Математическое моделирование в экологии:
Историко-методологический анализ
Литература
1. Ардабьева А. Г., Барабашева Ю. М., Бродский Л. И., Девяткова Г. Н., Катунин Д. Н., Кольцова Т. И., Курашова Е. К., Левшакова В. Д., Осадчих В. Ф., Полякова Т. В. Экологические основания моделирования планктонного сообщества Северного Каспия. // Теоретическая экология. М.: изд-во МГУ, 1987. С. 85–105.
2. Арнольд В. И. «Жесткие» и «мягкие» математические модели. // Администрация Президента Российской Федерации. Научно-практический семинар «Аналитика в государственных учреждениях». М., 1997.
3. Барабашева Ю. М., Бродский Л. И., Девяткова Г. Н. Имитационная модель динамики планктонного сообщества Северного Каспия. // Теоретическая экология. М.: изд-во МГУ, 1987. С. 121–132.
4. Барабашева Ю. М., Бродский Л. И., Девяткова Г. Н. Об оценивании параметров точечной модели водной экосистемы. // Теоретическая экология. М.: изд-во МГУ, 1987. С. 105–110.
5. Барабашева Ю. М., Бродский Л. И., Девяткова Г. Н. Пример калибровки точечной модели: модель Кандалакшского залива Белого моря. // Белое море. Л.: Гидрометеоиздат, 1986.
6. Барабашева Ю. М., Девяткова Г. Н., Тутубалин В. Н., Угер Е. Г. Некоторые модели динамики численностей взаимодействующих видов с точки зрения математической статистики. // Журн. общей биологии. 1996. Т. 57. №2. С. 123–139.
7. Беляев В. И., Лепин А. И., Макаров О. М., Петипа Т. С. Математическая модель пелагической экосистемы Черного моря. М., 1975. Рукопись деп. в ВИНИТИ №3480 — 75. Деп.
8. Беляев В. И. Модель шельфовой экосистемы для оценки ее потенциальной биопродуктивности. // Системный анализ и моделирование процессов на шельфе Черного моря. Севастополь, 1983. С. 7–18.
9. Вайтман А. С., Стриттер Р. РСТ, спин, статистика и всё такое. М., 1996.
10. Васильченко О. Н. Основные закономерности формирования биологической продуктивности нерестово-вырастных хозяйств дельты Волги и их роль в воспроизводстве рыбных запасов Каспийского моря. // Теоретическая экология. М.: изд-во МГУ, 1987. С. 186–200.
11. Викторов Г. А. Проблемы динамики численности насекомых на примере вредной черепашки. М.: «Наука», 1967.
12. Витте С. Ю. Избранные воспоминания. 1849–1911. М.: «Мысль», 1991.
13. Вольтерра В. Математическая теория борьбы за существование. М.: «Наука», 1976.
14. Ворович И. И., Горелов А. С. Рациональное использование водных ресурсов бассейна Азовского моря: математические модели. М., 1981.
15. Гаузе Г. Ф. Математическая теория борьбы за существование и ее применение к популяциям дрожжевых клеток. // Бюлл. Моск. о-ва испытателей природы. Отд. биол. 1934. Т. 43. №1. С. 69–87.
16. Гаузе Г. Ф. Исследования над борьбой за существование в смешанных популяциях. // Зоол. журн. 1935. Т. 14. №4. С. 243–306.
17. Гаузе Г. Ф., Витт А. А. О периодических колебаниях численности популяций: математическая теория релаксационного взаимодействия между хищниками и жертвами и ее применение к популяциям двух простейших. // Изв. АН СССР. Отд. матем. и естеств. наук. 1934. Т. 10. С. 1551–1559.
18. Гиляров А. М. Соотношение органицизма и редукционизма как основных методологических подходов в экологии. // Журн. общей биологии. 1988. Т. 49. С. 202–217.
19. Гиляров А. М. Популяционная экология. Учебное пособие. М.: изд-во МГУ, 1990.
20. Гиляров А. М. 125 лет экологии Эрнста Геккеля. // Журн. общей биологии. 1992. Т. 54. С. 5–17.
