Трансфер знаний и конвергенция методологических традиций: опыт междисциплинарной интеграции политических, биологических и лингвистических исследований

Фонд: РНФ
Номер гранта: 17-18-01536
Сроки выполнения: 2017-2019
Исполняющий отдел:

Руководитель: Ильин Михаил Васильевич

Описание:

English version

Аннотация проекта

Проект нацелен на то, чтобы оптимизировать трансфер знаний и восполнить методологический дефицит в ряде новых бурно развивающихся областей междисциплинарных исследований, возникающих при пересечении или взаимодействии политических, биологических и лингвистических исследований.

При этом будут решаться задачи обобщения опыта научных исследований, так или иначе связанных с традициями изучаемых дисциплин и междисциплинарных синтезов. Особое внимание уделяется выявлению и анализу общих методологических характеристик изучаемых исследовательских традиций и начинаний вплоть до кардинального трансдисциплинарного потенциала морфологии и семиотики. Будет проведено науковедческое обобщение опыта изучаемых научных исследований на основе углублённого анализа литературы, наукометрических исследований, экспертных интервью и т. п. Будут прослежены и обобщены основные тренды трансфера знаний в изучаемых областях междисциплинарного и внутридисциплинарного взаимодействия, то есть использование уже созданных в одной дисциплине наработок, образцов и идей в других научных традициях. Будут выявлены также общие черты и характеристики инструментария (методов, способов, приёмов и техник) исследований, в первую очередь на материале изучаемых междисциплинарных синтезов в различных областях социально-гуманитарных и естественнонаучных исследований, включая биополитику и биосемиотику, различные отрасли филологии, лингвистики, социолингвистики, междисциплинарных когнитивных, логических, антропологических, эволюционных, исторических и политических исследований. Проект, таким образом, решает актуальную для современной науки задачу выявления принципов эффективного построения трансдисциплинарных интерфейсов, необходимость которых продиктована интенсивными процессами субдисциплинарной фрагментации наук, совмещённых с тенденциями к зачастую неупорядоченной их конвергенции. Научная новизна проекта обусловлена решением исследовательских задач с опорой на обоснование трансдисциплинарных возможностей трёх фундаментальных традиций научного познания — математической, морфологической и семиотической. Важной новацией является также переход от простых аналогий к системному соотнесению гомологических сходств трансфера знания и перевода текстов, связь соответствующих сходств с фундаментальными когнитивными способностями.

Результаты выполнения проекта в 2017 г.

Объективным явлением в науке последних десятилетий стало развитие двух тенденций. Одна заключается в специализации и во всё большем дроблении научных направлений. Другая проявляется во всё более активном взаимодействии между различными научными дисциплинами, направлениями и школами. Обе этих тенденции способствуют возникновению множества начинаний и консолидации новых научно-исследовательских областей. Вместе с тем простое «сложение» когнитивных возможностей разных наук ещё не гарантирует преодоления дисциплинарных границ и получения качественно нового исследовательского инструментария и научного знания.

Для эффективной интеграции новых междисциплинарных научных направлений необходимо складывание устойчивых и действенных механизмов трансдисциплинарного взаимодействия или своего рода интерфейсов. Одной из центральных задач проекта является изучение того, как формируются подобные интерфейсы, а главное — разработка путей оптимизации и рационализации вплоть до создания теоретико-методологических обоснований новых научных синтезов.

Проект объединил исследователей из очень разных областей знания — биологии, лингвистики, семиотики, политической науки, науковедения и прикладной математики. В первый год реализации проекта мы выделили и начали исследование нескольких областей междисциплинарного взаимодействия, где, на наш взгляд, могут быть созданы эффективные интерфейсы. Это приложение математического аппарата эволюционных алгоритмов к моделированию биологических и социальных процессов, использование возможностей лингвистики, семиотики и биологии для понимания природы геномов, применение когнитивных схем и их языкового выражения (метафоры, этимоны и т. п.) в ходе трансфера знаний между биологией, лингвистикой и социальными науками.

Результаты использования эволюционных алгоритмов представляют интерес для эволюционной биологии и эволюционных исследований в целом, в том числе и социокультурной эволюции. Первоначально компьютерные науки заимствовали идеи эволюционной биологии для создания эволюционных алгоритмов, теперь же актуален оказывается вопрос о переносе полученных в этой области результатов и обнаруженных принципов обратно в биологию и в другие сферы эволюционных исследований.

