Суспільно-географічні основи інформаційного розвитку соціогеосистем

І = аРⁿ (при n ? 1) (1)

Нелінійність моделі (1) пояснюється тим, що накопичення наукового знання істотно змінює його структуру внаслідок удосконалення наукового апарату. Цю особливість відображає коефіцієнт n - параметр прогресу. Він є відносно інваріантним, залежить від загального знання і може змінюватися, як функція від І. Коефіцієнт а - інерційний параметр ПС - визначає ухил графіка залежності (1), відображає інерційність (стійкість) ПС і визначається переважно обсягом спеціального знання. Виходячи з принципу відповідності рівня задоволення потреби і кількості накопиченої інформації, пропонується наступна інформаційна модель ПК:

I = I₀+kP^m, або I - I₀? ДI = kP^m (2)

де І - кількість накопиченої і переробленої інформації, отриманої із ПС; І₀ - вихідна кількість накопиченої інформації на початок даного циклу задоволення потреби; P - рівень задоволення соціальної потреби; k - коефіцієнт інформаційноємності даної потреби, який опосередковано відображає ефективність ВС, (k > 0); m - коефіцієнт, враховуючий прогресивне зростання ефективності ВС і кількості інформації, що отримується суспільством з ПС, (m ? 1).

Максимальний приріст кількості інформації для даної стратегії ПК

ДІ = І_к- І_п

У моделі (2) коефіцієнт k відображає загальний рівень науково - технічного потенціалу суспільства і визначає ухил траєкторії ПК. Коефіцієнт m залежить від кількості і якості наукової інформації. Соціум з високим науково - технічним потенціалом має більше значення m і може створити прогресуючі високоефективні ВС, які забезпечують його високу конкурентноздатність. Якісні зміни інформації і знання дозволяють в межах однієї стратегії послідовно вдосконалювати і змінювати ВС, які в свою чергу забезпечують видобування ще більшої кількості інформації.

Теоретична траєкторія ПК відображає точну (у функціональному розумінні) відповідність кількості накопиченої (переробленої) інформації і рівня задоволення соціальної потреби. Практично виникають ситуації, коли поточна точка процесу знаходиться на оптимальній (рівноважної) траєкторії (a), нижче (b) чи вище (c) неї, як показано на рис. 1. Вони характеризують принципово різні умови природокористування:

Ситуація a). Поточна точка процесу знаходиться на оптимальній (рівноважної) траєкторії, тобто, зберігається повна відповідність величин І і Р, ситуація є ідеальною.

Ситуація b). Поточна точка процесу знаходиться нижче оптимальної траєкторії. Відповідність І і Р порушена - в еквівалентному представленні Р більше І, тобто, задоволення потреби випереджає приріст кількості інформації. Дефіцит інформації обмежує можливості прогнозування зміни мультисистеми ПК, бо важко передбачати і враховувати його прямі і побічні наслідки. Внаслідок цього даний варіант ПК може виявитися неоптимальним, кризовим або навіть катастрофічним. У цій ситуації ВС неадекватна об'єкту ПК і не може до нього впевнено адаптуватися, бо її обґрунтована корекція неможлива. Отже, недооцінка в проектах ПК науково - інформаційного забезпечення неприпустима і спроби зменшити вартість капітальних чи експлуатаційних витрат за рахунок спрощення системи моніторингу завжди призводить до серйозних наслідків, що підтверджено практикою ПК.

Ситуація c). Поточна точка процесу знаходиться вище оптимальної траєкторії - в еквіваленті І більше Р, тобто, ріст кількості інформації випереджає задоволення потреби, частина інформації виявляється надлишковою, внаслідок чого вона втрачає цінність. Суспільство має невиправдано великі витрати на отримання інформації із зовнішнього середовища, але ВС може адаптуватися до змін об'єкту ПК і тому здатна працювати в оптимальному режимі. Протиріччя між діючою ВС і кількістю інформації полягає в тому, що остання адекватна більш досконалій ВС, тому виникають передумови для трансформації ВС з метою повнішого задоволення потреби і отримання адекватної кількості інформації в оптимальному режимі.

Отже, траєкторії задоволення соціальних потреб класифікуються у такий спосіб: оптимальні - в ситуації (а); ризиковані - в ситуації (b); неефективні - в ситуації (с). Звідси випливає визначення ефективності ВС як повне задоволення соціальної потреби, отримуючи із ПС найбільше інформації і здійснюючи на нього найменший збурюючий вплив. При більшому обсязі накопиченої інформації спроектовані на її основі траєкторії ПК будуть більш ефективними. Тому можна обґрунтувати наступний принцип інформаційної взаємодії суспільства і природного середовища - з накопиченням і розвитком наукової інформації ефективність ВС у ПК підвищується. а збурення ПС зменшується. Ефективні ВС повинні утримувати ПК на оптимальній траєкторії (а). Але, внаслідок власної інертності вони не можуть трансформуватися неперервно відповідно до зростаючого обсягу накопиченої інформації. Дійсно, накопичення наукової інформації в принципі відбувається дискретно, ВС також трансформується дискретно, але із значно більшим кроком у часі, тому неминуче виникає її неузгодженість з поточним обсягом накопиченої інформації, а емпірична траєкторія ПК відхиляється від оптимального положення.

Постійний ріст масштабів і гостроти екологічних проблем, прогрес забруднення природного середовища, погіршення якості умов життя людини приводить до висновку, що система управління в мультисистемі ПК функціонує неефективно, що зумовлено наступними причинами: недосконалість цілеспрямування; недосконалість управлінського каналу зв'язку; недосконалість каналу зворотного зв'язку; ступінь керованості і спостережності об'єкту управління. Необхідно також додати, що мультисистема ПК є погано організованою системою - вона складається з великої кількості систем і підсистем різних рівнів ієрархії, зв'язки між якими неоднозначні, складні і мають стохастичну природу. Це в сполученні з детермінованим впливом суспільства приводить до значної часово - просторової мінливості параметрів взаємодії, що надає реальній траєкторії ПК складності і непередбачуваності. Небезпечними є трендові відхилення від оптимальної траєкторії, зумовлені недосконалістю наукового базису, інформаційного забезпечення та системи управління.

