10 червня 2014 р.

Загальна географія: геохолон/геоорг

Все починається з малого.
   Прислів’я

If change is not occurring uniformly everywhere, but only over specific ranges of scale, then understanding must jump from the local to the regional and global strata of the world hierarchy.
    Jan Sendzimir

Вступ. Задача статті полягає у спробі обґрунтувати наявність у геосередовищі, як області дослідження географії, того найнижчого (базового) рівню, з якого починається формування всієї його складної структури. Будемо виходити з наступного: будь що, що має оригінальну організацію – хімічну, біологічну, соціальну, політичну, виробничу тощо, може вважатися таким тільки у разі, якщо вдається виділити його елементарні одиниці з їх спільними характерними рисами, з яких вона починається, а далі, якщо є такі дані, зумовлені устроєм середовища, намагатися виявляти їх з’єднання різних форм і масштабів. Географія не є виключенням, але саме у цій галузі ми стикаємось з найбільшими складностями, бо й досі не вироблено більш-менш чітких загальноприйнятих уявлень стосовно критеріїв географічності[1] (це робить географію аморфною, нечіткою), без яких намагатися виділяти елементарні географічні одинці – справа марна. Свого часу такі спроби робилися. 
Всі ми пам’ятаємо про виділення так званих фацій, які вважалися найменшими географічними одиницями, але, по-перше, просте звернення до витоків терміну «фація» і смислу, носієм якого він був у кінці ХІХ – початку ХХ століть, показало, що його трактування, що начебто відповідало реальним створінням, було наслідком викривлення його етимології і смислу, як і тиску на свідомість географів грубого структуралізму та механіцизму [Ковалёв, 2009], по-друге, як ми тепер розуміємо, геосередовище не складається з цеглинок з чітко визначеними межами, не є воно і сукупністю геосистем, яким його бачили за часів захоплення системним підходом – воно рухливе, а ми є його частиною і значною мірою самі формуємо його структуру, актуалізуючи ті чи інші його властивості та не помічаючи інші. В той же час вже стало зрозумілим, що це середовище не може бути описане за допомогою цих актуалізованих властивостей, воно містить в собі багато інших властивостей, з якими людство поступово стикається, вступаючи з ним у нові стосунки, які їх висвітлюють. Це примушує нас змінювати весь комплекс наших уявлень про геосередовище і про нас як його складову, але будь-які зміни дестабілізують як саме середовище, так і наші уявлення про нього, що активізує новий цикл пошуку. Так і сьогодні ми маємо перейти до іншої позиції, більш гнучкої у порівнянні з тими, які були базовими донедавна. Ми тепер розуміємо, що ні геокомплекси з їх статичною структурою, ні геосистеми з їх жорсткими зв’язками і чіткою відмежованістю від так званого зовнішнього середовища, не дозволяють охопити все різноманіття тієї Природи (як батьківського гнізда), з якої ми вийшли і яку поступово перетворюємо на все більш антропізовану. Йдеться про те, що у межах певної частини нашої планети є активне (турбулентне?) середовище, яке слід розглядати як потенційне організаційне поле, різні області якого відзначаються різним ступенем та рівнями організації. Воно характеризується флуктуаціями організаційних і адаптивних напружень, є джерелом процесів самоорганізації і може їх підтримувати. Але все починається з тих елементарних відносних усамітнень – індивідуальностей, єдностей, які є найбільш активними, мають найкоротші (у порівнянні з аналогами більших масштабів) життєві цикли і спроможні входити між собою у взаємодію, формуючи все більш складні структури. Це – елементарні одиниці географічної організації чи організації геосередовища - елементарні геохолони/геоорги - абіотичні, біотизовані чи антропізовані в залежності від того, які áктори (діючі) їх започатковують. Вони є згущеннями організації середовища. Як і будь-які цілісності, вони характеризуються наявністю колективних властивостей, колективних ступенів свободи як ознаки організації. Саме їх пошук і дослідження, як і виявлення особливостей геосередовища, як особливого організаційного поля, на сьогодні стають найважливішими напрямками роботи географів. Без вирішення цього питання ми і далі будемо користуватися поняттями, які не мають підтвердження у тому, що нас оточує.
Елементарні одиниці організації геосередовища. Перш, ніж торкнутися самих одиниць організації, слід зауважити, що вони формуються з особливого симетричного середовища (без доменів з ознаками організації – це просто множина різноманітних áкторів - діючих, що мають певний запас вільної енергії та виникають спонтанно), причому більшість спонтанних збуджень (зародків геохолонів/геооргів) гасне, але за умов виникнення флуктуацій організаційних зв’язків (що перевищують критичні значення) при підвищеній активності одного чи кількох áкторів, воно стає джерелом геохолонів/геооргів, кожен з яких проходить свій шлях розвитку. Відбувається це шляхом порушення організаційної симетрії, тобто геохолон/геоорг – це вирізнення на фоні того активного середовища, з якого воно і формується шляхом порушення організаційної симетрії останнього та подальшої самоорганізації: це твердження – одна з відмінностей нашого підходу від системного. Це стає можливим, якщо áктори з відповідними властивостями мають достатню концентрацію, що забезпечує високу імовірність виникнення і закріплення зв’язків. Йдеться про збільшення щільності організації. Відразу виникає цікава і складна проблема її виявлення: питання у тому, що до організації не можна доторкнутися, її не можна потримати в руках, її можна тільки відчути, «побачити» у різний спосіб, вона має багато аспектів. Це добре показав Г. Морган (рис. 1) [Morgan, 2006: 341]. Більше того, кожний дослідник має власні особливості відчуття організації (до речі, це те, про що я неодноразово писав стосовно сприйняття ландшафтів як організації рисунку денної поверхні, що, однак, не сприймається іншими). Ми читаємо ситуацію, у яку самі включені, тобто виділення тих чи інших організаційних форм з суцільного, безперервного середовища значною мірою залежить від нашого розуміння мови організації [2], від нашої спроможності читати ситуацію і схоплювати те, що, з нашої точки зору, виглядає більш цілісним, формуючи ментальну карту форм і рівнів організації. До речі, саме феномен ландшафту дозволяє виявити присутність організації, бо саме ландшафти є інтегральними образами динаміки геохолонів/геооргів, що міститься у структурі денної поверхні у вигляді особливих двомірних текстів-рисунків: динаміка лишає сліди-проекції, які ми маємо дешифрувати, організація яких і є ландшафт: він пакує в собі і саму динаміку, і простір, і час. Також відзначу, що коли дослідники звертаються до геосередовища як активної сутності як такої, вони (вже завдяки цьому) відходять від логічного атомізму, який зводиться до класифікації ізольованих відносин, та наближаються до аналізу живих цілісностей, моделлю яких є психологія форми – патерн.



