Litteris et Artibus?

Rys. Sławomir Makal

Jednym z kluczowych osiągnięć nauk systemowych jest wprowadzenie uniwersalnej terminologii, która ułatwia komunikację między specjalistami z różnych dziedzin. Dzięki temu stała się ona pomostem między naukami szczegółowymi, z którymi dzieli konkretność problematyki, a naukami abstrakcyjnymi, które łączy z nią ogólny charakter analizowanych zagadnień.

W dzisiejszej nauce występuje podział na nauki abstrakcyjne (formalne) i nauki realne (konkretne). Nauka tak podzielona, nazwijmy ją wczorajszą, stała się sumą odgraniczonych od siebie monodyscyplin, wytwarzających na potrzeby własne niezbędną terminologię, metodologię i traktujących przypisany sobie zakres rzeczywistości jako własny teren, poza który samemu się nie wychodzi i na który innych się nie wpuszcza.

Gdyby zapytać ludzi przywykłych do struktury nauki wczorajszej, kto odpowiada za bezpieczeństwo w mieście, zapewne większość wskazałaby na policję. Ale to niepełna odpowiedź. O bezpieczeństwo dbają również strażacy, ratownicy medyczni, inżynierowie projektujący stabilne budynki i mosty, informatycy chroniący systemy przed cyberatakami, prawnicy opracowujący przepisy oraz nauczyciele uczący dzieci zasad ruchu drogowego i pierwszej pomocy itd. Nie można też zapomnieć o mieszkańcach, którzy zgłaszają zagrożenia i stosują się do zasad bezpieczeństwa. Słowem, mamy tu do czynienia z koncentrycznym uderzeniem wielu specjalności w ten przykładowy problem bezpieczeństwa.

Powyższy przykład jest problemem multidyscyplinarnym, którego rozwiązywanie wymaga współdziałania specjalistów z różnych monodyscyplin oraz konieczność komunikacji i uzgadniania wspólnych kwestii, co sprzyja konfrontacji terminologii, pojęć, metod oraz problemów charakterystycznych dla każdej z dyscyplin. Niejednokrotnie okazywało się jednak, że sztywne rozgraniczanie nauk ma charakter dość sztuczny, a z pozoru nawet odległe od siebie monodyscypliny mają wspólne mianowniki za które uznać należy tożsame ze sobą problemy. Występują zatem między monodyscyplinami podobieństwa, których — wskutek różnic terminologicznych i braku zainteresowania cudzą problematyką — przedtem nie dostrzegano. Odkryto na przykład, że przepływ ciepła w ciałach stałych można opisać tymi samymi równaniami, które stosuje się do dyfuzji substancji w cieczach i gazach. Dzięki temu metody matematyczne rozwinięte w jednej dziedzinie mogły zostać bezpośrednio zastosowane w drugiej, wystarczyło jedynie dostrzec analogię i odpowiednio przełożyć pojęcia. Podobnie ekonomiści analizujący mechanizmy podaży i popytu oraz fizycy zajmujący się dynamiką gazów początkowo nie zdawali sobie sprawy, że modele matematyczne opisujące cząsteczki gazu można odnieść do zachowań rynkowych. Okazało się, że fluktuacje cen i liczby transakcji podlegają podobnym zasadom statystycznym, co umożliwiło zastosowanie metod fizyki statystycznej do analizy rynków finansowych.

Takie doświadczenia stały się impulsem do przenoszenia gotowych rozwiązań z jednych monodyscyplin do innych, następnie zaś doprowadziły do zrozumienia potrzeby rozwiązywania problemów interdyscyplinarnych, tj. tak ogólnych i ścisłych, że otrzymane wyniki mogłyby być wykorzystywane w wielu różnych monodyscyplinach. Stąd już prosta droga prowadziła do idei nauki interdyscyplinarnej, interdyscypliny. Jako tego rodzaju przykład powstała w XX wieku np. inżynieria systemów, cybernetyka i inne nauki systemowe, nazywane również naukami kompleksowymi.

