производство новый метод поч­венного картографирования — пластики рельефа. В нем сочетается топографическая карта с аэрокосмическими снимками. В последние годы Главное управление гео­дезии и картографии при Совете Министров СССР ста­ло выпускать в свет созданные этим методом карты нового типа. Они отображают динамику древнего и со­временного рельефообразования, выявляют дискретное клеточное строение почвенного покрова, подобное кле­точным структурам тканей растений и животных. Вместо обычных контуров на этих картах выделяются почвенно-геологические тела с векторной направлен­ностью и началом координат. Наука обогатилась воз­можностью воспринимать дискретные почвенные тела, то есть почвы повышений, на фоне другой среды — континуума, представленного почвами понижений. На прежних почвенных картах такого разделения почв не было, а потому не возникали такие проблемы, как вза­имодействие дискретного и континуального, системы и подсистемы, случайного и устойчивого, симметричного и диссимметричного, без которых формализация почво­ведения невозможна. Обострилась дискуссия на тему: является ли каждая почвенная клетка независимой структурной единицей почвенного покрова, или же клетки переходят одна в другую, образуя непрерыв­ный, континуальный, материальный субстрат?

По картам нового типа установлено, что почвенный покров имеет геометрически правильный рисунок, об­разованный своеобразным сочетанием в пространстве элементарных почвенных ячеек (клеток, паттернов, мо­заик). Они могут быть полигональными, криволиней­ными, ветвящимися. Сочетаясь, полигональные формы образуют криволинейные другого уровня организации, и наоборот. Такого рода топологические перестройки приводят к мысли о необходимости создания почвенной теории топологического формообразования. Она может быть построена с учетом принципов симметрии, связы­вающих формообразование с энергетическими законами природы.

Выявление по картам элементарных почвенных яче­ек и их пространственных сочетаний с помощью опе­раций симметрии (перестановок, вращений, отраже­ний) привело к представлению о тождестве почвенных и математических структур. Такое понимание облегча­ет формализацию почвоведения, то есть усиливает в ней роль формальной логики, математики, абстрактного мышления. Разработка любой почвенной модели уже подразумевает применение математических правил и абстрактных образов. Последние требуют не конкретно­го мышления, многим привычного, а абстрактного, для чего нужны особые приемы научного познания. Прихо­дится глубже вникать в смысл таких понятий, как « пространство », « форма », « движение », « симметрия », «инвариантность». Они необходимы для доказательства симметрии почвенного пространства — его однородно­сти и изотропности.

Иногда спрашивают: какой смысл в изучении абст­рактных почвенных моделей, отражающих свойства реальной почвы, если имеется возможность исследовать самую почву непосредственно в поле? На этот вопрос о соотношении реального и абстрактного, глубоко фи­лософский по своей сущности, можно ответить следую­щими словами. Познание движется от конкретного к абстрактному (общему) и от последнего к практике. Прямой переход от конкретных полевых опытов к практике наука не признает: необходим этап теоретизации знаний, что невозможно без построения абстракт­ных моделей. Сейчас как никогда прежде сельское хо­зяйство нуждается в теоретических обобщениях, по­строенных на научно обоснованных моделях. И эти обобщения делаются, но в разных традициях.

В основу отечественного почвоведения заложены традиции В. В. Докучаева о геометрических моделях почвенного пространства. Пример тому — почвенный профиль с горизонтами А, В и С — типичный образец абстрактной геометрической модели. Она явилась при­чиной бурного развития новой фундаментальной нау­ки—почвоведения. Заданная В. В. Докучаевым гра­фическая форма общения удобнее громоздких и разно­язычных словесных описаний свойств почв. Геометри­ческие фигуры — профили и ареалы — понятны всем и легче запоминаются: ведь самая прочная память у человека — зрительная. Поэтому почвоведение, исполь­зовав принципы геометрического мышления, не зани­мается простым описанием почв, а выявляет гармонию форм и свойств почвенных профилей, горизонтов, агре­гатов, микрочастиц, а также ареалов почвенного покро­ва. Каждая генетически обусловленная форма почвен­ного тела имеет свой, присущий только ей, вид сим­метрии. Каждому виду симметрии почвенного тела со­ответствует свой закон сохранения. Таким образом осу­ществляется переход от формы к содержанию и от со­держания к форме. Это открывает большие возможно­сти для изучения факторов почвообразования с иных, более формализованных, позиций.