Задачи исследования «строительных блоков» (модулей, доменов — структурно и функционально автономных фрагментов целого «решения») оказываются актуальны не только в эволюционных вычислениях, но и в биологической эволюции, эволюции техники и других эволюционных областях. В связи с этим особый интерес представляют концепты прерывистого равновесия и сальтаций, а также идея модульности в различных видах эволюции, которые были использованы в выполненных участниками проекта исследованиях. Перспективным для дальнейшего осмысления стало также предположение, что в качестве одного из типов упомянутых выше эволюционных «строительных блоков» можно использовать культурные образцы или мемы, имеющие знаковую (семиотическую) природу.

Другим приоритетным направлениям проекта является проблематика генома как текста. Идея, восходящая к Р. Якобсону, Ф. Жакобу и В. А. Ратнеру, развивается с помощью теоретического инструментария лингвистики. Кроме того, существенными для указанной проблематики оказываются вопросы, связанные с возможностью использования в биологии метафор, пришедших из языкознания, а также идеи биосемиотики о коммуникативных связях различных уровней в живой природе.

Метафоры, образы и лежащие в их основе когнитивные схемы стали центральным объектом исследований на первом году реализации проекта. Особое внимание было уделено биологическим метафорам и образам в социальных науках, включая политические. Это позволило обратиться к когнитивным схемам, с помощью которых самые различные исследователи описывают феномен возникновения чего-то качественно нового, и поставить вопрос о когнитивных схемах эмердженции, возникновения как такового. Исследование указанных метафор и когнитивных схем полезно для изучения и последующей разработки понятийного аппарата междисциплинарных и трансдисциплинарных интерфейсов.

Сравнение опыта исследований биологической эволюции, сравнительно-исторического языкознания, а также сравнительного и эволюционного институционализма в социальных науках подтвердило их общую морфологическую природу. Это позволяет развернуть исследования по формированию и путям практической интеграции междисциплинарного интерфейса в виде эволюционной морфологии.

Опыт междисциплинарных и трансдисциплинарных синтезов, а также их изучение, в том числе в области интеграции биологических, лингвистических и политических наук, воплощены во многих исследовательских проектах, школах и направлениях современной науки в различных странах мира. Определить на их фоне место нашего проекта, его оригинальность и новизну — задача науковедческой части нашего проекта. В отчётный период мы сопоставили, проанализировали, типологизировали, каталогизировали большой массив разнообразных материалов, что позволило выделить основные тенденции и «точки роста» в этом массиве, а также лучше вписать наш проект в тенденции развития данной тематики в мировой науке.

Результаты выполнения проекта в 2018 г.

В течение 2018 года изучение опыта трансфера знаний и конвергенции методов и методологий было продолжено и дополнено собственными результатами подобного трансфера и конвергенции.

Обобщение обширной научной литературы по разным типам эволюции в природе и обществе, углублённый анализ трудов по эволюционной биологии и эпигенетике, концепций «неполноты природы» Т. Дикона позволили начать собственные разработки понимания потенциала развития за счёт дополнительности двух энтропий — информационной и термодинамической, а также самого феномена возникновения, эмердженции (emergence).

На основании существующих в науке типологий репликаторов (гены, мемы и т. п.) была предложена собственная их расширенная типология. Она позволила раздвинуть предметный охват, в основном сводившийся к аналогиям между биологией и культурой, до практически предельного, включающего квантовые автоматы и автоколебательные реакции с одной стороны и когнитивное моделирование с другой. Разработанная типология также была углублена за счёт включения целого ряда слоев её варьирования, которые получены благодаря оригинальному использованию признанных в изучаемых науках различений генотипа и фенотипа (Вильгельм Йогансен), языка и речи (Фердинанд де Соссюр), плана содержания и плана выражения (Луис Ельмслев) и т. п.

На основе изучения потенциала семиотического подхода к изучению генома, а также того, как в биологии используется лингвистическая терминология и семиотическая логика обработки и передачи информации, были развиты намеченные лингвистом Р. Якобсоном и биологом Ф. Жакобом семиотические аналогии между естественным языком и генетическим кодом. В результате была построена системная рамка для двух типов семиотик — биологической и социальной. Начата работа по разработке соответствующих семиотик и получены обнадёживающие результаты. В частности, были не только изучены перспективы лингвистического моделирования генной регуляции, но и предложены собственные решения, в частности, разграничение в геноме единиц словаря (нуклеотиды) и категорий грамматики (позиции). Геном и его экспрессия были соотнесены с языком (langue) и речью (parole), что позволило существенно уточнить и обновить понимание характера обратных информационных связей в процессе экспрессии гена, в частности, роли активаторов и репрессоров.

