Равномерное движение материальной точки по окружности в физике с примерами

Содержание:

Равномерное движение материальной точки по окружности:

Более 5000 лет назад жрецы древнего Вавилона, наблюдая за Луной, определили такой хорошо известный нам интервал времени, как неделя. Как они это сделали? В чем особенность движения Луны? Встречается ли на Земле подобное движение?

Движение по окружности

Попробуйте представить линию, вдоль которой движутся ребенок, кружащийся на карусели, носок в барабане стиральной машины во время отжима, кончик ножа блендера при изготовлении коктейля или смузи. Уверены, что вы легко определили: этой линией является окружность. Итак, в перечисленных случаях имеем дело с движением по окружности; простейшим является равномерное движение по окружности. Далее, говоря о равномерном движении по окружности любого физического тела, будем считать это тело материальной точкой. Равномерно по окружности движутся, например, кабинки колеса обозрения.

Близким к равномерному движению по окружности является движение планет вокруг Солнца (рис. 12.1, а), естественного спутника (Луны) или искусственных спутников вокруг Земли* (рис. 12.1, б). Приведите примеры движения по окружности. В каких случаях это движение можно считать равномерным? Можно ли считать движение точек обода колеса велосипеда относительно его рамы равномерным движением по окружности? Обоснуйте свой ответ.

Равномерное движение материальной точки по окружности — это такое криволинейное движение, при котором точка, двигаясь по круговой траектории, за любые равные интервалы времени проходит одинаковый путь.

Определение периода вращения

Равномерное движение по окружности

— это периодическое движение, то есть движение, повторяющееся через определенные равные интервалы времени. Например, кончик секундной стрелки часов, двигаясь равномерно вдоль циферблата, повторяет свое движение через каждые 60 с (рис. 12.2).

Любое периодическое движение характеризуется такими физическими величинами, как период и частота. При равномерном движении по окружности говорят о периоде вращения и частоте вращения.

Период вращения — это физическая величина, равная времени, за которое материальная точка, равномерно движущаяся по окружности, совершает один оборот. Период вращения обозначают символом T. Единица периода вращения в СИ — секунда: [T]=c. Период вращения равен одной секунде, если за одну секунду совершается один оборот. Кончик секундной стрелки часов совершает один оборот за 60 с, поэтому период его вращения, как и каждой точки секундной стрелки, равен 60 с T =(60c .) Подумайте, каковы периоды вращения точек минутной и часовой стрелок часов. Когда взбивают молочный коктейль блендером, каждая точка его ножа за 30 с делает 6000 оборотов (рис. 12.3). Чтобы определить время одного оборота, нужно время вращения (t = 30 с) разделить на количество оборотов за это время (N = 6000): .

То есть период вращения T точек ножа блендера равен 5 мс. Таким образом, чтобы определить период вращения T, следует подсчитать количество оборотов N, совершенных за интервал времени t, и воспользоваться формулой:

Определение частоты вращения

Указывая технические характеристики устройств, используют не период вращения, а частоту вращения (рис. 12.4). Частота вращения — это физическая величина, которая равна количеству оборотов за единицу времени. Частоту вращения обозначают символом n и определяют по формуле: где t — время вращения; N — количество оборотов за данное время. Единица частоты вращения в СИ — оборот в секунду: Учитывая, что , приходим к выводу, что период вращения и частота вращения являются взаимно обратными величинами: Чем больше период вращения тела, тем меньше его частота вращения, и наоборот. Попробуйте рассчитать частоту, с которой вращаются точки ножа блендера (см.

рис. 12.3).

Как возникли единицы времени: сутки и неделя

Как измерить время? Ответ на этот вопрос подсказала людям сама природа. Дело в том, что многие движения, происходящие в природе, являются периодическими, а период такого движения может служить единицей времени. Например, вращение Земли вокруг своей оси — периодическое движение. Ежедневный восход (закат) Солнца, обусловленный этим движением, подсказал нашим предкам единицу времени сутки, которые равны периоду вращения Земли вокруг своей оси. Несколько единиц времени были получены в древнем Вавилоне. Наблюдая за ночным небом, жрецы заметили, что «молодая» Луна появляется на небосклоне приблизительно каждые 28 суток. Периодическое рождение лунного диска служило своего рода вечными «часами». Так возникла единица времени месяц*. За это время Луна, вращаясь вокруг Земли, про­ходит полный цикл изменения фаз: новолуние, первая четверть, полнолуние, последняя четверть (рис. 12.5). Именно поэтому жрецы разделили лунный месяц на четыре части (поколичеству лунных фаз) и получили семь дней — единицу времени, которая называется неделя.

Определяем скорость равномерного движения по окружности

Кроме периода вращения и его частоты важной характеристикой движения по окружности является скорость движения. Если тело равномерно движется по окружности, то за время, равное периоду вращения t(=T, )тело совершает один оборот, то есть проходит путь, равный длине окружности. Длину окружности l можно вычислить по известной вам из математики формуле: — математическая константа; R — радиус окружности. Зная путь и время, за которое этот путь пройден, получаем формулу для расчета скорости равномерного движения по окружности:

Сейчас, как правило, используют понятие календарного месяца, который не зависит от фаз Луны и длится от 28 до 31 суток.

Именно об этой скорости идет речь, когда, например, определяют скорость движения человека, кружащегося на карусели, говорят о скорости полета искусственных спутников Земли и т. д.

Итоги:

Равномерное движение материальной точки по окружности — это такое криволинейное движение, при котором точка, двигаясь по круговой траектории, за любые равные интервалы времени проходит одинаковый путь. Равномерное движение по окружности — это периодическое движение, то есть движение, повторяющееся через определенные одинаковые интервалы времени. Период вращения T — физическая величина, равная времени, в течение которого материальная точка, равномерно движущаяся по окружности, совершает один оборот. Единица периода вращения в СИ — секунда (с). Частота вращения n — это физическая величина, которая равна количеству оборотов за единицу времени. Единица частоты вращения в СИ — оборот в секунду (об/с, или 1/с). Период вращения T и частоту вращения n определяют по формулам: , где t — время наблюдения; N — количество оборотов за это время. Частота вращения и период вращения — взаимно обратные величины:

Физика – 7

Периодическое движение характеризуется двумя физическими величинами —

периодом и частотой вращения.

• Периодом вращения называется время, затраченное телом на совершение одного полного оборота по окружности:

где Т — период вращения, N — количество оборотов, t — время, затраченное на совершение полных оборотов. Единица измерения периода вращения в системе единиц СИ — секунда:

[T] = 1 c.

Что такое полный оборот при движении тела по окружности?

При движении тела по окружности, например, мячика из произвольной точки на окружности (например, из точки А) оно, совершив один оборот, опять окажется в той же самой точке, а это значит, что тело совершило один полный оборот (д). Если мячик, продолжив свое движение, пройдет через точку А 2, 3,… раза, то это значит, что им было совершено 2, 3, … полных оборотов.

