Введение - Математические методы в экологии

Использование математических и информационных методов в экологии является непременным условием грамотного построения исследований и обработки информации на любом уровне иерархии живых систем. Безопасное управление природными процессами, особенно с учетом техногенных факторов, невозможно без прогнозирования ситуаций, что делает необходимым применение математических методов и моделей.

Преимущества математических моделей состоят в том, что они позволяют делать предсказания, которые можно сравнить с реальными данными, поставив эксперимент или проведя необходимые наблюдения. Однако необходимо помнить, что любая математическая модель учитывает лишь некоторые стороны реальности, но не все. Поэтому важным этапом в построении модели является проверка ее адекватности, сопоставление результатов моделирования с эмпирическими данными.

Упорядочивая массу накапливающихся сведений, можно надеяться, что в будущем будет разработана некая концептуальная основа, которая позволит свести множество взятых в массе разнообразных фактов в стройную систему, вскрыть достаточно общие закономерности и разработать универсальную теоретическую основу экологии как науки, способной свести разнообразие изучаемых явлений к небольшому числу зависимостей, выраженных строгими математическими формулами и соответствующим набором констант.

Если придерживаться той точки зрения, что теория - это теоретическая модель, дополненная набором правил, связывающих теоретические величины с нашими наблюдениями, то теория считается хорошей, когда она удовлетворяет двум требованиям: во-первых, она должна точно описывать широкий класс наблюдений в рамках модели, содержащей лишь несколько произвольных элементов, и, во-вторых, теория должна давать вполне определенные предсказания относительно результатов будущих наблюдений. Теория всегда приходит первой, она возникает из желания получить стройную математическую модель.

Но любая теория всегда носит временный характер в том смысле, что является всего лишь гипотезой, которую нельзя доказать.

Сколько бы раз ни констатировалось согласие теории с экспериментальными данными, нельзя быть уверенным в том, что в следующий раз эксперимент не войдет в противоречие с теорией.

В то же время любую теорию можно опровергнуть, сославшись на одно-единственное наблюдение, которое не согласуется с ее предсказаниями.

Природные объекты являются сложными комплексными системами. Поэтому для решения проблем природопользования все чаще применяют системный подход.

Прямое отождествление системно-аналитических принципов с методами кибернетики или с математическим моделированием является слишком узкой их трактовкой, хотя в виде идеологически-концептуальной основы системный подход можно представить как упорядоченную и логическую организацию данных и информации в виде моделей.

Основные принципы системологии были озвучены рядом ученых, в их числе Флейшман и Розенберг:

    - принцип эмерджентности, принцип не сводимости свойств целого к сумме свойств его частей, важную роль которого в экологии особо подчеркивает Ю. Одум, он считает, что этот принцип "... должен служить первой рабочей заповедью экологов"; - принцип иерархической организации (или принцип интегративных уровней); - принцип несовместимости сформулировал Л. Заде: чем глубже анализируется реальная сложная система, тем менее определенны наши суждения о ее поведении; - принцип контринтуитивного поведения Дж. Форрестера: дать удовлетворительный прогноз поведения сложной системы на достаточно большом промежутке времени, опираясь только на собственный опыт и интуицию, практически невозможно.

Похожие статьи




Введение - Математические методы в экологии

Предыдущая | Следующая