Сайт "Диалог XXI век"

Главная страница сайта congress2008

Секции конгресса

Список российских участников

Доклады по алфавиту участников

Доклады по секциям,симпозиумам, круглым столам конгресса

Section “Philosophy of Natural Sciences”

Стрела времени и прогноз в геологических науках

Золотых Елена Борисовна

Российское Философское Общество

elzolotykh@yandex.ru

Abstract

Times Arrow existence is well illustrated by geology and other sciences such as geography, biology and chemistry. But investigator of geological reality has same hardness and contradiction which unknown for specialists in other sciences. Times Arrow appearance is condition by interaction Earth’s structural heterogeneity substance (dimensions from nx10^-6 m to nx10⁷ m) with processes its transformations. Each degree of Heterogeneity substance of Earth is learning with methods of specialty geological sciences. Heterogeneity substance of Earth degree stays more and more and there fore the system “forgets” its past that causes every geological object is uncial. No any geological process could go backwards to his beginning.

The time geological process is incommensurable with the time of humanity civilization. Every geological process indicated by great number causes, and there fore we never could know everything about these processes and these causes. Geological science is historical knowledge by the method because of the uncial character geological objects. The influence uncial objects to itch other could not prognosticate and there is no one ontology, but poly-ontology these objects. In this case the investigator can observe only results of geological processes, not there proceed. Prognosis in geological sciences is not prognosis non-existent events. Usually prognosis in geological sciences is prediction about latent properties already existing geological object, but unexplored or inaccessible to specialists.

Геология наряду с географией, биологией и химией является наукой хорошо иллюстрирующей существование стрелы времени. Но познание реальности геологической действительности в научном плане встречается с рядом трудностей и противоречий, неизвестных в других областях исследований.

Механизм возникновения стрелы времени обусловлен взаимодействием многоуровневых структурных неоднородностей вещества Земной коры с разнородно направленными процессами ее преобразования. При этом со временем увеличивается неоднородность вещества и как следствие уменьшается энтропия и система «забывает» свое прошлое. Восстановить это прошлое призван весь комплекс геологических наук, поэтому геологическое знание по объекту является естественно-научным, а по методу – историческим.

Непосредственно наблюдаемым объектом геологического знания является уникальное образование – Земная кора – открытая система, на входе которой энергия и вещество, непрерывно поступающие из недр Земли и из Космоса, а на выходе энергия и газы, поступающие в атмосферу.

Структура земной коры определяется неоднородностью точек геологического пространства. Каждая точка геологического пространства имеет бесчисленное множество степеней свободы, т.е. бесконечное количество свойств, могущих быть измеренными. Неоднородности, существенно отличающиеся друг от друга, обычно называются геологическими образованиями.

Отдельные неоднородности (геологические образования) имеют различные размеры от nx10^-8 м до nx10⁷ м. Они устанавливаются статистически путем анализа элементов неоднородности, имеющих размерность на два-три порядка меньше, которые, в свою очередь, могут быть охарактеризованы единичными объектами еще более мелких размеров. Неоднородность, выделенная на каждом уровне размерности, при рассмотрении объектов на 3 - 4 порядка больше становится характеристикой среды и не влияет на неоднородность более крупных объектов.

Отдельные области геологии занимаются геологическими телами определенного масштаба, обычно в пределах 3 – 4 порядков.

Таблица 1. Уровни размерности геологической неоднородности

Область геологического знания	Размер единичного объекта при описании nx10^kм (0<n<10, k=1,2..)
	Размеры геологических тел	Геологические образования	Размеры элементов неоднородности	Элемент неоднородности
Геохимия	nx10^2м	Геохимическая аномалия	nx10^-8м	атом
Кристаллография и минералогия	nx10^-5м nx10^0м	Кристалл, минерал	nx10^-8м	атом
Петрография и литология	nx10^3м	породные тела	nx10^0м	Парагенез минералов
Стратиграфия	nx10^6м	пласты	nx10^2м	Породные тела
Геотектоника	nx10^7м	Отдельные блоки земной коры		Пласты, толщи

Оперируя понятием геологического образования можно описать структуру, сложившуюся на определенный момент геологического времени. Сопоставление двух структур одного и того же участка земной коры, отстоящих друг от друга во времени приводит к понятию процесса, повлекшего изменение первоначальной структуры в последующую.

В акте наблюдения за природными геологическими объектами мы познаем структуры, т.е. описываем неоднородности геологического пространства. Описание процесса – это теоретическое обоснование перехода геологического объекта или пространства из одной структуры в другую. Нашему наблюдению доступна только современная структура, поэтому восстановить предыдущую можно только гипотетически.

Хотя процессы объективны, но их расшифровка – субъективна, т.к. в каждый отдельный момент геологического времени протекает бесчисленное множество процессов, захватывающих разные объемы геологического пространства и образующих, говоря математическим языком, пересекающиеся множества геометрических мест точек.

На деле, обычно, мы идем обратным путем – имеем современную структуру, имеем понятие о современных процессах и реконструируем предыдущую структуру, затем еще далее вглубь времен структуру, предшествующую последней и т.д. И чем глубже по времени мы будем спускаться, тем более гипотетичным становится наше знание. Но поскольку мы не знаем, какие процессы нужно учитывать (да и не можем учесть все процессы), то наша реконструкция всегда будет субъективна (два геолога, описывающие один и тот же объект могут прийти к разным выводам). Реконструкции, полученные подобным образом, принципиально не проверяемы.

Геологические процессы негэнтропийны, т.к. участки Земной коры, ранее мало различающиеся между собой при действии процессов (например, регионального метаморфизма) начинают все дальше расходиться в свойствах.

Каждая точка геологического пространства уникальна, т.к. является результатом миллионо- и миллиарднолетней истории существования Земли. Отсюда возникает полионтичность геологической реальности, поскольку влияние друг на друга уникальных объектов не всегда предсказуемо. Собственное время объектов геологического знания измеряется миллионами лет, и поэтому нашему наблюдению доступны не течение геологических процессов, а только структуры геологических объектов, сложившиеся к настоящему времени. Наблюдая структуры и изучая неоднородности вещества, слагающего их, геолог расшифровывает историю их возникновения или преобразования, т.е. генезис породы или любого геологического объекта. Таким образом, познание геологических процессов осуществляется путем создания цепочки мысленных геологических объектов (моделей), которые, как представляется исследователю, занимающемуся ими, стоят на разных стадиях развития изучаемого геологического процесса. Каждая такая модель является реконструкцией и, вероятно, отражает реалии, существовавшие в определенный момент развития данного процесса, но в настоящий момент не соответствует никакому объекту и принципиально не проверяема, поскольку строится на нескольких выбранных признаках (свойствах) изучаемого объекта. В акте наблюдения геологических объектов исследователь является субъектом наблюдения, но, кроме того, еще и инструментом наблюдения, т.к. определяет, какие факторы для образования моделей важны, а какими можно пренебречь. Поэтому в решении геологической задачи всегда присутствует целевой, ценностный компонент. Другой исследователь данного объекта может создать другую цепочку моделей, это связано не только с опытом, знаниями и целями, но и с психофизическими особенностями человека. Таким образом, можно констатировать, что способ проведения исследований в геологической области познания является гуманитарным, и этим исследования в геологической науке коренным образом отличаются от исследований в других естественных науках.

Кроме собственного времени течения геологических процессов, объекты, изучаемые геологическим знанием, не поддаются непосредственному наблюдению в целом, т.к. их масштаб сотни и тысячи метров, иногда сотни километров в пределах поверхности земли и на глубину. Даже со спутника невозможно измерить все показатели в каждой точке геологического пространства, приходится интерполировать данные точечных и линейных наблюдений на объем геологического тела. Фактически мы всегда наблюдаем отдельные точки, иногда линии трехмерного пространства земной коры, из которых конструируем трехмерные модели (методом интерполяции и экстраполяции).