• Частотой вращения называется физическая величина, равная числу полных оборотов тела за единицу времени.

д Один полный оборот при движении тела по окрущности

Частота вращения обозначается буквой n. Для определения частоты обращения нужно разделить количество полных оборотов на время, за которое совершены эти обороты:

Единица измерения частоты вращения в системе единиц СИ

Период и частота вращения – взаимно обратные величины:

Открытый урок физики по теме «Криволинейное движение». 9-й класс

Цели урока: дать школьникам представление о криволинейном движении, частоте, угловом перемещении, угловой скорости, периоде. Познакомить с формулами для нахождения этих величин и единицами измерения. (Слайды 1 и 2)

Ззадачи:

Образовательные: дать учащимся представление о криволинейном движении его траектории, величинах его характеризующих, единицах измерения этих величин и формулах для вычисления.
Развивающие:продолжать формирование умений применять теоретические знания для решения практических задач, развивать интерес к предмету и логическое мышление.
Воспитательные: продолжать развивать кругозор учащихся; умение вести записи в тетрадях, наблюдать, замечать закономерности явлений, аргументировать свои выводы.

Оборудование: наклонный жёлоб, шарик, шарик на нити, игрушечный автомобиль, юла, модель часов со стрелками, мультимедийный проектор, презентация.

ХОД УРОКА

1. Актуализация знаний

Учитель.

– Какие виды движения  вы знаете?
– Чем отличаются прямолинейные и криволинейные движения?
– В какой системе отсчёта  можно говорить об этих видах движения?
– Сравните траекторию и путь для прямолинейного и криволинейного движений. (Слайды 3, 4).

2. Объяснение нового материала

Учитель. Демонстрирую: падение шарика по вертикали, его скатывание по желобу, вращение шарика на нити, перемещение игрушечного автомобиля по столу, падение теннисного мячика брошенного под углом к горизонту.

Учитель.  Чем отличаются траектории движения предложенных тел? (Ответы учащихся)
Попробуйте сами дать определения криволинейного и прямолинейного движений. (Запись в тетрадях):
– прямолинейное движение – движение по прямой траектории, причём направление векторов силы и скорости совпадают; (слайд 7)
– криволинейное движение – движение по непрямой траектории.

 Рассмотреть два примера криволинейного движения: по ломаной линии и по кривой (Зарисовать, слайды 5, 6).

Учитель. Чем отличаются эти траектории?

Ученик. В первом случае траекторию можно разбить на прямолинейные участки и рассмотреть каждый участок отдельно. Во втором случае можно разбить кривую на дуги окружностей и прямолинейные участки Т.о. это движение можно рассматривать как последовательность движений, происходящих по дугам окружностей различного радиуса (Слайд 8)

Учитель. Приведите примеры прямолинейного и криволинейного движения, с которыми вы встречались в жизни.

3. Сообщение ученика. В природе и технике очень часто встречаются движения, траектории которых представляют собой не прямые, а кривые линии. Это криволинейное движение. По криволинейным траекториям движутся в космическом пространстве планеты и искусственные спутники Земли, а на Земле всевозможные средства транспорта, части машин и механизмов, воды рек, воздух атмосферы и т.д.
Если прижать к вращающемуся точильному камню конец стального прутика, то раскаленные частицы, отрывающиеся от камня, будут видны в виде искр. Эти частицы летят с той скоростью, которой они обладали в момент отрыва от камня. Хорошо видно, что направление движения искр совпадает с касательной к окружности в той точке, где пруток касается камня. По касательной движутся брызги от колес буксующего автомобиля. (Слайд 9)

Учитель. Таким образом, мгновенная скорость тела в разных точках криволинейной траектории имеет различное направление, причём, обратите внимание: вектора  скорости и силы, действующей на тело, направлены по пересекающимся прямым.  (Слайды 10 и 11).
По модулю же скорость может быть всюду одинакова или изменяться от точки к точке.
Но даже если модуль скорости не изменяется, ее нельзя считать постоянной. Скорость – векторная величина. Для векторной величины модуль и направление одинаково важны. А раз меняется скорость, значит есть ускорение. Поэтому криволинейное движение – это всегда движение с ускорением, даже если по модулю скорость постоянная. (Слайд 12).
Ускорение тела, равномерно движущегося по окружности, в любой точке центростремительное, т.е. направлено по радиусу окружности к ее центру. В любой точке вектор ускорения перпендикулярен вектору скорости. (Нарисовать)
Модуль центростремительного ускорения: а_ц = V²/R (написать формулу), где V – линейная скорость тела, а R – радиус окружности. (Слайды 12, 13)

Учитель. Движение по окружности часто характеризуют не скоростью движения, а промежутком времени, за который тело совершает один полный оборот. Эта величина называется периодом обращения и обозначается буквой Т. (Записать определение периода). Найдем связь между периодом обращения Т и модулем скорости при равномерном движении по окружности радиуса R.  Т.к.  V = S/t = 2R/Т. (Записать формулу в тетради) (Слайд 14)

Сообщение ученика. Период – это величина, которая достаточно часто встречается в природе и технике. Так, мы знаем. Что Земля вращается вокруг своей оси и средний период вращения равен 24 часам. Полный оборот Земли вокруг Солнца происходит примерно за 365,26 суток. Рабочие колеса гидротурбин делают один полный оборот за время, равное 1 секунде. А винт вертолета имеет период обращения от 0,15 до 0,3 секунды. Период кровообращения у человека равен примерно 21-22 секундам.

Учитель. Движение тела по окружности можно охарактеризовать еще одной величиной – числом оборотов в единицу времени. Ее называют частотой обращения: ν = 1/Т. Единицей измерения частоты: с^–1 = Гц. (Записать определение, единицу и формулу) (слайд 14)

Сообщение ученика. Коленчатые валы двигателей трактора имеют частоту вращения от 60 до 100 оборотов в секунду. Ротор газовой турбины вращается с частотой от 200 до 300 об/с. Пуля, вылетающая из автомата Калашникова, вращается с частотой 3000 об/с.
Для измерения частоты существуют приборы, так называемые круги для измерения частоты, основанные на оптических иллюзиях. На таком круге нанесены черные полоски и стоят частоты. При вращении такого круга черные полоски образуют круг при соответствующей этому кругу частоте. Также для измерения частоты используются тахометры. (Слайд 15)

 (Дополнительные характеристики  слайды 16, 17)

4. Закрепления материала (слайд18)

Учитель. На этом уроке мы познакомились с описанием криволинейного движения, с новыми понятиями и величинами. Ответьте мне на следующие вопросы:
– Как можно описать криволинейное движение?
– Что называется угловым перемещением? В каких единицах измеряется?
– Что называется периодом и частотой? Как связаны между собой эти величины? В каких единицах измеряются? Как их можно определить?
– Что называется угловой скоростью? В каких единицах она измеряется? Как можно её рассчитать?

