Географическое пространство и время

Географические пространство и время — основные формы существования геосистем. Пространственные отношения выражают порядок размещения одновременно существующих географических явлений и протяженность геосистем. Временные отношения — порядок сменяющих друг друга событий, а также их длительность.

В последнее время появился ряд работ, в которых на основе методов системно-структурного исследования и моделирования рассматриваются вопросы пространственных и временных отношений в географии. Если в прошлом географию считали пространственной наукой, то в настоящее время она становится пространственно-временной.

Становление диалектико-материалистического понимания географического пространства и времени, как форм бытия географических объектов, имеет длительную и сложную историю. В период предыстории этого понимания в географии складывается метафизическое представление о пространстве как пустоте, заполняемой материальными объектами. 1[1ри этом получают развитие оба направления. Одно из них — исследование пространственного распространения географических явлений по поверхности планеты от места к месту. Другое — изучение пространственного соотношения сосуществующих и взаимодействующих объектов различных «царств природы», сосредоточенных на одном месте. «Необходимость хорологической точки зрения, — писал А. Геттнер, — обусловливается наличностью причинной взаимозависимости между приуроченными к одному месту земли явлениями, в силу чего каждое место на земле представляет единое индивидуальное целое»1. Но в первом случае взаимное «пространственное» расположение географических объектов на поверхности друг относительно друга еще не есть географическое пространство. Исходя из того, что пространство есть форма бытия материи и что составные его свойства определяются движением, мы не можем утверждать, что расположение всей совокупности географических явлений на земной поверхности причинно обусловлено единым типом их взаимодействия (или географической формой движения) и что это расположение объектов и есть географическое пространство.

Вне движения говорить о пространстве и тем более изучать его свойства не имеет смысла. В трактовке Геттнера почти нет правильного понимания географического пространства. Но здесь уже заложена мысль о том, что географическое пространство так же локализовано, как и географические системы, и что вне географических образований нет смысла говорить о географическом пространстве.

Что же собственно понимают под географическим пространством и временем?

Географическое время — время, которое дает возможность выявить историю становления и развития геосистем. Исторические аспекты изучения геосистем важны для выяснения закономерностей функционирования (динамики, ритмики, интенсивности и продолжительности отдельных процессов) и развития с целью прогнозирования и управления географическими процессами.

В.Н. Солнцевым1 сформулировано несколько эмпирически установленных постулатов, отражающих основные черты организованности географических явлений во времени: 1) хроноизменчивости географических явлений (процессов и объектов) свойствен колебательный характер — при постоянных внешних воздействиях динамически равновесные объекты как бы непрерывно «раскачиваются» и испытывают вынужденные колебания, складывающиеся с их собственными колебаниями; 2) хроноизменчивости географических явлений свойственно внутреннее разнообразие, выражающееся в широком спектре наблюдаемых колебаний: мелкомасштабные явления (периоды от долей секунды до десятков минут), мезомасштабные (периоды [1] [2]

от часа до суток), синоптические (периоды от нескольких суток до месяцев), сезонные (годовой период и его ритмика), междугодичные (периоды в несколько лет), внутривековые (периоды в десятки лет), меж- дувековые (периоды в сотни лет), сверхвековые (периоды в тысячи лет и более длительные геологические колебания), являющиеся предметом палеогеографии; 3) хроноизменчивости всех географических процессов в целом свойственна квазипериодичность, т. е. отсутствие строгой периодичности, которая, как известно, выражается в повторяемости колебаний одинаковой длительности — из-за инерционности объектов их реакция на внешние воздействия запаздывает, и возбуждаемые колебания изменяются по сравнению с начальным импульсом, что в конечном счете приводит к интерференции в объекте и окружающей его среде колебаний самой различной длительности и к «смазыванию» их начальной (возможно, строгой) периодичности; 4) среди источников хроноизменчивости географических явлений есть воздействия, носящие строго периодический характер; 5) внешние (по отношению к геооболочке) периодические инсоляционные и гравитационные воздействия играют роль фактора упорядочения, согласования, синхронизации колебаний географических явлений.