Рис. 1. Метафора може генерувати багато шляхів сприйняття і, відповідно, дій [Morgan, 2006: 341].

Схоже, ми намацали критерій, який дозволяє схопити думкою те, що називаємо геохолоном/геооргом: це область активного середовища, у межах якої можна простежити головні фази так званого життєвого циклу (зародження, становлення, сталого функціонування і руйнації чи відмирання, декомпозиції), та фази циклу адаптації, які відповідають функціям використання/експлуатації (r), збереження (K), декомпозиції (Ω), та реорганізації (α)[3] (рис. 2), як це бачить К. Холлінг зі співавторами (наприклад, [MacGill]). Цікавий приклад – динаміка плям рослинності у степу Патагонії (рис. 3) [Soriano, Sala, Perelman, 1994]. Адаптивний цикл демонструє можливий шлях змін як послідовність динамічних трансформацій, які оновлюють організаційне створіння (як їх вводить К. Холлінг зі співавторами для екосистеми)[4]. До речі, так відбувається рух у так званому фітнес-ландшафті (введеному С. Кауфманом). Отже, такі створіння є мобільними, певною мірою зворотними і визначаються як такі тільки наприкінці свого формування (якщо така стадія досягається): діє холонотвірний процес. Оскільки має місце ієрархія, така схема стає більш складною (рис. 4) [Navigation social-ecological systems, 2003], виникають зв’язки між геохолонами/геооргами різних масштабних рівнів, що веде до зростання цілісності. Такий приклад дається в роботі [Peterson, Allen, Holling, 1998] (рис. 5).



Рис. 2. Варіанти зображення адаптивного циклу: чотири фази динаміки, що відповідають функціям зростання/використання (r), збереження/консервації (K), розкладення/розпаду/колапсу (Ω) та реорганізації (α): ліворуч – тримірне зображення [MacGill], праворуч – адаптивний цикл екосистеми або соціально-екологічної системи (джерело: Resilience Alliance http://www.resiliance.org/index.php/key,concepts).



Рис. 3. Діаграма циклічної динаміки структури плями у степу Патагонії [Soriano, Sala, Perelman, 1994: 133].



Рис. 4. Зв’язка адаптивних циклів у ієрархічно організованому середовищі [Navigation social-ecological systems, 2003: 18].



Рис. 5. Наші гіпотетичні відношення між ієрархією взаємодій видів та їх кількістю у функціональних групах. Різні види використовують ресурси у різних просторових і часових масштабах. Члени функціональних груп використовують однакові ресурси, але види, дія яких охоплює більші масштаби, потребують, щоб ці ресурси були більш згруповані просторово у порівнянні з видами, що оперують у менших масштабах. Всередині масштабів наявність різних функціональних груп забезпечує сталість екологічного функціонування, а дубляж функцій на різних масштабних рівнях посилює екологічні функції. Комбінація різноманіття екологічних функцій у межах окремих масштабів та їх реплікація на різних масштабах забезпечує пружність екологічних функцій [Peterson, Allen, Holling, 1998: 13].

Уявлення про холонотвірний процес можна поєднати з поглядами Ф. Мюллера та М. Леупелта, які показали його у вигляді зміни певних атрибутів і руху організації у напрямку групи особливих точок чи окремої області у просторі станів (рис. 6) [MülIer, Fath, 1998]. В околі таких точок/областей виникають осередки, захоплені режимами самоорганізації, а структури, що формуються, починають підтримувати цей режим і закріплюють досягнутий ефект. Ці активні одиниці повинні мати можливість входити у зв’язки з іншими одиницями задля здійснення спільних дій, що досягається шляхом ко-еволюції між ними та ними і оточенням. Таке об’єднання має бути корисним для існування всіх áкторів, що формують організаційний ансамбль, хоча зменшує кількість ступенів вільності кожного з них (приєднання до групи базується на самообмеженні). Зрозуміло, що всі вони мають різнитися між собою: однакові за властивостями áктори можуть утворювати потоки (когерентна поведінка, рис. 7, другий рядок [Bar-Yam, 1997]), але не можуть формувати складні гетерогенні об’єднання, спроможні відтворювати кілька функцій водночас.



Рис. 6. Загальна модель напрямків розвитку змінних, що описують екологічні стани, індикатори чи орієнтири (це питання розглядається нижче). Задля ілюстрації концептуальної невизначеності тенденцію направлено у бік області потенціальних станів. Відповідні змінні стану, що використовуються задля роз’яснення цієї динаміки, називаються орієнторами. Їх технічними аналогами у моделюванні є цільові функції [MülIer, Fath, 1998: 16].     



Рис. 7. Приклади випадкової, когерентної та корельованої різновидів поведінки. Вони можуть мати місце на всіх рівнях організації – абіотичному (фізичному), біотичному та соціальному. Показані відносини між частинами та колективна поведінка асоціацій [Bar-Yam, 1997: 10].