(Если остаётся время, можно выполнить экспериментальное задание по определению периода и частоты вращения тела, подвешенного на нити. )

5. Экспериментальная  работа: измерение  периода, частоты тела, подвешенного на нити и вращающегося в горизонтальной плоскости. Для этого на каждую парту приготовить набор принадлежностей:  нить, тело (бусинка или пуговица), секундомер; инструкцию по выполнению работы: тело вращать равномерно, (для удобства работу можно выполнять вдвоём) и измерить время 10 (вспомнить определение полного оборота). (После выполнения работы обсудить полученные результаты). (Cлайд 19)

6. Контроль и самопроверка

Учитель. Следующее задание на проверку, как вы усвоили новый материал. У каждого из вас на столах лежат тесты и две таблицы, в которые вы должны внести букву ответа. Одну из них вы подпишите и сдадите на проверку. (Тест 1 выполняет 1 вариант, тест 2 – второй вариант)

Тест 1 (слайд 20)

1. Примером криволинейного движения являются…

а) падение камня;
б) поворот машины на право;
в) бег спринтера на 100 – метровке.

2. Минутная стрелка часов делает один полный оборот. Чему равен период обращения?

а) 60 с; б) 1/3600 с; в) 3600 с.

3. Колесо велосипеда делает один оборот за 4 с. Определите частоту вращения.

а) 0,25 1/с; б) 4 1/с; в) 2 1/с.

4. Винт моторной лодки делает 25 оборотов за 1 с. Чем, равна угловая скорость винта?

а) 25 рад/с; б) /25 рад/с; в) 50 рад/с.

5. Определите частоту вращения сверла электрической дрели, если его угловая скорость равна 400 .

а)800 1/с; б) 400 1/с; в) 200 1/с.

Тест 2 (слайд 20)

1. Примером криволинейного движения является…

а) движение лифта;
б) прыжок лыжника с трамплина;
в) падение шишки с нижней ветки ели в безветренную погоду.

2. Секундная стрелка часов делает один полный оборот. Чему равна её частота обращения?

а) 1/60 с; б) 60 с; в) 1 с.

3. Колесо машины делает 20 оборотов за10 с. Определите период обращения колеса?

а) 5 с; б) 10 с; в) 0,5 с.

4. Ротор мощной паровой турбины делает 50 оборотов за 1 с. Вычислите угловую скорость.

а) 50 рад/с; б) /50 рад/с; в) 10 рад/с.

5. Определите период обращения звёздочки велосипеда, если угловая скорость равна.

а) 1 с; б) 2 с; в) 0,5 с.

Ответы на тест 1: б; в; а; в; в
Ответы на тест 2: б; а; в; в; б (слайд 21)

7. Подведение итогов

8. Домашнее задание: § 18, 19, вопросы к §§, упр. 17, (устно) (слайд 21)

Вращение и Революция — Видео по физике от Brightstorm

Важно понимать разницу между оборотами и оборотами . Когда объект вращается вокруг внутренней оси (как Земля вращается вокруг своей оси), это называется вращением . Когда объект вращается вокруг внешней оси (например, Земля вращается вокруг Солнца), это называется вращением .

Давайте поговорим о вращении и вращении.Многие путают ротацию и революцию. Они говорят о том, что Земля вращается вокруг Солнца, что на самом деле не совсем точный термин для обозначения отношений между Землей и Солнцем. Итак, давайте поговорим об этих терминах, приведем несколько примеров и попытаемся прояснить, в чем разница. Итак, сначала у нас есть вращение — это объект, который вращается вокруг своей оси, и термин, который можно упростить, — это вращение. Я вращаю волчок, и он нормально крутится вокруг своей оси. Революция — это немного другое, правая революция — это объект, вращающийся вокруг другого объекта, или иногда говорят, что внешняя ось хорошо, поэтому другое слово для этого было бы как орбита.Итак, Земля вращается вокруг Солнца, она не вращается вокруг Солнца, а Луна вращается вокруг Земли.

Хорошо, давайте немного проясним. Итак, если мы говорим о Земле и о вращении Земли, мы говорим о ее вращении вокруг своей оси вправо. Он выполняет эту ротацию каждые 24 часа, 1 день, нормально. Теперь мы говорим о вращении Земли вокруг Солнца, так что вот наше Солнце и давайте посмотрим, сколько времени оно будет полностью вращаться вокруг Солнца.Хорошо, один оборот составляет 365 дней или год, так что снова пример орбиты, вращающейся вокруг внешней оси или другого объекта, по сравнению с вращением, когда она снова вращается вокруг своей собственной оси. Два термина, которые обычно путают многие студенты.

Revolution | Национальное географическое общество

В области истории и политологии революция — это радикальное изменение установленного порядка, обычно установленного правительства и социальных институтов. Обычно революции принимают форму организованных движений, направленных на осуществление изменений — экономических изменений, технологических изменений, политических или социальных изменений. Люди, инициирующие революции, определили, что существующие в обществе институты потерпели неудачу или больше не служат своей цели. Поскольку цель революций — поднять установленный порядок, характеристики, которые их определяют, отражают обстоятельства их рождения.

Революции рождаются, когда социальный климат в стране меняется, а политическая система не реагирует соответствующим образом.Люди разочаровываются в существующих условиях, что меняет их ценности и убеждения. На протяжении истории философы придерживались разных взглядов на то, является ли революция естественным явлением в изменяющемся обществе или указывает на социальный распад. Греческий философ Аристотель связывал революцию с рядом причин и условий, но в основном со стремлением к равенству и чести. Платон связывал революцию с социальным упадком. Он считал, что революции происходят, когда институты, такие как церковь или государство, не могут привить обществу систему ценностей и этический кодекс, предотвращающие потрясения.

В средние века европейцы обычно делали все возможное, чтобы предотвратить революцию и сохранить установленный порядок. Церковь сохраняла авторитет в средние века и стремилась любой ценой сохранить стабильность в обществе. Однако когда-то в эпоху Возрождения концепция революции начала меняться. Люди начали верить, что перемены необходимы для прогресса общества.

Между 1450 и 1750 годами во всем мире быстро менялись философские и политические идеи.Ренессанс, научная революция и протестантская реформация произошли в этот период времени, и люди расширили свое мировоззрение, поскольку они получали знания о новых концепциях и принимали новые идеи. В то время в Европе в большинстве стран были абсолютные монархии, и люди начали сомневаться в силе абсолютных правительств. По мере того, как их недовольство росло, их вопросы превратились в протесты. Волна революций произошла в 1700-х годах, в эпоху, широко известную как эпоха Просвещения — революции во Франции, в Латинской Америке и в американских колониях.Во всех этих странах революции не только изменили политические системы и заменили их новыми, но и изменили общественное мнение и вызвали радикальные изменения в обществе в целом.