Географическое пространство, как указывают П. Джеймс и Дж. Мартин, это тот вид пространства, изучением которого занимается география. Это земное пространство. Они приходят к такому выводу, считая, что земное пространство не имеет границ, но протягивается при этом предельно во всех направлениях. Оно сферично по форме и в силу этого замкнуто, быть может, являя собой миниатюрную копию искривленного пространства Вселенной, математически исчисленного Эйнштейном[3].

В современной географической науке часто под пространством понимают область распространения, ареал тех или иных растительных или животных форм. Понятно, что здесь существует лишь поверхностное сходство пространства, как формы бытия географических объектов, и области их распространения. Но часто бывает трудно отказаться от установившейся терминологии.

В физической географии иногда существует и иное понимание географического пространства, как, например, у М.М. Ермолаева, который к географическому пространству относит область, не только включающую поверхностную оболочку планеты, но и далеко выходящую в космическую среду, т. е. все то, что в какой-то степени оказывает влияние на географические процессы. Такое представление о географическом пространстве включает в его содержание объекты, не имеющие ничего географического. Однако в природе ни пространственные, ни временные закономерности развития геосистем не проявляются изолированно. Медленное течение многих географических процессов часто не дает возможности их непосредственного изучения. В этих случаях, используя единство пространства и времени, временные процессы можно изучать через познания пространственных форм, находящихся на различных стадиях развития.

В экономико-географической литературе также часто употребляется категория пространства и времени. Но географическое пространство в экономической географии не является формой бытия, а выступает как особый метод исследования. Термин «пространство» заменяют термином «размещение». Это не подменяет задачи исследования экономико-географа, но вводит в заблуждение относительно особенностей географического пространства как формы бытия само- развивающейся системы.

Не существует единого географического пространства и времени как форм бытия, общих для всех компонентов живой и неживой природы, потому что нет единой для них формы движения материи, как общего способа бытия этих различных по существу явлений.

Современное географическое пространство обладает рядом специфических черт. Главными из них являются конечность, сферичность, разделение на оболочки, каждая из которых обладает своими физико-химическими свойствами и термодинамическими характеристиками. Основные особенности географического пространства тесно связаны с проявлением сил тяжести и вращением Земли вокруг своей оси и Солнца. Конечность земного пространства и уровень напряженности его гравитационного поля делают возможным применение законов неевклидовой геометрии.

Для той части земного пространства, в которой активно протекает изменение рельефа (и географических ландшафтов), свойственна прерывистость оболочек, которая наиболее отчетливо проявляется в гидросфере и гранитной оболочке. Эта область дисимметрии земного пространства одновременно и наиболее динамичная область, в которой происходит активный обмен веществом и энергией отдельных оболочек между собой. Здесь в процессе развития наиболее часто возникали новые формы планетарной материи (биологические и другие). Так как любое явление развивается одновременно и в пространстве, и во времени, можно предположить, что дисимметрия географического пространства — это одно из свойств, отражающих его развитие. По-видимому, дисимметрия должна быть свойственна любой развивающейся системе. Интересно, что время также не обладает свойством симметрии (не имеет обратного хода), что может быть сопоставлено с асимметрией развивающегося пространства.

Среди характеристик реального мира (мера, время, пространство и связь) пространству принадлежит свое место. Для каждой характеристики имеются свои общенаучные подходы: количественный, хронологический, хорологический и экологический. Хорологический пространственный подход пронизывает весь мир — от расположения галактик до протяженности элементарных частиц. Поэтому в науке рассматриваются пространства тел разных размерностей — от бесконечно больших до бесконечно малых. Имеются исследования пространства и в философии, и в математике, которые занимаются мировоззренческими и абстрактными аспектами этой категории.

В географии, хотя она изначально объявлялась наукой о распространении явлений, категориальный смысл понятия пространства долго оставался вне внимания, методологического рассмотрения. Это, очевидно, было связано с тем, что источниками пространственных построений в географии были страноведение, районирование и картография. Картография, видимо, сыграла в последующем плохую роль в развитии методологии географии. Можно подозревать, что конкретность и подобие картографического пространственного образа оригиналу привели к пренебрежению не только онтологической, но и гносеологической сущностью геопространства — карта представлялась самодостаточной. В свою очередь, это не могло не привести к игнорированию геопространства в методологии географии. Зато географы сделали крен в сторону содержания карты, т. е. без конца стали искать и находить объекты и явления, которыми должны были заполнить картографический контур. Такова ирония судьбы географической мысли: критикуя А. Геттнера, потому что он недвусмысленно призывал изучать то, чем заполнено пространство, географы сами стали рьяными сторонниками заполнительной концепции.

