CC BY
174
ГЕОДЕЗИЯ И МАРКШЕЙДЕРИЯ
УДК 528 (091)
ТЕОРИЯ РАЗВИТИЯ ГЕОДЕЗИИ И ФАКТОРЫ ПРЕДОПРЕДЕЛЕННОСТИ
Мария Леонидовна Синянская
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, аспирант кафедры физической геодезии и дистанционного зондирования, тел. (913)010-35-56, e-mail: [email protected]
Георгий Николаевич Тетерин
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, профессор-консультант кафедры физической геодезии и дистанционного зондирования, тел. (923)706-45-43, e-mail: [email protected]
В статье дается расширенное изложение теории развития геодезии с использованием теории предопределенности. Обосновываются три важнейших направления развития предопределенности геодезии, дается их пояснение, сопровождающееся соответствующими примерами. Выделяются важнейшие факторы предопределенности, в том числе антропные, природные, цивилизационные. Отмечена важнейшая роль (в теории и практике) свойства прямо-угольности в геодезии.
Ключевые слова: теория развития, факторы предопределенности, геодезия. RECTANGULARITY AS A GEOMETRIC FACTOR IN DEVELOPMENT OF GEODESY
Maria L. Sinyanskaya
Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., postgraduate student, Department of Physical Geodesy and Remote Sensing, tel. (913)010-35-56, e-mail: [email protected]
Georgy N. Teterin
Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., professor-consultant, Department of Physical Geodesy and Remote Sensing, tel. (923)706-45-43, e-mail: [email protected]
Extended statement of geodesy development is presented using the theory of predetermination. Three major directions in geodesy development predetermination are substantiated. Each one is explained and illustrated by relevant examples. The most important factors of predetermination are emphasized including anthropic, natural, and civilizational ones. The significant role (in theory and practice) of rectangularity in geodesy is shown.
Key words: theory of development, factors of predetermination, geodesy.
3
Геодезия и маркшейдерия
В развитии познания вопросы методологии играют важную роль. Общий характер развития знания представляется как формирование методологической базы, разрешение методологических противоречий и обновление существующих основ. Вступление в каждую новую историческую эпоху сопровождается обновлением знания. Методология, с одной стороны, это учение о методе научного познания и преобразования мира, с другой стороны, - учение о структуре, логической организации, методах и средствах деятельности. Методология научного познания в современном понимании - это учение о процессах построения, формах и способах научно-познавательной деятельности. Сейчас методология - это, прежде всего, внутренние механизмы науки, логика движения и организация знания, средств познания [1-5]. В плане общих законов развития познания следует отметить большую роль принципа цикличности [25], а в системе знаний исторической эпохи - наличие определенных парадигм, составляющих их методологическую основу.
В геодезии ХХ в. произошли фундаментальные изменения, связанные с именами выдающихся отечественных ученых и специалистов производства:
- высшая, физическая, теоретическая геодезия: В. Д. Большаков, В. В. Бро-вар, Ю. Д. Буланже, В. А. Бывшев, А. И. Дурнев, И. Д. Жонголович, П. С. Закатов, А. А. Изотов, Ф. Н. Красовский, И. И. Краснорылов, В. А. Магницкий, Ю. И. Маркузе, М. М. Машимов, А. А. Михайлов, М. С. Молоденский, Л. П. Пеллинен, К. Л. Проворов, М. И. Юркина, Н. В. Яковлев и др.;
- прикладная (инженерная) геодезия: Г. Ф. Глотов, В. П. Глумов, Е. Б. Клю-шин, Н. Н. Лебедев, Г. П. Левчук, Д. В. Лисицкий, А. В. Маслов, Ю. К. Неумы-вакин, А. С. Чеботарев, Х. К. Ямбаев и др.;
- аэрофототопография и фотограмметрия: Н. М. Алексапольский, И. Т. Антипов, Ф. В. Дробышев, М. Д. Коншин, А. Н. Лобанов, Г. В. Романовский,
А. С. Скиридов, Ю. С. Тюфлин и др.;
- картография: А. М. Берлянт, Ю. С. Билич, Л. А. Вахрамеева, В . В . Каврайский, А. А. Лютый, Н. С. Подобедов, К. А. Салищев и др.