В качестве случая продуктивной междисциплинарной интеграции рассмотрен и развит метод переписи Шнабеля, который перенесён в эволюционные вычисления из биометрии, где он был первоначально разработан для статистической оценки численности популяции животных. В рамках проекта предложен вариант дальнейшего развития данного метода в виде основанного на переписи Шнабеля нового правила перезапуска генетических алгоритмов.

Изучались возможности дизайна синтетических промоторов в SELEX-процедуре с точки зрения теории эволюционных алгоритмов и получены собственные научные результаты.

Осуществлено дальнейшее развитие трансфера из исследований биосоциальной эволюции в компьютерные науки, а именно в область миметических вычислений (memetic computing).

Посредством обобщения опыта отдельных случаев междисциплинарного трансфера и исследования перспективных точек роста трансдисциплинарности были выявлены и исследованы основные типы механизмов трансдисциплинарной интеграции:

В качестве примеров параллельных междисциплинарных вокабуляров терминов и концептов были рассмотрены терминологические аппараты генетики, меметики, системной биологии и эволюционных вычислений, а практики поиска коррелирующих референтов между предметными областями различных дисциплин рассмотрены на примере опыта интеграции психологии и нейронауки.

Эффекты предметного очищения и насыщения концептов анализировались на примере очищения понятий из области биологии и меметики до общесемиотических категорий, а также на примере формирования понятий системной биологии как очищенных вариантов понятий из области эволюционной биологии и эволюционных вычислений. В качестве случаев междисциплинарного перевода и метафорического переноса понятий между дисциплинами рассматривались биологические метафоры в политологии и политические метафоры в биологии, а также лингвистические метафоры и семиотические термины в генетике.

Интегративный потенциал трансдисциплинарных научных языков исследовался на материале семиотики, морфологии и математики, а также на примере отдельных трансдисциплинарных понятий, таких как «эмердженция», «модуль» или «репликатор».

Практики обратного трансфера между дисциплинами изучались на примерах переноса концепций, методов и результатов из области эволюционных вычислений (область прикладной математики) — в биологию и биоинженерию.

Публикации за 2018 г.

1. Спиров А.В., Мясникова Е.М. (Spirov A.V., Myasnikova E.M.) Royal Road functions in Evolutionary Computations and modular organization of the gene regulatory regions: applications to directed evolution Bioinformatics: from Algorithms to Applications (BiATA'17) (2017 г.)

2. Авдонин В.С. (Avdonin V.S.) О морфологической методологии в когнитивистике // МЕТОД: Московский ежегодник трудов из обществоведческих дисциплин (2018 г.)

3. Авдонин В.С. (Avdonin V.S.) Синтезы в эволюционной биологии и сценарии взаимодействия с социальными науками // МЕТОД: Московский ежегодник трудов из обществоведческих дисциплин (2018 г.)

4. Авдонин В.С., Адильбаев Т.Ш., Артамонова Ю.Д., Золян С.Т., Ильин М.В., Локшин И.М., Фомин И.В. (Avdonin V.S., Adil'baev T.SH., Artamonova YU.D., Zolyan S.T., Ilyin M.V., Lokshin I.M., Fomin I.V.) Образный язык как трансдисциплинарный интерфейс: От биологических метафор к политическим и обратно // МЕТОД: Московский ежегодник трудов из обществоведческих дисциплин (2018 г.)

5. Адильбаев Т.Ш. (Adil'baev T. Sh.) Проблема центрального элемента в когнитивных схемах эмердженции в естественных, социальных и гуманитарных науках // МЕТОД: Московский ежегодник трудов из обществоведческих дисциплин (2018 г.)

6. Еремеев А., Спиров А. (Eremeev A., Spirov A.) Bridging the gap between the theory of evolutionary algorithms and genetics // Proceedings of 45th International Symposium on Operational Research SYM-OP-IS (16th to 19th September 2018, Zlatibor, Serbia) (2018 г.)