В нашей стране в борьбе с мнимой угрозой хорологического подхода географы фактически игнорировали пространственный анализ и кроме учения о районировании практически всецело перешли на балансовые исследования. Это имело большое положительное значение в смысле внедрения в географию физических и экономических методов, но отнюдь не способствовало занятиям специфическими для географии пространственными построениями, особенно количественного характера. Получилось существенное отставание от западной географии не только в части прикладных исследований, но и в методологии.

Однако с 70-х годов XX в. и в отечественной географии стали появляться специальные работы по онтологической и гносеологической сущности геопространства. Нельзя ожидать, что по столь сложному вопросу за столь короткий период возникнет единство взглядов, если даже это вообще возможно в науке. Но уже можно сгруппировать взгляды ученых на этот счет, тем более что специально занимающихся этим вопросом пока относительно мало.

Как начальную посылку для понимания географического и всякого специально-научного пространства—времени можно принять слова В. А. Бокова о том, что в условиях конкретных материальных сил (геологических, биологических, географических и др.) физическое пространство и время приобретают некоторые новые особенности, сохраняя основные фундаментальные свойства.

Ныне существующие на счет геопространства определения можно свести к следующим: совокупность объектов; совокупность отношений; место реального события.

Геопространство предстает перед нами как реальность (объективное явление) и как абстрактный объект ТГ, обладая общими (сложность, организация, упорядоченность и т. д.) и более частными свойствами. Различаются метрические и топологические свойства геопространства.

Метрические свойства связаны с количественными аспектами изучения пространства, прежде всего с его протяженностью (эти свойства выражаются в понятиях расстояние, близость, удаленность, площадь, объем и т. д.). К этим же свойствам относятся однородность и изотропность пространства.

Топологические свойства позволяют составить представление о геопространстве с качественной его стороны — с точки зрения упорядоченности и структуры. К таким свойствам относятся непрерывность, связность, трехмерность и др. Для географов особый интерес представляют свойство места (местонахождение) географического объекта, наличие взаимодействия, взаимосвязи и взаимозависимости составных элементов геопространства. В результате формируются вертикальные (обусловленные воздействием компонентов геопространства) и горизонтальные (определяющие взаимопо- ложение территориальных единиц) связи, которые, в свою очередь, приводят к образованию особых пространственных структур и систем.

Геопространство в координации со временем может быть определено через время преодоления пространства — расстояний, т. е. в физических величинах. Но сложность вопроса заключается в том, что, кроме измеряемых в физических величинах временных отрезков (время движения циклонов, течений, перевозок груза и т. д.), в географической реальности существуют и другие явления.

Речь идет о таком разнообразии географических тел и явлений, которые в своей динамике и продолжении жизни совершенно несопоставимы. Так, время жизни атмосферных явлений измеряется часами, сукцессий растительности — годами, форм рельефа типа крупных горных систем и равнин — миллионами лет. При этом все они имеют и пространственные характеристики, т. е. каждая географическая система — от облаков до ландшафтов — имеет свое характерное время, находясь в пространственных координатах. Здесь можно привести слова К.К. Маркова: «Любое временное изменение каждого компонента природы земной поверхности зависит от конкретных условий места, стало быть, и от его пространственной характеристики»[4]. То же, разумеется, относится и к объектам социально-экономической географии с добавлением соответствующих условий — исторических и социально-экономических. Марков писал об очевидных в природе вещах — мета- хронности (разновременности) оледенения в разных пространствах Земли. Если метахронность явлений — это закон, то он должен проявляться везде. В связи с этим можно поставить интересные проблемы. В частности, как показывают реальная история и современная жизнь, цивилизационный процесс этому закону подчиняется. То же относится и к процессу социально-экономического развития.

Географические отношения — качественно-содержательные пространственные отношения как между элементами рассматриваемой геосистемы, так и между данной системой и другими геосистемами, расположенными на той же территории; они действуют между всеми природными и общественными явлениями, имеющими территориальную определенность и географическую значимость, оказывая на них многостороннее влияние.