Prawdziwa klarowność

Jednym z kluczowych osiągnięć nauk systemowych jest wprowadzenie uniwersalnej terminologii, która ułatwia komunikację między specjalistami z różnych dziedzin. Dzięki temu stała się ona pomostem między naukami szczegółowymi, z którymi dzieli konkretność problematyki, a naukami abstrakcyjnymi, które łączy z nią ogólny charakter analizowanych zagadnień. Ma to istotne znaczenie praktyczne. Wiele problemów dotyczących złożonych systemów, takich jak ludzkie zachowania instrumentalizowane poprzez różne urządzenia, wcześniej nie poddawało się ścisłej analizie ze względu na ich nieregularność i złożoność. Inżynieria systemów umożliwiła jednak ich matematyczne opracowanie poprzez identyfikację kluczowych czynników i pominięcie elementów mniej istotnych, co pozwoliło na dostrzeżenie regularności i zastosowanie metod ilościowych do ich rozwiązywania.

Nic dziwnego, że do badania różnych aspektów rzeczywistości powstało wiele odrębnych dziedzin nauki, natomiast do analizy współzależności między nimi wystarczy jedna interdyscyplinarna nauka. W tym kontekście można powiedzieć, że nauki systemowe pomagają zintegrować rozdrobnioną wiedzę, przywracając jej spójność. Dzięki systemowemu ujęciu nawet złożone zjawiska można przedstawić w przystępny sposób. Dawni uczeni również postrzegali świat jako prosty, lecz wynikało to z ograniczonej wiedzy. Dziś ta prostota jest efektem świadomego wyodrębnienia kluczowych zasad i mechanizmów. To różnica między uproszczeniem wynikającym z braku wiedzy, a prawdziwą klarownością wynikającą z jej głębokiego zrozumienia.

Dzięki swojej ogólności nauki systemowe pozwalają na znacznie szybsze znalezienie rozwiązań wielu problemów, niż byłoby to możliwe w ramach poszczególnych, wyspecjalizowanych dziedzin nauki. Jeszcze ważniejszą ich zaletą jest zdolność do identyfikowania i rozwiązywania problemów o charakterze ogólnym, które w wąsko wyspecjalizowanych dyscyplinach mogłyby pozostać niezauważone lub nierozwiązywalne. Właśnie do tej kategorii należą zagadnienia dotyczące bezpieczeństwa, z którymi nauki o bezpieczeństwie i inżyniera systemów radzą sobie różnie, być może dlatego, że w ramach tych dyscyplin rozwiązanie pewnych problemów nie jest możliwe.

W nauce następują jeszcze inne zmiany. Okazuje się, że choć zdrowy rozsądek wystarcza w przypadku problemów monodyscyplinarnych, które dotyczą fragmentarycznych i łatwo wyobrażalnych konkretów, nie jest on już wystarczający w przypadku zagadnień interdyscyplinarnych. Choć one również opierają się na konkretnych zjawiskach, ich złożoność i różnorodność sprawiają, że można jedynie wyobrażać sobie pojedyncze przykłady.

Rozwiązywanie takich problemów wymaga stosowania ogólnych pojęć teoretycznych. Ponieważ zdrowy rozsądek nie wystarcza w rozumowaniu na tym poziomie, konieczne staje się poleganie na operacjach formalnych albo półformalnych. Oznacza to, że poprawność uzyskanego wyniku ocenia się na podstawie prawidłowości wykonanych operacji. Zdrowy rozsądek może natomiast pomóc w ocenie zgodności tego wyniku z rzeczywistymi przykładami.

Z tego względu rozwiązywanie problemów interdyscyplinarnych często wymaga wykorzystania matematyki. Jednakże narzędzia matematyczne są użyteczne jedynie w odniesieniu do zmiennych dających się wyrazić na skalach ilościowych. Tymczasem wiele zagadnień interdyscyplinarnych opiera się na kategoriach, których nie można sprowadzić do liczb. W takich sytuacjach precyzję rozumowania można osiągnąć jedynie poprzez zastosowanie operacji logicznych. Matematyka pozwala wykazać poprawność obliczeń, ale nie potwierdza prawdziwości twierdzeń, do tego celu konieczne jest odwołanie się do logiki.

W rezultacie pojawiła się potrzeba narzędzi formalnych do rozwiązywania problemów. To zapotrzebowanie doprowadziło do powstania i rozwoju np. logiki matematycznej, cybernetyki społecznej, inżynierii systemów, logiki informacyjno-relacyjnej, notacji BPMN, UML, SysML, które pozwalają zapanować nad zorganizowaną złożonością, czyli nad stawianiem i rozwiazywaniem problemów poznawczych i decyzyjnych dla systemów antropotechnicznych.