7. Еремеев А.В. (Eremeev A.V.) Restarting a genetic algorithm for set cover problem using Schnabel census // Проблемы оптимизации и их приложения: тезисы докладов VII Международной конференции (Омск, Россия, 8-14 июля 2018 г.) (2018 г.)

8. Еремеев А.В. (Eremeev A.V.) О проблеме сальтационных реорганизаций генетического материала в генетике популяций и эволюционных вычислениях // МЕТОД: Московский ежегодник трудов из обществоведческих дисциплин (2018 г.)

9. Еремеев А.В., Спиров А.В. (Eremeev A.V., Spirov A.V.) Estimates from evolutionary algorithms theory applied to gene design // 2018 11th International Multiconference Bioinformatics of Genome Regulation and Structure\Systems Biology (BGRS\SB) (2018 г.)

10. Еремеев А.В., Спиров А.В. (Eremeev A.V., Spirov A.V.) Modularity in biological evolution and evolutionary computation // Preprint arXiv:1811.07511 [cs.NE], Cornel University, 33 p. (2018 г.)

11. Золян C.Т. (Zolyan S.T.) Генетический код: Грамматика, семантика, эволюция // МЕТОД: Московский ежегодник трудов из обществоведческих дисциплин (2018 г.)

12. Золян С. Т., Жданов Р.И. (Zolyan S.T., Zhdanov R.I.) Human genome as a (hyper)text: from metaphor to theory // Semiotica (2018 г.)

13. Золян С.Т. (Zolyan S.T,) Перечитывая «О разных методах перевода» Шлейермахера: к основаниям теории переводоведческой относительности // Слово.ру: Балтийский акцент (2018 г.)

14. Золян С.Т., Жданов Р.И. (Zolyan S.T., Zhdanov R.I.) Геном как информационно-семиотический феномен // Философия науки и техники (2018 г.)

15. Ильин М.В. (Ilyin M.V.) Как слова помогают распознавать образы, ощущать их, понимать значения и смыслы? // Слово.ру: Балтийский акцент (2018 г.)

16. Ильин М.В. (Ilyin M.V.) Морфология политической и социальной дивергенции и конвергенции // МЕТОД: Московский ежегодник трудов из обществоведческих дисциплин (2018 г.)

17. Ильин М.В., Фомин И.В. (Ilyin M.V., Fomin I.V.) Социальная семиотика: изучение дискурсов и практик социального взаимодействия // Дискурс-Пи (2018 г.)

18. Порецкова А.А. (Poretskova A.) Будущее политической теории: дискуссия о легитимации научного знания на примере гуманистической и постструктуралистской традиции // Политическая наука (2018 г.)

19. Спиров А.В. (Spirov A.V.) Memetic Algorithms in Evolutionary Robotics on Example of Virtual Bots // IFAC-PapersOnLine (2018 г.)

20. Спиров А.В. (Spirov A.V.) Royal Road functions in Evolutionary Computations and modular organization of a gene: applications to directed and molecular evolution // The FASEB journal (2018 г.)

21. Спиров А.В. (Spirov A.V.) От эволюционных вычислений до эволюции мемов // МЕТОД: Московский ежегодник трудов из обществоведческих дисциплин (2018 г.)

22. Спиров А.В., Мясникова Е.М. (Spirov A.V., Myasnikova E.M.) Evolutionary Computations and Modular Organization of the Gene Regulatory Regions // Proceedings of 11th International Multiconference Bioinformatics of Genome Regulation and Structure\Systems Biology, BGRS\SB (Novosibirsk, 20–25 August, 2018), IEEE (2018 г.)

23. Спиров А.В., Мясникова Е.М. (Spirov A.V., Myasnikova E.M.) Linguistic modelling of gene regulation: translation from the language of experiments to the language of modelling // ICT Express (2018 г.)

24. Спиров А.В., Мясникова Е.М. (Spirov A.V., Myasnikova E.M.) Возможная роль соматических рекомбинаций генетического материала в онтогенезе нервной системы позвоночных // Нейронаука для медицины и психологии: XIV Международный междисциплинарный конгресс. Судак, Крым, Россия; 30 мая – 10 июня 2018 г.: Труды Конгресса. Москва: МАКС. (2018 г.)

25. Спиров А.В., Сабиров М.А., Холлоуэй Д.М. (Spirov A.V., Sabirov M.A., Holloway D.M.) Systems evolutionary biology of Waddington's canalization and genetic assimilation // Evolutionary Physiology and Biochemistry. InTech Press. (2018 г.)