При этом крупных исследований и печатных работ по системным вопросам и общей теории развития геодезии до 70-80 гг. ХХ в. не было, за исключением нескольких оригинальных произведений по отдельным вопросам и разделам истории геодезии, среди которых книги Л. С. Хренова, А. В. Постникова, Л. А. Гольденбера, В. С. Кусова, З. К. Новокшановой-Соколовской.
История геодезии и теория ее развития тесно связаны между собой. Именно на исторической основе можно установить механизмы и закономерности развития геодезии. Начиная с 90-х гг. ХХ в. В этом «ключе» нами были написаны и изданы работы по истории и методологии геодезии, в которых на основе геометрической концепции была сформулирована и развита теория развития геодезии (ТРГ) [11-20].
При исследовании истории геодезии бросается в глаза некая заданность развития, своего рода предопределенность. В последнее время в печати появились теоретические разработки, связанные с понятием предопределенности раз-
4
Геодезия и маркшейдерия
вития. В работе [10] введен термин «пространственно-временная предметная предопределенность», который для геодезической науки является не только удобным, но и обладающим глубоким смыслом.
Ниже предлагается расширение теории развития геодезии (ТРГ) за счет теории предопределенности (ТП). Эта теория получила в последние годы развитие в трудах ряда ученых [1, 5] применительно к общефилософским и методологическим проблемам и вопросам.
Для ТРГ термин «пространственно-временная предметная предопределенность» представляется важнейшей характеристикой, важнейшим ключевым словом. Это выражение наиболее глубоко характеризует одно из важных направлений ТРГ (рисунок).
Рис. Общая структура теории развития; условия, факторы, критерии предопределенности
5
Геодезия и маркшейдерия
С учетом факторов предопределенности ТРГ получает более полную картину развития геодезии. На рисунке представлена структура ТРГ, включающая в себя как методологическую триаду, так и два источника направления предопределенности. Левый вертикальный блок определяет глобальный фактор предопределенности - пространственно-временную предметную предопределенность.
На этом рисунке в общей структуре ТРГ выделены три направления развития геодезии: общесистемное, характеризующее общее развитие геодезии; методологическое (содержательное); по результатам влияния отдельных факторов предопределенности.
Из трех направлений в структуре ТРГ левое (вертикальное) общесистемное развитие является направлением исторической заданности, предопределенности. В соответствии с этим направлением ТРГ и ТП получена (в рамках логистического закона) функция предопределенности в точности и эффективности геодезических измерений (у = 10-2г).
Геометрическая концепция (первое направление) как система взглядов, представлений и геометризации окружающей среды сохранялась на протяжении всей истории геодезии. В этой системе концептуальных взглядов их объединяет название научных и профессиональных знаний - геометрия. В первом тысячелетии до н. э., после классификации наук и определений геодезии, введенных Аристотелем, система геодезических знаний стала, по существу, определяться как практическая геометрия. В совокупности с теоретической геометрией она характеризовала геодезию. Две парадигмы первых двух исторических эпох развития геодезии определялись соответственно как землемерная и геометрическая. С середины второго тысячелетия третья парадигма получила название топографо-геодезическая, геометрическая основа которой сохранялась на протяжении последних лет (до середины ХХ в.), в том числе и в названии -геометрия и практическая геометрия.
Второе направление - теория развития (методология) определяет содержательную часть, устанавливающую границы и связи с другими науками. В этой группе определен предмет, метод и объект. Эта триада характеризуется специальным языком, основу которого составляют структурные элементы (СЭ): точки, линии, поверхности, а для первых двух исторических этапов еще и прямой угол. Эти 4 составляющие СЭ дают возможность геометризировать окружающее пространство и создавать в нем вторичную среду. Методологическая триада и СЭ являются важнейшими составными частями, позволяющими на предметной основе рассмотреть геодезическую науку в ее исторической динамике.
Третья группа составляющих теории развития - факторы предопределенности развития (механизмы развития): антропные (фигура человека - координатный принцип), природные (принципы влияния (ПВ) - принцип «вертикаль -горизонталь» (ПВГ) и принципы четырех направлений (П4Н)) и, наконец, цивилизационные, связанные со всесторонним влиянием и использованием пря-моугольности на формируемую среду обитания цивилизации. В случае цивили-
6
Геодезия и маркшейдерия
зационного фактора вполне очевидно проявление феномена прямого угла в развитии геодезии как геометрической системы знаний, обеспечивающей структурное развитие цивилизации. Наиболее точное и очевидное проявление факторов предопределенности наблюдается в геодезии как системе древнейших научных знаний. Это было отмечено в работах [9, 10, 11].
