Математические методы и системные исследования

Большое количество сведений о природных и социальных явлениях и процессах, накопленных географами, обязательно должно было привести к сравнению этих сведений между собой и к их систематизации.

Сравнение – это нахождение общего и отличного в изучаемых предметах. Метод сравнения также является общенаучным способом познания мира. Географ сравнивает разные элементы географического мира: ландшафты, компоненты природно-хозяйственных систем и т. д. Сравнительный метод в географии не исчерпывается установлением черт сходства или раз­личия между объектами, процессами, происходящими; в географической оболочке; при более глубоком анализе этих процессов (явлений) раскрываются причины их возникновения и развития.

Наблюдение за взаимосвязанными природными явлениями привело к пониманию, что за одним явлением (причиной) последовательно наступает другое (его называют следствие). Например, после изменения кли­мата неизбежно изменяется растительность и т. д. Все это стало основой для формирования генетического метода. Исследование явлений во взаимосвязи одного с другим – основное условие географического познания. Оно вытекает из общенаучного (философского) принципа детерминизма и требует разделения явле­ний на причины и следствия.

Сравнение разных элементов географической (ландшафтной) оболочки привело к тому, что похожие элементы объединились между собою. Такое обобщение (и одновременно сравнение) географических данных в свою очередь привело к объединению явлений в различные классы, выделению типов явлений и, таким образом, стало причиной формирования типологическогоподхода в географии. Географами выделяются различные типы ландшафтов, воздушных масс, речных долин, различные типы экономики стран мира и т. д. Обобщение научных знаний знаний – это не только их классификация. Нахождение общего – одна из ступеней изучения закономерностей развития явлений. Не случайно такие методы, как сравнение, обобщение, генетический метод, стали еще больше использоваться после того, как география перестала быть чисто описа­тельной наукой. На новом этапе развития географии на первый план выступили вопросы: почему появились предметы (в чем причина их образования и разви­тия), как изменяются элементы географической оболочки (каков механизм их развития и каковы пути эволюции предмета)?

После описания мира начинается этап объяснения. На этом этапе используются новые методы (способы) исследований.

В XVIII–XIX столетиях естествоиспытатели и философы пришли к выводу, что все в мире непременно изменяется. География была одной из первых наук, овладевших историческим методом в познании явлений мира. Географы начали не только сравнивать объекты по их местоположению в пространстве Земли, но и по времени их образования. Изучение циклов и ритмов в географической оболочке и теперь является одной из задач современной географии. С помощью исторического метода ученые пытаются понять сущность изучаемого объекта. Географы часто используют этот метод еще и потому, что связь между географией и историей всегда была тесной.

До тех пор пока существовали неоткрытые человеком земли, перед географией не стояла остро задача объяснения мира. Поверхностного описания различных территорий было достаточно, чтобы исследование считалось географическим. Бурный рост науки, техники, хозяйственной деятельности человека потребовал проникновения в тайны природы. Для этого географы были вынуждены заимствовать методы исследований у других наук. Использование математического метода дало возможность не только наблюдать и измерять географические объекты, но и обобщать, находить средние показатели в ряде наблюдений, выявлять статистические (математические) закономерности. Это привело к открытию причин дождевых паводков на реках, появлению представлений о циклонах и антициклонах, принципов выбора мест для строительства предприятий и т. д. Математические методы – не просто орудия труда географа, облегчающие обработку информации. Задача математических методов – открытие структуры географических процессов, состава географических объектов.

В свою очередь и география может дать многое, математике (вспомним, к примеру, работу Тюннена). Появилось целое научное направление – геокибернетика (кибернетика – это наука об управлении сложными динамичными системами). Геокибернетика – наука об управлении сложными, развивающимися пространственно-временными системами, которые сущест-вуют в пределах географической оболочки. Такими системами являются природно-территориальные комплексы, природно-хозяйственные комплексы, ТПС и т. д.

С середины 50-х годов нашего века параллельно с развитием кибернетики развивались системные исследования мира, когда все исследуемые предметы рассматриваются как системы, состоящие из взаимосвязанных элементов. Изменение одного элемента неизбежно приводит к изменению других элементов и всей системы. В географии системный метод стал применяться в 60–70-х годах. Введение в географические дисциплины понятий: структура, организация, самоорганизация, устойчивость систем и др. – расширило представление об объектах географического мира. Необходимо отметить, что объекты географического познания всегда были сложными и комплексными. Поэтому еще с XIX столетия географы начали обращать внимание на изучение взаимосвязей между элементами природы (особенно после возникновения научной школы В. В. Докучаева). Однако специальные способы, приемы изучения природы и общества как сложных систем появились несколько десятилетий назад. Таким образом, системный подход как бы вновь вернулся в географию, только на более высоком уровне. Теперь стало очевидно, что каждая из отраслей географии изучает особый тип пространственно-временных систем, а предельным объектом географического познания является такая геосистема, как географическая (ландшафтная) оболочка –система «общество – хозяйство – природная среда».

Все географические системы (природные, природно-хозяйственные и хозяйственные) имеют структуру – особый способ организации взаимосвязи между элементами. Познание структуры разных геосистем далеко ушло вперед с появлением в географии метода моделирования. Моделями широко пользуются для имитации процессов, которые невозможно воспро­извести в опытах и экспериментах. В моделях отражаются основные свойства объекта, а второстепенные отбрасываются (таким образом, происходит абстрагирование от реальной действительности), поэтому модель всегда «беднее» оригинала. Модель – промежуточный этап в построении образа и теории оригинала. Использование различных аналогий и моделирования в науке относится к теоретическим методам познания мира. Тем не менее модели дают возможность провести эксперимент не с самим объектом, а с его образом; имитировать такое воздействие на предмет, какое невозможно представить при непосредственном изучении объекта или которого вообще не существует в природе. Построение и использование моделей в географических исследованиях началось еще в древнем мире.

На каждой новой ступени развития науки старые методы вновь возвращались в географию, обогащенные новым содержанием. Это подтверждается появлением методов дистанционных исследований.