Холонотвірний процес можна уявити як природний відбір/підбір зв’язків між учасниками об’єднання, які дозволяють створити асоціацію задля досягнення певної мети (йдеться про ітераційний режим). Дж. Ніколіс пише, що «природний відбір» має відношення до різних переваг носія мови, спроможної виявляти і виправляти помилки декодування шляхом перетворення мінімальних кількостей енергії у максимальну кількість інформації за даний часовий інтервал: мова визначає когнітивні шляхи організації [Николис, 1989]. Дійсно, енергетично-речовинні потоки надходять до периферійної області геохолону як сигнали, їх треба розпізнати і відповідним чином відреагувати, використовуючи алфавіт внутрішніх станів (він визначає внутрішнє різноманіття). Так, вищий автотроф має відповідати наявним у середовищі умовам (до речі, він сам вже є ознакою і образом цих умов). Але, накопичуючи певні біогени і відмираючи, він збагачує ґрунт, формує у обмеженій області свій мікроклімат і у різний спосіб притягує велику кількість організмів інших видів (у тому числі ґрунтові бактерії, особливо в зоні різосфери), що формують його індивідуальну консорцію – специфічну асоціацію видів організмів. Вся сукупність таких відносин і є елементарним біотизованим геохолоном=геооргом. Зауважу, що на відміну від екологічної схеми, де рослина розглядається у оточенні діючих на неї факторів, тут автотроф є такою ж складовою, як і ґрунт з його розчинами біогенів, атмосферний шар з індивідуальним мікрокліматом у цілісному фітошарі атмосфери, який він створює, організмами різосфери, ґрунтовою атмосферою і водою тощо: кожна складова тут виступає як рівноцінний актор і всі вони поступово міняються протягом дії холонотвірного процесу. Така організація називається гетерархією, хоча провідним («батьківським» чи «центральним») áктором є саме автотроф. Чудовим прикладом геохолону є глибинні області термальних джерел в океанах (рис. 8), де провідним  áктором є потік термальних вод (точніше – хімічної енергії, що забезпечує хемосинтез). Таким же áктором виступає бобер, який, будуючи житло, створює греблю і змінює режим річки. Про діяльність людей годі й говорити – вона змінює весь обрис планети. Але все виглядає не так просто. Насправді, «вага» áкторів у áкторній мережі може сильно змінюватись, тобто своєрідний «центр ваги» їх взаємодії весь час рухається слідом за зміною ситуації. Є багато прикладів, коли хижки бобрів руйнуються хижаками чи повенями, коли сильні природні катаклізми руйнують господарські системи і змушують змінити образ життя цілих народів. У цих випадках вони стають провідними áкторами. Отже, áктори формують áкторні ансамблі у вигляді мереж, які стають основою геохолонів/геооргів, що, в свою чергу, незалежно від рівня організації, входять у взаємодію з іншими, формуючи більш складні форми організації з більш складною топологією. Взагалі-то структура, яка проявляється внаслідок такого процесу, може бути виражена по-різному – від, так би мовити, аморфної, латентної до майже кристалізованої. Але і самі геохолони/геоорги можуть розглядатися як áктори. Перед географами стоїть задача навчитися моделювати ситуації, у яких стан геохолонів/геооргів визначається описаною динамікою áкторів.
  


Рис. 8. Глибоководне термальне джерело є витоком енергії, на основі якого формується складна організація біотизованого геохолону.