Два «принципа влияния», которые можно отнести как к природным, так и антропным предопределенностям, получены в работах [7, 8, 9, 12, 15, 21, 22, 23]. Первый из них - ПВГ природного происхождения, второй - П4Н - природного и антропного.
Существует некая заданность или предопределенность развития общества. В ней четко выделяются три выше отмеченные группы факторов. В первом факторе (антропном) предопределенности или заданности развития подчеркивается важнейшая геометрическая заданность фигуры человека: его четырех-сторонность или шестисторонность. В эту шестисторонность заложена доминанта - прямой угол, перпендикулярность сторон.
Вторая группа факторов (природная) определяется принципами влияния: ПВГ и П4Н. Соединение этих двух ПВ дает координатный принцип П6Н, вытекающий из фигуры человека.
Наконец, третья группа факторов - цивилизационная (техническая). Она предопределяет техническую направленность структурного развития цивилизации и вполне сформировалась практически со второй половины XVIII в., с первой промышленной революции.
Все три направления и условия предопределенности связаны между собой и составляют целостность влияния на развитие геодезии. В этом влиянии особую роль играет прямой угол (ПУ), который представляется своего рода константой развития геодезии. Наиболее показательна роль ПУ в технической (цивилизационной) группе факторов предопределенности, где прямоугольность, по существу, - главная характеристика и особенность цивилизации и создания всей среды обитания. Именно поэтому прямой угол является константой предопределенности геометрической и геодезической науки. Для нее он есть своего рода фактор значимости геодезии в структуре других наук, как в теоретическом, так и в практическом направлении. Роль этого фактора предопределенности в геодезии представлена в таблице.
Прямой угол приобрел свое значение в строительстве и земледелии в четвертом-третьем тысячелетиях до н. э. Именно в это время появился египетский священный треугольник со сторонами 3, 4, 5. Он, как фигура в вещественном исполнении (веревочный вариант), стал главной геометрической и геодезической основой земельного кадастра и планировки городов.
В третьем тысячелетии до н. э. были открыты и стали использоваться константы предопределенности: п = 3,14 и ф = 1,618, а также V2, V3, V5. Вся геодезия древнего мира связана с окружностью, квадратом, треугольником и золотым сечением («деление в крайнем и среднем отношении»). Перечисленные константы использовались в строительстве храмов, пирамид и других сооруже-
7
Геодезия и маркшейдерия
ний. С ними связана геометрия и геодезия древнего времени. Следует отметить, что эти постоянные соотносились с «божественной» предопределенностью, и им вполне закономерно стали соответствовать три направления предопределенности, представленные на рисунке.
Таблица
Прямой угол и принципы влияния (ориентации) в геодезии
№ п/п Название разделов Содержание
1 Приборы, инструменты 1. Основу конструкции геодезических инструментов составляют оси и плоскости, взаимно перпендикулярные друг другу. 2. В каждом инструменте выполняются поверки прямого угла (условия перпендикулярности осей и плоскостей). 3. Реализация условия наличия в инструменте устройства, обеспечивающего приведение осей и плоскостей в горизонтальное или вертикальное положение в соответствии с ПВГ (уровень или отвес) - ориентация по вертикали
2 Прямой угол в исполнении технологии геодезических работ 1. До середины второго тысячелетия главной технологией геодезического обеспечения решения различных задач был прямолинейно-прямоугольный ход. Его структурной основой являлись прямой угол и прямая линия. 2. На каждой станции геодезического хода выполнялись поверки прямого угла и производилась ориентация по основным линиям пространства (вертикаль, горизонталь и линии реализации П4Н)
3 Прямой угол в геометрических построениях на земле 1. В основе геометрического обеспечения инженерного и храмового строительства использовались прямоугольные фигуры (треугольник, квадрат). 2. Выполнялась ориентация построений в пространстве и времени
4 Прямой угол в тригонометрии Геометрической интерпретацией тригонометрических функций являлся прямоугольный треугольник, построенный в какой-либо четверти окружности единичного радиуса. Эта четверть, как и три другие, являлась результатом деления круга двумя перпендикулярными диаметрами
5 Прямой угол в координатах (коорди-натизация пространства) 1. Основой прямоугольной СК являлся прямой угол. 2. При построении прямоугольных СК осуществлялась их ориентация в пространстве и времени
В геодезии предмет науки (специфической системы знаний) представляется в виде формы, размера и пространственного положения (ФРПП), геодезическая метрика или, по-другому, пространственные отношения и формы (класси-
8
Геодезия и маркшейдерия
ческая геометрия). Это понятие предмета науки характеризует востребованность знаний о пространстве-времени, в котором протекает деятельность человека. Соответственно этот предмет науки предопределяет значимость, задан-ность, направленность развития. Отсюда понятно объяснение возникновения системы землемерия как системы организации земельного пространства в целях получения максимального эффекта в соответствующем роде деятельности.