От Галилея до Сагана и не только | Цифровые коллекции | Библиотека Конгресса

. Коперника часто называют астрономом-одиночкой, который демонстративно утверждал, что в центре космоса находится Солнце, а не Земля. Вклад Коперника в астрономию настолько значителен, что он оправдывает свое собственное название: Коперниканская революция.

История этой революции проблематична по нескольким причинам. Во-первых, хотя идеи Коперникия порвали с прошлым, его модель космоса имеет больше общего с его современниками, чем с современной астрономией и физикой. Во-вторых, хотя модель Коперника с центром в центре солнца была революционной, она была частью серии инноваций раннего модерна и эпохи Возрождения. Например, Тихо Браге собрал данные наблюдений в беспрецедентном масштабе и разработал свою собственную конкурирующую модель.Точно так же Иоганн Кеплер разработал математические модели для эллиптических орбит, которые поставили под сомнение некоторые из основных предположений аристотелевской космологии.

Оглядываясь назад на эти достижения, скажите, чья именно это была революция? Или, учитывая, что каждый из этих астрономов работал в постоянных традициях моделирования и понимания небес, произошла ли вообще революция?

Кратко рассмотрев работы Коперника, Браге и Кеплера, это эссе дает вам возможность разработать свой собственный ответ на эти вопросы.

Поиски более глубокой гармонии и порядка Коперника

Коперник ожидал, что его идеи будут противоречивыми. Из-за этого он ждал более 30 лет, чтобы опубликовать свою книгу в 1543 году. De Revolutionibus orbium coelestium (О вращении небесных сфер) помещает Солнце в центр Вселенной, а Землю движется по небу, как одна из планет.

De Revolutionibus начинается с краткого аргумента в пользу гелиоцентрической вселенной и следует за ним с обширным техническим набором математических доказательств и астрономических таблиц.Коперник не пытался игнорировать общепринятую мудрость астрономов и религиозных мыслителей; вместо этого он стремился раскрыть более элегантный порядок Вселенной.

Это была революционная идея. С учетом сказанного, идеи Коперника основывались на существующем образе мышления. Движение Меркурия и Венеры долгое время вызывало недоумение. Платон и Евдокс отметили, что эти планеты никогда не отклонялись далеко от Солнца. Как будто они были привязаны к солнцу, они могли двигаться немного впереди него или отставать.В V веке нашей эры Марсиан Капелла утверждал, что Меркурий и Венера вращаются вокруг Солнца, которое, в свою очередь, вращается вокруг Земли. Это была не первая система, ориентированная на солнце. Аристарх Самосский предложил гелиоцентрическую систему, и пифагорейцы до него утверждали, что солнце является «центральным огнем». Коперник построил все эти идеи, хотя они и не были частью мейнстрима.

Хотя вклад Коперника в астрономию был революционным, он фундаментально отличается от нашей сегодняшней концепции Солнечной системы.Его модель по-прежнему требовала идеального кругового движения в небе. Это означало, что, как и Птолемей, ему нужно было использовать круги на кругах, называемые эпициклами, для учета движения планет. Круги Коперника были намного меньше, но модель не избавила их от необходимости.

Браге, Сбор данных и важность перекрывающихся кругов

г. Коперник в значительной степени основывал свою работу на совокупности существующих наблюдений за небом. Хотя он проделал некоторую работу по наблюдению, основная часть его вклада была сосредоточена на переоценке существующих данных с другой точки зрения.Однако Тихо Браге придерживался другого подхода. Браге родился в 1546 году (через три года после публикации « De Revolutionibus» Коперника). Браге стал знаменитым астрономом, хорошо известным своим беспрецедентным сбором астрономических данных. Вклад Браге в астрономию сам по себе имел революционные последствия.

В 1563 году в возрасте 16 лет он наблюдал, как Юпитер обгоняет Сатурн, когда планеты движутся мимо друг друга. Даже с помощью своих простых наблюдений он увидел, что существующие таблицы для предсказания этой связи отключаются на месяц, и даже модель Коперника отключается на два дня.В своей работе он продемонстрировал, что более точные данные могут помочь в создании гораздо более надежных моделей.

Новые звезды и интерпретации комет

В ноябре 1572 года Браге заметил новую звезду в созвездии Кассиопеи. С помощью секстанта и перекрестного посоха он смог измерить положение звезды и убедился, что она находится в сфере предполагаемых неподвижных неподвижных звезд. Это наблюдение противоречило давнему убеждению, что небесное царство было местом совершенных и неизменных неподвижных звезд.

. Наряду с этим появление кометы в 1577 году предоставило дополнительное свидетельство того, что все действительно изменилось и действительно двигалось в небесной сфере. Основываясь на тщательных измерениях, Браге смог определить, что комета находилась вне сферы Луны, и в конце концов предположил, что она движется через сферы разных планет.

Модель Космоса Браге

В результате этих наблюдений Браге выдвинул новую модель космоса.В модели Браге все планеты вращались вокруг Солнца, а Солнце и Луна вращались вокруг Земли. Продолжая наблюдения за новой звездой и кометой, его модель позволила планете Марс пересечь путь Солнца.

Многие ученые критиковали модель Браге как шаг назад в развитии науки. Однако очень важно помнить о ценности, которую предлагала система Браге. Эта система имела то преимущество, что решала проблему звездного параллакса.Одна из настойчивых критических замечаний модели Коперника (и даже модели Аристарха в Древней Греции) заключалась в том, что с движущейся Землей следует ожидать параллаксного движения звезд. Поскольку Земля меняет положение по отношению к положению звезд, можно было бы ожидать, что звезды меняют положение относительно друг друга. Коперник ответил, что звезды должны быть настолько далеки, что невозможно обнаружить параллакс. Тем не менее, расстояние, необходимое для выполнения этой работы, было настолько большим, что стало проблемой для системы.

Это не было проблемой для системы Браге, потому что его модель позволяла пересекаться небесным кругам. Модель Браге не была шагом назад; но революционный в том смысле, что это был альтернативный способ разобраться в данных, предоставленных небесами.

Гармонии небес Кеплера

Иоганн Кеплер, родившийся в 1571 году, внес большой вклад в астрономию, поскольку в его работах сложная математика и астрономия смешивались с мистическими идеями об астрологии.Из-за этого Кеплера по-прежнему трудно понять современным читателям. Он был взволнован возможностями развития новой астрологии, основанной на работе, которую он выполнял как астроном. Кеплер работал на Тихо Браге, опубликовав обширный объем данных Браге в таблицах Рудольфина . Хотя он использовал большую часть этих данных для своих собственных публикаций, работа Кеплера значительно отличалась от работы Браге.