Організаційні усамітнення та їх оточення: базові орієнтори та індикатори Бісйо (Biesiot). Розглянемо відношення між організаційним усамітненням та його оточенням. Вже сам пошук межі усамітнення та стеження за її змінами, що вимагає розвитку самовідчуття і само-ідентифікації, є складною і цікавою проблемою, бо від цього залежить спроможність асоціації відтворювати свою цілісність. Коли йдеться про біотичні створіння, все є більш-менш зрозумілим, - все локалізоване тіло пронизане нервовою системою, але якщо ми маємо справу з флювіальним басейном, біотизованими чи антропізованими формами, виникає питання, як вони відчувають свою єдність. Думаю, дослідження цього питання є на сьогодні одним з головних у географії. Єдність означає, що дії (події) в одних частинах мають відчуватися в інших частинах організації, тобто, що різні частини об’єднання впливають на всі інші частини, що веде до не-локальності зв’язків. Якщо це найменші складові, такими частинами є áктори, в інших випадках – геохолони/геоорги різних рівнів. Єдність не є статичною, вона динамічна: зв’язки постійно порушуються і мають відтворюватись. Зв’язки, по суті справи - це поле сигналів, які можуть сприйматися чи не сприйматися. Єдність пов’язана зі ступенем замкненості створіння: чим більше закритість, тим більш детермінованими є зв’язки. Біотичні форми організації – організми - є прикладом вираженої замкненості.
Крім розглянутих вище особливостей організаційних усамітнень, вони відзначаються призначенням (місцем у функціональній структурі більш складного об’єднання) яку можна розглядати як мету існування, тобто будь-яке усамітнення (організація) має бути спроможним орієнтуватися у оточенні задля забезпечення своєї збереженості, цілісності, ідентичності, тобто утримання у межах свого призначення. У цьому плані дуже цікавим є підхід, розроблений Г. Босселем, основу якого складає поняття про орієнтор, який він визначив так: «Orientors are aspects, notions, properties or dimensions which can be used as criteria to describe and evaluate the system´s developmental stage»[5] [Ecosystem Theories: Orientor Theory, 2010]. «Мета» орієнтора – привести організацію до певного кінцевого стану, аттрактору, тобто, це своєрідний вказівник. Базові орієнтори є головними пріоритетами/інтересами організації, її головними принципами, нормами, установками. Це умови, які ми можемо використати задля оцінки життєздатності цієї організації [Spangenberg, 2007]. Вони унікальні для кожного випадку. Якщо якійсь орієнтор у даний момент сягає мінімуму, він стає фактором, що лімітує розвиток. Важливим є з’ясування, як те чи інше організаційне усамітнення виходить на свої орієнтири, відчуває їх. Думаю, що цей процес відбувається під час становлення структури організації, що намацує своє місце у функціональній структурі більш високого рівню. Згідно з Г. Босселем, базовими орієнторами є наступні [Bossel, 1999]:
1.     Existence: Attention to this orientor is necessary to insure the immediate survival and subsistence of the system in the normal environmental state.
2.     Effectiveness: the system should on balance (over the long-term) be effective (not necessarily efficient) in its efforts to secure scarce resources from, and to exert influence on its environment.
3.     Freedom of action: the system must have the ability to cope in various ways with the challenges posed by environmental variety.
4.     Security: the system must be able to protect itself from the detrimental effects of environmental variability, i.e. variable, fluctuating, and unpredictable conditions outside of the normal environmental state
5.     Adaptability: the system should be able to change its parameters and/or structure in order to generate more appropriate responses to challenges posed by environmental change.
6.     Coexistence: the system must be able to modify its behavior to account for behavior and orientors of other systems in its environment.
7.     Psychological needs: for sentient beings, we must add this as an additional orientor.   
Отже, у кожному конкретному випадку ми ставимо питання, у якій мірі дане організаційне створіння/виокремлення, як організаційна форма, спроможне безперервно існувати та відтворюватись, співіснувати з іншими організаційними створіннями, протистоячи негативним впливам, адаптуватися до змін середовища, ефективно використовувати природні ресурси тощо. 
Якщо ми розглядаємо організаційні єдності, варто сприймати їх з точки зору їх життєвості, життєздатності (незалежно від їх природи). У цьому плані дуже цікавою є концепція індикаторів Бісйо, сукупність яких визначає ступінь життєвості організаційного усамітнення. На рис. 9 показана «зірка» (роза) орієнторів на основі індикаторів Бісйо. Сукупність орієнторів задає головні орієнтири організації, що формується і функціонує у середовищі з певними властивостями. На рис. 10 показано головні властивості середовищ та їх базові орієнтори, що віддзеркалюються всередині організаційного усамітнення, а на рис. 11 – об’єднана схема орієнторів (для екосистем) [Kutsch, Dilly, Steinborn, Muller, 1998]. Тепер ми можемо сказати наступне: про геохолон/геоорг можна говорити у разі, якщо його динаміка проявляє наявність орієнторів, тобто можливість їх виявлення є одним найважливіших критеріїв виділення геохолону/геооргу.



Рис. 9. Роза орієнторів на основі індикаторів Бісйо (Biesiot): організація не буде життєздатною, якщо значення хоча б одного з орієнторів, що виражається відношенням швидкості реакції/відповіді до швидкості зростання загрози, є меншим за одиницю, тобто знаходиться всередині одиничного кола. 



Рис. 10. Фундаментальні властивості середовища та їх базові орієнтири, що віддзеркалюють їх всередині організації. 



Рис. 11. Об’єднана схема орієнторів (для екосистем) [Kutsch, Dilly, Steinborn, Muller, 1998: 210].

Наведу цікавий приклад (рис. 12), розміщений на сайті [Ecosystem Theories: Orientor Theory, 2010]. На малюнку: зміна балансів азоту і вуглецю свідчить про те, що система стала на шлях зниження функції живлення, її спроможність акумулювати зменшилася, внаслідок чого втрати сполучень азоту і вуглецю (високі швидкості мінералізації, значна втрата нітратів шляхом вимивання та нітрогенів через нітрифікацію) стали аномальними. Виходячи з цієї динаміки, можна констатувати, що ми можемо дати якісну оцінку цих процесів і встановити, наявність аномального зниження цілісності екосистеми [Ecosystem Theory: Orientor Theory, 2009-2010]. Що тут відбувається? Можливо, відбувається перехід до іншого сталого стану (аттрактору), зміна форми організації. Г. Морган демонструє це як перехід від одного аттрактору до іншого і задається наступними питаннями (див. рис. 13) [Morgan, 2007: 258]:
  


Рис. 12. Зображено розвиток двох різних екосистем: розріджений болотний деревостій, що переходить у чагарник, та вологий луг. Дренаж та евтрофікація порівнянні стосовно формування, більш природний стан з вологими та мезотрофічними умовами, хоча ряд індикаторів з більшими значеннями свідчать про негативний (N-вимивання), а ряд інших – про позитивний (кількість видів рослин) розвиток. 
  

Рис. 13. Патерн аттрактору (аттрактор Лоренца) та зміна організації [Morgan, 2007: 258].