21. Глимм Дж., Джаффе А. Бозонные квантованные модели. // Конструктивная теория поля. М., 1977.
22. Гомперц Т. Греческие мыслители. Спб., 1911.
23. Гроф К., Гроф С. Неистовый поиск себя. М.: изд-во Трансперсонального ин-та, 1996.
24. Гуревич А. Я. Культура и общество средневековой Европы глазами современников. (Exempla XIII века). М.: «Искусство», 1989.
25. Дайсон Ф. Дж. Математика в физических науках. // Математика в современном мире. М., 1967.
26. Джойс Дж. Дублинцы. Портрет художника в юности. М.: «Знаменитая книга», 1993.
27. Дмитриев И. «Особая миссия Менделеева»: факты и аргументы. // Поиск. 1996. №34 (380), 31 авг. — 6 сент.
28. Дневник молодости Л. Н. Толстого. Подг. текста и комментарии Л. Опульской. М.: «Московский рабочий», 1988.
29. Домбровский Ю. А., Селютин В. В., Эпштейн Л. В. Применение имитационного моделирования для экологических последствий хозяйственного освоения района озера Байкал. // Проблемы развития и размещения производительных сил Сибири. Новосибирск, 1976.
30. Ермолаева Н. С. О так называемом «ленинградском математическом фронте». // Вопросы истории естествознания и техники. 1995. №4. С. 66–77.
31. Жданов В. А. Любовь в жизни Л. Толстого. М.: «Планета», 1993.
32. Иллеш А. В., Пральников А. Е. Репортаж из Чернобыля. М.: «Мысль», 1988.
33. Йост Р. Общая теория квантованных полей. М., 1967.
34. Колмогоров А. Н. Качественное изучение математических моделей динамики популяций. // Проблемы кибернетики. 1972. Вып. 25. С. 100–106. (Перевод статьи, опубликованной в итальянском журнале в 1936 г.)
35. Колмогоров А. Н. Теория вероятностей и математическая статистика (избранные труды). М.: «Наука», 1986.
36. Колмогоров в воспоминаниях. Ред. А. Н. Ширяев. М.: «Физматгиз», 1993.
37. Кольцова Т. И., Угер Е. Г. О количественной обработке проб фитопланктона. // Биол. науки. 1980. №7. С. 103–108.
38. Кузнецов В. И. Философский анализ оснований физики элементарных частиц. Киев, 1977.
39. Кун Т. Структура научных революций. М., 1975.
40 Де Кюстин Астольф. Россия в 1839 году. М. Издательство имени Сабашниковых. т. I 528 с., т. II 480 с.
41. Лакатос И. История науки и ее рациональные реконструкции. Структура и развитие науки. М., 1978.
42. Лосев А. Ф., Тахо-Годи А. А. Платон. Аристотель. М.: «Молодая гвардия», 1993.
43. Марк Аврелий Антонин. Размышления. Спб.: «Наука», 1993.
44. Медведев Г. У. Чернобыльская тетрадь. // Новый мир. 1989. №6. С. 3–108.
45. Меншуткин В. В. Математическое моделирование популяций и сообществ водных животных. Л.: «Наука», 1971.
46. Меншуткин В. В. Модель экологической системы пелагиали Тихого океана. // Океанология. 1979. Т. 19. №2. С. 318–325.
47. Монин А. С., Питербарг Л. И. Предсказуемость погоды и климата. // Пределы предсказуемости. М.: «ЦентрКом», 1997. С. 12–49.
48. Налимов В. В. Вероятностная модель языка. М.: «Наука», 1979.
49. Налимов В. В. Канатоходец. М.: «Прогресс», 1994.
50. Наумов Н. П. Экология животных. Учебное пособие для университетов. М.: «Высшая школа», 1963.
51. Одум Ю. Экология. В двух томах. М.: «Мир», 1986.
52. Пелевин В. Сочинения в двух томах. Т. 1. Бубен Нижнего мира. М.: «Терра» — «Terra», 1996.