Первая большая работа Кеплера, Mysterium Cosmographicum (Космографическая тайна, 1596), и его более поздняя работа Harmonice Mundi (Гармонии мира, 1619) в значительной степени связаны с порядком и геометрией небес.В этих работах он исследовал, как различные формы Платоновых тел могут быть объединены, чтобы объяснить надстройку небес, и как движения и узоры небес могут быть отображены в масштабах. Для Кеплера небеса буквально гармонировали своими движениями. Он не боялся приписывать этим гармониям и порядку качества, которые сегодня нам показались бы странными суевериями. Он был так же заинтересован в соединении геометрии и физики, как и в соединении алхимии и астрологии.

Эллиптические орбиты Кеплера

Стремление Кеплера объединить геометрию и физику привело к новой форме планетных орбит. В Astronomie Nova (1609) Кеплер представил обширные исследования орбиты Марса.

Используя данные наблюдений Тихо Браге, Кеплер смог точно настроить движения планет и продемонстрировать, что движение Марса можно описать как эллипс. Диаграмма из Astronomia Nova показывает разницу между идеальным кругом и более сжатым или сжатым внутренним эллипсом.Обычно считалось само собой разумеющимся, что в небесных движениях участвуют только идеальные круги. Однако благодаря нововведениям в математике Кеплер смог математически описать эллипсы, которые точно соответствуют траекториям, по которым планеты движутся в небе. Эллипс позволял удалять эпициклы и мог учитывать траекторию планет в единой форме. Его приверженность порядку подтолкнула его к пересчету и переработке своих исследований, пока он не выяснил, как представить орбиты планет.Наряду с описанием эллиптической природы орбит, Astronomie Nova предложила начальные аргументы в пользу силы притяжения, которая могла бы организовать и удерживать вместе такую ​​систему. Работа Кеплера предвещала открытие одной из фундаментальных сил физики — закона всемирного тяготения.

Так чья это была революция?

Отслеживание работ и исследований Коперника, Браге и Кеплера иллюстрирует гораздо более взаимосвязанную и сложную историю. Прерывистость, которую обычно приписывают Копернику, оказывается неправильным, поскольку его революционная работа была частью длинной череды астрономов и философов, идеи которых открыли трещины в аристотелевской модели.Вместо простого повествования о прогрессе и сопротивлении прогрессу мы находим серию явных достижений, достигнутых в определенных исторических контекстах. Коперник предложил новую важную модель и пересмотренный набор данных наблюдений. Браге оставил нам конкурирующую модель и новые наблюдения за движением в небе. Работа Кеплера по эллиптическим орбитам сыграла ключевую роль в движении к другой концепции космоса. В каждом случае эти люди были участниками постоянного диалога между астрономами, теологами и другими учеными.

Без использования телескопа по существу, эти истории показывают, как целенаправленное наблюдение и исследование могут привести к важным достижениям. В то же время лучше не путать их понимание мира с нашим собственным. Коперник был уверен в совершенных небесных сферах, Браге много времени работал над алхимией, а Кеплер много писал об астрологии. Их основной интерес к пониманию порядка и структуры Вселенной соответствовал их вере в алхимию и астрономию.Это предполагает необходимость признать, что наше понимание, как и их понимание, контекстуализировано в мире, каким мы его знаем.

Ренессанс и научная революция: эпоха роста

г. Ренессанс и научная революция были, пожалуй, самым значительным периодом открытия и развития наук во всей истории. Этот период предшествовал Просвещению. Возрождение и научная революция были ответственны за внедрение таких идей, как гелиоцентрическая солнечная система и законы движения планет.Многие называют эту эпоху периодом настоящего развития современной науки, отмечая Галилео Галилея как «отца современной науки». Этот пост будет охватывать вклад трех очень важных ученых эпохи Возрождения и научной революции: Николая Коперника, Галилео Галилея и Иоганна Кеплера.

Николай Коперник (1473-1543) был эрудитом эпохи Возрождения, ответственным за то, что некоторые называют «коперниканской революцией». Один из самых важных вкладов Коперника был в области астрономии.Коперник поместил Солнце в центр Вселенной, а не Землю. Предыдущая система, система Птолемея, была геоцентрической (с Землей в центре Вселенной). В 1543 году в работе «О вращении небесных сфер» он опубликовал свою теорию (которую сформулировал гораздо раньше). Хотя у него все еще были планеты, движущиеся по кругам, а не по эллипсам, он постулировал, что эти круги не имеют единого центра. Он сказал, что центр Земли — это не центр Вселенной, а центр тяжести и лунная сфера.Он заявил, что Земля является одной из семи планет солнечной системы вокруг Солнца, которое является неподвижным. Он сказал, что движения Земли включают вращение, вращение и годовой наклон оси. Он согласился с учеными до него, что расстояние от Земли до Солнца ничтожно по сравнению с расстоянием от Земли до звезд. Тихо Браге был одним из преемников Коперника; однако он разработал Tychonic System, по сути геоцентрическую модель, которая включала некоторые математические основы гелиоцентрических моделей.

Гелиоцентрическая модель Коперника.

Галилео Галилей (1564–1642) построен на основе работ Коперника. Твердо веря в гелиоцентрическую модель, Галилей был помещен под домашний арест на большую часть своей жизни за свои убеждения после того, как предстал перед судом в Риме. Его называли еретиком за то, что он считал, что Солнце, а не Земля, было неподвижным центром Вселенной. В последние годы Церковь признала достойное сожаления отношение к делу Галилея.В 1610 году Галилей опубликовал The Starry Messenger , в котором сообщил о своих открытиях четырех спутников Юпитера, о шероховатости поверхности Луны, о звездах, невидимых невооруженным глазом, и о различиях между внешним видом планет и неподвижных звезд. Он также опубликовал наблюдения за полным набором фаз Венеры и написал о приливах. Теория Галилея заключалась в том, что приливы были вызваны колебаниями воды в море в точке на поверхности Земли, которые в определенное время дня ускорялись из-за вращения Земли.Однако это неверно (поскольку приливы вызваны луной). Галилей также важно выдвинул основной принцип относительности (законы физики одинаковы в любой системе, которая движется с постоянной скоростью по прямой). Галилей был одним из первых, кто заметил пятно и не ошибочно приписал его прохождению Меркурия. Галилей также продемонстрировал, что падающие тела из аналогичного материала, но разной массы имеют одинаковое время падения. По сути, время спуска не зависит от массы.Галилей также показал, что существует столько же полных квадратов, сколько целых чисел, хотя большинство чисел не являются полными квадратами; поскольку есть квадраты и неквадраты, и не все числа являются квадратами, должно быть меньше квадратов, чем неквадратных чисел. Однако для каждого числа есть квадрат. Следовательно, на самом деле соотношение неквадратов к квадратам составляет 1: 1.