Сталість/еластичність. Визначальною властивістю будь-якої організації є її сталість, яку часто пов’язують з еластичністю (resilience) – якісним індикатором спроможності зберігати єдність у межах області толерантності, поглинати зовнішні впливи та кризи внутрішніх збуджень. В роботі [Shadbolt, Olubode-Awosola, Rutsito, 2013] показано три складові сталості/еластичності – буферна ємність, адаптивна ємність (adaptability) та здатність трансформуватися (transformability – трансформоздатність) – останній рівень мінливості в цілому (рис. 14). Сталість пов’язується не з силою внутрішніх зв’язків, а з можливістю змінювати зв’язки без зміни ідентичності. Тут слід відзначити результати, отримані М. Гарднером і У. Ешбі, які виявили чітку залежність між розміром системи (кількість змінних) та її зв’язністю (рис. 15) [Gardner, Ashby, 1970: 784]. Ще один цікавий результат, отриманий ними – існування критичної зв’язності, що дозволяє стверджувати наступне: якщо лінійна динамічна система достатньо велика (складається з 10 і більше змінних) і її зв’язність менше 13% (критична зв’язність), то вона майже напевно є сталою; якщо її зв’язність більше 13%, вона майже напевно нестала: 2%-го відхилення від критичної зв’язності достатньо, щоб відповісти на питання стосовно сталості такої системи[6]. Для природної організації можуть бути характерними більш складні ситуації. У цьому відношенні цікавим є приклад, наведений в роботі [Lundberg, Moberg, 2003] (рис. 16): це так звані рухомі зв'язки, які відтворюють тварини, відвідуючи різні за характером ділянки (patches), або однотипні аналоги, між якими є бар’єри. Зрозуміло, що це буде відбуватися тільки за умови корисності таких пересувань, бо тварини, як áктори, діють згідно з принципом найменших витрат енергії. Ще більш цікавим у цьому плані є устрій трофічних зв’язків у екосистемах, діяльність фірм, фермерів, політиків у парламентських фракціях тощо. Ці приклади вказують на те, як складно виділяти одиниці організації, особливо якщо йдеться про рихлу структуру середовища.    


 Рис. 14. Складові сталості/еластичності [Shadbolt, Olubode-Awosola, Rutsito, 2013].



Рис. 15. Залежність сталості системи від зв’язності (за експериментами M.R. Gardner, Ashby W.R., 1970). Стрілкою показане значення критичної зв’язаності у 13%.


Рис. 16. Приклад виду з рухливими зв’язками, що охоплює своєю життєвою активністю кілька ділянок одного типу чи різних типів, між якими є бар’єр. Адаптовано з роботи [Lundberg, Moberg, 2003]. 

Отже, геохолони/геоорги не мають чітких меж з оточенням. В той же час вони мають область сприйняття – «поверхню»: сигнали, що надходять, збуджують її, тобто те, що сприймається, вже не відповідає самому сигналу, спрацьовує, кажучи технічною мовою, апаратна функція.
Геохолон/геоорг як інформаційна машина. Елементарні одиниці організації мають бути достатньо сталими, щоб утримуватись у асоціаціях задля сталого відтворення функцій. Це було б неможливо, якби вони не могли підтримувати свою сталість шляхом сприйняття сигналів/впливів ззовні (з боку оточення) та з середини себе, здійснюючи внутрішню репрезентацію оточення і себе. Тож, кожний геохолон/геоорг має бути відчувалищем, сенсоріумом, мати можливість сприймати сигнали та відбирати важливі, оцінювати свій стан по відношенню до зовнішніх впливів та мінятися у напрямку, що забезпечує їх ідентифікацію в координатах «користь – шкода». Питання стоїть так: коли тиск з боку оточення примушує організацію прискорювати темп обробки метаболічних сигналів, перевищуючи певну межу, вона або гине з причини накопичення помилок (виробництво деформованих метаболітів), або переходить на більш високий когнітивний рівень, виробляючи селективне виявлення помилок з метою звести до мінімуму помилки [Николис, 1989]. У роботі [Fontana, Neto, 2009] автори дають своє розуміння відношень між двома підсистемами – структурною та когнітивною, що зумовлюють виникнення організованої поведінки (рис. 17). Вони вважають, що поведінка є функцією структури та пізнавальної спроможності, що виражається формулою: behavior = f(structure, cognition).



Рис. 17. Організаційна система, що забезпечує прояв організованої поведінки [Fontana, Neto, 2009: 74].

Саме тут проявляється негативний бік надмірного гомеостазу (сталості організації), що веде до обмежень в плані рекурсії. Отже, будь-яке динамічне створіння повинно діяти у режимі інформаційної машини: на основі зіставлення внутрішнього стану і сигналів ззовні робити вибір стосовно поведінки і структурних змін. Таку функцію здійснює мережа áкторів. На рис. 18 дана схема нейронної мережі, що виробляє цілісність [Russell, Norvig, 1995]. С. Хайкін визначає нейронну мережу як великий паралельно розподілений процесор, що має природну властивість зберігати емпіричне знання і робити його доступним для нас [Haykin, 2001]. Але це стосується будь-яких масивних динамічних мереж, що містять у собі сліди контакту з довкіллям. Так, кожний організм є каналом, через який пропускається потік біогенів, а всі організми, що входять до складу біогеоценозу і розподілені у його «тілі», є ні що інше, як складна мережа каналів, його пам'ять про той шлях, який він пройшов впродовж становлення у даних умовах, чим він і користується. 



Рис. 18. Модуль нейронної мережі, що обробляє сигнал [Russell, Norvig, 1995].