Cztery poziomy wartości

Nie od rzeczy będzie też zaznaczyć, że w różnych dziedzinach nauki działają różni ludzie, w tym również tacy, którym się tylko wydaje, że uprawiają naukę interdyscyplinarną. Sprawia to, że nie wszystko, co się przedstawia jako interdyscyplinarne, jest na jednakowym poziomie. Traktując sprawę z grubsza, można by wyróżnić następujące cztery poziomy wartości rzeczonej interdyscyplinarności.

Na zerowym poziomie znajduje się interdyscyplinarność pseudonaukowa. Polega ona na przedstawianiu spraw niejasnych wybranymi narzędziami badawczymi, np. schematami, wzorami, obliczeniami, mającymi stwarzać pozory, że dzięki „ujęciu systemowemu”, „ujęciu matematycznemu” sprawy te zostały wyjaśnione. Rzecz jasna, takie uprawianie nauki jest pozbawione wartości, ponieważ pod płaszczykiem interdyscyplinarności i „nowoczesności ujęcia” stara się przemycać mierne rezultaty badań i przedstawiać je jako zupełnie nowe, oryginalne, znaczne i istotne, które dotychczas nie są znane z żadnej monodyscypliny. Eklektyzm ma swoje granice. Patchworkizm naukowy to wyraz mętniactwa, które do niczego szczególnego nie prowadzi i można się jemu oddawać dowolnie długo i za dowolnie duże precjoza, nie wywierając żadnego wpływu na świat.

Kolejny poziom, to interdyscyplinarność dydaktyczna. Jest czymś zupełnie innym, ponieważ polega na przedstawianiu niejasnych kwestii za pomocą narzędzi systemowych. Choć ta forma działania nie przyczynia się do wzrostu wiedzy, to jednak precyzyjność, zwięzłość i klarowność metod systemowych znacznie ułatwiają przyswajanie istniejącej wiedzy, co jest istotne w pracy oświatowej.

Jednak w działalności naukowej, która ma na celu poszerzanie wiedzy poprzez wprowadzanie nowych informacji, samo przedstawianie istniejącej wiedzy nie jest wystarczające. Nowe informacje powinny być wskazane i wyprowadzone na gruncie teoretycznym samej tej dziedziny poprzez zastosowanie abstrakcyjnych operacji dowodowych (interdyscyplinarność formalna). Nawet jeśli wyniki uzyskane w tej dziedzinie są już znane z innych monodyscyplin, to wprowadzenie ich w kontekście interdyscypliny stanowi nową informację. Ich wartość naukowa polega na tym, że uzyskane niezależnie stanowią potwierdzenie odkryć w innych dziedzinach i tworzą dla nich interdyscyplinarne podstawy.

Abstrakcyjne udowodnienie pozwala na stwierdzenie możliwości, ale jeżeli coś może być, to niekoniecznie jest. Interdyscyplinarność konkretna (realna), oprócz formalnych związków logicznych, musi brać pod uwagę prawa fizyczne. Dopiero spełnienie postulatu pewności epistemologicznej ujawnia konieczności. Stwierdzenie konieczności jest zarazem stwierdzeniem rzeczywistości — jeżeli coś musi być, to jest.

Różnice między formalnym, a realnym rozwiązaniem problemu można objaśnić następującym prostym przykładem z teorii systemów działania. Każdy obiekt może znajdować się w stanach przeciwstawnych, a mianowicie: a) istnienia – nieistnienia; b) trwania w gotowości – trwania w niegotowości; c) trwania w aktywności – trwania w bierności. Procesy przechodzenia między tymi przeciwnymi stanami polegają na: a) unicestwieniu – ożywieniu; b) utracie gotowości – uzyskiwaniu gotowości; b) utracie gotowości – uaktywnieniu.

Na podstawie tych założeń można wyróżnić osiem stanów obiektu, lecz tylko cztery będą możliwe (realne). Na przykład obiekt, który nie istnieje, nie może być w stanie gotowości ani aktywności, ponieważ te stany zakładają istnienie obiektu. Podobnie jak poprzednio obiekt, który nie istnieje, nie może być w stanie gotowości lub bierności. Również obiekt, który nie istnieje, nie może być w stanie aktywności lub gotowości. Jest to podobne do sytuacji, w której dwie osoby nie mogą zjeść tego samego ciastka. Na przykład przez lornetkę może oglądać coś albo jedna, albo druga osoba, ale nie obie równocześnie.