Иоганн Кеплер (1571-1630) отвечает за создание законов движения планет Кеплера. Эти законы включают в себя то, что орбита каждой планеты представляет собой эллипс с Солнцем в одном из двух фокусов, что линия, соединяющая планету и Солнце, сметает равные области в течение равных интервалов времени, и что квадрат орбитального периода планета прямо пропорциональна кубу большой полуоси ее орбиты.Кеплер был одним из первых, кто объединил в себе области физики и астрономию. Это вызвало некоторые споры, однако его идеи стали более читаемыми и приняты после его смерти. Как только Ньютон вывел законы Кеплера из теории всемирного тяготения, они стали частью теоретического канона научной революции.

В следующем и последнем посте будет рассмотрен вклад Исаака Ньютона. Ньютон, возможно, один из величайших физиков всех времен, жил в эпоху позднего Возрождения и научной революции.Ньютон был одним из предшественников Просвещения, положившего начало последующему периоду невероятного интеллектуального роста.

Три революции современной эпохи

Революция счастья заключается в заметном улучшении чувства благополучия людей, то есть их субъективного благополучия. В то время как две предыдущие революции воплощены в показателях объективных обстоятельств людей, реального ВВП на душу населения и ожидаемой продолжительности жизни, основным показателем революции счастья является самооценка чувства людей к своей жизни в целом, отраженная в вопросах опроса о своей жизни. общее счастье, удовлетворение жизнью в целом, или где они стоят на жизненной лестнице, где верхняя часть лестницы — лучший из всех возможных миров, а нижняя — худший.Эти меры, которые обычно имеют ограниченную целочисленную шкалу, например, от нуля до десяти, дают очень похожие картины субъективного благополучия в разрезе и временных рядах. Их обычно называют мерами «счастья».

В настоящее время существует годовой отчет World Happiness Report , выпускаемый под эгидой Организации Объединенных Наций, в котором представлены оценки счастья для более чем 150 стран мира. Географические различия в уровне счастья очень похожи на те, которые наблюдались в период промышленной и демографической революций.По шкале от нуля до десяти, страны Западной Европы и их ответвления имеют самые высокие значения, достигающие 7,5 или более, а страны Африки к югу от Сахары — самые низкие в диапазоне 3,0–4,0. В качестве примера того, что означает эта разница в среднем уровне счастья с точки зрения чувств людей к своей жизни, в Индии, где среднее значение счастья в 2016–2018 годах составляло 4,0, 8,6% респондентов сообщили о значениях 7 или выше; в тройке самых счастливых стран (Финляндия, Дания и Норвегия) процент респондентов из семи и более был почти в десять раз выше — 85%.

В основе революции счастья лежит развитие социальных наук. Первым и главным достижением социальных наук стало широкое признание общественностью того факта, что такие обстоятельства, как безработица, плохое здоровье и бедность, являются результатом действия сил, не зависящих от человека, и что для помощи тем, кто страдает от таких обстоятельств, требуются коллективные действия. . До двадцатого века считалось, что эти проблемы являются результатом недостатков характера человека — лени, неспособности делать сбережения, грязи, пьянства, азартных игр и тому подобного.Экономика, первая из социальных наук, которая развивалась, изначально поддерживала такие убеждения, отстаивая laissez — faire , что правительство должно быть маленьким и что вмешательство в жизнь людей будет только способствовать зависимости. Однако концепция laissez — faire все больше подрывалась из-за сохранения ужасающей бедности и возникновения серьезных финансовых кризисов и серьезных депрессий.

По мере прояснения проблем свободной рыночной экономики развивающиеся социальные науки выдвинули два основных направления политических решений.С экономической стороны была политика, направленная на стабилизацию экономики при высоком уровне занятости — сначала через создание в начале двадцатого века центральных банков, отвечающих за денежно-кредитную политику, а затем, в ответ на Великую депрессию 1930-х годов, фискальную политику. политика, антициклическое использование государственных налогов и расходов. Примерно в то же время начала формироваться социальная политика, которая вылилась в политику, которая теперь называется «сетью социальной защиты». Сюда входят программы, охватывающие такие вещи, как поддержка дохода (страхование по безработице, социальное обеспечение, социальная помощь и пособия по инвалидности), здравоохранение, уход за младенцами и детьми, образование, включая дошкольные программы, отпуск по беременности и родам и отцовский отпуск, уход за престарелыми и пенсии по старости. .Эти инициативы в области экономической и социальной политики, которые все еще развиваются, наиболее полно реализуются в сегодняшнем государстве всеобщего благосостояния. Система социальной защиты «от колыбели до могилы» решает самые важные, по данным национальных опросов, проблемы личного счастья на протяжении всей жизни — трудоустройство и гарантированный доход, полноценную семейную жизнь и хорошее здоровье. Степень успеха нации в решении этих проблем выражается в показателях счастья — отсюда и «революция счастья».

За последние полвека социологические исследования самооценки счастья получили широкое распространение, и счастье начало отталкивать ВВП на душу населения как меру социального прогресса (Clark 2018; Easterlin 2010; Oswald 1997).Может показаться, что скоро можно говорить о революции счастья, но для этого есть веская причина, потому что счастье, в отличие от ВВП, более полно отражает разнообразный вклад социальных наук в повышение личного благополучия. Страны Северной Европы, которые были в авангарде внедрения и разработки политики государства всеобщего благосостояния, неизменно являются мировыми лидерами. Особого внимания заслуживает тот факт, что менее обеспеченные слои населения в этих странах особенно выигрывают от политики социальной защиты.В результате разрыв в уровне счастья между более и менее обеспеченными в скандинавских странах невелик по сравнению со средним мировым показателем. Исторические данные о счастье не имеют достаточной давности, чтобы продемонстрировать рост счастья, связанный с установлением политики социальной защиты. Но опыт стран, переходящих от социализма к капитализму в период после 1989 года, резко показывает, насколько уменьшается счастье, когда система социальной защиты исчезает (Easterlin 2010).

