Структура — понятие в науке и философии¶

Структура — это устойчивое единство элементов и связей между ними, определяющее целостность объекта и позволяющее описать его внутреннюю организацию. Термин используется в философии, математике, лингвистике, биологии, социологии, информатике и инженерии, при этом общее содержание понятия сводится к идее упорядоченности: структура отвечает на вопрос, как устроен объект и как его части соотносятся друг с другом.

¶Философское содержание понятия

В философии понятие «структура» получило развитие в рамках структурализма — направления, сложившегося в первой половине XX века. Фердинанд де Сосюр показал, что язык представляет собой систему знаков, где значение каждого элемента определяется его отношением к остальным. Клод Леви-Строс перенёс структурный анализ на мифологию и родственные системы, Клод Леви-Строс и Жан Пиаже рассматривали структуру как устойчивую организацию, сохраняющуюся при преобразованиях.

Структура в философском смысле противопоставляется содержанию и форме: она связывает элементы в целое, но при этом сама может быть выделена лишь абстрактно. В онтологии спор ведётся о том, существуют ли структуры объективно или являются продуктом мышления исследователя.

¶Математика и логика

В математике структура — это множество с заданными на нём отношениями, удовлетворяющими определённым аксиомам. Примеры:

• Группа — множество с бинарной операцией, удовлетворяющей аксиомам ассоциативности, наличия нейтрального элемента и обратных элементов.
• Кольцо и поле — структуры с двумя операциями (сложением и умножением), связанными распределительным законом.
• Векторное пространство — множество с операциями сложения и умножения на скаляр.
• Порядок — отношение, удовлетворяющее аксиомам транзитивности и антисимметричности.

Теория категорий, развитая С. Эйленбергом и С. Маклейном в 1940-х годах, позволяет описывать структуры и переходы между ними абстрактным языком морфизмов. Понятие изоморфизма фиксирует ситуацию, когда два объекта имеют одинаковую структуру, различаясь лишь обозначением элементов.

¶Структура в естественных науках

В биологии структурой называют пространственную организацию молекул, клеток и тканей. ДНК представляет собой двойную спираль — структуру, открытую Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком в 1953 году, принцип комплементарности которой объясняет механизм репликации. Третичная и четвертичная структуры белков определяют их функциональные свойства.

В физике и химии структурой называют упорядоченное расположение атомов в кристалле, молекуле или конденсированном состоянии. Кристаллография изучает периодические структуры с помощью рентгеноструктурного анализа, разработанного М. А. Лауэом и У. Г. Брэггом.

¶Структура в гуманитарных науках

В лингвистике структурный анализ языка стал основой лингвистической теории XX века. Н. С. Трубецкой ввёл понятие фонемы как единицы фонологической системы, Р. О. Якобсон разработал метод дистинктивных признаков. Синтаксическая структура предложения описывается деревьями зависимостей и конституентов.

В социологии структурой общества называют устойчивые связи и отношения между социальными институтами, группами и статусами. Э. Дюркгейм и Т. Парсонс рассматривали общество как систему, элементы которой выполняют взаимодополняющие функции.

¶Классификация видов структур

По характеру связей выделяют:

• Детерминированные — связи между элементами фиксированы (структурная формула молекулы).
• Статистические — связи описываются вероятностными закономерностями (структура населения).
• Функциональные — элементы определяются выполняемой ролью (структура программы).
• Иерархические — элементы организованы в уровни подчинения (дерево каталогов, организационная структура).

¶Структура в информатике и инженерии

В информатике структуры данных — это способы организации данных в памяти компьютера: массивы, связные списки, стеки, очереди, деревья, графы, хеш-таблицы. Выбор структуры данных определяет алгоритмическую сложность операций вставки, поиска и удаления.

В программировании структурное программирование, сформулированное Э. Дейкстрой и развитое в работах К. Бэхмана, Н. Вирта и Д. Кнута, требует построения программ из трёх базовых конструкций: последовательности, ветвления и цикла.

В строительстве и механике несущая конструкция здания или сооружения воспринимает нагрузки и передаёт их на основание. Расчёт структур ведётся методами сопротивления материалов и строительной механики.

¶Методология структурного анализа

Структурный анализ предполагает выделение элементов, установление связей между ними и описание целостных свойств. Общая теория систем, разработанная Л. фон Берталанфи в 1960-х годах, показала, что структурные закономерности универсальны: системные свойства (целостность, иерархичность, эмерджентность) проявляются в биологических, социальных и технических системах одинаково.

¶История термина

Слово «структура» происходит от латинского structura — «строение, порядок», образованного от struere — «строить». В русский язык термин вошёл в XVIII веке в значении «устройство, расположение частей». Широкое философское и научное употребление понятие получило в XX веке в связи с развитием структурализма, теории систем и кибернетики.

¶Источники

• Сосюр Ф. де. Курс общей лингвистики.
• Леви-Строс К. Структурная антропология.
• Парсонс Т. О структуре социального действия.
• Берталанфи Л. фон. Общая теория систем.
• Кнут Д. Искусство программирования.
• Якобсон Р. О. Избранные работы по фонетике и лингвистике.