53. Перчук В. Л. Модели в экологии и продолжающаяся путаница вокруг них (по поводу некоторых философских соображений). // Биология моря. 1980. №3. С. 88–92.
54. Поливанов М. К. Предисловие к переводу. // Хепп К. Теория перенормировок. М., 1974.
55. Пределы предсказуемости. Ред. Кравцов Ю. А. М.: «ЦентрКом», 1997.
56. Пуанкаре А. О науке. М., 1983.
57. Путь жизни. Составитель и один из авторов Л. Н. Толстой. М., 1910.
58. Рид М., Саймон Б. Методы современной математической физики. Т. 2. М., 1978.
59. Рихтмайер Р. Принципы современной математической физики. М., 1982.
60. Саймон Б. Модель P(φ)2 евклидовой квантовой теории поля. М., 1976.
61. Сахаров А. Д. Воспоминания в двух томах. Т. 1. М.: «Права человека», 1996.
62. Свирежев Ю. М., Елизаров Е. Я. Математическое моделирование биологических систем. // Проблемы космической биологии. Вып. 20. М.. «Наука», 1972.
63. Сергеев Ю. Н. Проблема математического моделирования многокомпонентной физико-биологической системы моря. // Вестник Ленингр. ун-та. Сер. геол.-географ. 1972. №24. С. 114–125.
64. Смит Дж. М. Модели в экологии. М.: «Мир», 1976.
65. Современная философия науки: знание, рациональность, ценности в трудах мыслителей Запада. М.: «Логос», 1996.
66. Сушко В. Н. Предисловие редактора перевода. // Конструктивная теория поля. М., 1977.
67. Теоретическая экология. Ред. Алексеев В. В., Федоров В. Д. М.: изд-во МГУ, 1987.
68. Толстой Л. Н. Полное собрание сочинений. Т. 23. М.: гос. изд-во худож. лит., 1957.
69. Тульмин С. Человеческое понимание. М., 1984
70. Тутубалин В. Н. Теория вероятностей и случайных процессов. М.: изд-во МГУ, 1992.
71. Тутубалин В. Н. Вероятность, компьютеры и обработка результатов эксперимента. // Успехи физических наук. 1993. Т. 163. №7. С. 93–109.
72. Тутубалин В. Н., Барабашева Ю. М., Григорян А. А., Девяткова Г. Н., Угер Е. Г. Дифференциальные уравнения в экологии: историко-методологическое размышление. // Вопросы истории естествознания и техники. 1997. №3. С. 141–151.
73. Тутубалин В. Н., Барабашева Ю. М., Девяткова Г. Н., Угер Е. Г. Оценка возможностей корреляционного и регрессионного анализа при установлении конкуренции между видами. // Журн. общей биологии. 1998, т. 59. №4, С. 433–444.
74. Тутубалин В. Н., Барабашева Ю. М., Девяткова Г. Н., Угер Е. Г. Научная судьба одного класса математических моделей в экологии на протяжении последнего полувека. // Историко-математические исследования.
75. Уильямсон М. Анализ биологических популяций. М.: «Мир», 1975.
76. Фейерабенд П. Избранные труды по методологии науки. М.: «Прогресс», 1986.
77. Хеджпет Д. В. Модели в экологии и путаница вокруг них (некоторые философские соображения). // Биология моря. 1978. №6. С. 3–15.
78. Хепп К. Теория перенормировок. М., 1974.
79. Хоружий С. С. Философский символизм Флоренского и его жизненные истоки. // Хоружий С. С. После перерыва. Пути русской философии. Спб.: «Алетейя», 1994. С. 100–130.
80. Шапошников В. А. Тема бесконечности в творчестве П. А. Флоренского. // Бесконечность в математике: философские и исторические аспекты. М.: «Янус-К», 1997. С. 362–389.
81. Шашарин Г. Чернобыльская трагедия. // Новый мир. 1991. №9. С. 165–179.
82. Эльясберг П. Е. Измерительная информация: сколько ее нужно? как ее обрабатывать? М.: «Наука», 1983.
83. Энгел Г. Философская критика экологии // Вестник Московского ун-та. Сер. 7. Философия. 1996. №1. С. 38–52.