Стратегія ПК є обраною на певному рівні накопичення інформації можливістю задоволення соціальної потреби і кожна наступна стратегія, розроблена на вищому базовому рівні наукової інформації, реалізує більш широкі можливості в ПК. Отже, з накопиченням інформації поточна стратегія ПК втрачає ефективність і неминуче змінюється новою, більш ефективною. Цей найважливіший механізм адаптації суспільства до змін біосфери визначається інформаційним принципом послідовної зміни стратегій ПК. Різним стратегіям відповідають траєкторії ПК, визначені на різних рівнях накопиченої інформації. Тактика ПК визначається в межах однієї стратегії і є послідовністю стадій адаптації ВС до змін природного середовища. В ідеалі тактичні вимоги зводяться до того, щоб ВС оптимально відповідала поточному обсягу накопиченої інформації. Але внаслідок того, що вона не може змінюватися так швидко, як зростає обсяг інформації, її дискретні трансформації відбуваються стрибкоподібно в межах однієї стратегії (рис. 2). В цьому проявляється дія діалектичного закону переходу кількості у якість: між ВС і поточною кількістю інформації розвиваються діалектичні протиріччя, що вимагають зміни ВС. Перше протиріччя відповідає ситуації (с) і досягає максимуму на початку функціонування даної ВС (точка А на рис. 2). У точці максимальної ефективності (точка Б на рис. 2) воно зникає і розвивається протиріччя неадекватності ВС даній ПС. При досягненні найбільшої напруги цього протиріччя (точка В на рис. 2) відбувається дискретна зміна ВС у межах діючої стратегії, яка створює умови для розвитку протиріч на новому витку роботи ВС. Наявність граничних значень зазначених протиріч вище і нижче оптимальної траєкторії ПК дає можливість побудувати допустимі границі відхилення емпіричної траєкторії, що утворюють зону допустимого ризику. Багаторазова адаптація ВС пояснюється з точки зору трансформаційної теорії розвитку систем (В. Венда, 1990 й інші) послідовною зміною станів структури ВС, які у поточний момент найкращим чином адаптовані до зовнішнього середовища. При зміні структури ефективність ВС неминуче знижується, тому задоволення потреби як результат функціонування ВС буде мати хвилеподібний характер. При наявності перспективних стратегій ПК і готовності суспільства приступити до їхньої реалізації здійснюється перехід ВС на нову стратегічну траєкторію (рис. 2). Це супроводжується радикальною зміною ВС відповідно до нових ідей і настанов, що закладені в новій стратегії ПК. У зв'язку з тим, що кожна стратегія більш високого рівня має більший інтервал задоволення потреби, як показано на рис. 2, послідовний перехід на більш ефективні стратегії забезпечує прогрес у задоволенні даної потреби.

Отже, виходячи з викладеного вище, можна стверджувати, що основним змістом і наслідком науково - технічного прогресу є безупинне відновлення виконавчих систем у всьому спектрі соціальних потреб суспільства, зумовлене зростанням кількості накопиченої інформації.

Інформаційний обмін між суспільством і природним середовищем створює в мультисистемі ПК послідовний потік інформації, формування якого можна описати у такий спосіб:

1. Стадія формування інформації запиту. Після усвідомлення нової соціальної потреби суспільство формулює мету ПК, з'ясовує зміст потреби в термінах сучасного знання і визначає можливі шляхи її задоволення.

2. Стадія формування попередньої інформації. На підставі інформації запиту робиться вибір певної ПС як потенціального об'єкту ПК і формується масив попередньої інформації (тезаурус).

3. Стадія одержання спеціального знання. Досліджується обрана ПС для отримання структурної інформації, оцінки її стану і перспективності експлуатації, з'ясування закономірностей функціонування, прогнозу поведінки тощо.

4. Стадія формування стратегічної інформації (стратегічного планування). На підставі загального і спеціального знання розробляються й обґрунтовуються стратегічні перспективи ПК, визначаються головні підходи, системні вимоги і критерії оптимізації всіх параметрів майбутнього процесу.

5. Стадія формування тактичної інформації (тактичного планування чи проектування ВС). На підставі отриманого спеціального знання і стратегічної інформації визначаються структура і параметри майбутньої ВС, що забезпечують її ефективність і широкий спектр адаптації до ПС.

6. Стадія накопичення, аналізу і засвоєння моніторингової інформації. Реалізується обрана стратегія, інформація про зміни ПС аналізується підсистемами моніторингу й управління для прийняття управлінських рішень, здійснюється керуючий вплив на ВС, відбувається її трансформації, формується наукове знання тощо.

Всі події і процеси в СГС взаємозалежні і взаємозумовлені відповідно до різних показників інерційності та стійкості СС і ПС, різних часових вимірів, у яких вони функціонують тощо. В сучасній глобальній соціально - екологічній кризі можна знайти інформаційні наслідки подій, що відбувалися в СГС в минулому. Так само інформаційний ресурс сучасного суспільства дійде до нащадків завдяки соціальним носіям інформації. Отже, зв'язок між різними системами і подіями в просторі і часі забезпечується специфічними формами інформаційної взаємодії й обміну (що зумовлює надзвичайну актуальність дослідження закономірностей інформаційних процесів в СГС). Все це відображається на еволюції систем. Нестаціонарну еволюційну траєкторію можна представити як гвинтову лінію на поверхні конуса. Її крок відображає швидкість еволюції в часі, а величина центрального кута конуса - швидкість зміни еволюційних параметрів. Для стаціонарного процесу еволюційна траєкторія представляє гвинтову лінію на поверхні циліндра. Поєднуючи ці варіанти еволюційного розвитку, можна побудувати універсальну еволюційну модель у вигляді складної гвинтової лінії на поверхні циліндрів і конусів, що послідовної змінюють один одного. Визначивши фазовими координатами інтегральні показники зміни СС і ПС, отримуємо еволюційну модель мультисистеми ПК.