Законы, которые действуют в пределах пространственно-временных рамок, несомненно, влияют на формирование системы показателей, характеризующих геометрическую структуру окружающего мира. Заданность и предопределенность развития геодезии характеризуется предметом геодезии, принципами влияния, прямым углом (прямоугольностью). Все это вполне четко подтверждается логистическим законом развития и вытекающими из него следствиями и выводами [9, 10].
Пространственно-временная предметная предопределенность означает необходимость для человека в структурировании пространства и времени, т. е. его делении и измерении. Для деления пространства необходимы СЭ (точки, линии, поверхности) в их физическом понимании и соответствующие меры измерений (деления) пространства и времени.
В теории развития геодезии разработан логистический закон:
У = 10-2, (1)
где у - эффективность геодезической деятельности, точность соответствующих измерений и т. д.;
i - номер исторической эпохи:
i = 1 - доисторический (землемерный), i = 2 - геометрический,
i = 3 - топографо-геодезический, i = 4 - современный (с конца ХХ в.).
В пределах каждой эпохи точность измерений колеблется в рамках:
у = {10-2(i-1) - 10-2i}, (2)
т. е. меняется от 10-2(i-1) до 10-2i. Вполне естественно интерпретировать у как функцию предопределенности точности и эффективности геодезических измерений.
Применительно к информации ее объемы по мере развития растут в соответствии с рекурентной формулой [9, 10]:
у = а(у-1)2, (3)
где аг- - число информационных слоев (на каком-либо носителе), в каждом из которых информация (ее объем) оценивается числом групп информационных показателей (на топографической карте 7 групп, на конец ХХ в. число групп информационных показателей достигло 20 - цифровые атласы); i - номер исторической эпохи, начиная с геометрической. При этом у0 принято равным 10, а а1 = 3, а2 = 7, а3 = 20. По расчетам формулы (3) число слоев на конец третьей эпохи = 20, а на конец четвертой - около 4 000.
9
Геодезия и маркшейдерия
Границы исторической эпохи можно рассчитать по формуле:
Ti = Ti-i + AT / а, (4)
где ATi - длительность исторической эпохи; Ti и Ti-1 - границы исторических эпох i-й и (-1)-й, а - коэффициент сжатия исторического времени (а = ATi-1 / ATi). Для геодезии этот коэффициент находится в пределах от 5 до 6 [12, 13, 20]. Коэффициент а можно интерпретировать как коэффициент предопределенности сжатия исторического времени. С меньшей точностью выполняется расчет применительно к смене исторических эпох нашей цивилизации. Для нее в какой-то мере коэффициент сжатия исторического времени в 2 и более раз меньше, чем приведенные для геодезической науки. Его значение очень приблизительно равно 2. По данным демографических исследований коэффициент сжатия получен приблизительно на этом же уровне [24]. Точность расчетов зависит от принятых временных рамок исторических эпох. Приведенные расчеты относятся к сфере геодезии, к историческому времени ее развития.
Наконец, предопределенность развития характеризуется критерием идентификации в его геодезической интерпретации [12, 13, 20]:
^ _ d(x2) - d(x1) ^ i (5)
где K - коэффициент идентификации: при К > 1 - объект и явления идентифицируются, при К < 1 - не идентифицируются, при К = 1 - не определяются; d(x\), d(x2) - геодезические события и оценка их эффективности во временном интервале (x1, x2).
Все пять формул в полной мере отражают предопределенность развития, они дают возможность прогнозирования развития геодезии. Эта форма аналитического оценивания критериев развития геодезической науки вполне согласуется и находится в рамках предметной сущности геодезии и всей структуры ТРГ, представленной на рисунке.