84. Ayala F. G., Gilpin M. E., Ehrenfeld J. G. Competition between species: theoretical models and experimental tests. // Theoret. popul. biol. 1974. V. 4. N3. P. 331–356.
85. Dennis R., Desharnais R. A., Cushing J. U., Costantino R. F. Nonlinear demographic dynamics: mathematical models, statistical methods, and biological experiments. // Ecol. Monographs. 1995. V. 65. N3. P. 261–281.
86. Desharnais R. A., Costantino R. F. Genetic analysis of a population of Tribolium. V!!. Stability: response to genetic and demographic perturbations. // Canadian J. of Genetics and Cytology. 1980. V. 22. P. 577–589.
87. Desharnais R. A., Liu L. Stable demographic limit cycles in laboratory populations of Tribolium castaneum. // J. of Animal. Ecol. 1987. V. 56. P. 885–906.
88. Gause G.F. Experimental studies of the struggle for existence. // J. exp. Biol. 1932. V. 9. N4. P. 389–402.
89. Gause G.F. The struggle for existence. Baltimore: Williams and Wilkins, 1934. (Переиздание: New York: Dover, 1971).
90. Gause R. F. Verifications experimentales de la theorie mathematique de la lutte pour la vie. Paris: Hermann, 1935.
91. Gilpin M. E. Do hares eat lynx? // Amer. Natur. 1973. V. 107. N957. P. 727–730.
92. Goel N. S., Maitra S. C., Montroll E. W. On the Volterra and other nonlinear models of interacting populations. // Rev. of modern Phys. 1971. V. 43. P. 231–276.
93. Hanski J., Turchin P., Kerpinaki E., Henttonen H. Population oscillations of boreal rodents: regulation by mustelids predators leads to chaos. // Nature. 1993. V. 364. N6434. P. 232–235.
94. Laudan L. Science and Hypothesis. Dordecht, 1981.
95. Lotka A. J. Elements of physical biology. Baltimore: Williams and Wilkins, 1925. (Переиздание: Elements of mathematical Biology. N.Y.: Dover, 1956).
96. Renshaw E. Modelling biological population in space and time. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1991.
97. Schaffer W. M., Kot M. Do strange attractors govern ecological systems? // BioScience. 1985. V. 35. P. 342–350.
98. Utida S. Cyclic fluctuations of population density intrinsic to the host-parasite system. // Ecology. 1957. V. 38. N3. P. 442–449.
-
6.3 (http://elementy.ru/lib/430230/430262): "Возможности биологической экспериментальной техники выросли не столь существенно, в частности, подсчет численностей видов принципиально остается таким же, как и во времена Гаузе"
Вопрос: а почему бы не подсчитывать число особей программным путем? Взять каплю между стекол, сфотографировать с нужным разрешением и обработать изображение? Мне кажется что достаточно алгоритмов распознавания образов, которые можно адаптировать под эту задачу. -
Книга оставляет двойственное впечатление. С одной стороны,
рассказанные истории весьма поучительны. С другой стороны,
роль мистики в науке сильно преувеличена, а к выводам автора
стоит относиться с разумной осторожностью. Все же ядерные реакторы
работают куда надежнее, чем модели экосистем, и даже прогнозы
погоды не всегда плохи. Проблемы в аксиоматической теории поля
не останавливают развития физики высоких энергий.
И метод наименьших квадратов здорово работает, если помнить
известное правило: garbage in - garbage out.
Конечно, мы не знаем,
как происходят творческие прорывы при решении задачи, но
вместо того чтобы называть их научной мистикой, можно их
исследовать и учиться их достигать. Конечно, пока не умеем,
но пробовать можно, есть общеизвестная литература, книги Пойа например.
Так что, уважаемый читатель, бди !-
"Все же ядерные реакторы работают куда надежнее, чем модели экосистем"
Мне кажется, вы сравниваете совершенно разные вещи. В процессе изучения многомерных (многофакторных/систем с многими степенями свободы) систем, которые можно выделить в общей картине мироздания, всегда происходит некоторый откат к простым моделям. Так наука переходит в технологию.