26. Сущин М.А. (Sushchin M.A.) Об уровнях объяснения в когнитивной науке // Нейронаука для медицины и психологии: XIV Международный междисциплинарный конгресс. Судак, Крым, Россия; 30 мая – 10 июня 2018 г.: Труды Конгресса. Москва: МАКС Пресс, 2018. (2018 г.)

27. Фомин И.В. (Fomin I.V.) О семиотической модели образа // Слово.ру: балтийский акцент (2018 г.)

28. Фомин И.В. (Fomin I.V.) Образ государства: семиотическая модель // МЕТОД: Московский ежегодник трудов из обществоведческих дисциплин (2018 г.)

29. Еремеев А.В. (Eremeev A.V.) A restarting rule based on the Schnabel census for genetic algorithms // Proceedings of 12th International Conference "Learning and Intelligent Optimization" (LION 12, Kalamata, Greece, June 10–15, 2018), Battiti, R., Brunato, M., Kotsireas, I., Pardalos, P.M. (Eds.), Lecture Notes in Computer Science, Springer (2019 г.)

30. Сущин М.А. (Sushchin M.A.) Психология и нейронаука: проблемы интеграции // Философские науки (2019 г.)

31. Фомин И.В. (Fomin I.) Memes, genes, and signs: Semiotics in the conceptual interface of evolutionary biology and memetics // Semiotica (2019 г.)

Участники проекта

Адильбаев Тимур Шарибаевич
Аспирант, Национальный Исследовательский Университет "Высшая Школа Экономики".

Авдонин Владимир Сергеевич
Д. полит. наук, ведущий научный сотрудник Отдела политической науки ИНИОН РАН

Еремеев Антон Валентинович
д.ф.-м.н., доцент, ведущий научный сотрудник, заместитель директора по научной работе Омского филиала Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института математики им. С.Л. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук

Золян Сурен Тигранович
Д. филол. н., профессор, федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта"

Ильин Михаил Васильевич
Д. полит. н., к. филол. н., профессор, профессор Национального исследовательского университета "Высшая школа экономики"

Локшин Илья Михайлович
Преподаватель Департамента политической науки Факультета социальных наук, Национальный Исследовательский Университет "Высшая Школа Экономики"

Порецкова Анастасия Анатольевна
Преподаватель, аспирант Факультета социальных наук (Департамент политической науки), Национальный Исследовательский Университет "Высшая Школа Экономики".

Самородова Анастасия Вадимовна
Магистрант, Национальный Исследовательский Университет "Высшая Школа Экономики" (Центр фундаментальных исследований НИУ ВШЭ / Лаборатория качественных и количественных методов анализа политических режимов)

Спиров Александр Владимирович
к.биол.н., старший научный сотрудник Института эволюционной физиологии и биохимии имени И. М. Сеченова РАН

Фомин Иван Владленович
К. полит. н., научный сотрудник Центра перспективных методологий социально-гуманитарных исследований ИНИОН РАН

Project description

The aim of the project is to optimize the knowledge transfer and make up the methodological shortfall in some new rapidly developing areas of interdisciplinary research. Those areas are arising at the intersection, or the interaction of political, biological and linguistic studies.

The examples of such intersection include comparative institutional research projects in social sciences, political semiotics and the analysis of discourses, sociolinguistics and social semiotics, cognitive researches, biosocial evolution, biopolitics, biosemiotics, and also evolutionary semiotics, evolutionary political morphology, the study of memetics etc. The interdisciplinary knowledge transfer and methodological convergence on the example of political science borrowing methodological and knowledge corpuses from philosophy, jurisprudence, sociology, linguistics and several branches of natural sciences are similarly studied.

The project includes the generalization of research experience that in one way or another is connected with the traditions of disciplines and interdisciplinary synthesis. Particular attention is paid to the identification and analysis of the general methodological characteristics of the studied research traditions and beginnings – up to the capacity of transdisciplinary fundamental morphology and semiotics. The project is important for contemporary science, since it is aimed at the task of designing effective transdisciplinary interfaces that are necessary in today’s fragmented and tangled (sub)disciplinary landscape.