Исходя из вышесказанного, можно констатировать, что геологическое знание занимается расшифровкой уже существующих объектов. Как и в какую сторону пойдет процесс изменения в будущем предсказать невозможно в силу совершенно несоизмеримого времени геологических процессов и времени человеческой цивилизации. Поэтому под геологическим прогнозом понимают модель существующих структур земной коры, которая тем вернее, чем ближе к существующему объекту. Геологическое прогнозирование – это способ преодоления латентности материи, непроявленности для нас ее объективно существующих свойств. Геологическая реальность в полной мере отражает полионтичность мира, и показывает, что мы имеем дело с «одновременным сосуществованием нескольких онтологических реальностей, принципиально не сводимых друг к другу».

Поэтому и исследования в геологической науке, проведенные на одном объекте разными людьми могут не только не совпадать друг с другом, но и противоречить одно другому в силу отражения разных онтологий одного и того же объекта. С математической точки зрения любое отдельно взятое свойство (признак, фактор) геологического объекта можно рассматривать как некое поле напряженности или неоднородности. А при рассмотрении некоторого, довольно большого, количества свойств одного геологического объекта, мы обычно имеем пересекающиеся множества, образованные этими признаками, то есть многомерные пространства. Выделяя зоны пересечений множеств, исследователь может разделить данный объект на подпространства, то есть описать его структуру, создать некую модель и тем самым выявить онтологию объекта. И если мы рассматриваем несколько различных геологических объектов, то можем констатировать разницу между ними, тогда и только тогда, когда они сильно отличаются друг от друга. Но чем больше будет наша выборка объектов (например, все горные породы мира) тем меньше мы будем уверены в проведении границ между совокупностями объектов, в описании их онтологий. Это происходит потому, что всегда будут объекты, очень мало отличающиеся от нескольких других различных между собой и являющиеся промежуточным звеном между ними по тем свойствам, которыми мы ограничились. Поэтому мы можем оказаться в положении того легендарного осла, который не мог различить копны сена и умер от голода рядом с ними. И если нам все же необходимо произвести классификационную процедуру, то эти промежуточные объекты будут отнесены к определенным группам волевым актом исследователя.

Это показывает, что геологический прогноз осуществляется не в системе изменяющихся объектов, а в системе знания о существующем на данный момент положении вещей. В ментальном плане мы составляем заключение о существующей структуре неизвестного нам (недоступного наблюдению) участка пространства на основе более достоверных знаний о другом участке геологического пространства. Т.е. в отличие от прогноза погоды, который предсказывает то, что еще не случилось, но может произойти, геологический прогноз касается объекта, уже существующего помимо нас, о котором мы не имеем сведений.

Фактически мы прогнозируем результаты нашей деятельности в существующей на данный момент структуре геологического пространства. Проще говоря, на те или иные наши действия с неизвестным нам объектом, мы получим в ответ те или иные результаты, возможность которых уже содержится в существующей действительности, но пока остается в латентном состоянии.

Итак, можно констатировать, что познание реальности геологической действительности в научном плане встречается с рядом трудностей и противоречий, неизвестных в других областях исследований. Во-первых, предмет геологической науки – уникальные, исторически развивающиеся неповторимые объекты, процессов развития которых человек, зачастую не может наблюдать, а наблюдает только результаты этих процессов. Во-вторых, имея уникальный естественно-научный объект, геологическое знание по методу является историческим. В-третьих, нужно отметить неоднозначную роль самого исследователя в процессе познания геологической реальности, при котором отмечается включение личности самого исследователя в результаты, получаемые при исследовании, что делает способ исследования этой естественно-научной реальности по сути гуманитарным.

Таким образом, историчность геологической науки доказывает существование стрелы времени, поскольку геологические процессы не могут быть повернуты вспять и не могут быть до конца расшифрованы в силу бесчисленного множества причин, инициирующих эти процессы. Что касается прогноза в геологии, то, как показано в данной работе, он имеет свою специфику для геологических объектов и не является по существу прогнозом еще не состоявшихся событий. Под прогнозом в геологических исследованиях обычно подразумевают умозаключение, касающееся латентных свойств уже существующего, но неисследованного или недоступного исследованию объекта геологического пространства.