С этой точки зрения, ядерные реакторы - это технологическая отрыжка науки, а экосистемы - ее объект изучения. И естественно, что искуственно упрощенная научная модель работает надежнее, чем реальная природная система, до понимания реальных закономерностей которой нам, как до Луны пешком.-
Согласен, технические системы куда проще биологических, потому
и изучены лучше и работают надежнее. Но автор, как я понял,
утверждает, что они изучены одинаково плохо? С этим я и не согласен.
Я думаю, это автор так читателя подначивает.
Непознанные (не описываемые опытом специалистов) области
есть даже в такой модели, как шахматы.
Доказательство - то, что компутер Каспарова
обыгрывает. В компьютере некие части модели есть, а в разуме
эксперта, чемпиона мира, их нет, и ситуация необратима. Вот
вам и пределы человеческого разума. Но мы же не будем говорить,
что шахматы изучены так же плохо, как экологические системы?-
Тут мы с вами коснулись очень интересной темы.
Дело в том, что известный нам мир можно определить, как сумму внешних проявлений систем со сравнимыми уровнями сложности. Ну, и все нижележащие системы, конечно включены сюда же.
Так вот, наука, хоть и не изучила досконально даже шахматы, но в принципе может это сделать. А вот системы, сложность которых превосходит наши возможности на порядки, мы не может ни изучить, ни даже представить. По одной простой причине - они не принадлежат нашему миру (не в метафизическом смысле, а в чисто практическом).
С этой точки зрения ваше сравнение шахмат с экосистемами не совсем правомерно. Это все-таки системы разного качества. И различие между ними не сводится к количественным параметрам, так же как различие между живым и неживым мозгом не сводится только к биохимии или электрохимии.
А что они изучены одинаково плохо - с этим и я не согласен. Не верю, что авторы настолько примитивны :)
-
-
-
-
Профессор Тутубалин давно известен оригинальнымим высказываниями. Еще в своем учебнике матстатистики лет 30 назад он писал, что эта самая статистика занимается вещами сугубо идеальными, не имеющими никакого отношения к грубому материальному миру, обработке экспериментальных данных и т.п. Мне кажется, это такое интеллектуальное кокетство. Сам-то он прекрасно знает, что если бы никакого применения матстатистики к практике не было, то ни ему, не другим статистикам зарплату никто бы платить не стал... Хотя всякое бывает. Поминаемого тут Налимова к старости-то эвон как заколбасило, когда он в какю-то секту вступил..
Я просто в восторге от приравнивания теологии и атомной энергетики. Грош-цена такой философии.
Правда, мне очень интересно было бы что-нибудь услышать о математизации теологии, или о математическом моделировании в ней :).
Математизация технических наук не меньше чем теоретических. Просто при создании технических трудов математика сводится к простым инструкциям (формулам), понятным исполнителям, не имеющих научной и теоретической подготовки. Но если окунуться в историю вопроса... Например, инструкцию по построению атомного реактора можно написать вообще не касаясь ядерной физики.
-
Да, как говориться, глубокая философия на мелких местах. Прежде чем разводить философию, неплохо бы авторам подучить историю. Например, на Льва Толстого с его рассказом "Как в городе Париже починили дом" наехали совершенно зря. Это реальный факт, связанный с ремонтом Дома инвалидов в Париже. Толстой информацию почерпнул из газетной заметки и пересказал для детей. А тут сразу "нелепо по технической сути"... бла-бла-бла
А почти религиозный, благоговейный трепет научного сообщества, перед математическими символами, оказал науке медвежью услугу, превратив её в некое подобие астрологии и хиромантии, со своими шаманами, прорицателями и толкователями.
Стремление вывести из манипуляций абстрактными математическими символами и формулами некие физические истины, привело к изобретению понятий, не совместимых с законами природы. Математикой, как кратким языком, можно описать какое-либо явление, но объяснить его она не в состоянии и создаёт только иллюзию понимания.