Географические связи — объективные отношения между географическими объектами, выражающиеся в регулярном обмене веществом, энергией, информацией и определяющие все иные виды взаимодействия между ними; при этом реализация связей обязательно проявляется через преодоление расстояния — меры удаленности географических объектов друг от друга.

Рассматривая подробнее вопросы метрики геопространства и его топологических свойству можно отметцть и элементарные, и чрезвычайно сложные стороны. Собственно метрические характеристики географических объектов, охватывающие линейные (длина, ширина, высота), площадные и объемные показатели, разрабатываются в географии с древних времен и не составляют проблемы. Метрика отношений, или преодоления расстояния, лучше разработана в экономической географии во времени, стоимости и массе. Но и здесь преобладает отраслевой подход, что не дает общей картины территориальных отношений.

Слабее это дело поставлено в физической географии. В аспекте пространственной концепции наиболее важно исследование горизонтальных перемещенийлатеральных отношений, чем изучение вертикального (межкомпонентного) характера — радиальных связей. В настоящее время физико-географы обращают больше внимания на радиальные связи, причем на гомогенных единствах — точке, фации, географической оболочке в целом. Но эти данные затруднительно репрезентативно экстраполировать на гетерогенные системы, каковыми являются подвергаемые хозяйственному воздействию ландшафты локальных и региональных размерностей. Без такой экстраполяции исследования, проводящиеся десятки лет, имеют лишь познавательное значение и не могут быть использованы в конструктивных прикладных целях, так как хозяйственная деятельность человека не ограничивается одним гомогенным ареалом, а объединяет в виде угодий, узлов, территориальных производственных комплексов множество гетерогенных ареалов, т. е. принципиально пространственна.

Экстраполяция полученных на гомогенных ареалах данных на гетерогенные системы затруднительна по двум причинам. Во-первых у любой гомогенный ареал, входящий в состав множества, в известной степени уникален, и материалы, полученные на него, могут быть распространены, в лучшем случае, на подобные ареалы — вид, тип; во-вторых и главным образом, природа радиальных связей отлична от природы латеральных связей. Это последнее отличие заключается в том, что радиальные связи существуют между разнородными по мобильности вещественного состава, разноагрегированными элементами. Латеральные же связи существуют между целостными системами одного уровня организации материи в виде вносимого и транзитного вещества и энергии.

До тех пор пока физико-географы не научатся исследовать процессы по площадям, их исследования невозможно будет сопоставить с исследованиями экономико-географов, чьи объекты принципиально не точечны.

В связи со сказанным, в качестве насущной проблемы физической географии, исходя из пространственных традиций и пространственной «души» географии, нужно поставить изучение латеральных отношений. В.С. Преображенский в качестве основной причины слабой изученности горизонтальных переносов назвал сложность самого процесса. Соглашаясь с этим мнением, нельзя не указать и на субъективную причину. Она заключается в упомянутом игнорировании пространственного принципа, в длительном исследовательском крене на изучение только радиальных связей. Конечно, эти связи знать необходимо. Но изучение их, скорее всего, дело физиков, химиков и биологов, а также наук о Земле, прямо связанных с этими фундаментальными естественными науками — геофизикой, геохимией и геобиологией в лице биогеографии и био- экологиии, а не центра географии и не комплексных отраслей географии — учения о ландшафтах и учения о территориальных социально-экономических комплексах. Можно, например, изучать процессы современной седиментации на дне водоемов на осйове механических, физических и химических законов. Можно изучать теплофизические процессы в деятельном слое грунтов, используя физические модели различных сред. Без знания этих и подобных сведений географу нечего было бы подвергать анализу и синтезу на основе своих методов и выводить свои пространственные закономерности. Но знания об этих процессах географ должен получать от других специалистов, занимающихся вопросом на профессиональном уровне и на основе своего приборно-инструментального парка. Если теперь географы вынуждены заниматься радиальными связями, то они в той или иной степени, кто хорошо, а кто и плохо, «восполняют пробел». Таким образом, ориентация физической географии на исследование только радиальных связей, которые в сущности своей негеографичны, может привести к ее растворению в фундаментальных науках.