During the project, our research team will sum up (from the point of view of science studies) the experience of the studied research through in-depth analysis of the literature, through scientometric studies, through the expert interviews, etc. The research team will trace and summarize the main trends in the transfer of knowledge in the studying areas of intradisciplinary interdisciplinary interaction, i.e. the use of already established in one discipline (field, direction, school) developments, designs and ideas in other academic traditions. The research team will identify the common features and characteristics of the research tools (methods, techniques, methods and techniques), primarily on the material of studied interdisciplinary synthesis within various areas of socio-humanitarian and natural science research, including biopolitics and biosemiotics, various branches of philology, linguistics, sociolinguistics, interdisciplinary cognitive, logical, anthropological, evolutionary, historical and political studies.

The scientific novelty of the project linked to the solution of a number of research tasks. One of them is the justification of transdisciplinary opportunities of three fundamental traditions of scientific knowledge – the mathematics, the morphology and the semiotics. On this basis, our research team will formulate and preliminary examine (on the material of the individual methodological syntheses) working hypotheses about the general features and characteristics of morphological and semiotic research tools, as well as the research team will identify the fields and the areas of methodological transdisciplinary innovations which aims are filling existing gaps in the practices of studied in the project interdisciplinary areas of knowledge transfer.

An important innovation is the transition from simple analogies to the systematical correlation of homologous similarities of knowledge transfer and translation of texts, and the communication of relevant similarities with the fundamental cognitive abilities.

Project results (2017)

Two trends vividly display in the science of recent decades. One is the specialization and increasing fragmentation of scientific approaches, methods and practices. Another is an increasingly active interaction between various scientific disciplines, directions and schools. Both trends contribute to the emergence of many research ventures and the consolidation of new areas of studies. At the same time, straightforward aggregation of different cognitive options does not yet provide passages through disciplinary boundaries, formation of a qualitatively new research tools and modes of scientific investigation.

It is necessary to build up stable and efficient mechanisms of transdisciplinary interaction or develop sort of interfaces for the effective integration of new interdisciplinary scientific endeavors. One of the central tasks of our project is to study emergence of such interfaces, and, most importantly, to develop ways to optimize and rationalize them right up to charting theoretical and methodological accounts for new scientific syntheses.

The project brought together researchers from very different fields of knowledge – biology, linguistics, semiotics, political science, science studies and applied mathematics. During the first year of the project implementation, we identified and began to study several areas of interdisciplinary interaction, where, in our opinion, effective interfaces can evolve. They are (1) application of the mathematical apparatus of evolutionary algorithms to the modeling of biological and social processes, (2) exercise of scholarly resources of linguistics and biology to comprehend the nature of genomes, (3) employment of cognitive schemata and their linguistic expression (metaphors, etymons, etc.) in the transfer of knowledge between biology, linguistics and social sciences, (4) clarification of common morphological properties of comparative studies in linguistics, biology and social sciences.

The outcomes of evolutionary algorithms employment are promising in evolutionary biology and evolutionary research in general, including socio-cultural evolution. Initially, applied mathematics borrowed the ideas of evolutionary biology to create evolutionary algorithms, but it can be productive to transfer findings of evolutionary computations back to biology and to other evolutionary studies.

The study of “building blocks” (modules, domains and other fragments that are structurally and functionally autonomous) is important not only for evolutionary computations, but also for the research on biological evolution, evolution of technology and other evolutions. They are modules that remain stable during crossover operations (arbitrary discontinuity and connection of sequences of symbols). Such effects require comprehension both from purely biological and general evolutionary points of view. So with the concepts of punctuated equilibrium, saltation and modular organization we attempt to better understand shared principles of different evolutions. In particular, we deem probable that the concept of evolutionary “building blocks” can also be used in the semiotic studies of sociocultural evolution (memetics).

Other priority areas of the project connect with the problems of the genome as a text. The idea, which goes back to Roman Jakobson, François Jakob and Vadim Ratner, develops with the employment of theoretical tools of linguistics. In addition, the issues connected with the possibility of using linguistic metaphors in biology, as well as the suggestion of biosemiotics about communicative connections of various levels in living nature, are significant for this problem.

Metaphors, images and the underlying cognitive schemata became the central object of research in the first year of the project. Particular attention was paid to biological metaphors and images in the social sciences, including politics. This allowed us to turn to cognitive schemata, which researchers from different sciences use to describe the phenomenon of the emergence of something qualitatively new, and to undertake search for the common cognitive schema of emergence and the notion of emergence as such. The study of these metaphors and cognitive schemas is useful for understanding and further developing the conceptual apparatus of interdisciplinary and transdisciplinary interfaces.