Дослідженню питань еволюції систем присвячена досить велика кількість літературних джерел (наприклад, Арреніус Дж., Галімов Е., Гродзинський М., Зотін А., Іваницький Г., Кейсевич Л., Алексєєнко І., Радзиховський А., Меркулов І., Мойсєєв М., Назаретян А., Нечитайло В., Ніколис Дж., Новіков І., Постон Т., Стюарт І., Пригожин І., Сєдов Є., Фокс Р., Хакен Г., Ебелінг В., Енгель А., Файстель Р., Ейген М. і багато інших). За Є. Сєдовим (1965 та ін.) в еволюції системи зростання кількості інформації в ній випереджає ріст маси системи і числа її однорідних елементів. У системі завжди існує протиріччя між детермінацією зв'язків її елементів і можливістю еволюційного розвитку. Динамічна рівновага між ними визначається інформаційним обміном із зовнішнім середовищем, яке змушує систему знаходитися в стані взаємної адаптації з ним і підтримувати необхідний рівень стохастичних зв'язків усередині системи, що підсилює її еволюційний потенціал. У незмінних умовах система досягає граничної організованості і втрачає здатність до розвитку, тому що внутрішні ресурси генерації інформації уже вичерпані, а надходження інформації з зовнішнього середовища відсутнє. Для ПТС з активними техногенними елементами (ТЕ) вибір варіанта розвитку визначається детерміновано переважно під впливом техногенних факторів. У цій ситуації мутації системи неможливі і вона, досягши максимального розмаїття за участю ТЕ, залишається в стаціонарному стані до кардинальної зміни режиму функціонування чи вичерпання власних ресурсів. При повній відсутності детермінації у взаємодії елементів системи, що характерно для хаотично організованих систем, коли між їхніми елементами не сформовані стійкі зв'язки, результат функціонування системи носить випадковий характер. У такому стані знаходяться всі системи у початковій стадії самоорганізації. З появою стійкої структури починається спеціалізація і кооперація елементів, зв'язки між ними набувають стійкого імовірнісного характеру у широкому діапазоні зовнішніх умов. Таким чином, співвідношення випадкових і детермінованих системних зв'язків має визначальне значення в еволюції системи, тому що визначає граничний рубіж її розвитку. В історії цивілізації це було причиною розпаду всіх держав з тоталітарним режимом і жорсткою централізацією влади, бо вони втрачали еволюційний потенціал.

Для об'єднання локальних інформаційних процесів побудована інтегрована інформаційна модель ПК у СГС, приведена на рис. 3. Її ідея полягає у спільному аналізі взаємодії чотирьох найголовніших процесів, що визначають інформаційних обмін у СГС: задоволення потреби, збурення ПС, рефлексії соціумом змін ПС і трансформаційної адаптації ВС. Вона створена за ідеєю побудови квадриграм (В. Венда, 1962 та ін.) і складається з чотирьох квадрантів, кожен з яких відображає певний елемент інтегрального інформаційного процесу. У квадранті І (блоці моніторингу збурення ПС) у координатах час (Т) і "ступінь збурення природної системи" відбивається динаміка збурення ПС, як результат її експлуатації. Значення Kr відповідає межі критичної зони даної ПС, що обмежує процес ПК. Моніторингова інформація про стан ПС характеризує, як мінімум, чотири процеси: реакцію ПС на збурення і режим її функціонування; зміни стану навколишнього середовища; функціонування ВС; реакцію СС на задоволення потреби.

Квадрант ІІ (блок суспільної рефлексії) у координатах "ступінь збурення природної системи" і управлінське рішення (УР) відбиває рефлексію соціумом стану ПС і перетворення моніторингової інформації на управлінські рішення. Особливість цього блоку полягає в тому, що в залежності від накопиченого наукового знання і соціального досвіду соціум для поточного стану природного середовища може визначити ВС з більшою чи меншою ефективністю, що графічно відображається нахилом прямої рефлексії до вісі УР (чим менше цей кут, тим більш ефективна рефлексія). В процесі прийняття управлінського рішення велика роль належить не тільки поточному інформаційному ресурсу суспільства, але й його менталітету. У квадранті ІІІ (блоці трансформаційної адаптації ВС) у координатах Р (рівень задоволення потреби) і УР відбито наступний етап перетворення інформації - оперативної в управляючу і показано функціонування ВС, що сприймає управлінські рішення і трансформує їх на досягнення потреби. Якщо ефективність ВС знижується до деякого рівня, що визначає доцільність її використання, управлінське рішення передбачає трансформацію поточної ВС, тобто зміну її структури (зміна тактики ПК) чи створення нової ВС (перехід на нову стратегію ПК). Квадрант ІV (блок задоволення соціальної потреби) у координатах Р і Т відбиває динаміку задоволення соціальної потреби в залежності від усіх зазначених вище факторів. Як видно з графіка на рис. 3, задоволення потреби у часі мінливе і представляє ламану криву з локальними спадами (зменшення ефективності ВС при найбільших відхиленнях від рівноважної траєкторії ПК) на тлі загальної тенденції підвищення рівня задоволення соціальної потреби. Причиною коливань задоволення потреби є періодичні зміни ефективності ВС, пов'язані з їх трансформацією. Цей механізм пояснює періодичні явища у суспільному житті і господарстві. Наприклад, довгі хвилі Кондратьєва (період 54 - 55 років), які спостерігаються в економічних системах, середньострокові цикли Жюгляра, короткострокові цикли Кітчина, поліциклічні теорії соціоекогенезу Шумпетера і Коваля, соціальні потрясіння, які теж мають періодичний характер, і багато інших прикладів з різних галузей суспільного буття можна пояснити у тому числі й адаптаційними механізмами зміни відповідних ВС. Отже, періодичність є головною ознакою всіх процесів у суспільстві, що дозволяє сформулювати відповідний принцип інформаційної взаємодії суспільства і природи.

Розділ 4 "Дослідження інформаційних процесів у природних системах" присвячено розгляду результатів математичного моделювання інформаційних процесів в системах матеріального переносу, інформаційних особливостей обміну енергією і речовиною, інформаційної сутності процесу масопереносу, інформаційної взаємодії природних мінеральних систем.