На визуально-интуитивном уровне, опираясь на весь опыт географии, на знании циркуляции атмосферы и на видимый рельеф, нетрудно установить, откуда в данный ландшафт привносится вещество и куда выносится. Нетрудно дать и оценку массоэнергообменав выражениях «больше» или «меньше». Но для формирования работоспособной теории пространственных отношений, для практического решения процессов управления, улучшения и охраны ландшафтов нужно установить точные данные по метрике отношений. Не менее важно найти единый способ выражения баланса горизонтального перемещения массы вещества и энергии. При этом последнее нужно еще увязывать с перемещениями в социально-экономических комплексах и системах. Именно этого требует необходимость интеграции всех отделов географии.

Введение единого способа выражения баланса территории, безусловно, будет способствовать формализации исследований вплоть до появления возможности построения абстрактных карт типа анаморфоз и картоидов. Такие трансформированные карты, при всей их непривычности, более информативны в смысле показа пространственных связей и отношений.

Измерение перемещений и создание карт пространственных отношений будет решающим шагом в познании, а затем и реконструкции географического пространства. По этому поводу интересная мысль высказана П. Хаггетом: «Как раз тогда, когда задача воспроизведения на карте поверхности земного шара успешно завершена, перед картографией возникла другая, и более трудная, задача картирования новых видов пространства... Становится очевидным, что географы снова, как во времена древних греков, размышляют о том, каковы же пространственные характеристики того реального мира, в котором они живут»[5].

Выражаясь несколько фигурально, география и картография подошли к порогу перехода от геометрии субстрата — линейной метрики к геометрии натяжений — метрике отношений. Без знания пространственных связей и отношений не может быть решена суперпроблема всех географических наук — разработка научных основ оптимальной организации территории.

Кроме рассмотренных выше линейной меры и меры отношений, географы оперируют еще позиционной мерой, или мерой соседства, которая рассматривается издавна в понятии географического положения. Правда, здесь пока что господствуют качественные подходы, описываемые в выражениях «благоприятно» или «неблагоприятно». Задача состоит в переходе на количественные характеристики позиционности.

Наконец, рассмотрение геопространства в координации с категорией связи показывает, что до сих пор в географии преобладает крен в сторону межкомпонентных и межотраслевых балансов. В этом смысле достигнуты значительные успехи, и особо острых проблем нет. Что касается связи между местами, то здесь можно говорить о том же, что сказано по поводу метрики отношений.

Переходя к методологическому принципу описания структуры геопространства у можно сказать, что в географии этот вопрос решается, с одной стороны, чисто аксиоматически — рассмотрение всех объектов и явлений на трех уровнях размерности: глобальном, региональном и локальном. С другой стороны, вопрос на современном уровне развития географии практически решен в таксономических системах разных видов районирования. Остается лишь их корректировка в единую систему, к чему уже склонны географы, понимая необходимость получения интегральных территориальных систем. Нет сомнения, что уже разрабатываемая проблема будет в скором времени решена.

А.Н. Ласточкин (2002), например, предлагает в качестве универсального метода выделения в пространстве составных частей всех геоявлений системно-морфологический подход или хорологию. Его составляют три взаимосвязанных учения: геотопология — общегеографическое учение о местоположениях (геотопах); структурная география — наука о строении всего геоэкологического пространства и прежде всего о взаимном положении познаваемых геотопологией элементов, и общая теория геосистем. Предполагается, что системноморфологическое основание является единым для всех наук о Земле. Несмотря на давнюю историю морфологических исследований в географии и наличие таких ее разделов, как картометрия, морфометрия, учение о морфологии ландшафта и др., стремление объединить данный опыт и развить его в виде общенаучного морфологического направления, по мнению автора, до самого последнего времени отсутствовало и подменялось экстенсивной математизацией географических наук.

Пространственные традиции в географии формировались с постепенным обогащением содержания и уточнением объема понятия пространства. До XX в. в географическом страноведении господствовало представление о пространстве как образе стран и мест. В течение первой половины XX в. пространство представлялось как вместилище вещей и явлений, когда задачей географии становится изучение заполнения пространства. В пору «количественной революции» под лозунгом пространственного анализа такое заполнительное представление обогатилось методами геометрических построений и анализа пространственных связей явлений. Согласно компонентно-комплексной парадигме географии, пространство рассматривается и как индивидуальное пространство (атрибутивно), и как «групповое» пространство совокупности всех явлений на земной поверхности (субстанционально), которое некоторыми географами трактуется и как географическое поле. В настоящее время структура понятия географического пространства дополняется представлением о горизонтальных отношениях между местами. Таким образом, структуру понятия географического пространства составляют субпонятия: размерность, единица районирования, образ (особенность), заполнение (субстанция) и индивидуальное пространство (атрибут).