Може виникнути питання, що є наслідком дії інформаційної машини? Таким наслідком є, наприклад, оптимізація утилізації екзергії у даних умовах. Четвертий закон термодинаміки наголошує: якщо через систему йде потік екзергії, вона буде утилізувати її задля віддалення від стану термодинамічної рівноваги [Jorgensen,  Nielsen, 1998, Marques, Pardal, Nielsen, Jorgensen]. Отже, екзергія є одним з найважливіших орієнторів організаційної динаміки, тобто, під час становлення геохолони/геоорги, починаючи з найменших, мають змінюватись згідно з принципом оптимізації екзергії. Коли досягається цей ефект? Тоді, коли геохолон/геоорг досягає зрілості, а саме, структурно-функціональної насиченості (прикладом є клімаксний, за Клементсом, стан біогеоценозу). Насправді, такий стан не досягається ніколи, бо це означало б повну зупинку, але прагнення увійти у такий стан має місце, що здійснюється завдяки деструктивно-конструктивним циклам (наприклад, [Ковальов, 2005]). В той же час досягнення зрілості має значення ще в одному плані: організаційне створіння стає читабельним. Це означає наступне [Tetlay A., John, 2009][7]: «System Maturity (SM) is the verification within an iterative process of the system development lifecycle and occurs before System Readiness, i.e. the system must first be fully ‘mature’ before it can be ‘ready’ for use. The process starts from System Requirements and finishes at System Verification. System Maturity asks the question: Do we have a complete, well defined design that has been implemented and verified (i.e. we have decided what we want to implement and we have achieved this; the designed product now physically exists)?». Читабельність геохолонів/геооргів – одна з найскладніших проблем для географів.
Але тут же вникає питання «мови» зв’язків всередині організації. Мова – це форма відгуку системи обробки сигналів. Як зазначає Дж. Ніколіс, «мовою» називається процес, що виявляє інформацію стосовно того каскаду біфуркацій, які викликають порушення симетрії середовища, а саме: когнітивний пристрій, який стискає складність, що породжується порушеною симетрією, тим самими створюючи алгоритми «мінімальної довжини» для запуску «внутрішньої уяви» чи реплікації фізичної системи. Він вказує, що стисливість цінна з точки зору виживання, бо дозволяє процесору мови редукувати і передбачувати швидко змінюване оточення. Цей автор задається питанням: чи може система, що еволюціонує, після певного етапу свого розвитку створити рівні «символічної активності», тим самим створивши своє власне внутрішнє відображення і свій власний внутрішній контроль? Відповідь така: якщо це так, то система стає такою, що «самоорганізується», а центральною є проблема з’ясування того, яким чином символічні взаємодії «виникають» з енергетичних інтерпретацій [Николис, 1989].
Епілог. Ми торкнулися надзвичайно складного питання – базового рівню організації геосередовища, який складається з найменших геохолонів/геооргів – найменших організаційних згущень як прояву порушення організаційної симетрії середовища. Це дозволяє нам розраховувати, що нам вдасться визначитись з областю дослідження географії, чого досі не мало місця. Що це таке – геоорг/геохолон? Ми не можемо його торкнутися, він не виражений, так би мовити, фізично, бо це – організація, більше того, це – складна гетерархічна організація, яка демонструє наявність когнітивних властивостей, що дозволяє віднести її до категорії складних адаптивних створінь. Кожен з нас бачить їх по-своєму. Складність тут не зводиться до кількості складових, вона більше стосується неможливості охопити такі форми організації єдиним поглядом і передбачити ті стани, у яких вони можуть опинитися у наступний момент, бо вони, в плані динаміки, є нелінійними. Природа знайшла дуже цікаву і важливу форму побудови цілісних образів: якщо немає можливості безпосередньо сприйняти щось цілісно, ми добудовуємо його, зрозуміло, виходячи з наявного досвіду. А це означає, що ми не можемо розраховувати на створення відносно простих моделей, бо реальність буде завжди перевищувати наші уявлення про неї. Тепер географія бачиться як наука про складність, частина якої пов’язана з нами самими, бо ми самі маємо щось, подібне до апаратної функції, що викривляє дійсність, робить її такою, якою ми самі хочемо її бачити (і це теж проблема). Це означає, що сам спостережник є áктором тієї áкторної мережі, яку ми збираємось досліджувати. Головним же, початковим рівнем є елементарні форми географічної організації – елементарні геохолони/геоорги, які, входячи у взаємодію, формують мінливий організаційний ландшафт геосередовища.

Посилання:
Ковалёв А.П. Ландшафт сам по себе и для человека / А.П. Ковалёв. - Харьков: Бурун-книга, 2009. – 927 с.
Morgan G. Images of organization. Updated edition of the international bestseller. - http://bookzz.org/dl/811406/563563
MacGill V. A comparison of the Prochaska cycle of change and the Holling adaptive cycle, exploring their ability to complement each other and possible applications to work with offenders. –
Soriano A., Sala O.E., Perelman S. Patch structure and dynamics in a Patagonian arid steppe. Vegetatio 111, 1994. – Pp. 127 – 135. –
Holling C.S. Resilience and stability of ecological systems. Annual Review of Ecology and Systematics, 1973. 4, 1– 23.
Navigation social-ecological systems. Building resilience for complexity and change. Edited by F. Berkes, J. Colding, C. Folke. Cambridge University Press, 2003. – 20 p. - http://assets.cambridge.org/052181/5924/sample/0521815924WS.pdf
Peterson G. Allen C.R. Holling C.S. Ecological Resilience, Biodiversity, and Scale. Nebraska Cooperative Fish & Wildlife Research Unit - Staff Publications., Paper 4. Ecosystems, 1998, 1: 6–18. - http://digitalcommons.unl.edu/ncfwrustaff/4
MülIer F., Fath B. The Physical Basis  of  Ecological Goal Functions -Fundamentals, Problems and Questions.  In: MülIer F., Leupelt M. (ed.). Eco targets, goal functions and orientors - Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona; Budapest; Hong Kong; London; Milan;  Paris; Santa Clara; Singapore; Tokyo: Springer, 1998. – Pp. 15 – 18. - http://bookzz.org/dl/955695/f8ffa2
Bar-Yam Y. Complexity Rising: From Human Beings to Human Civilization, a Complexity. New England Complex Systems Institute, Cambridge, MA, USA, 1997 also in Encyclopedia of Life Support Systems, (United Nations, Oxford, UK, 2002). – 33 p. - http://www.necsi.edu/projects/yaneer/Civilization.html
Николис Дж. Динамика иерархических систем. Эволюционное представление. Пер. С англ.. Ю.А. Данилова. – М.: Мир, 1989. – 488 с.
Ecosystem Theories: Orientor Theory. 1st version completed 11/25/2009 by F. Scott and K. Witte, 2nd version (adaptations, changes) by D. Kasimov, 2010. –http://openlandscapes.zalf.de/openlandscapeswiki_glossaries/Ecosystem%20Theories%20-%20Orientor%20Theory.aspx
Spangenberg  Biodiversity pressure and the driving forces behind. In: Ecological Economics 61 (1), 2007. – Pp. 146 – 158. –
Bossel H. Indicators for Sustainable Development: Theory, Method, Applications. A Report to the Balaton Group. - Published by the International Institute for Sustainable Development, 1999. – 124 p. - http://www.ulb.ac.be/ceese/STAFF/Tom/bossel.pdf
Kutsch W.L., Dilly O., Steinborn W., Muller F. Quantifying  Ecosystem  Maturity  - a  Case  Study. In: In: MülIer F., Leupelt M. (ed.). Eco targets, goal functions and orientors - Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona; Budapest; Hong Kong; London; Milan;  Paris; Santa Clara; Singapore; Tokyo: Springer, 1998. – Pp. 208 – 231.
Shadbolt N., Olubode-Awosola F., Rutsito B. Resilience, tobounce without breaking’, in New Zealand dairy farm businesses. 19th International Farm Management Congress, SGGW, Warsaw, Poland, July 2013 - ISBN 978-92-990062-1-4 - www.ifmaonline.org - Congress Proceedings. – 14 p.
Gardner M.R., Ashby W.R. Connectance of large dynamic cybernetic systems: Critical value of stability. Nature, V 228, N 5273). - 1970. – p. 784.
Lundberg J. Moberg F. Mobile Link Organisms and Ecosystem Functioning: Implications for Ecosystem Resilience and Management. Ecosystems, Vol. 6, No. 1, Springer, 2003. - Pp. 87 - 98. - http://www.jstor.org/stable/3658796
Fontana R.M., Neto A.I. ERP systems  implementation in complex organizations. Journal of Information Systems and Technology Management. Vol. 6, No. 1, 2009. - Pp. 61 – 92. –
Russell S.J., Norvig P. Artificial Intelligence. A Modern Approach. A Simon & Schuster Company, Englewood Cliffs, New Jersey, Prentice-Hall, Inc., 1995. – p.
Haykin, S. Neural Networks: A Comprehensive Foundation. Second edition. Hamilton, Ontario, Canada, 1994. – 823 p.
Jorgensen S.E.,  Nielsen S.N. Thermodynamic Orientors: Exergy as a Goal Function in Ecological Modeling and as an Ecological Indicator for the Description  of  Ecosystem Development. In: MülIer F., Leupelt M. (ed.). Eco targets, goal functions and orientors - Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona; Budapest; Hong Kong; London; Milan;  Paris; Santa Clara; Singapore; Tokyo: Springer, 1998. – Pp. 62 – 86. -http://bookzz.org/dl/955695/f8ffa2
Marques J.C., Pardal M.A., Nielsen S.N., Jorgensen S.E. Thermodynamic Orientors: Exergy as a Holistic Ecosystem Indicator: A Case Study. In: MülIer F., Leupelt M. (ed.). Eco targets, goal functions and orientors - Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona; Budapest; Hong Kong; London; Milan;  Paris; Santa Clara; Singapore; Tokyo: Springer, 1998. – Pp. 86 – 101. - http://bookzz.org/dl/955695/f8ffa2
Ковальов О.П. Географічний ландшафт: науковий, естетичний і феноменологічний аспекти. - Харків: Екограф, 2005. - 388 с.
Tetlay A., John Ph. Determining the Lines of System Maturity, System Readiness and Capability Readiness in the System Development Lifecycle. In: 7-th Annual Conference on Systems Engineering Research, 2009. –

Ковальов О. Загальна географія: геохолон/геоорг. Стаття присвячена проблемі елементарних форм, які утворюють початковий шар географічної організації. Такими формами автор бачить створіння, які отримали назву «геохолон» або «геоорг». Це гетерогенні асоціації áкторів – цілісні створіння, які під час формування проходять етапи життєвого циклу та демонструють спроможність адаптуватися до мінливих умов середовища. Це є підставою для введення поняття про холонотвірний процес. Він веде до виникнення структури, яка може мати різний ступінь вираженості – від «аморфної» до чітко вираженої. Важливою особливістю таких створінь є можливість виділення орієнторів, введених Г. Босселем, та наявність у них когнітивних властивостей. Акцентується увага на тому, що виявлення організаційних географічних форм здійснюється дослідниками і суттєво залежить від суб’єктивних особливостей кожного з них. Йдеться про формування ментальної карти форм і рівнів організації геосередовища.

Oleksa Kovalyov. General Geography: geoholon/geoorg. The article is sanctified to the problem of elementary components that form the initial level of geographical organization. The author sees such forms formations that got the name “geoholon” or “geoorg”. They can be imagined as heterogeneous associations of actor – integral creations that during forming pass the stages of life cycle and demonstrate possibility to adapt oneself to the changeable terms of environment. It is founding for introduction of notion about a holon-formative process that conduces to the origin of structure that can have a different degree of expressiveness – from “amorphous” to clearly expressed. The important feature of such formations is possibility of selection of orientor, entered by H. Bossel, and presence for them of cognitive properties. Attention is accented on the exposure of organizational geographical forms comes true by researchers and substantially depends on subjective features each of them. Speech goes about forming of mental map of forms and levels of geomedium organization.     

Ключові слова: геохолон або геоорг, організація, геосередовище, холонотвірний процес, орієнтор, індикатори Бісйо, інформаційна машина.
Keywords: geoholon or geoorg, organization, geomedium, orientor, holon-formation process, indicator Biesiot.