Три составляющие (направления структуры ТРГ) группы факторов общей структуры теории развития геодезии определяют ее полноту и целостность. Таким образом, любое исследование, касающееся развития науки, может, а, возможно, и должно рассматриваться с учетом представленной структуры.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Ахундов М. Д. Концепции пространства и времени. Истоки, эволюция, перспективы. - М.: Наука, 1982. - 224 с.
2. Креймер М. А. Построение методологии научного познания // Вестник СГГА. -2013. - Вып. 1 (21). - С. 88-104.
3. Кун Т. Структура научных революций. - М.: Прогресс, 1977. - 300 с.
4. Ларионов Ю. С., Ларионов В. С., Ярославцев Н. А., Приходько С. М. Концептуальные основы целостной естественно-научной картины материального мира // Вестник СГГА. - 2013. - Вып. 4(24). - С. 111-125.
10
Геодезия и маркшейдерия
5. Мушич-Громыко В. Г. Философия современных технических и технологических нововведений // Вестник СГГА. - 2013. - Вып. 1 (21). - С. 105-112.
6. Рейхенбах Г. Философия пространства и времени. - М.: Прогресс, 1985. - 344 с.
7. Синянская М. Л. Фактор прямого угла в «Принципах влияния» в геодезии // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 10-20 апреля 2012 г.). - Новосибирск: СГГА, 2012. Т. 1. - С. 106-110.
8. Синянская М. Л. Сакральная геометрия и геодезия // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2013. 1Х Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 15-26 апреля 2013 г.). - Новосибирск: СГГА, 2013. Т. 1. - С. 58-62.
9. Синянская М. Л. Прямоугольность как геометрический фактор развития геодезии // Вестник СГГА. - 2013. - Вып. 1 (21). - С. 11-15.
10. Сурмин Ю. П. Теория систем и системный анализ. - К.: МАУП, 2003. - 368 с.
11. Тетерин Г. Н. Константы развития и точки прогнозирования // Вестник СГГА. -2002. - Вып. 7. - С. 37-48.
12. Тетерин Г. Н. Теория развития и метасистемное понимание геодезии. - Новосибирск: Сибпринт, 2006. - 162 с.
13. Тетерин Г. Н. История геодезии (до XX в.). - Новосибирск: ООО «Альянс-Регион»,
2008. - 300 с.
14. Тетерин Г. Н. История геодезии - двадцатый век (Россия, СССР). - 2010. - 403 с.
15. Тетерин Г. Н. Феномен и проблемы геодезии: монография. - Новосибирск: СГГА,
2009. - 95 с.
16. Тетерин Г. Н. «Геометрическое» и «Геофизическое» в геодезии // Вестник СГГА. -
2011. - Вып. 1 (14). - С. 26-33.
17. Тетерин Г. Н. Язык геодезии // Геодезия и картография. - 2012. - № 1. - С. 53-58.
18. Тетерин Г. Н. Символ устаревшей идеологии // Вестник СГГА. - 2012. - Вып. 1 (17). -С. 47-52.
19. Тетерин Г. Н. О координатизации - термине и определении // Вестник СГГА. -
2012. - Вып. 4 (20). - С. 32-41.
20. Тетерин Г. Н. Принципы, критерии, законы развития геодезии. - Новосибирск: Сибпринт, 2003. - 106 с.
21. Тетерин Г. Н., Тетерина М. Л. Древние измерительные системы и два принципа влияния (ПВГ и П4Н) // ГЕО-Сибирь-2009. V Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 20-24 апреля 2009 г.). - Новосибирск: СГГА, 2009. Т. 1, ч. 1. - С. 123-124.
22. Тетерин Г. Н., Синянская М. Л. Феномен прямого угла и прямоугольности в геодезии // ГЕО-Сибирь-2010. VI Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2010 г.). - Новосибирск: СГГА, 2010. Т. 1, ч. 1. - С. 48-51.
23. Тетерин Г. Н., Синянская М. Л. Угловые и линейные меры измерений в древнее время // ГЕО-Сибирь-2011. VII Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2011 г.). - Новосибирск: СГГА, 2011. Т. 1, ч. 1. - С. 79-83.
24. Челищев Н. Ф. Сжатие-растяжение исторического времени [Электронный ресурс] // Полемика, 2010. - Режим доступа: http://new.chronologia.org/polemics/chelischev_compression.php.
25. Яковец Ю. В. Циклы. Кризисы. Прогнозы. - М.: Наука, 1999. - 106 с.
Получено 26.02.2014
© М. Л. Синянская, Г. Н. Тетерин, 2014
11