В отличии от математики, в природе не существует ничего отрицательного или мнимого, поэтому в ней нет и не может быть никакой антиматерии. Положительный и отрицательный заряды – это просто противоположные свойства материи, аналогичные, например, прозрачности и непрозрачности веществ.
И при объединении материальных объектов с противоположными свойствами, эти свойства просто объединяются, либо компенсируя, либо усиливая друг друга. В противном случае, любые взаимодействия веществ с противоположными свойствами приводили бы к полной аннигиляции, как их фи-зическому исчезновению, что противоречит второму началу термодинамики.
В природе нет ни интегралов, ни квадратных корней, ни синусов. Потому что все это – даже не какие-то физические величины, а всего лишь отношения этих величин. И уже лет через сто потомки будут покатываться со смеху над такими "научными" перлами, как бозоны Хиггса, черные дыры, ручки Уиллера, коты Шредингера, гравитационные коллапсы и прочие порождения примитивного сознания.
Как сказал однажды Эйнштейн, математика – это единственный способ провести самого себя за нос. И сам же по уши в это вляпался… Гравитационный коллапс и аккреция, как поднятие самого себя за волосы. Большой взрыв, как творение материи из ничего.
Молекулярно-кинетическая теория и теория струн, как образчики вечного двигателя и множество других абсурдных и бессмысленных гипотез, выведенных из математических преобразований, мало чем отличающихся от библейских сказок и сочинений фантастов, со временем навсегда исчезнут из науки.
Ведь неудивительно, что теория большого взрыва, как божественное творение материи из ничего, с большой охотой была признана религиозными мракобесами Ватикана.
Нельзя отрицать того, что математически можно посчитать насколько увеличится длина железной линейки при миллионе градусов, но обсуждать при этом её свойства могут разве что умалишённые, потому что ни при такой температуре она просто не существует.
Однако, несмотря на это, псевдоучёные на полном серьёзе описывают, например, черные дыры, как будто уже пощупали их собственными руками, говорят об аккреции, как падении материи самой на себя, как будто видели это где-то воочию.
Описания различных парадоксов, необъяснимых эффектов и явлений, якобы существующих в природе лавиной льётся с экранов большинства телеканалов и уже превратилось в доходный бизнес на невежестве обывателей и так не сильно обременённых способностью к мышлению. И самое страшное, что даже в среде учёных невежество уже достигло такой сте-пени, что многие из них верят в бога, а некоторые даже и не скрывают этого.
Более того, в некоторых учебных заведениях уже дела-ются поползновения учредить кафедры богословия. И я не удивлюсь, что в скором времени дойдёт очередь и до возрож-дения святейшей инквизиции. Учёные и сами уже давно пре-вратились в толкователей результатов математических преоб-разований, подобно астрологам, предсказывающим людские судьбы по рисунку расположения звёзд на небе, совершенно не понимая, что эти явления несопоставимы и подчинены со-вершенно разным законам.
Умение фантастически наукообразно трактовать ре-зультаты манипуляций математическими формулами, считает-ся признаком неординарного ума и нестандартного мышле-ния, недоступного простому смертному. Создав себе божка по имени "математика", учёные уже несколько столетий водят себя за нос, даже не подозревая этого.
Зная, что дважды два – четыре и нагромождая друг на друга массу многоэтажных формул, легко написать вполне научную статью о каком-либо физическом явлении, даже не понимая его физического смысла и, тем не менее, создав в гла-зах обывателя иллюзию высокой научности.
И эту иллюзию легко подкрепить простой проверкой математических выкладок обратным действием – разделив че-тыре на два. Потому что любые математические доказатель-ства представляют собой тавтологии, укладывающиеся в про-стую формулу: "дважды два равно четырём, потому что четы-ре, делённое на два, равно двум". И вот на подобных тавтоло-гиях выстроены практически все, так называемые научные теории.
Публикуясь в своих рецензируемых научных изданиях, куда закрыт доступ свежей мысли и бесконечно подсчитывая, кто кого перецитирует, научное сообщество превратилась в секту посредственностей, состоящую в основном из людей, умеющих лишь виртуозно манипулировать цифрами, особо