[1] Слід відзначити, що абсолютна більшість дисертацій, що сьогодні захищаються у спеціалізованих радах, демонструють те, що їх автори і, відповідно, наукові керівники, взагалі не зацікавлені у вирішенні проблеми географічності. Стан справ всіх влаштовує. Дійшло вже до гастрольної географії і географічної адреси. Будь хто вважає себе компетентним в плані використання висловлювання  «географія чого завгодно».
[2] Без єдиної для всіх складових мови організація виникнути не може.
[3] Джерело - Holling C.S., Schindler D.W., Walker B.W., Roughgarden J., Biodiversity in the functioning of ecosystems: an ecological synthesis. In:. Perrings C, Maler K-G., Folke C., Holling C.S., Jansson B-O., eds, Biodiversity Loss: Economic and Ecological Issues, Cambridge University Press, Cambridge, UK, 1995. Зрозуміло, що самі фази були відомі давно, але авторами використана оригінальна форма їх відображення у вигляді стрічки Мьобіуса.
[4] Розвиток уявлень про еластичність як сталість пов’язують з К. Холлінгом, який визначив цю властивість як “determines the persistence of relationships within a system and is a measure of the ability of these systems to absorb changes of state variables, driving variables, and parameters, and still persist” [Holling, 1973: 17], а у 1986 році він запропонував адаптивний цикл.
[5] Поняття про орієнтор було введене у роботі: Bossel H. Modellbildung und SimulationKonzepte, Verfahren und Modelle zum Verhalten dynamischer Systeme. Braunschweig, 1992.
[6] У даному випадку йдеться про певний тип систем – лінійні динамічні системи, що описуються системою лінійних диференційних рівнянь першого порядку з постійними коефіцієнтами. Але і для більш складних випадків критична зв’язність має існувати, хоча конкретне значення може бути іншим.
[7] Автори посилаються на роботу: “CMMISM  for  Systems  Engineering/Software Engineering”, (November 2008), Version 1.02 (CMMI-SE/SW, V1.02), Software Engineering Institute, Carnegie
Mellon University. 

3 коментарі:

  1. Хочу подякувати Олександру Павловичу за проведену роботу, за нове уявлення про геосередовище, за надзвичайно цікаву підбірку поглядів з різноманітних джерел. На мою думку, Ваші роботи зародок нової географії, що з часом дозволить людині та взагалі геосередовищу стати кращими.

    Той, хто слідкує за публікаціями Олександра Павловича по темі «Загальна географія» помітив, що дана публікація є трохи іншого плану ніж попередні, тут головний акцент робиться на елементарних одиницях геоорганізації. Підтримую думку автора, що правильне виділення елементарних одиниць принципово важливе для географії і хочу додати, що це важливо не лише з наукової точки зору, а й з точки зору поширення уявлення про географію в маси, її прикладного застосування. Бо на елементарному рівні відбуваються найбільш відчутні взаємодії людей між собою та з первинною природою, і відповідно є пряма потреба в розумінні проявів геоорганізії, геооргів. На мою думку, дуже важливо показувати приклади таких елементарних геохолонів у навчальному процесі, показувати їх суб’єктність, нашу спільність з ними та з усім геосередовище. Це один з багатьох шляхів формування більш якісних відносин людини й природи (можна сказати, умов для формування нових більш якісних рівнів геоорганізації), але первинним тут є наукове розуміння геосередовища, що адекватне його складності.

    Олександр Павлович, Ви навели цікаві приклади підходів до виділення та оцінки організаційних одиниць, зокрема адаптивні цикли та орієнтори, які дають можливість глибше зрозуміти та уявити такі складні, а головне абстрактні і часто аморфні утворення як геоорги. Зрозуміло, що в одній статті неможливо розглянути всі аспекти, які проявляють геохолон/геоорг як організаційне утворення та відповідні наукові підходи, що їх описують. Тому виникає запитання: як Ви бачите орієнтовний набір ключових аспектів, які проявляють геохолон/геоорг як організаційне утворення та наукових підходів для її пізнання, опису та ін.? Наприклад, на мою думку, до розглянутих у статті аспектів прояву елементарних геооргів можна додати наявність якогось прототипу автопоезного циклу (прототипу, бо є суттєві відмінності у замкненості/зв’язаності біологічних і географічних системи). Дуже цікава Ваша думка.


    PS
    Географи підключайтесь до обговорення, хіба вам не цікаво? Досить боятись відкрито висловлювати свою думку та показувати своє ім’я.
    Ті зарплати, що вам платять в інститутах і університету неварті того щоб за них вбивати у собі науковця та людину - бути рабом.

    ВідповістиВидалити
  2. Наскільки поняття геохолону близьке до поняття соціоекосистеми і чи виправдано застосовувати поняття геохолону до міста, селища, села?

    ВідповістиВидалити
  3. Олекса Ковальов4 грудня 2014 р. о 15:44

    Шановний Ясон ДінАльт, дуже дякую за цікаве запитання. Мені важко оцінити близькість понять "соціоекосистема" та "геохолон", бо вони належать різним світоглядним позиціям: перше - системній, друге - холонічній (холістичній). Різницю між ними я спробував показати у деяких статтях. Крім того, поняття соціоекосистеми має відношення до так званої соціоекології (не знаю, наскільки цей напрямок додає в області вирішення проблеми взаємодії суспільства і природи), а поняття геохолону/геооргу - чисто географічне. Воно значно ширше і охоплює всі форми географічної організації певної частини земного середовища, в тому числі - абіотичні і біотизовані. Це поняття бачиться як продовження ряду "геокомплекс" - "геосистема" ... , воно є більш пластичним, ніж попередні. Що стосується можливості його застосування до таких утворень, як місто, селище, село, то якщо Ви включаєте у розгляд абіотичну і біотизовану складові, не акцентуючи на соціальній складовій, то, без сумніву, можна і необхідно. Але слід зважити на те, що йдеться про геохолон як форму організації, тобто слід шукати такі показники, які дозволяють це відобразити.
    З повагою - Олекса Ковальов

    ВідповістиВидалити