Під системою матеріального переносу (СМП) розуміється система, у якій відбувається переніс речовини в потенційному полі під впливом градієнтів діючих сил, що відображають часово - просторові зміни енергії системи. В таблиці 2 наведені приклади процесів, що відбуваються в СМП. Зміст феноменологічних законів ідентичний - вони описують залежність вектора щільності потоку від градієнта потенційного поля, тобто, пов'язують дві найважливіші характеристики матеріального світу - речовину й енергію. Згідно з теорією подібності наведені в таблиці 2 процеси є аналогічними, з позицій теорії інформації їх можна розглядати як один процес, що доводить більш загальний рівень інформаційної взаємодії. Процеси матеріального переносу досліджені методами математичного моделювання на прикладі фільтрації в гідрогеологічних системах (ГГС). Моделювання СМП для збільшення репрезентативності досліджень здійснювалося в різних постановках. Окремо за методикою, висвітленою в роботі (К. Нємець, 2005), досліджувались стаціонарні та нестаціонарні процеси матеріального переносу, представлені загальновідомим лінійним і нелінійним диференційним рівнянням Лапласа і Фур'є. Варіабельність процесу досягалася змінами основних параметрів процесу і середовища. Усього з урахуванням різних сполучень змінних параметрів і умов було сформовано близько 20000 задач. При їх рішенні отримані часово - просторові розподіли енергії ГГС (напору) і витрати потоку. Після квантування функцій енергії і витрати потоку за загальноприйнятою методикою обчислювались ентропія їхнього розподілу та інші статистики - середнє, дисперсія, стандартне відхилення, коефіцієнт асиметрії і коефіцієнт ексцесу.

Аналіз впливу різних факторів на інформаційний обмін виконано для найбільш складного нелінійного процесу переносу, рішення лінійних задач є частковими і простішими його випадками. Встановлено, що ентропія розподілу енергії і витрати потоку в цілому добре відображає мінливість цих функцій. Статистичні показники розподілу по - різному реагують на зміни цих функції і доповнюють результати аналізу ентропії. В комплексі всі ці показники досить детально відображають особливості генерування і передачі інформації в СМП, а результати дослідження розподілу переносу речовини за всіма статистичними показниками і ентропією в цілому добре корелюють, що дозволяє розглядати їх як комплексну характеристику переносу речовини. Аналогічні висновки зроблено і з аналізу процесу конвективного масопереносу, для якого додатково використовувалась приведена ентропія. Всі проаналізовані показники чітко відображають особливості масопереносу (кількість фаз, їхні співвідношення, приведений час перебування у потоці тощо).

Досліджено інформаційну взаємодію мінеральних ПС у часі і у просторі. Встановлено, що найменші значення ентропії спостерігаються в тих підсистемах, що знаходяться в ділянках з мінімальною мінливістю енергії. В початковій фазі збурення, яка складає приблизно 1/5 усього часу релаксації, спостерігається нестаціонарний характер розвитку процесу, коли енергія змінюється нерівномірно і досить інтенсивно. У наступних фазах процесу енергія змінюється повільніше і з постійним темпом, що свідчить про перехід ПС до квазістаціонарного режиму. Можна стверджувати, що в інформаційній взаємодії існує просторова симетрія і з віддаленням від джерела збурення ПС ентропія зменшується. Збурення ПС у часі за змінами ентропії швидко затухає - її помітні зміни спостерігаються на початку збурення протягом 20% - 25% приведеного часу, далі її величина зберігає майже постійне значення. Цей висновок важливий для часової оптимізації систем моніторингу, бо показує, що найбільш інформативними є спостереження процесу взаємодії систем протягом першої чверті часу його розвитку.

У розділі 5 "Моделі інформаційних процесів у соціогеосистемах" розглядаються особливості математичного моделювання СГС, інформаційні моделі СГП, інформаційна модель загального розвитку суспільства, інформаційна модель когнітивної системи, принципові підходи в управлінні СГС, основи інформаційної концепції взаємодії суспільства та природи.

Істотна неоднорідність СС, непередбачувана розмаїтість поводження малих соціумів і індивідів у соціальних процесах визначає методичну проблематичність і обмеженість використання детермінованого підходу до їхнього моделювання. Імовірнісний підхід коректніший, але більш трудомісткий. На наш погляд, оптимальним є комбінування обох підходів. У вирішенні проблеми моделювання СС є важливими географічні аспекти. Менталітет окремої людини, локального соціуму чи суспільства в цілому формується в конкретних природно - географічних умовах і, відображаючи їх, є початковою ланкою побудови моделі СС. Розміщення господарських структур та аналіз впливу на них природних чинників неможливі без детального географічного аналізу. Проблеми економічного характеру прямо пов'язані з необхідністю врахування географічних факторів. Проблеми змін природного середовища під впливом господарської діяльності суспільства, що визначають загальний дисбаланс біосфери і можливість розвитку глобальної екологічної кризи, також не можуть бути вирішені без залучення наукового апарату наук про Землю, у тому числі й географії. Враховуючи, що часово - просторовий аналіз описаних факторів є головною ознакою географічного підходу, очевидно, що в основу моделювання СС повинна бути покладена модель інформаційно - суспільно - географічного простору, у якому рухаються і змінюються СС. Отже, моделі СС повинні ґрунтуватися на моделях природного середовища, як субстрату розвитку суспільства.

Значно розширюють можливості моделюванні СС знання закономірностей інформаційного обміну між системами. Дія інформаційного принципу ПК відповідності задоволення соціальної потреби інформаційному ресурсу суспільства актуальна і для моделювання СС. Ідея пропонованого підходу полягає в тому, що інформаційний ресурс можна розглядати як показник розвиненості соціуму і його еволюційного потенціалу, тобто, розвиток кожної потреби суспільства можна описати в термінах інформації. Інформаційний обмін стає об'єднуючою ланкою всіх часткових моделей соціальних процесів і явищ, що дозволить зібрати воєдино фрагменти мозаїки суспільного буття на тлі розвитку біосфери, а також прогнозувати розвиток СГС у межах соціальних настанов суспільства і природних можливостей довкілля. Інформація, як найбільш універсальна ознака і властивість всіх систем, є глобальним параметром, який об'єктивно їх поєднує. Тому використання в математичних моделях СС інформаційних змінних має суттєво підвищити достовірність, надійність і обгрунтованість відповідальних управлінських рішень соціуму у галузі ПК.