Анализ факторов почвообразования с позиций прин­ципов симметрии приводит к выводам о том, что поч­венная картина мира, некогда механическая, становит­ся электромагнитной и квантово-полевой. Если раньше почвообразование рассматривалось только как совокуп­ность взаимодействия климата, растительного и животного мира, горных пород, то теперь — как взаимодейст­вующее влияние гравитационных, электромагнитных и биологических сил.

Изучение не самих конкретных форм почвенных тел разных уровней иерархии, а форм образующих их сил — задача будущего. Видимо, формы движения эле­ктронов в различных типах почв не произвольные, а определяются набором энергий, что зависит от преоб­ладающих в них атомов, т. е. от их квантового строе­ния. Только формы силовых полей охватят в целостном единстве все видимое на поверхности разнообразие конфигураций почвенных тел, таких несходных между собой. Поэтому за современным открытием видимых форм мира почв следует познание глубоких основ поч­вообразовательных сущностей, создающих из неживо­го и живого третье царство природы — почвенный по­кров. Познать эти сущности — значит научиться уп­равлять почвенным плодородием.

Методология почвоведения сегодня — симметрий­ный анализ морфологически выраженных почвенных форм и их пространственно-временных соотношений, методология завтрашнего дня — симметрийный анализ форм и структур природных сил (физических полей), образующих почвенные конфигурации. В изучении фи­зических полей успехи достигнуты геологами; ими в последние годы коренным образом изменены многие устоявшиеся положения наук о Земле.

Заслуживает внимания представление о гидрогеодеформационном поле. Это поле, охватывающее всю зем­ную кору, возникает в результате бесконечной перио­дической смены напряжений. В почвенно-геологических телах то возникают, то исчезают короткоживущие структуры деформации объемной изометрической фор­мы с огромной скоростью — до 16 тыс. км/ч («Нау­ка и жизнь», 1983, № 10, с. 14).

Другой пример — кольцевые структуры, которые в последние 15 лет заполнили геологические карты. Поч­воведы еще не использовали знания о криволинейных формах при построении своих карт. Тогда как геологи не только изучили геометрию их узоров, но и связали ее с гравитационными, электромагнитными, тепловыми и другими полями. Оказалось, что эти поля имеют кольцеобразные формы, которые порождают геохимиче­ские структуры соответствующей формы. Под влияни­ем внутренних факторов Земли (извержения вулканов, землетрясения) и атмосферных воздействий (магнитные бури) формы физических полей почвенного покрова деформируются или перемещаются в различ­ных направлениях («Наука и жизнь», 1982, № 4, с. 136).

Все это не может не сказаться на плодородии почв и судьбе урожаев. Поэтому физическим полям стали уделять большое внимание: появляются статьи об их морфологии, доказывается связь почвенных структур со структурами силовых линий различных типов зем­ной коры. Такое физическое понимание природы почв меняет методологию почвоведения, поскольку вместо различных факторов почвообразования предметом из­учения становится единый интегрирующий показа­тель — физическое поле.

Гравитационные и электромагнитные поля образу­ют «душу» почвенного покрова. Это позволяет рассмат­ривать их как благодатный объект мелиоративного ос­воения. Теоретической основой осуществления мелио­рации служит представление о том, что почвенное про­странство существует не само по себе, а как отражение симметричных свойств физических полей. Такое про­странство становится неевклидовым, с характеристика­ми, зависящими от положения и движения взаимодей­ствующих элементов почв в том или ином поле. При этом кривизна почвенного пространства есть результат взаимодействия силовых линий энергетических полей, особенно гравитационных и электромагнитных.

comments powered by HyperComments