Синергетическая революция в современной науке. Понятие аттрактора. Аттрактор развития систем расселения.

Синергетическая революция привела к распространению финалистского объяснения на исследования некоторых явлений мезомира, т.е. того мира, в котором мы живем и который доступен нашему повседневному опыту. При этом нам весьма трудно свыкнуться с мыслью о том, что течение некоторых процессов определяется не начальными условиями, т.е. причиной, а конечным состоянием, к которому они стремятся. Это конечное состояние именуется в синергетике аттрактором – областью притяжения процесса.

Синергетическую революцию, по-видимому, можно считать последней научной революцией ХХ в. Она берет истоки в работах И. Пригожина, выполненных в 1967-68 гг. Традиционное для географии внимание к пространственному фактору получило новое воплощение в представлении о пространстве как об источнике развития (Липец, Пуляркин, 2001). Данный подход, предполагающий не анализ факторов развития, а анализ свойств социально-географического пространства с точки зрения их большей или меньшей благоприятности для развития, имеет явные преимущества в тех случаях, когда число факторов исключительно велико, если не бесконечно, а точная их оценка крайне затруднительна. Подобные взгляды все шире распространяются и в экономической науке, причем один из наиболее заметных их приверженцев - Дж. Сорос. " Недавно в науке начало развиваться новое направление, - пишет Сорос - называемое теорией сложности, теорией эволюции систем, или теорией хаоса. Для понимания исторического процесса этот подход намного полезнее, чем традиционный аналитический. К сожалению, глядя на мир, мы в большей степени руководствуемся аналитическим научным подходом, чем следовало бы для нашей же пользы. Экономика стремится быть аналитической наукой. Но все исторические процессы, включая динамику фондовых рынков, являются комплексными и не могут быть поняты на основе аналитического научного подхода (Сорос, 1996, c.93]".

Представления о конфинальности (эквифинальности) в развитии городов-гигантов, выдвинутые П. Хаггетом еще в 60-е годы (Хаггет, 1968). Города этого класса обнаруживают несравненно большее сходство между собой, нежели малые города, из которых они выросли. Те же самые тенденции прослеживаются и в развитии систем городов. Системы центральных мест (город понимается как центральное место потому, что обслуживает не только свое население, но и население своей зоны, тем большей, чем выше уровень иерархии, к которому он принадлежит) также стремятся в своем развитии к определенному равновесному состоянию, т.н. изостатическому равновесию, которое выступает по отношению к ним в качестве аттрактора - области притяжения процесса (Шупер, 1995). Использование представления об аттракторе, одного из ключевых понятий в синергетике, дало новый импульс теоретическим поискам в географии в рамках финалистской парадигмы. Системы городского расселения - это объекты изучения именно того типа, который преподносит исследователям целый букет явлений, не поддающихся сколько-нибудь успешному описанию и объяснению в рамках каузального анализа. Разумеется, и в рамках каузальной парадигмы были получены важные результаты, относящиеся к развитию систем расселения, однако они относились по преимуществу к их индивидуальным свойствам. Общие же закономерности развития, а именно закономерности формирования целостных систем расселения, характеризующихся соответствием правилу " ранг-размер" (оно же правило Зипфа или Ципфа, оно же закон Ауэрбаха), и в дальнейшем постепенное формирование в этих системах иерархической структуры, приводящее к ухудшению соответствия правилу " ранг-размер" и улучшению соответствия предсказаниям теории центральных мест (системы центральных мест переходят при этом из квазиаморфного состояния в квазикристаллическое), не поддаются объяснению в рамках каузальной парадигмы.

Применение представлений об аттракторе при изучении систем центральных мест позволило пойти еще дальше и, образно говоря, заглянуть за горизонт, поставив вопрос о возможных путях развития систем центральных мест после достижения аттрактора. При этом было установлено, что системы либо переходят в колебательный режим, либо их развитие устремляется к новому аттрактору (Валесян, 1994, 1995), поскольку системы эти - открытые и в них происходят постоянные изменения.

2. Количественная и теоретическая революции в географии: предпосылки исследований территориальной самоорганизации.

Главной предпосылкой возникновения школы пространственного анализа были " количественная революция" середины 1950-х в науке вообще и в географии в частности, связанная с развитием вычислительной техники. Философско-идеологической доктриной " количественной революции" был неопозитивизм, культ объективной, верифицируемой " абсолютной науки", раскрывающей законы развития природы и общества. Также исследователи располагали богатым фактическим материалом, поскольку расцвет школы пространственного анализа пришелся на период бурного экономического развития Западного мира 1950-60-х годов.

Первым географом, выступившем с позиций количественной революции как источника методологии географии, был Фред Шеффер. В 1953г. им была написана статья, в которой он подверг критике традиционную описательную географию. Шеффер, однако, не дожил до опубликования статьи, и первым активистом нового направления в географии стал Уильям Гаррисон, занимавшийся исследованиями в области географии транспорта. Однако доминировать в экономической географии новая концепция стала после выхода в 1956 и 1960гг. первых работ Уолтера Айзарда, представлявших новую методологию географического исследования, основанную на математическом моделировании размещения населения, промышленности, формирования сбытовых зон и транспортных сетей. Целью географии Айзард провозгласил анализ территориального распространения социально-экономических явлений для выявления законов их развития.

" Количественная революция", по выражению Виктора Борисовича Сочавы – стремление географов заменить прежние эмпирические представления на точные математические понятия. Отсюда:

- опыты овладения математическими методами (системный анализ, теория информации, теория моделирования на системной основе);

- поиск путей работы с представителями инженерно-технических дисциплин;

- интерес к изучению взаимодействия социально-экономических факторов с природной средой; сближение с экологией.

Одной из ключевых идей вышедшей в 1962 г. книги В. Бунге " Теоретическая география" (русский перевод опубликован в 1967 г. - см. список литературы), была именно идея структурного изоморфизма, понимаемого как тождество способов пространственной организации географических явлений самой различной природы, изучаемых как физической географией, так и социально-экономической. Бунге смело заимствовал идеи из геоморфологии и прилагал их к описанию социально-географических явлений.

Возможность применения одного и того же понятийного и математического аппарата, например, для описания меандрирования реки и изменения трассы федерального шоссе в США (в последнем случае тоже происходит прорыв своеобразных прирусловых валов, возникших в силу намного более высокой стоимости земли вблизи существующего шоссе – см. книгу В. Бунге) весьма полезна в практическом отношении и привлекательна в теоретическом.

Наиболее распространенными моделями этого вида следует считать гравитационные и энтропийные модели, К последним примыкают и модели, разработанные в рамках теории диффузии нововведений. Все эти модели представляют собой заимствования из различных разделов физики – будь то классическая механика или термодинамика – с целью использования математического аппарата, например, для моделирования пассажиропотоков между городами в зависимости от их демографических масс. Понятно, что применение подобных моделей требует их калибровки – подбора значений констант на основе возможно более обширного эмпирического материала, а их прогнозная ценность в силу этого обстоятельства не безусловна.