Affinities of the research traditions in evolutionary biology, comparative historical linguistics, as well as comparative and evolutionary institutionalisms in the social sciences has confirmed their common morphological nature. This allows us to develop research on the formation and ways of practical integration of evolutionary morphology as an interdisciplinary interface for a broader set of disciplines.

We evaluated experience of interdisciplinary and transdisciplinary syntheses, particularly integration of biological, linguistic and political sciences. Our research exposes heuristic potential of numerous research projects, schools and directions of modern science in various countries of the world. The sciences research aspects of our project confirm the purpose of our project and its instrumentality in the analysis of originality and novelty of inter and transdisciplinary syntheses. During the first year, we compared, analyzed, typified and cataloged a large array of diverse materials, which made it possible to identify the main trends and “points of growth” in this array, and also better include our project to the trend of development of this subject in world science.

Project results (2018)

In 2018, the study of the knowledge transfers and methodological convergences persisted. Furthermore, the project contributors launched a series of their own original cases of such transfers and convergences.

An extensive analysis of scientific literature on different types of evolution in nature and society, an in-depth analysis of the works on evolutionary biology and epigenetics, and especially the elaboration on the T. Deacon's concept of “incompleteness” created a launching pad for new research ventures. They included research on the complementarity of two entropies – the informational and the thermodynamic one, on the resulting evolutionary as well as on the very phenomenon of emergence.

The existing typologies of replicators (genes, memes, etc.) served as a point of departure for a new extended typology of suchlike units. The project’s subject matter widened by moving from the analogies between biology and culture to the farthermost cases of quantum automata and chemical oscillators on one side of the spectrum and cognitive devices on the other side. The new typology deepened by including a number of layers of variation. The new dimensions of the typology capitalized on the existing distinctions of genotype and phenotype (Wilhelm Johannsen), of language and speech (Ferdinand de Saussure), of content plane and expression plane (Louis Hjelmslev), etc.

On the basis of the semiotic approach to the study of genome, as well as through the analysis of linguistic terminology and semiotic logic in biology, the project contributors developed the semiotic analogies between natural language and genetic code that were originally outlined by the linguist R. Jacobson and biologist F. Jacob. As a result, they fostered a systematic frame for the two respective types of semiotics – biological and social. Ensuing elaboration of the two types of semiotic investigation and reasoning helped to obtain a series of promising results. In particular, it opened up new prospects for linguistic modeling of gene regulation, modifying analogies between vocabulary units and nucleotides or categories of grammar and positions in gene structure into analytical instruments. The genome and its expression were correlated with language (langue) and speech (parole), which made it possible to significantly deepen the understanding of feedback loops in the process of gene expression, in particular, of the role of activators and repressors.

Another case of productive interdisciplinary integration was Schnabel census method, transferred to evolutionary computations from biometrics, where it was originally developed for statistical estimation of animal population size, to new applications. Thus, a further development of this method procured a new rule for restarting genetic algorithms in evolutionary computations.

Besides, new scientific results were obtained through application of the theoretical bounds on performance of evolutionary algorithms in the design of synthetic promoters in the SELEX procedure.

A further development of transfer from studies of biosocial evolution to computer science, namely to the field of memetic computing, was carried out.

Project contributors summed up research of individual cases of interdisciplinary transfer into and grouped them into main types of mechanisms of transdisciplinary integration. The list includes:

The study of terminological apparatuses of genetics, memetics, systems biology, and evolutionary computations provided examples of parallel interdisciplinary vocabularies. The cases of integration of psychology and neuroscience helped to search for correlating references between subject areas of respective disciplines and suggest similar mechanisms for other disciplines.

The research algorithms of purification and saturation of concepts helped to reduce or upgrade concepts of biology and memetics to a range of diverse semiotic categories. Another case was concepts transmission between systems biology, evolutionary biology and evolutionary calculations. Biological metaphors in political science and political metaphors in biology, as well as linguistic metaphors and semiotic terms in genetics operated for the cases of interdisciplinary translation and metaphorical transfer of concepts between disciplines.

The study of integrative potential of transdisciplinary scientific languages rested on the cases of semiotics, morphology and mathematics. It was also related to the development of individual transdisciplinary concepts, such as “emergence”, “module” or “replicator”.

Practices of reverse transfer between disciplines were studied using examples of the transfer of concepts, methods and results from evolutionary computations back to biology and bioengineering.