Побудовано концептуальні моделі суспільства і когнітивної системи. Під концептуальною моделлю тут розуміється теоретично обґрунтовану модель, в якій визначено форму математичних залежностей, що описують об'єкт, а також розкрито зміст її коефіцієнтів. Вона описує максимально можливий за охопленням клас суспільних процесів і систем і у вивченні СГС є певним наближенням, теоретичною ланкою, яка визначає орієнтири для подальших досліджень. Концептуальна інформаційна модель розвитку суспільства побудована з урахуванням моделей (1) і (2), описаних вище, виходячи з того, що в мультисистемі ПК є такі об'єкти взаємодії:

1. ПС різного ступеня складності з властивою ним структурною інформацією. Вони характеризуються коефіцієнтом інерційності а, постійним для кожної ПС, і частково регульованим суспільством коефіцієнтом прогресу n. ПС з відновлюваними ресурсами вимагають оптимального управління, що забезпечує відносну стабільність їхнього стану і збалансованість інтенсивності відбору і відновлення ресурсу. Для ПС із скінченими ресурсами характерне технологічно повне видобування ресурсу з істотною зміною їхнього стану, тому управління ними повинно орієнтуватися на мінімізацію збурюючого впливу на навколишнє середовище.

2. СС, як активний учасник ПК, формує соціальні потреби і має кілька важливих особливостей, що суттєво впливають на характер ПК: а) загальні принципи взаємин суспільства з природним середовищем, що визначаються соціальним менталітетом і впливають на всі елементи ПК; б) принципи формування цілей, обумовлених соціальними потребами, сумісними з потенційними можливостями ПС; в) усвідомлення суспільством міри відповідальності за результати своїх дій у природі; г) мотивація суспільства до діяльності, спрямованої на відновлення первинних властивостей ПС; д) відсутність соціальних конфліктів, які неминуче призводять до порушень стану соціуму і природного середовища. Очевидно, що вектори розвитку елементів СС повинні бути коваріантними.

3. ВС, що формується СС для матеріальної й інформаційної взаємодії з ПС й в інформаційній моделі є основним каналом зв'язку. Її коефіцієнт інформаційноємності k визначає ухил траєкторії ПК і відображає дію усіх чинників суспільного устрою, що впливають на взаємодію з природним середовищем, насамперед, науково - технічного потенціалу суспільства.

ВС постійно знаходиться в діалектичному протиріччі з ПС, яке розв'язується шляхом їхньої взаємної адаптації, а при більшому загостренні - тактичною і стратегічною перебудовою ВС. За цією схемою відбувається взаємодія суспільства і природи на всіх рівнях ієрархії соціуму, потреб і ВС, у тому числі, і на рівні глобальної СГС, де можна розглядати гранично узагальнені соціальну потребу і ВС. Циклічність криз в історії суспільства підтверджує тезу про його спіралеподібний розвиток, а експонентний закон накопичення наукової інформації свідчить про прискорення суспільного розвитку, що проявляється в скороченні циклів стратегічного відновлення ВС. Цей висновок підтверджується аналізом темпів розвитку і змін суспільних формацій в історії людства. Кожна нова стратегічна ВС відрізнялась від попередньої вищими темпами отримання і накопичення інформації, змінами суспільних інститутів, економічних основ, суспільної свідомості. Прогресивніший економічний базис сприяв розкріпаченню виробничих відносин і ідеологічної надбудови, що зумовлювало зростання ефективності ВС. Так тривало до 90-х років ХХ століття, коли глобальна СГС ще була розімкнутою, пізніше почалися процеси глобалізації, що стало наслідком її замикання. Це нове в історії людства явище принесло загрозу формування глобальних криз різного характеру - геоекологічних, політичних, демографічних, соціальних тощо. З точки зору інформаційної моделі розвитку суспільства глобалізація є ознакою наближення траєкторії ПК до критичної зони біосфери і свідчить про вичерпання можливостей нинішньої стратегії суспільства. Нова стратегія, на яку повинне перейти сучасне суспільство, істотно відрізняється від попередніх тим, що повинна забезпечити надійне усунення загрози виходу траєкторії ПК за межі оптимальної зони завдяки створенню ВС з ефективністю, що дозволить вивести траєкторію з можливого контакту з критичною зоною біосфери. Це можливо при необмеженому зростанні інформаційного ресурсу суспільства, повному вивільненні виробничих сил, ліквідації соціальних конфліктів, формуванні нового менталітету суспільства, реалізації природоцентричного підходу в ПК і буде досягнуто шляхом багаторазових тактичних перебудов ВС. На наш погляд, цю стратегію розвитку суспільства можна визначити як інформаційно - ноосферну.

Концептуальна інформаційна модель когнітивної системи побудована на основі наступних положень. Наука є особливим видом СС, що орієнтована на одержання, обробку і накопичення інформації у вигляді соціального знання і досвіду. У науковій діяльності формується система, яка визначається як мультисистема ПК, тому що пізнання - це специфічний вид ПК, спрямований на отримання із природного середовища інформаційного ресурсу. Її компоненти наступні:

1. ПС, що служать джерелом структурної інформації.

2. СС, що відчувають потребу в: отриманні структурної інформації ПС; її науковому аналізі, перетворенні в оперативну, керуючу, адаптивну чи наукову інформацію; використанні перетвореної інформації для керування, адаптації й інформаційного обміну на соціальних рівнях.

3. ВС, що є сукупністю каналів зв'язку для обміну інформацією між СС і ПС і містить у собі: матеріально - технічні засоби спостереження й експериментального впливу на ПС; методи і методики отримання інформації; методи наукового аналізу і синтезу (перетворення) інформації; методи збереження і комунікації інформації.

Відособлене положення займають вчені, що представляють одночасно СС, як суб'єкт наукової діяльності, і ВС, як канал інформаційної взаємодії.

В науковій діяльності критичний стан мультисистеми досягається, коли існуюча ВС стає неефективною і не забезпечує потрібний приріст інформації. Стратегія наукового дослідження представляє сукупність тактичних варіантів ВС, заснованих на одній фундаментальній парадигмі чи ідеї наукової діяльності. У науці існує циклічність розвитку, коли чергуються періоди прискореного революційного розвитку (зміна парадигм) з більш спокійними періодами накопичення наукової інформації і побудови теорій. Сучасна наука вступила в постнекласичний період розвитку, який характеризується міждисциплінарним підходом, встановленням тісного взаємозв'язку між науками різних напрямків, орієнтацією на нелінійні представлення процесів і формуванням синергетичної парадигми, яка особливо важлива у дослідженні СГС. Наукова інформація характеризується самоприскоренням, що зумовлює нелінійний механізм когнітивного процесу, встановлений уже давно, як ріст наукового знання за експонентною залежністю. З позиції інформаційної моделі це пояснюється постійним збільшенням коефіцієнта інформаційноємності k кожної наступної модифікації ВС і прогресивним зростанням І₀ для кожної нової стратегії, внаслідок чого кількість накопиченої наукової інформації прогресивно зростає.

Можна констатувати, що у глобальній мультисистемі ПК формується параметр порядку (за Г. Хакеном), зумовлений господарською діяльністю суспільства, яка в існуючому вигляді є серйозною загрозою для еволюції біосфери. Біосфера настільки сенсибілізована до швидко зростаючої за масштабами збурення ПС людської діяльності, що весь комплекс параметрів впливу суспільства формує єдину змінну керування, яка домінує і визначає характер розвитку біосфери. Головне завдання суспільства полягає у такій орієнтації вектору антропогенного параметру порядку, щоб атрактор тяжіння траєкторія розвитку біосфери був прийнятний і для біосфери і для людства. Ідея ноосфери в цих термінах може бути сформульована наступним чином: суспільство формує параметр порядку, який діє в системі "біосфера - суспільство" і скеровує траєкторію її розвитку до атрактору, що відповідає гармонічному сполученню інтересів людства і природи.

На сьогодні у взаємодії суспільства та природи міцно закріпився антропоцентричний підхід, який визначає агресивно - споживацький характер ПК. У соціальних питаннях і в проблемах розвитку суспільства використання принципу антропоцентризму, як прагнення діяти для задоволення нагальних потреб людей, цілком прийнятне і навіть необхідне. Очевидно, що соціальна політика будь-якого суспільства повинна будуватися з урахуванням цього принципу. Однак, коли його починають застосовувати у ПК, виникають протиріччя: а) порушуючи рівновагу в ПС, соціум виводить їх із стану гомеостазу і створює низку проблем, тому що зміни стану природного середовища неминуче торкнуться і його; б) у біосфері всі біологічні види конкурують, але їх поява, вимирання, просторово - часовий розподіл спрямовані на загальну еволюцію біосфери; господарська діяльність людства всупереч природним законам є потужним дестабілізуючим чинником, на дію якого біосфера вимушена відповідати протидією аж до знищення джерела збурення - людини; для припинення цієї протидії біосфери ПК має здійснюватися не всупереч, а за законами розвитку природи, суспільство повинне визнати паритет інтересів всіх біологічних видів і враховувати це в своїй діяльності; в) у проблемі гармонізації відношень суспільства і природи є дуже глибокий моральний аспект - людина самовільно привласнила право розпоряджатися долею інших біологічних видів; це свідчить про незрілість моральних підвалин суспільства, необхідність їх розвитку до рівня, гідного розумної істоти і вимог концепції стійкого розвитку як глобальної парадигми. Альтернативою антропоцентризму у ПК є природоцентризм (біоцентризм), який всю діяльність у природному середовищі спрямовує таким чином, щоб задоволення соціальних потреб суспільства не суперечило законам розвитку біосфери. Отже, принципи антропоцентризму і природоцентризму в ПК є протилежними, вони істотно відрізняються за мірою використання інформації. Так, інформаційне забезпечення природоцентричного підходу вимагає отримання і переробки більшого обсягу моніторингової інформації, а необхідність врахування далеких і побічних наслідків конкретної діяльності у ПС, а також особливостей інформаційного обміну потребує створення принципово нових методів наукового аналізу і прогнозу, здатних представляти процеси в інформаційно - суспільно - географічному просторі.

В історії розвитку сучасної глобальної СГС можна виділити кілька етапів, які розділяються у часі своєрідними фазовими переходами - її якісними змінами і структурною перебудовою:

1. Літогенез - характеризується формуванням літосфери і геологічного кругообігу речовини. Його тривалість складає не менше 4,5 - 5,5 млрд. років, а основний зміст - формування мінеральної речовини Землі і геологічних систем. Відносно невелика інформаційна ємність неорганічних сполук на мікрорівні з часом стала перешкоджати подальшому зростанню їхнього розмаїття і накопиченню структурної інформації - сформувався поріг накопичення інформації. Еволюція речовини потребувала появи нового, більш ємного носія структурної інформації, що й призвело до здійснення першого фазового переходу - із складних неорганічних сполук випадково синтезувалася органічна сполука, яка стала зародком майбутніх біологічних систем.

2. Біогенез - розпочався приблизно 3,5 млрд. років тому. Його сутність полягає у формуванні і розвитку біологічних систем, здатних накопичувати значно більше інформації порівняно з мінеральними системами. Біосфера, яка сформувалася на цьому етапі, просторово перетиналася з іншими геосферами, активно впливала на їхні властивості. Почався біологічний кругообіг речовини, до якого залучалася речовина літосфери, гідросфери і атмосфери. Інтенсивно змінювалась біосфера: швидко зростало біологічне розмаїття, еволюційно виникали нові біологічні види, більш складні і спроможні отримувати, засвоювати і зберігати більші обсяги інформації. Насичення інформаційної ємності біосфери стало гальмувати загальну еволюцію, вимагаючи появи нового об'єкту, здатного ще в більших обсягах отримувати, зберігати, передавати і переробляти інформацію. Просте природне накопичення і відтворення інформації мало змінитися принципово іншими механізмами її обробки. Так сформувався новий поріг накопичення інформації, який зумовив другий фазовий перехід - появу мислячої істоти - людини.

3. Соціогенез - почався приблизно 40 тис. років тому. З точки зору концепції еволюційного накопичення інформації ця подія в історії розвитку глобальної геосистеми має виключно важливе значення, бо тільки мисляча істота здатна зробити процес накопичення інформації незалежним від властивостей та інформаційної ємності природних носіїв і сховищ інформації. Поява соціальної надбудови над біосферою стало проривом у процесі накопичення інформації. З початком техногенезу суспільство почало швидко нарощувати технічну і технологічну потужність, отримувати із природного середовища прогресивно зростаючі обсяги сировини, ресурсів, а також інформації і вдосконалювати її штучні носії і сховища. Сучасний етап розвитку глобальної СГС характеризується істотним зростанням обсягів соціальної інформації, людина вже не може впоратися з її потоками природним шляхом і вимушена застосовувати штучні засоби і технології її обробки. Інформаційна ємність штучних носіїв та засобів зберігання інформації сьогодні практично не має обмежень, але потрібно нарощувати швидкість обробки інформації, бо багато технологічних процесів швидкоплинні і вимагають адекватних рішень. Це доводить, що в глобальній СГС формується новий інформаційний поріг, пов'язаний з обмеженнями швидкості обробки інформації. Його наслідком може стати третій фазовий перехід - до ноогенезу - масового використання штучного інтелекту, який забезпечить всі сфери суспільної діяльності різними видами інформації. Наслідком ноогенезу стане реальне формування ноосфери.

Виходячи з наведеного вище, можна сформулювати наступні інформаційні принципи взаємодії СС та ПС:

1. Відповідності рівня розвитку СС і обсягу її інформаційного ресурсу.

2. Взаємного прискорення розвитку СГС і накопичення інформації.

3. Оптимальної відповідності рівня задоволення соціальної потреби і кількості накопиченої і засвоєної суспільством інформації, отриманої з природного середовища.

4. Еквівалентного перетворення інформації в ПК за схемою: структурна - моніторингова - оперативна - управляюча - структурна.

5. Послідовного зростання частки цінної інформації.

6. Послідовного зростання ефективності ВС і зменшення збурення ПС на основі прогресуючого накопичення інформації - появи новітніх наукових розробок і технологій, розвитку технічних можливостей суспільства тощо.

7. Послідовної дискретної трансформації ВС.

8. Циклічності задоволення соціальної потреби, зумовленої трансформацією ВС і змінами соціального запиту.

9. Послідовної зміни стратегій ПК на основі формування і поступального розвитку глобального менталітету соціуму відповідно до загальноцивілізаційних цінностей, вимог і стандартів.

10. Пріоритетного розвитку інформаційного забезпечення ПК на основі синергетичного загальнонаукового підходу.

11. Інформаційної інтерференції в мультисистемі ПК.

12. Залежності розвитку культурологічного процесу в суспільстві від його інформаційного ресурсу.

Вивчення інформаційних процесів в СГС є новим перспективним напрямом суспільної географії. Усвідомлення визначальної ролі інформаційного обміну в мультисистемах ПК і орієнтація досліджень на з'ясування його закономірностей свідчить про те, що суттєво розширюється предметно - об'єктна область суспільної географії і здійснюється відповідне вдосконалення наукового апарату, посилюється застосування новітніх інформаційних технологій та методів обробки інформації. Це свідчить про становлення інформаційно - синергетичної парадигми, яка має стати основою подальшого вдосконалення методології суспільної географії. На її основі можливе формування інформаційно - кібернетичної географії, яка має головним об'єктом інформаційні процеси в СГС і логічно завершить формування блоку суспільно - географічних наук для комплексного дослідження проблем взаємодії суспільства і природи.

Розділ 6 "Інформаційний аналіз регіональних соціогеосистем України" присвячений розгляду підходів до інформаційного аналізу соціогеосистем, методичних основ досліджень, групування регіонів за різними інформаційними і статистичними показниками, інформаційного аналізу траєкторій розвитку регіонів, напрямків їх розвитку.

Регіони розглядаються як складні динамічні СГС, стан яких відображається різноплановими показниками і параметрами. По аналогії з формуванням структурної інформації ПС можна вважати, що на певний момент часу сукупність конкретних значень параметрів СГС характеризує один реалізований варіант її стану з багатьох імовірно можливих. В інформаційному аналізі використовується ентропія розподілу параметрів СГС для оцінки міри її структурної організованості. Порівнюючи синхронну ентропію різних СГС, або однієї СГС на різні моменти часу можна робити висновки про ступінь їхньої структурної організації та аналізувати динаміку структурних змін. Інформаційний аналіз регіонів України виконано за період 1990 - 2004 роки. Всього використано близько 200 параметрів, отриманих з офіційних звітів Держкомстату України. Розраховані показники розподілу параметрів регіональних СГС і середні індекси їх розвитку є своєрідними координатами фазового простору, у якому аналізується стан і динаміка СГС. Аналіз виконувався на часткових зрізах фазового простору - фазових площинах, зокрема, в координатах "рівень розвитку" (за середнім індексом розвитку) і "ентропія". У цій фазовій площині досить чітко спостерігається групування регіонів і специфіка розвитку кожного з них. Встановлено, що розвинуті в промисловому відношенні регіони (з більшим інформаційним ресурсом) характеризуються більшою структурною організованістю, за весь аналізований період спостерігається переважне зменшення структурної організованості регіонів, що свідчить про структурні зміни їхнього господарства.