Рассмотрим такую структуру геопространства в плане кар- пгографируемости, ибо мера географической познанности определяется наличием карт, и геопространство как абстрактное понятие визуализируется в картах и других формах геоизображений.

Заполнительное и индивидуальное пространства изображаются в сериях карт, содержание которых постоянно обогащается все новыми явлениями. Так, в последнее время географическая картография обогатилась серией экологических карт, начинают картографировать политические явления, например результаты выборов. Следовательно, абсолютное географическое пространство (вместилище) и относительное географическое пространство (свойство — атрибут разных географических объектов) в традиционной картографии в обычных картографических проекциях изображаются без существенных затруднений, хотя возможности совершенствования беспредельны.

Камнем преткновения длительное время являлось изображение горизонтальных отношений, как структурной'части понятия геопространства. При этом сама идея довольно стара и возникла в XIX в. у К. Риттера. Более столетия эта идея практически не разрабатывалась ни в географии, ни в картографии. На картах в обычных проекциях единственным способом показа горизонтальных потоков были знаки движения (стрелки), которые не визуализировали явления. П. Хаггет вынужден был написать: «Обычные карты мира изображают пространство непрерывным, изотропным (то есть передвижение в нем равно возможно во всех направлениях) и трехмерным. На самом деле реальное пространство, в котором человек перемещается, не является непрерывным, оно анизотропно (то есть расходы на передвижение в разных направлениях различны) и быстро изменяются во времени»[6]. Добавим также, что многие процессы и вовсе однонаправлены — движение горных масс по склону, океанические и речные течения, воздушные потоки в мировой циркуляции атмосферы и др. Есть места, «запрещенные» для грузовых и миграционных потоков, — места, лишенные дорожной сети, горные районы выше 4000 м над уровнем моря, где нет постоянных людских поселений и др.

Изображения анизотропного относительного пространства кое-где стали осуществляться в анаморфированных картах (схема 26).

Под анаморфированием понимается изменение пропорций изображения, метрики — против карт в традиционных картографических проекциях. В нашей стране положительные отзывы об анаморфированных картах стали появляться со второй половины 70-х годов XX в. В.С. Тикунов, выделив два класса картографических моделей: традиционные карты и анаморфозы — констатировал равные права на существование последних наряду с первыми. Он показал возможности применения анаморфоз, например для отображения результатов классификаций в географии. Нельзя не указать и на скептическую точку зрения на анаморфозы и картоиды — они не позволяют определить топографические характеристики земной поверхности — координаты, расстояния, площади и т. д. Но полезность их как способов визуализации теоретических представлений, а также пространственных отношений, выраженных через время, стоимость, людность ит. д., не отрицается.

Нетрадиционные изображения, к сожалению, пока «не доросли» до изображения комплексов отношений и, скорее,

Схема 26

Анаморфоза стран мира, созданная на основе численности населения (по В.С. Тикунову)

находятся на уровне аналитического подхода, и нужно констатировать, что картография пока еще отвечает лишь требованиям хорологического уровня развития географии с заходом в область комплексно-динамического уровня — «процессной» географии. Таким образом, развитие картографии задерживает продвижение географии в область исследования отношений, так как карта не только альфа и омега географии, но и метод, и стиль профессионального мышления. Здесь, наверное, кроется главная причина слабой освоенности идеи столетней давности — исследования отношений.

  • [1] Геттнер А. География, ее история, сущность и методы. М.; Л., 1930,С. 196.
  • [2] Солнцев В.Н. Хроноорганизация географических явлений // Геофизика ландшафта. М., 1981. С. 40—58.
  • [3] См .'.Джеймс П., Мартин Дж. Все возможные миры. М., 1988. С. 516.
  • [4] Марков К.К. Пространство и время в географии. Избр. труды. М.,1986. С. 41.
  • [5] Хаггет П. География: синтез современных знаний. М., 1979. С. 617.
  • [6] Хаггет П. География: синтез современных знаний. М., 1979. С. 612.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >