Category: наука

Category was added automatically. Read all entries about "наука".

acantharia

(no subject)

(с) Дмитрий Янковский:

"Мне нравится воля Путина. Он настолько уверен в себе, что травит всех оппонентов именно "новичком", чтобы уж точно ни у кого сомнений не было, чьих рук это дело. Цианиды, кураре, дихлофос, крысиный яд и прочее -- для слабаков. Мало ли кто мог травануть цианидом или бутиратом, морфием или крысиным ядом? Поди там разберись, чьих рук дело, вещества слишком распространенные, чтобы стать фирменным стилем. Путин травит только уникальным отравляющим веществом, причем, всегда использует золоченые капсулы с лазерной гравировкой "made in Russia".

Проблема только в том, что подобрать дозировку боевого отравляющего вещества, чтобы человек выжил, но попал в кому, очень сложно. Это для "новичка" несколько сотен молекул. Чуть больше -- капец, не выживет. Чуть меньше, не заметит, что отравился. Слишком узок этот коридор для боевых ОВ. Поэтому уважение вызывает, что, не смотря на эту сложность, спецы ФСБ скрупулезно, под электронным микроскопом, при помощи электронно-туннельного скальпеля, отсчитали около сотни молекул "новичка" и нашли какой-то нетривиальный способ подсыпать их Навальному в кокаин, которым тот ширнулся перед полетом. Это путь точно не для слабаков. Респект и уважуха. Со стороны выглядит как банальный передоз, но это может обмануть лишь лоховатых медиков в Омске. Настоящие крутые спецы из Германии, исследовав атомарные следы кокаина на поверхности унитаза в туалете лайнера, где блевал Навальный, при помощи нового метода резонансно-изометрического взаимодействия с темной материей сразу же установили, что атомы водорода в цепи углеводов были выведены из термодинамического равновесия именно уникальными молекулами «новичка»." (с)

стащено у tatiana_siver, которая стащила еще у кого-то
acantharia

Про черные дыры, и каково в них погружаться.

Подумала, что надо записать эту мысль.

Про черные дыры, и каково в них погружаться.
Я читала на эту тему в книжках, заслуживающих доверия, из которых следовало, что единственной угрозой для наблюдателя (и вообще любого объекта), падающего на ЧД, является нарастающая гравитация, которая рано или поздно разорвет его приливными силами [для справки: если один объект находится в гравитационном поле другого, то на точку, находящуюся ближе к гравитирующему объекту, действует сила больше, чем на точку, находящуюся дальше от него; разность этих сил - это и есть приливное взаимодействие. По мере уменьшения расстояния между телами сила тяжести нарастает в геометрической прогрессии, поэтому разность между ближней и дальней точками будет увеличиваться, несмотря на то, что линейные размеры падающего объекта остаются одинаковыми. Проще говоря, если ваш линейный размер метр, и до притягивающего вас объекта тоже метр, то ваш дальний конец в два раза дальше от притягивающего объекта, нежели передний конец; если же между вами километр, то ваш дальний конец всего на 0,001 дальше, чем передний].
Так вот, мол, говорили книжки, приливные силы угрожают падающему объекту только у ЧД звездной массы, потому что она маленькая, сопоставимая по размеру с падающим объектом. При радиусе ЧД в 5-10 км, вблизи горизонта событий вы будете всего в 5 км от сингулярности (то есть от ее центра тяжести), и тут даже +/- метр может иметь колоссальное значение.
Если же взять сверхмассивную ЧД с радиусом горизонта событий в десятки миллионов и даже миллиарды километров, то при всей огромности ее притяжения приливные силы (то есть разница между действием на ближний и дальний конец) будут так малы, что можно погрузится под горизонт, избежав разрушения. Причем у особо огромных дыр это могут сделать не только наблюдатели, но даже целые звезды.
Еще умные книжки пишут, что наблюдатель даже не заметит, как прошел горизонт событий.

Но я помозговала и поняла, что нельзя там отделаться настолько просто. Горизонт событий – это место, где скорость убегания от сингулярности становится равна скорости света. Дальше – под горизонтом – даже если вы разовьете максимально возможную в нашей Вселенной скорость, направленную от сингулярности, вы не сможете отдалиться от нее. Вы сможете двигаться влево-вправо, но по оси, направленной на сингулярность, ваше движение станет необратимо однонаправленным. Между тем, согласно ОТО, ось пространственно-временного континуума, по которой возможно лишь однонаправленное движение – это время. Это значит, что если вы нырнете под горизонт событий ЧД, одна из осей вашего пространственно-временного континуума превратится во время, а количество «пространственных» осей сократится на одну. Если над горизонтом вы жили в трехмерном пространстве - одномерном времени, то под горизонтом вы окажетесь в двумерном пространстве - двумерном времени.

Представить себе такую форму бытия довольно затруднительно, однако логика подсказывает, что последствия для наблюдателя окажутся ощутимые и малоприятные. Ведь если ни одно взаимодействие там не сможет распространяться ОТ сингулярности, то если вы падаете в ЧД головой вперед, ваш мозг больше никак не сможет отдавать команды ногам (и даже рукам), и даже работа самого мозга окажется под вопросом, потому что кора не сможет общаться со стволом мозга. Если же вы будете падать ногами вперед, то ваши ноги просто «растворятся в темноте», потому что ни один сигнал от них, включая лучи света, отраженные их поверхностью, не смогут добраться до вас. Хотя нет, стоп! Не так! Если ваши ноги испускают луч света, направленный от сингулярности, то он, как и вы, конечно, падает на нее, но, возможно, не так быстро, как вы [= его время замедляется], и ваш мозг, в конце концов, «догонит» его и воспримет; однако пока все это произойдет, ноги успеют улететь еще дальше. Мозг, таким образом, будет видеть свои ноги в «прошлом», а не настоящем, так же как мы видим прошлое далеких галактик. Или нет, опять не так? В общем, сложно, сложно представить существование, когда одна из осей в вашем теле теперь не пространство, а время.
acantharia

динамика эволюционного процесса в масштабах геологического времени

Решая проблему закрытия межкрыловидной ямы у черепах, я сделала предположение, что этот эволюционный процесс на самом деле состоит из двух компонентов: первая составляющая – разрастание птеригоидов вширь, а вторая – переход их в одну плоскость с базисфеноидом.
Надеюсь, никого не придется убеждать, что закрытие межкрыловидной ямы – это именно процесс, а не событие. Потому что событие – что точка пространства-времени, а процесс – это последовательность связанных точек. Закрытие ямы произошло не «вдруг», из яйца черепашки с ямой не вылупилась черепашка без ямы. В палеонтологической летописи яма мельчала и мельчала, пока не начали появляться формы, у которой ее совсем нет.
Ну да сегодняшняя моя песнь не о том. На самом деле, вообще не важно, какие признаки использовать. Ибо речь о модели и теории. Как выразился мой брат, с тем же успехом для удобства усвоения можно принять, что черепашки из маленьких и черных становились большими и белыми.

Вводные данные.
Самая древняя известная настоящая черепаха – Проганохелис – была маленькая и черная имела большую и глубокую межкрыловидную щель и птеригойды, залегающие сильно ниже базисфеноида. Современные черепахи большие и белые имеют полностью срощенные птеригойды и базисфенойд, лежащие в одной плоскости (настолько, что образованная ими структура – нёбо – представляет собой просто гладкую, ровную поверхность). Самое простое предположение, как одно могло превратиться в другое, гласит, что черепахи становились всё больше и светлее кости постепенно сближались друг с другом, пока не сомкнулись и не срослись.


Линейный процесс сближения и однократное событие «закрытие ямы»

Однако палеонтологическая летопись ВНЕЗАПНО являет нам целый букет форм вроде «маленького-и-белого» или «большого-и-черного», у которых в этом месте ВНЕЗАПНО появляются всякие необъяснимые дырья, разрастаются неведомые структуры, которые у нормальных людей черепах никогда не разрастаются, и вообще, всё это ни в какие ворота не лезет в исходную гипотезу не укладывается. Что делать?
Тупо попялившись в бинокуляр на птеригоиды кое-каких ископаемых черепах, по всеобщему мнению (а также и геологическому возрасту) находящихся вблизи точки полного исчезновения межкрыловидной ямы и прочитав могучее заклинание тирьямпампации, я, наконец, сделала допущение о разложении одного процесса на две составляющие, и нарисовала диаграмму следующего вида:



Двумя координатными осями являются два процесса. Я приняла по три состояния каждого из процессов – исходное, конечное и промежуточное. Получилась матрица 3*3, итого 9 возможных комбинаций. Таксоны (а вернее морфотипы) являются точками, частными «решениями» сложения/суперпозиции двух процессов.

Все известные мне типы строения аккуратненько разложились по ячейкам матрицы, оставив всего две (максимум три) незанятые клетки. Необъяснимых, из ряда (в данном случае из матрицы) вон выходящих форм не осталось. Черепа древнейших – триасовых – черепах известны плохо, к тому же я их в руках не держала и в глаза не видела. Но готова биться об заклад, что они покроют оставшиеся незанятые позиции вблизи верхнего левого угла (Проганохелиса). И это есть первое предсказание, которое можно извлечь из получившейся схемы.

Теперь наложим на диаграмму стрелу времени из верхнего левого угла (назовем его Точка А) в нижний правый (назовем его Точка Б). Не забывайте, что время нельзя представлять буквально в виде стрелы, то есть это не одномерная линия. Время везде, оно захватывает все точки пространства и действует на все объекты, а «стрела» оно потому, что везде однонаправленно и необратимо. На самом деле, оно скорее поле – векторное поле – действующее по всему пространству матрицы.
Collapse )
acantharia

ТЕОРИЯ ОРГАНИЗАЦИИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ

Лекция для Герценки, 2019

1. «что есть такое наука».

Мы все сегодня оказались здесь потому, что решили посвятить свою жизнь науке. Но чтоб стать действительно хорошим профессионалом в своей области, любой специалист должен понимать, чем именно он занимается. А значит, нам как начинающим ученым необходимо, для начала, отчетливо представлять, что такое наука?
Ответ на этот вопрос не так прост. Философы и мыслители человечества не один век рассуждают о том, что такое наука, и исписали на эту тему огромный ворох бумаги. Но, как бы много они ни писали, на их страницах вы не найдете определения науки; а особенно определения компактного и ясного, «в двух словах». Определения можно найти в философских словарях, но и они нуждаются в комментариях. Впрочем, мне и самой не удастся определить, что такое наука, так, чтоб можно было обойтись короткой формулой без комментариев. Само существование такой бурной дискуссии говорит о том, что сабж имеет сложную природу (можно вспомнить притчу про трех слепых мудрецов, пытающихся описать слона).
И дальше можно было дать исторический экскурс в развитие представлений о науке, но на него, как мне кажется, нет времени. Да это и не самое полезное занятие, потому что (как я поняла на своем опыте) нет смысла усваивать огромный свод знаний, накопленных третьими лицами, если мы не можем соотнести его с собственным опытом, то есть – с той реальностью, в которой мы существуем. Что бы там ни говорили мудрецы, для нас это пустой звук, пока в нашей жизни не появился предмет, о котором они говорят. Засим мне представляется более продуктивным двигаться от собственного опыта и пытаться формулировать самостоятельно, а уже потом соотноситься с тем, что сказали до нас мудрецы.
Начнем с того, что мы пришли сюда учиться, потому что желали приобщиться к науке; значит, мы уже на той стадии как-то себе представляли, к чему именно мы хотим приобщаться. Не знаю, кому как (тут можно спросить у народа), а мне на стадии школьницы и студентки наука представлялась эдаким обширным сводом знаний, который надо вызубрить и уложить себе в память: а нужен он для того, чтоб получить наиболее полное (из возможных на текущий момент) и более-менее пейзажное представление о мире, в котором предстоит жить.


«наука = знания»? если да, если наука – это свод знаний, то каких? любых или каких-то особенных?

Ведь разновидностей знаний бывает много и разных, и далеко не всякое мы называем научным.
«Первый уровень» знаний: индивидуальное и обыденное – знание, которое получаете вы, так сказать, на собственной шкуре, когда попадаете в этот мир и начинаете с ним взаимодействовать. С вами что-то происходит, вы это запоминаете, ищете какие-то закономерности в своем опыте, чтоб быть лучше готовыми к тому, что ждет вас дальше.
Но мир очень большой, в одиночку его не изучишь. Если полагаться только на свои силы, то всегда остается большая вероятность столкнуться с чем-то неизведанным. Чтобы снизить этот риск, мы стали коллективными существами, и научились делиться своим опытом друг с другом. Вместе мы знаем гораздо больше, чем по одному. Значит, «второй уровень» знаний – коллективное.
Но всякое ли коллективное знание является ли научным? Есть ведь, например, такие вещи как «байки и сплетни»; есть вещи типа эзотерики или астрологии, есть религиозное знание – носители таких знаний охотно делятся ими со всеми, но к научным их сейчас не принято относить. Почему? Потому что не всякое знание одного индивида, выложенное в общий доступ, может быть применимо в опыте других пользователей. Может, кому-то что-то просто приглючилось. Может, вероятность встречи с ситуацией, о которой говорит кто-то один, для других пользователей нулевая; так стоит ли им тратить свои мозговые ресурсы на усвоение такой информации? Ведь людей много [и становится все больше], и в общий доступ выложен чудовищно гигантский массив знаний. Настолько большой, что осваивать его становится не проще и не быстрее, чем осваивать саму реальность; в некотором смысле, для индивидуального пользователя появляется уже две реальности – собственно «реальная реальность», и реальность, отраженная в коллективных знаниях. Для того, чтоб от чужого опыта нам была какая-то польза (то есть чтоб от него можно было получать практический результат), и чтоб он повышал нам прогнозируемость нашего собственного опыта, то хотелось бы какой-то фильтр, чтоб из массива коллективных знаний вытаскивать те, которые реально работают.
Засим, знания должны обладать еще тремя свойствами:
1) объективность. Это значит, что знание не зависит от воли того, кто его добыл. «Всё так не потому, что я так хочу, а потому, что оно само по себе такое. Значит, оно окажется таким не только для меня, но и для других пользователей».
2) доказуемость (верифицируемость), и 3) опровержимость (фальсифицируемость). Эти два свойства обозначают, что любой желающий пользователь вашего знания должен иметь возможность проверить на собственном опыте, так всё или не так. Попав в ситуацию, описанную с ваших слов, он либо воспроизводит те же результаты, что и вы (и таким образом вас доказывает), либо НЕ воспроизводит (и таким образом вас опровергает). Для этого, в свою очередь, надо иметь саму возможность попадать в эту ситуацию, что автоматически отметает все знания, относящиеся к сфере «потустороннего». Почему мало одной доказуемости? Зачем еще нужна опровержимость, то есть принципиальная возможность опровергнуть ваш результат? Потому что, проще говоря, если на вопрос возможен только положительный ответ; если утверждение невозможно опровергнуть, то это ничем не отличается от подгонки фактов под желаемое (надо об этом порассуждать яснее).
Наконец последняя характеристика знания, которое сейчас считается научным, это системность. Что это значит? Скажу так: исследуемая нами реальность – это единый объект, хоть и разбитый на множество субъединиц. Это система, в которой субъединицы связаны друг с другом взаимодействиями, взаимодополняют друг друга и определяют свойства друг друга. Знание – это отражение этой реальности в сознании наблюдателя (то есть в нашем). Значит, знания об отдельных субъединицах реальности (объектах) должны быть организованны в систему, отражающую систему реальности.

Резюме
научное знание – это свод коллективных знаний человечества, обладающих свойствами общедоступности, объективности, доказуемости, опровержимости, и системности.


Но каким бы большим это знание ни было, описывает ли оно всё мироздание? Нет (разница между очень большим и бесконечным. Знание очень большое, а действительность беспредельная). За его пределами всё равно остается область непознанного. Откуда можно по-прежнему ждать всяких неожиданностей [в том числе неприятных]. Поэтому человечество продолжает исследовать эту область, расширяя границы изученного. Вот эта добыча новых знаний, пополняющих научную картину мира, - и есть научно-исследовательская работа.

Итого, получается формула, что такое наука.

Наука – это познание действительности коллективным человеческим разумом
Есть объективно существующий мир, действительность. Внутри него есть область, изученная нами, наблюдателями – в данном случае действующими как один большой, единый наблюдатель, коллективный разум; и отраженная в своде научного знания. Наблюдатель - коллективный разум продолжает изучать неизведанное, расширяя и уточняя свод своих знаний. А мы, отдельные особи, действуем как его агенты, непосредственно осуществляя исследовательскую работу (он делает это нашими руками (и головами)).


Приятно чувствовать себя частью коллективного сверхразума!


2. «Путь ученого»: этапы и алгоритм научно-исследовательской работы.

Ученый – это не тот, кто всё знает, а тот, кто добывает. Для тех, кто решит посвятить свою жизнь науке, знать «производственный процесс» знаний, протекающий на «границе непознанного», не менее (если не более) важно, чем владеть сводом уже существующих научных знаний. При переходе от изучения науки (то есть освоения корпуса знаний) к научной работе (то есть производству) меняется сам характер ваших отношений со знаниями: раньше вы могли позволить себе пассивно впитывать всё готовое, а теперь вы должны сами активно их получать.
Суть НИР (то есть суть работы ученого) – в том, чтоб находить «белые пятна» в наших знаниях и заполнять их.

I этап НИР («подготовительно-предварительный») – поиск «белого пятна».
Если вы решили стать учеными и пошли учиться, то вы начинаете свой путь с того, что вас забрасывают в пучину научного знания, и первое, что вам надо сделать – это выбраться из нее на «границу познанного», где вы сможете начать собственно научную работу, то есть добычу нового знания. То есть найти нечто, чего пока еще никто не знает. Этот этап, возможно, самое сложное, что вам предстоит сделать. Потому что наука знает уже очень много, настолько, что вам может даже показаться, что всё уже изучено до вас.


примерно так вы будете чувствовать себя, впервые погрузившись в пучину научного знания


Поиск «белых пятен» (чего-то, чего пока еще никто не знает,) ведется одновременно с двух сторон: 1) исследовать свод знаний и соотносить его с действительностью на предмет, всё ли он объясняет из того, с чем мы имеем дело, и 2) исследовать действительность и соотносить ее с имеющимся знанием на предмет, всё ли в ней имеет объяснение. В любом случае, перелопатить придется массу всего, прежде чем придет понимание, в каком месте наших знаний существует пробел. Это может занять много лет – с момента, когда вы начали поиск, до момента, когда вас перестанут удовлетворять имеющиеся ответы, и вы почувствуете, что сами сможете на свои вопросы найти ответы получше, чем то, что вам предлагают.
И здесь я наконец вспомню, что я занимаюсь палеонтологией, и скажу о ней: палеонтология создает обманчивую видимость простоты в поиске «границы неизведанного». Кажется, что вот оно: выкопал из земли какую-нибудь неведомую хрень, и ее уж точно до сих пор никто никогда не видел; так что описывай ее себе на здоровье, и будет тебе приращение новых знаний. Увы, все не так просто. Потому что данные, которые вы считываете с нового объекта, должны как-то дополнять существующую/уже имеющуюся картину. Если перед вами стоит задача, например, описать что-то, то описание в стиле «передо мной какой-то выщербленный камень» - это тоже описание; но проку от него для науки будет примерно зеро. Так что поиск научной задачи применительно к данному конкретному предмету все равно придется провести. Хуже того, может встать другая проблема, прямо противоположная: вскроется гигантское непаханное поле, такое, что даже не будешь знать, как к нему подступиться и с чего начать. Так, например, передо мной была поставлена задача описать новый вид черепахи; но оказалось, что универсального алгоритма описания не разработано, системного представления хотя бы обо всех ископаемых черепахах, в которое можно было бы встроить мой материал, тоже нет; единого способа определения значений признаков, которые используются в описаниях, тоже нет (значения признаков зависят от того, с чем сравнивается описываемый объект; если предмет, с которым сравнивают, заменить, то изменятся и значения признаков). А значит, прежде чем решить задачу описать новый вид, придется перерешать всю эту массу задач.


Как же всё-таки ее искать, эту «границу непознанного»? Просто задавать вопросы – обо всем на свете – и искать на них ответы. Можно сказать, что задавать вопросы – это суть работы ученого. Поэтому делать ее сможет только тот, кто, в определенном смысле, в душе остается ребенком, «почемучкающим» обо всем, что ему попадается (прошу прощения за избитость формулировок). Настоящий ученый, когда он чего-то не знает, не стыдится своего незнания, а радуется, потому что это значит, что у него есть работа. И в этом смысле студент, который не боится признаться (себе и во всеуслышание), что он чего-то не знает, но зато задающий хорошие наводящие вопросы, в качестве потенциального ученого предпочтительнее студента, который вызубрил всё, но выйти за пределы вызубренного в своих рассуждениях не может.
Далее, проявлять интерес, конечно, необходимо ко всему на свете; однако, всего охватить всё равно не удастся, просто в силу ограниченных возможностей одного индивида (о чем шла речь в разделе про знания). Поэтому надо сужать решаемые вами задачи до масштаба, в котором реально в разумные сроки получить качественные результаты мне не нравится это место. Мне не получается обосновать, почему надо сужаться. А еще сужать решаемые задачи потому что Путь к крупным открытиям в науке лежит через мелкие частные задачи. Крупными открытиями мы считаем изменения в теоретических представлениях, то есть в системе научных знаний. Теория как система научных фактов, отражающая систему действительности, призвана объяснить все наблюдаемые частные явления (факты) как единое целое. Как правило, какая-никакая теория, описывающая мировой порядок, у людей есть всегда; и чтоб показать ее несостоятельность (сиречь, что теоретические представления нуждаются в доработке), надо найти какой-нибудь частный факт, который в рамках текущей теории не имеет объяснения.
=> Не надо бояться стать «специалистом по левой ноздре».
Но надо сохранять у себя в голове способность к обобщению, умение видеть место «левой ноздри» в общей картине. Чтоб в тот момент, когда «левая ноздря» преподнесет вам необъяснимый сюрприз, вы сразу сможете перейти от нее к перекраиванию самой теории.
(Проиллюстрировать моей работой: от описания фауны БК к описанию парочки костей черепа черепахи из этого местонахождения; потом от этой парочки костей – к гипотезе о механизмах морфологической эволюции в масштабе геологического времени).

Резюме раздела
I этап НИР – найти нечто неизученное и понять, чтО мы хотим о нем узнать (какие данные о нем получить)


II этап НИР (исследование, собственно производство нового знания).
Когда вы найдете «белое пятно», в голове сформируется некое подобие школьной задачи: «известно то-то и то-то, неизвестно то-то и то-то; найти неизвестное, отталкиваясь от известного». Теперь осталось получить новые данные. То есть приступать непосредственно к производству нового знания.
Этот этап образно можно уподобить диалогу исследователя (субъекта) с объектом. Вы хотите что-то узнать у объекта; но говорить по-человечьи он не умеет и рассказать о себе не сможет. Тем не менее, именно он является источником информации, недостаток которой вы выявили на предыдущем этапе. Значит, вам надо проявить активность и так «спросить» его, чтоб получить с него нужные данные. То есть снова ваша работа – задавать вопросы. Каждое ваше действие над объектом – это «вопрос», в результате которого будет получен ответ.
Чем сильнее вам удастся разбить одну большую проблему непознанного на совокупность мелких конкретных задач-действий, тем точнее, а значит лучше будут ваши результаты.

III этап НИР – сообщение, передающее полученную новую информацию в общий доступ.
Таким сообщением является научная публикация, структура которой воспроизводит структуру проделанной работы.
Как мы все знаем, научная публикация (статья, но в идеале – вообще любая, и тезис, и доклад, и диссертация, и любое сообщение) имеет строго фиксированный набор разделов:
•Введение
- Лит.обзор
- Цели
- Задачи
•Материалы и методы
•Результаты
•Обсуждение
•Выводы.
Каждый из разделов существует не просто так, а содержит в себе описание этапов и шагов вашей НИР.

Введение описывает первый этап – поиск «белого пятна». Оно должно сформулировать проблему и логически подвести к ней читателя. Докажите читателю, что «белое пятно», которые вы устраняете, есть.
Для этого во введении есть лит.обзор – в котором обозревается, что было сделано и чего НЕ сделано в этом направлении до вас.
Цели – собственно, содержит формулировку, каких именно знаний/данных нам не хватает. Касательно постановки цели исследования встречается распространенное заблуждение – которое когда-то на первых порах преследовало и меня – в том, что мы, находясь на фронте знаний, не можем заранее знать, что мы найдем за «границей непознанного». На самом деле, здесь от вас никто и не требует заранее дать ответы на все вопросы. Но надо здесь знать сами вопросы. Почему мы ищем именно здесь, и почему мы считаем, что то, что мы здесь найдем, прирастит наши знания. Проще говоря – надо знать, чего мы НЕ знаем. В этом случае любой результат – и положительный, и отрицательный - окажется приращением в знаниях, потому что любой из них окажется ответом на вопрос. Если вы найдете что-то новое – хорошо, а если не найдете, по крайней мере вы покажете, что в данном белом пятне ничего нового не было.
Задачи – это уже описание конкретных шагов для получения новых данных: чтО вы собираетесь предпринять.
Разделы материалы и методы – это, по сути, описание условий, на которых вы получили результаты Раздел необходим для выполнения условий доказуемости и опровержимости полученных вами знаний: чтоб кто угодно имел возможность воспроизвести вашу работу в тех же условиях и получить либо Не получить те же результаты (=> доказать или опровергнуть вас).
Последующие разделы – собственно приращение знаний. Результаты – описывают просто голые частные факты, которые вы получили. Это первый уровень приращения: непосредственно новые данные.
Обсуждение – второй уровень приращения. Новые данные помещаются в контекст уже известного, и изучается, как новые данные влияют на уже существующую систему знаний. То есть согласуются ли новые данные с теорией и не требуют ли они ее изменения. Новые данные могут быть количественным приращением фактов – что тоже неплохо и, в принципе, уже достаточно, как выполнение «задачи-минимум». А могут привести к качественным изменениям всей существующей системы знаний. В разделе «выводы» вы это констатируете в тезисной форме.

acantharia

(no subject)

Живая материя - это цитоплазма. То есть водный раствор белков и сопряженных с ними молекул. Именно в ней протекают химические процессы, совокупность которых называется жизнедеятельностью. Еще сюда же, пожалуй, относится клеточная мембрана, то есть раствор белков в жирах: она тоже достаточно нашпигована активными элементами и находится в активном взаимодействии с цитоплазмой. Чуть с большей натяжкой к живой материи относится генетическая информация (как бы странно это ни прозвучало). Если рибонуклеиновые кислоты активно функционируют, то у ДНК задача - пассивно храниться и ничего не делать; живая материя со своей стороны с ней активно работает, когда ей (живой материи) это надо. По этой причине нет однозначного мнения, считать ли вирусы живыми. Ведь они не имеют своей цитоплазмы и в свободном состоянии лишь пассивно ждут, когда их волей случая донесет до чего-нибудь живого.
Гибель живого - это разрушение системы биохимических процессов в цитоплазме.

Живая материя появилась в воде, и водная среда для нее самая благоприятная. Воздушная среда для живой материи более враждебная: на воздухе она, будучи водным раствором, тупо сохнет. Поэтому выход в воздушную среду для живой материи - квест. Что сделала живая материя, чтоб покорить воздушное пространство? Покрылась слоем неживой материи. Чем отличается водоросль от высшего растения? Водоросль вся состоит из живых клеток, а высшее (наземное) растение в основном состоит из мертвых клеток: мертвые в нем древесина и кора, а живое - только тонкое кольцо камбиальных клеток, расположенное между корой и древесиной. Чем отличается кожа наземного позвоночного от водного? У водного она вся из живых клеток, сверху прикрытых слизью, а у наземных она в основном из мертвых ороговевших клеток. Вдобавок к этому слою еще дополнительно уплотненные всякие чешуи, волосы, перья - тоже мертвые структуры. У членистоногих - хитиновый слой. Крылья насекомых - мертвые структуры. А чем отличается яйцо наземного животного от яйца водного? Яйцо водного животного - это собственно яйцеклетка, которую откладывают прямо в воду. А в яйце наземного животного яйцеклетка - это желток, а вокруг него несколько слоев неживых оболочек, от жидких белковых до твердых минеральных.
Я иногда завидую птицам, что они могут летать - сами, так сказать, собственным телом, а нам надо приделывать к себе всякие дельтапланы, парашюты или воздушные шары. А потом думаю: ну, растет у птицы "дельтаплан" прямо из ее рук, но он тоже неживая конструкция.

А теперь вопрос: что должна сделать живая материя, чтоб освоить еще более враждебную космическую среду? Правильно: покрыться еще более толстым слоем неживой материи. В самом деле, все наши механизмы и конструкции, вся наша техносфера - это лишь продолжение процессов, протекающих в нас. "Ядром" всей нашей машинерии всё равно является биологическая цитоплазма: именно она заставляет всё это жить. И чисто технически Гагарин в "Востоке" ничем, кроме многоклеточности, не отличается от бактерии в цисте.

Камень в огород фантастов, которые так и норовят придумать "совершенную" форму жизни, способную жить где угодно в любых условиях, и аже в космосе, без специальных приспособлений.
acantharia

(no subject)

Меня мучает очередной космический вопрос. Про черные дыры. И гравитационные волны.Типа всех мучает проблема потери квантовой информации в черной дыре. Ну да пес с ней, а зато что происходит с квантовой информацией, когда барионная материя перегоняется в гравитационные волны? вот что меня озадачило. В смысле, тут ведь даже не черные дыры, а какие-нибудь вполне от мира сего нейтронные звезды могут бухнуть, и часть вещества превратится в колебания пустого места (в прямом смысле). Куда квантовая информация девается?
acantharia

геном и галера

Обсуждали мы с коллегами мысль о том, что некая форма, примитивная по большей части признаков и продвинутая по малому их числу, должна считаться не сестринской, а предковой для формы, обладающей большим количеством продвинутых черт, даже если у примитивной формы есть специализированные черты, отсутствующие у продвинутой формы. Параллельно я гуглила историю кораблестроения в поисках отличий между триремой и галерой. И внезапно мне пришла в голову забавная аналогия, иллюстрирующая первую мысль.
Ведь древние галеры были специализированы на гребную тягу, так сказать, а более поздние корабли нового времени - на парусную. Если б мы пытались выяснить родство типов кораблей, используя приспособленность к какому-то виду тяги в качестве апоморфии и признака для установления родства, то мы бы сочли, что парусник не может произойти от галеры, так как галера имеет специализацию, которой нет у парусника (особая форма корпуса, места для рассадки гребцов, система правления гребцами, таран на носу). Мы бы объявили, что необходимо искать некоего общего предка, у которого еще нет специализации ни под вёсла, ни под парус. Но в истории в реальном времени наблюдалось и задокументировано как факт, что парусник - прямой потомок галеры.
Мне на это возразили, что в отличие от биологических объектов, источник изменений кораблей внешний - человек, он придумал сначала одно, потом другое. "Предок" и того и другого у него в голове - это идеи.
Я на это возразила, что источник изменений биологического объекта тоже своего рода «внешний» - это геном. Вспомнить концепцию «эгоистичный ген», о том, что геном где-то там внутри живет своей жизнью и лишь в одностороннем порядке посылает в фенотип информацию о том, как ему, фенотипу, выстраиваться. Можно сказать, что генотип живого существа – это «идея» этого живого существа, записанная «буквами» нуклеиновых кислот в «книге» генома, а цитоплазма, читая эту книгу, строит на основании полученной информации форму живого существа.
Мне тогда поставили вопрос: но как же эта идея возникает в геноме? так же как мысли у человека? Тогда надо предположить, что гены воспринимают информацию извне и реагируют, но это противоречит существующей парадигме. Чистый ламаркизм получается. [возражение основано на представлении о том, что генотип не получает обратной связи от фенотипа. А также на материалистическом представлении о том, что идея не существует сама по себе, априорно, а является отражением материального мира. Говоря проще – идеи не возникают в голове человека на пустом месте, а вносятся туда извне, из реального мира; геном, напротив, представляется такой «вещью в себе», которая изменяется (мутирует/эволюционирует) сама по себе, вне воздействия внешнего мира, и лишь вторично проходит отбор практикой].
Мой ответ. Во-первых, геном все-таки получает обратную связь со стороны фенотипа: если форма, построенная по указке генотипа, оказывается не жизнеспособна, она попросту дохнет и забирает его с собой. Геном, конечно, мутирует сам по себе и в произвольных направлениях (внешний мир не указывает геному, в какую сторону ему меняться); но все его вариации, отрывающиеся от реальности, попросту выпиливаются. В некотором смысле геном можно уподобить изобретателю, который порождает массу идей вслепую, «чисто из головы», а затем его порождения проходят отбор реальностью, и в живых остаются лишь те идеи, которые хоть как-то согласованы с действительностью.
С идеями в голове человека тоже не всё так просто. В голове индивидуального человека – да, все идеи привнесены из окружающего мира, в голове нет ничего априорного. Но там, вовне, она уже существует в метасознании всего человечества (или ка бы это лучше… в информационном пространстве, существующем на совокупности общающихся людей). То есть, если говорить проще и на примерах, «внесение» идеи корабля в голову человека из окружающего мира не означает, что человек каждый раз приходит на берег моря, видит плавающие по нему деревяшки, и изобретает корабль с нуля, вдохновившись видом плавающих деревяшек. Нет, он получает уже готовую идею корабля из «информационного поля» человечества, в котором она существует и никогда ни на миг не прекращала своего существования. В некотором роде это подобно получению цитоплазмой ядра с генетическим материалом.
Википедия поведала мне, что история кораблестроения уходит в дописьменный период. Первая же цивилизация – египетская – уже имела довольно развитое кораблестроение. То есть, получается, «идея корабля» старше самой цивилизации, и ее начало теряется во тьме веков: никто не знает, как она возникла. Можно предположить, что началось всё, действительно, с созерцания плавающих деревяшек, из которых склепали плот, плот превратился в лодку, лодка обзавелась веслом, потом целым рядом весел, парусом, укрупнила корпус, и – оп! – вот уже и египетская ладья. И все это потихоньку эволюционирует, передаваясь из мозга в мозг.
Мозг же занимается тем, что вносит небольшие усовершенствования. Причем бОльшую часть истории он делал это чисто по наитию, поскольку не было ни математики, ни инженерии, которые позволяли бы хоть как-то предсказывать результаты вносимых изменений. То есть эволюция корабля шла вслепую в произвольных направлениях, новые идеи возникают путем мутаций старых идей. А закрепление достижений происходит чисто путем отбора: корабль выходит в море и - либо тонет, либо плывёт. Если тонет, корабль по такой схеме больше не строят. Если плывёт, то по этой схеме строят следующий корабль.
acantharia

О дискретности видов и непрерывности жизни

О дискретности видов и непрерывности жизни.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Зная математиков, я уверена, что у них уже давным-давно описаны изучаемые нами, биологами, объекты, и давно описаны их свойства и поведение; но только математики сами не знают, что эти их кракозябры – это, на самом деле, наши «птички-бабочки», а мы, биологи, не знаем, что наши «птички-бабочки» – это, на самом деле, все эти иксы, игреки и знаки высшей математики. Засим, для того, чтоб поставить биологию на математические рельсы, не надо придумывать никакой новой математики, достаточно просто сделать перевод мат.языка на язык биологии.

Прошу людей математически подкованных отнестись снисходительно к нижеизложенному, ведь мы, биологи, люди математически обделенные, и мы так далеки от всего этого [как северный полюс от южного], что для нас какая-нибудь самая элементарная хрень для первого класса начальной школы может показаться мегаоткровением. Поэтому, пожалуйста, не кидайте в меня тапки, если я буду излагать «очевидные, дураку понятные, всем известные» вещи. Прошу также, не карать слишком жестоко, если я буду лажать. Лучше проявите снисхождение и поправьте юродивого.

Я же адресую сей текст в первую очередь собратьям-биологам.


СОБСНА САБЖ.

Прежде чем обсуждать дискретность видов, предлагаю сначала вспомнить и разобраться в сортах чисел, ведь именно число является дискретным объектом в математике.

Числа бывают:

Натуральные. 1,2,3,4,5… «Натуральные» - от слова «натура», то есть, «природа». То есть «те, которые есть в природе, а не в уме». Это количества штук предметов в реальном объективном мире. Положительные целые числа. (О том, что в природе есть и другие сорта чисел, более хитро закопанные, первооткрыватели математики в те времена еще не задумывались).

Рациональные. Это те, которые получаются из натуральных путем их деления друг на друга. Иными словами – любые простые дроби (1/2, 1/3, 2/3….). Название идет от «рацио», то есть «разум» (типа такой фигни в природе нет, до нее можно только додуматься разумно).

Так и хочется сказать, что натуральные и рациональные числа – это целые и дроби, соответственно. Ан нет! Целые числа, помимо натуральных, могут быть еще отрицательными, например. А дроби могут быть не только простыми, но и, например, иррациональными.

А это что за фингя, спросите вы? Так вот, да, иррациональные числа. Здесь начинается [самое] интересное. Чтоб понять, что такое иррациональные числа, нам придется сначала представить себе непрерывную прямую линию.

__________________________________________

Теперь нарисуем на этой линии натуральные числа (вместе с нулем). Чтоб делать это, нам надо поставить на ней точки через равные промежутки, и присвоить каждой точке число.
1 2 3 4 5 6
_|______|______|______|______|______|______|___
(простите, я не знаю, как нарисовать тут нормальную картинку, да еще так, чтоб не тратить много времени)

У меня вопрос: что находится на этой линии в промежутках между натуральными числами? Рациональные числа, скажете вы. В промежутках между целыми находятся дроби. И это правильно. Так что добавим и их на рисунок.

0 1/2 1 2
_|___|___|______|____

0 1/3 1/2 2/3 1 2
_|__|_|_|__|______|____

Ну и т.д.