Аналіз траєкторії розвитку регіональних СГС є різновидом інформаційного аналізу регіонів і полягає у простежуванні змін стану певної СГС у часі на фазовій площині "ентропія" - "індекс розвитку", що дозволяє вирішувати різноманітні завдання. Встановлено, що траєкторії всіх регіонів за період 1990 - 2000 рр. є регресивними, у 2004 році з'являються ознаки прогресивного розвитку для переважної більшості промислових регіонів. Це свідчить про важливу роль інформаційного ресурсу у відновленні господарства регіонів. Аналіз розподілу регіонів за іншими показниками в цілому підтверджує наведені висновки. Можна стверджувати, що пропоновані методи інформаційного аналізу розвитку СГС досить ефективні і надають нових можливостей у суспільно - географічних дослідженнях.

Визначено перспективні напрямки розвитку ВС українського суспільства. Першочерговим завданням є вирішення наступних проблем: науково - технічної проблеми сучасного виробництва; раціональне використання існуючого в Україні ресурсно - промислового потенціалу; термінове створення в Україні інформаційної служби; створення загальнонаціональної і регіональних комплексних програм регіонального розвитку; реалізація додаткового потенціалу прикордонних територій України; створення сприятливих умов для самодостатнього розвитку регіонів.

Запропонована методика інформаційного дослідження СГС дозволяє фахівцям в галузі суспільної географії взяти безпосередню участь у розв'язанні визначених питань, важливих для успішного розвитку України як незалежної демократичної держави з ринковою економікою.

Висновки

1. Сучасний соціальний запит на дослідження СГС вимагає розробки принципово нової стратегії суспільства на основі знань про закономірності інформаційної взаємодії в СГС, а також трансформації суспільного і особистісного менталітету. Внаслідок швидкого зростання антропогенного кругообігу речовини та енергії, який не "вписується" в природні кругообіги, почалися регіональні та глобальні антропогенні трансформації природного середовища. Тому у суспільній свідомості формується нова глобальна соціальна потреба - необхідність гармонізації взаємовідносин суспільства і природного середовища.

2. Задоволення будь - якої соціальної потреби відбувається у мультисистемі ПК, що включає суспільство, ПС, господарство і ПС та СС, які побічно через всі види взаємодії залучені до ПК. Між складовими мультисистеми відбувається речовинно - енергетична та інформаційна взаємодія, при цьому інформаційний обмін відображає більш загальні і фундаментальні закономірності еволюції СГС. В умовах розвитку глобальної соціально - геоекологічної кризи особливої важливості набувають дослідження інформаційних процесів і інформаційного забезпечення ПК. Моделі ПК, основані на закономірностях речовинної та енергетичної взаємодії без врахування інформаційного обміну, не відображають багато побічних і віддалених наслідків ПК, що є причиною соціально - екологічних проблем. Тому неминуче потрібно враховувати інформаційні закони розвитку СГС, що є запорукою створення більш ефективних ВС і неодмінною умовою переходу до інформаційного суспільства.

3. Сучасний соціальний запит вимагає суспільно - географічного дослідження ПС і ПТС на більш високому методологічному рівні (на основі синергетичної парадигми). Дослідження інформаційного обміну важливе для розуміння загальних закономірностей взаємного зв'язку всіх процесів і явищ у глобальній СГС для науково обґрунтованого оптимального інформаційного управління нею. Тому інформаційна складова СГП відноситься до об'єкту суспільної географії, яка має адекватний науковий апарат, здатний інтегрувати в об'єкті дослідження СС, господарство і ПС у їх нерозривному зв'язку. Розширення предметно - об'єктної області суспільної географії потребує вдосконалення її понятійно - термінологічного апарату. Пропонується доповнити фундаментальне поняття географії "географічний простір" новим поняттям "інформаційно - суспільно - географічний простір".

4. За критерієм якості і ролі циркулюючої інформації встановлено такі типи інформаційного обміну: управляючий, адаптивний і пізнавальний (когнітивний). Виділено наступні рівні інформаційного обміну:

а) в біологічних природних системах: генетико - біологічний, психо - біологічний;

б) в мінеральних природних системах: глобальний, регіональний, локальний;

в) в соціальних системах: індивідуально - генетичний, індивідуально - соціальний, соціумно - соціальний, національно - соціальний, глобально - соціальний.

За особливостями інформації виділяються наступні її види: структурна інформація природних систем (літосферна, атмосферна, гідросферна, біосферна та антропосферна), моніторингова, оперативна, управляюча, адаптивна. У суспільстві циркулює соціальна інформація, яка виконує у соціумі наступні функції: комунікативну, управляючу, науково - пізнавальну, навчально - виховну, регулятивну тощо. Для ПК важливою є наукова інформація, яка складає інформаційний ресурс суспільства і визначає ступінь його розвитку.

5. Інформаційний ресурс має визначальне значення у розвитку суспільства, мобілізуючи продуктивні сили для вирішення нагальних проблем. Із збільшенням обсягу засвоєної суспільством інформації зростає його розмаїтість і посилюється інформаційна взаємодія між природними і соціальними підсистемами. ПС - геологічні, географічні і природно - техногенні, як об'єкти дослідження різноманітні, складні і погано організовані. СС відрізняються надзвичайно великим розмаїттям і суперечністю, що ускладнює їх дослідження. Це пояснюється суперечливим соціальним та біологічним статусом людини, як біосоціальної істоти. Соціалізація людини протиставила її біосфері, створила умови для розвитку соціальних потреб, які часто є необґрунтованими і недоцільними з точки зору еволюції біосфери. СГС принципово є нелінійними, що вимагає застосування для їх дослідження синергетичних методів і підходів.

6. Формування неперервного потоку інформації в мультисистемі ПК проходить наступні стадії: формування інформації запиту; попередньої інформації (тезауруса); спеціального знання; стратегічної інформації (стратегічного планування); тактичної інформації (тактичного планування); накопичення, аналізу і засвоєння моніторингової інформації. Перетворення інформації відбувається за схемою: структурна ПС - моніторингова - оперативна - управляюча - структурна. Ці перетворення супроводжуються генерацією інформації і її накопиченням в СС і ПС. Обсяг накопиченої соціумом інформації визначає потужність його інформаційного ресурсу, рівень розвитку і розмаїття соціальних потреб.