Важной вехой, способствовавшей принятию мер счастья, стал отчет Комиссии по измерению экономической эффективности и социального прогресса за 2008 год. Этот документ явился результатом неудовлетворенности тогдашнего президента Франции Николя Саркози тем, что ВВП является показателем социального прогресса. В феврале 2008 года он попросил трех экономистов — Джозефа Стиглица, Амартию Сен (оба лауреата Нобелевской премии по экономике) и Жан-Поля Фитусси — создать комиссию для рассмотрения более эффективных способов измерения социального прогресса. В результате получилась группа из 25 человек, в которую вошли двадцать два ученых с учеными степенями в области экономики и пять лауреатов Нобелевской премии. Среди рекомендаций Комиссии было однозначное одобрение мер «субъективного благополучия»:

Исследования показали, что можно собрать значимые и надежные данные как о субъективном, так и об объективном благополучии….[Те] типы вопросов, которые доказали свою ценность в рамках мелкомасштабных и неофициальных обследований, должны быть включены в крупномасштабные обследования, проводимые официальными статистическими управлениями. (Стиглиц и др. 2008, 15)

В соответствии с этими рекомендациями, последние события в разработке политики, где меры счастья находят все более широкое применение. В то время как ВВП фокусируется на объеме производства и является концепцией, в значительной степени ограничивающейся экономической дисциплиной, счастье — это мера, признанная и используемая всеми общественными науками.Как уже отмечалось, он отражает не только производство материальных благ, но и вещей, имеющих универсальное значение для жизни людей. В документе 2013 года, опубликованном Генеральным секретарем Организации Объединенных Наций, правительства призывают правительства использовать «тщательно составленные регулярные крупномасштабные данные о счастье и благополучии в качестве более подходящего показателя для улучшения разработки макроэкономической политики и информирования о предоставлении услуг». Европейская организация экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) разработала единые правила для официального сбора данных о счастье.Великобритания была лидером в сборе данных о счастье и использовании их для принятия решений в области государственной политики.

Революция счастья может быть определена как внедрение посредством государственной политики знаний в области социальных наук для улучшения субъективного благополучия. Положительная перекрестная взаимосвязь между счастьем и ВВП на душу населения иногда упоминается как демонстрация того, что экономический рост приносит больше счастья. Трудно совместить это утверждение с тем фактом, что костариканцы, правительство которых ввело политику социальной защиты еще в 1950-х годах, так же счастливы, как и американцы, несмотря на то, что ВВП на душу населения составляет лишь четверть от этого показателя.Трудно также согласовать эту точку зрения с нулевым соотношением временных рядов между тенденциями счастья и ВВП на душу населения (Истерлин, 2017). Сегодня в США счастье не больше, чем 70 лет назад, когда реальный ВВП на душу населения составлял одну треть от нынешнего уровня; в Китае удовлетворенность жизнью в 2015 году была примерно такой же, как в 1990 году, несмотря на примерно пятикратное увеличение реального ВВП на душу населения (Истерлин и др., 2017).

Информационная революция — обзор

9.5.12 Широкополосный ISDN и асинхронный режим передачи (ATM)

Продолжающаяся информационная революция требует услуг с постоянно увеличивающейся скоростью передачи данных.Даже индивидуальный потребитель, который ограничен телефонными линиями с коммутируемым доступом, использующими модемы 56 кбит / с или ISDN, все больше требует высокоскоростного широкополосного доступа в дом для достижения наилучшего возможного качества работы в Интернете. «Широкополосный доступ» — это термин, используемый для описания высокоскоростного доступа к данным, голосу и видеосигналам. Благодаря этой возможности веб-страницы появляются быстрее, аудио- и видеофайлы поступают быстро, и более одного человека в семье могут получить доступ к Интернету одновременно. Широкополосные технологии, такие как кабельная, спутниковая и цифровая абонентская линия (DSL), доставляют Интернет-информацию в дом в любом формате с качественными результатами.Услуга, более новая, чем ISDN, называется широкополосная ISDN (B-ISDN), которая основана на асинхронном режиме передачи (ATM), поддерживает соединение со скоростью до 155 Мбит / с, а вскоре и превысит ее. Между широкополосным ISDN и ISDN есть существенные различия. В частности, сквозная связь осуществляется в режиме асинхронной передачи, а не в режиме синхронной передачи (STM) ⁴² , как в ISDN. С начала 1990-х годов наиболее важным техническим нововведением, появившимся в результате усилий по широкополосной ISDN, является ATM.Он был разработан телефонными компаниями, в первую очередь AT&T. Это метод высокоскоростной передачи данных — в некотором роде похожий на традиционную коммутацию телефонных каналов — стал возможным благодаря быстрым и надежным компьютерам, которые могут коммутировать и маршрутизировать очень маленькие пакеты сообщения, называемые ячейками , по сети со скоростью в сотнях Мбит / с.

Вообще говоря, коммутация пакетов — это метод, в котором сообщение сначала разделяется на сегменты удобной длины, называемые пакетами .После того, как конкретное сетевое программное обеспечение разделило (фрагментировало) сообщение, пакеты передаются индивидуально и, при необходимости, сохраняются в очереди на сетевых узлах ^43, и передаются в порядке, когда временной интервал в канале связи свободен. Наконец, пакеты повторно собираются в месте назначения как исходное сообщение. То, как пакеты фрагментируются и передаются, отличает различные сетевые технологии. Например, сети Ethernet ближнего действия обычно соединяют офисные компьютеры и используют пакеты размером 1500 байт, называемые кадрами и ; TCP / IP в Интернете использует пакеты размером до 64 кбайт, называемые дейтаграммами ; а ATM использует очень короткие пакеты (ячейки) по 53 байта.

С этого момента, когда мы говорим о коммутации пакетов, мы понимаем, что это служба без установления соединения TCP / IP ⁴⁴ , используемая Интернетом, в которой задержка сквозной передачи сообщения зависит от количества узлов. задействован и уровень трафика в сети. Это может занять доли секунды или несколько часов, если сетевые маршруты заняты. Поскольку пакеты отправляются только при необходимости (канал выделяется только на время передачи пакета), ссылки часто доступны для других подключений.Таким образом, коммутация пакетов более эффективна, чем коммутация каналов, но за счет увеличения задержек передачи. Этот тип связи без установления соединения с пакетами переменной длины (называемый IP-пакетами или дейтаграммами ) хорошо подходит для любой передачи цифровых данных, которые содержат данные, которые являются «пакетными», т. Е. Не требуют связи в течение длительного периода времени. время, а затем необходимость передавать большие объемы информации как можно быстрее, например, при передаче по электронной почте или при передаче файлов.Но из-за потенциально больших задержек предполагалось, что коммутация пакетов не подходит для сервисов реального времени (потокового мультимедиа), таких как голос или живое видео, где объем информационного потока более равномерный, но очень чувствительный к задержкам, а также к тому, когда и в каких условиях. Какая информация поступает. Из-за этих характеристик отдельные сети использовались / используются для передачи голоса и видео (STM), а также данных. Это был / остается спорным вопросом, потому что практически мыслящие корпорации предпочитают единую сеть передачи данных, которая может также передавать голос в дополнение к данным, потому что данных больше, чем голосового трафика.

ATM сочетает в себе эффективность коммутации пакетов с надежностью коммутации каналов. Соединение, называемое виртуальным каналом (VC), устанавливается между двумя конечными точками до начала передачи данных и разрывается по завершении сквозной связи. ATM может гарантировать каждому виртуальному каналу необходимое качество обслуживания (QoS). Например, данные в виртуальной цепи, используемой для передачи видео, могут испытывать небольшие, почти постоянные задержки. С другой стороны, виртуальный канал, используемый для трафика данных, будет испытывать переменные задержки, которые могут быть большими.Именно эта способность передавать трафик с такими разными характеристиками сделала ATM привлекательной сетевой технологией. Однако из-за его стоимости в настоящее время он используется лишь изредка, и многие провайдеры постепенно отказываются от него.