У меня снова вопрос: а что находится в промежутках между рациональными числами? То есть между простыми дробями? Другие простые дроби, более мелкие, скажете вы. Ок, отвечу я, только это нам не поможет. Поскольку между натуральными числами есть «дырки», то в каком бы масштабе мы не нарезали линию натуральными числами, между ними все равно будут оставаться «дырки». Можно всю бесконечность натуральных чисел вместить на отрезок от 0 до 1, но, посмотрев в очень сильный микроскоп, увидеть между ними все те же «дырки».
Но что же все-таки находится в этих промежутках?
Там находится то, что математики назвали иррациональными числами: дроби, которые невозможно получить из натуральных чисел никакими действиями. Смысл такой: на непрерывной линии можно в любом месте поставить точку, и ей будет соответствовать какое-то число. Их примеры знакомы всем, кто когда-нибудь посещал школу: это, например, π, или e, или √(2).

Всю совокупность натуральных, целых, рациональных и иррациональных чисел математики назвали действительными числами. Понятие действительных чисел описывает столь возлюбленный мною переход дискретного в континуальное: это _непрерывная_ линия, нацело состоящая из _дискретных_ точек.


Как всё это прочитать с точки зрения биологии? А так:
Жизнь – это непрерывный процесс. Поэтому ее можно изобразить непрерывной линей, идущей из прошлого в будущее. Живые организмы – это точки на этой прямой, которые могут «возникать» в любом ее месте [на то она и непрерывна]. Поэтому совокупность живых организмов следует воспринимать как множество действительных чисел, а не натуральных, и не рациональных. И работать с ней соответственно.

Между тем, сейчас общепринятой парадигмой биологии является интерпретация совокупности живых организмов как натурального множества.
[пример такого представления: таксон-признаковая матрица]
В этом смысле мы, биологи, по мышлению находимся сейчас на уровне древнегреческих натурфилософов, которые думали, что весь мир можно описать арифметикой рациональных чисел.

А в чем разница? А в том, что у действительного множества возможностей больше, чем у натурально-рационального. В иррациональных числах решаются такие задачи, которые в рациональных не решаемы. Типа корня из двух или квадратуры круга. Чем конкретно нам, биологам, это поможет, пока не скажу, а скажу только, что это открывает перед нами непаханое поле.
Нами не паханное. Математики-то его давно перепахали. Поэтому беру первые попавшиеся лекции по матану и начинаю их читать.
*лирическое отступление* это только на первых парах кажется сложно, а на самом деле надо просто выучить первый лист (на котором словарь значков), а потом читать кракозябры не как кракозябры, а как слова, то есть проговаривать про себя математические записи обычным русским языком. И тогда многое станет яснее. Но сразу скажу, что без живого математика под рукой все равно никак. Легко можно не заметить какую-нибудь важную, но мелкую детальку, и не придать ей значения, а без нее концы с концами не сходятся; и тогда надо сразу бежать и вопрошать Просветленного: «почему, мол, у меня доказательство не доказывает?» А он тебе ткнет пальцем в детальку и разъяснит: «слона-то ты и не приметил» *конец лирического отступления*

На второй же странице нахожу биологически значимое:

«(IV) Аксиома непрерывности IV (вариант принципа Дедекинда)
Пусть A,B — непустые подмножества R такие, что a ≤ b ∀a∈A, ∀b∈B. Тогда ∃c∈R такое, что a ≤ c ≤ b ∀a∈A, ∀b∈B.»

Читается так:
R - множество действительных чисел.
A,B — «непустые подмножества R», то есть это два множества, являющиеся частями множества действительных чисел (все элементы их обоих содержатся в множестве R), такие что а меньше или равно b при любом а, входящем в состав множества А, и любом b, входящем в состав множества B. Иными словами, если изобразить графически, подмножество А находится на линии левее, а подмножество B – правее.
Тогда всегда существует такое число с, что a ≤ c ≤ b при любом а, входящем в состав множества А, и любом b, входящем в состав множества B.
Иными словами, есть такое число с, которое влезет между множествами А и B.

Биологическое прочтение (-ий смысл):
Если множество А – это один вид, а множество В – это другой вид, то всегда найдется форма, занимающая промежуточное положение между ними.
Сие значит, что нет смысла бесконечно дробить таксономические группы на множества подгрупп и устанавливать новые виды на основании минимальных различий. Потому что при условии непрерывности жизни дробить таксоны придется (не можно, а придется!) именно что бесконечно.

Важное уточнение: жизнь является непрерывным процессом во времени, однако в пространстве единовременно-одномоментно совокупность организмов является вполне себе счетным множеством (то есть всё, что бегает по земле в один момент настоящего, можно пересчитать натуральными числами). Таким образом, жизнь как явление обладает весьма занятным «дискретно-континуальным дуализмом»: счетность объектов и непрерывность процессов.
Иными словами, если мы совсем не будем учитывать фактор времени, если включим воображалку и представим, что все живые существа, которые бегают здесь и сейчас по земле, не произошли друг от друга, а возникли на пустом месте в один миг по щелчку чьих-нибудь пальцев сразу в том виде, в каком мы их видим, - тогда мы имели бы право описывать их как множество натуральных чисел. Но как только в исследование закрадывается фактор времени (как только начинается evolution, development и прочая палеонтология), он неизбежно притаскивает с собой континуальность, и бывшее натуральное множество сразу превращается во множество случайных точек, возникших на произвольных местах континуума.

Здесь должно быть еще Важное Дополнение 2, но я так увязла в словоблудии при его написании, что появилась реальная угроза, что я сделаю это еще нескоро. А предыдущий кусок я хочу опубликовать.