Cztery obszary problemów

W odniesieniu do problematyki interdyscyplinarnej trzeciego i czwartego poziomu pojawiają się liczne opory, które mają różne źródła. Specjaliści w wąskich dyscyplinach nauki są przyzwyczajeni do pracy z konkretnymi obiektami, które często mogą obserwować w praktyce. W związku z tym ogólne pojęcia stosowane w interdyscyplinie, które są bardziej abstrakcyjne, mogą wydawać im się niejasne, co prowadzi do ich oporu wobec takiego uprawiania nauki. Dodatkowo, dla specjalistów, którzy używają głównie literackiego języka opisu, jak to ma miejsce w większości tradycyjnych monodyscyplin, nawet sama zmiana terminologii z jednej dyscypliny na inną stanowi wyzwanie, choć jest to jedynie zmiana w obrębie tej samej struktury językowej. Większym problemem jest natomiast konieczność przyswojenia zupełnie nowych środków wyrażania pojęć, jak wzory matematyczne, logiczne, schematy, wykresy, notacje, których zrozumienie i opanowanie wymaga pewnego wysiłku.

Występują także opory emocjonalne. Kiedy problemy, nad którymi specjaliści z różnych monodyscyplin pracowali bez większego sukcesu, zostają rozwiązane w interdyscyplinie w sposób szybki i trafny, często bez odwoływania się do wcześniej zgromadzonych danych, naukowcy z tych monodyscyplin mogą poczuć, choć niesłusznie, że przyjęcie takich rozwiązań oznacza deprecjację wartości ich własnej dyscypliny oraz zanegowanie wieloletnich osiągnięć.

Jest to jednak nieporozumienie. Sukcesy intersdyscyplin są możliwe jedynie w odniesieniu do problemów o odpowiedniej ogólności, które w ramach monodyscyplin wymagają przejścia przez gąszcz szczegółów zgromadzonych przez lata pracy. W kwestiach szczegółowych natomiast to monodyscypliny pozostają niezastąpione.

Osoby, które odczuwają opory wobec jakichś zagadnień, zazwyczaj nie podejmują próby ich bliższego zrozumienia. W związku z tym wielu ludzi wyraża opinie na temat interdyscyplinarności, mając jedynie powierzchowną wiedzę „ze słyszenia”. Często ich ulubionym zajęciem jest tworzenie przypuszczeń na temat tego, czym jest interdyscyplinarność, podczas gdy rzadko przychodzi im do głowy, by zapytać o to samych systemowców.

Można powiedzieć, że holizm epistemologiczny jest już nie tylko modnym hasłem, ale staje się wręcz dla społeczeństw warunkiem istnienia i rozwoju. Zmiany dokonujące się obecnie w nauce dotyczą następujących węzłowych zagadnień: traktowania rzeczywistości w całości zamiast we fragmentach, uprawiania problematyki interdyscyplinarnej, uprawiania problematyki multidyscyplinarnej, rozszerzenia problematyki abstrakcyjnej oraz dążenia do uogólniania problemów.

Struktura nauki jutrzejszej, nowoczesnej, zarysowuje się wobec tego jako obejmująca cztery obszary problemów: problemy abstrakcyjne (rozwiązywane w matematyce i logice), problemy konkretne interdyscyplinarne (rozwiązywane np. cybernetyce, inżynierii systemów), problemy konkretne multidyscyplinarne (rozwiązywane we współdziałaniu różnych monodyscyplin), problemy konkretne monodyscyplinarne (rozwiązywane w poszczególnych monodyscyplinach).

W nauce dzisiejszej istnieje jeszcze nauka wczorajsza, ale już zaczyna istnieć nauka jutrzejsza, co umożliwia ich konfrontację. Konfrontację, pozostaje mieć nadzieję, owocną, prowadzącą do postępu, weryfikacji dotychczasowej wiedzy i uznania holistycznej wizji świata.

Tekst opracowałem na podstawie pracy Mariana Mazura pt. Cybernetyka i charakter oraz własnej obserwacji i eksperymentów uczestniczących.

Navigare necesse est!