Самая последняя реализация ATM улучшает коммутацию пакетов, помещая данные в короткие пакеты (ячейки) фиксированной длины. Эти небольшие пакеты могут очень быстро коммутироваться (диапазон Гбит / с) коммутаторами ATM ⁴⁵ (быстрые компьютеры), транспортируются к месту назначения по сети и собираются там.Многие коммутаторы ATM могут быть соединены вместе для создания больших сетей. Фиксированная длина ячеек ATM, которая составляет 53 байта (48 байтов данных и 5 байтов информации заголовка), позволяет передавать информацию предсказуемым образом для большого количества различных типов трафика в одной и той же сети. Каждый этап связи может работать асинхронно (здесь асинхронность означает, что ячейки отправляются в произвольное время), но до тех пор, пока все ячейки достигают места назначения в правильном порядке, не имеет значения, с какой точной скоростью передачи ячеек были перенесены.Кроме того, ATM идентифицирует и устанавливает приоритеты для различных виртуальных каналов, тем самым гарантируя тем соединениям, для которых требуется непрерывный поток битов, достаточная пропускная способность для защиты от чрезмерных задержек по времени. Поскольку ATM является чрезвычайно гибкой технологией для маршрутизации ⁴⁶ коротких пакетов фиксированной длины по сети, ATM сосуществует с существующей технологией LAN / WAN (локальная / глобальная сеть) и плавно интегрирует многочисленные существующие сетевые технологии, такие как Ethernet и TCP / IP. Однако, поскольку Интернет с TCP / IP в настоящее время является предпочтительной услугой, использование ATM постепенно прекращается.

Как ATM идентифицирует и приоритезирует маршрутизацию пакетов в сети? В методе коммутации пакетов виртуальных каналов, который использует ATM, на этапе установления вызова сначала устанавливается маршрут перед отправкой любых пакетов. Это услуга, ориентированная на установление соединения, и в этом смысле она похожа на старомодную телефонную сеть с коммутацией каналов, потому что все пакеты теперь будут использовать установленную схему, но она также отличается от традиционной коммутации каналов, поскольку в каждом узле установленного маршрута, пакеты ставятся в очередь и должны ждать повторной передачи.Порядок передачи этих пакетов отличает ATM от традиционных сетей с коммутацией пакетов. Принимая во внимание качество обслуживания, требуемое для каждого виртуального канала, коммутаторы ATM устанавливают приоритеты для входящих ячеек. Таким образом, например, можно поддерживать низкие задержки для трафика в реальном времени.

Короче говоря, технология ATM может плавно интегрировать различные типы трафика, используя виртуальные каналы для коммутации небольших пакетов фиксированной длины, называемых ячейками . Кроме того, ATM может обеспечивать гарантии качества обслуживания для каждого виртуального канала, хотя для этого требуются сложные механизмы управления сетью, обсуждение которых выходит за рамки этого текста.

Подводя итог, можно сказать, что мы рассмотрели три различных механизма коммутации: коммутация каналов, используемая телефонной сетью, коммутация пакетов дейтаграмм, используемая Интернетом, и коммутация виртуальных каналов в сетях ATM. Несмотря на то, что ATM был разработан в первую очередь как высокоскоростной (со скоростью Гбит / с по оптическим волокнам), сетевая технология с установлением соединения, в которой используются 53-байтовые ячейки, современные сети ATM принимают и могут доставлять гораздо большие пакеты. Современные банкоматы очень гибкие и легко интегрируют различные типы информации и разные типы сетей, которые работают с разной скоростью передачи данных.Таким образом, передача больших пакетов файлов без установления соединения, например, может сосуществовать с ориентированной на установление связью передачи голоса и видео в реальном времени. Когда коммутатор ATM в сети получает IP-пакет (до 64 кбайт) или пакет Ethernet (1500 байтов), он просто фрагментирует пакет на более мелкие ячейки ATM и передает эти ячейки следующему узлу. Несмотря на то, что эта технология казалась многообещающей, от нее постепенно отказываются в пользу TCP / IP, который является менее дорогостоящим и более гибким.

Дарвиновская революция: переосмысление ее смысла и значения

Аннотация

Дарвиновская революция обычно считается одним из ключевых событий в истории западной науки.Однако в последние годы само понятие научной революции подверглось критике, и в конкретном случае Чарльза Дарвина и его книги Происхождение видов возникают серьезные вопросы о природе изменения (если таковое было) и специфически дарвиновский вклад. В данной статье эти проблемы рассматриваются путем ответа на следующие вопросы: Произошла ли дарвиновская революция ? То есть была вообще революция? Произошла ли революция Дарвина и ? То есть в чем был конкретный вклад Чарльза Дарвина? Произошла ли дарвиновская революция года ? То есть, какова была концептуальная природа того, что произошло во время публикации Origin и вокруг нее? Я утверждаю, что произошли серьезные изменения, как в научном, так и в более широком метафизическом смысле; что Чарльз Дарвин был главным действующим лицом в изменении, хотя нужно квалифицировать природу и степень изменения, особенно глядя на вещи в более широком историческом контексте, чем просто как непосредственное событие; и что революция была сложной, и нам нужно понимание довольно разных философий научных изменений, чтобы охватить весь феномен.В некоторых отношениях, действительно, процесс анализа все еще продолжается и не решен.

Тридцать лет назад я (1) опубликовал книгу с основным названием Дарвиновская революция . Никто не сомневался, была ли у меня настоящая тема. Произошла дарвиновская революция, и моя книга была об этом. Сегодня нельзя быть так уверенным. Идея научных революций подвергалась сомнению; Вклад Дарвина оспаривается; и даже если вы можете положительно подойти к этим вопросам, о чем мы вообще говорим? Это 3 вопроса, которые я рассмотрю в этой статье.

Была ли дарвиновская революция

?

Историк Джонатан Ходж (2) был одним из самых сильных скептиков по этому поводу. Он думает, что все разговоры о научных революциях, навязчивые идеи многих историков и философов науки в годы после увлекательной и влиятельной работы Томаса Куна Структура научных революций (3), глубоко вводят в заблуждение. Этот термин явно взят по аналогии из политики, и даже там сомнительно, что такие вещи есть (по крайней мере, что есть такие вещи с общими чертами), и в науке аналогично у нас нет оснований думать, что есть такие вещи с общими чертами. .В любом случае, этот разговор ошибочен, потому что он заставляет вас концентрироваться на некоторых людях и событиях и преуменьшать или игнорировать других людей и события.

В ответ давайте сразу согласимся с тем, что сосредоточение внимания на революциях (в науке) в определенном смысле несколько искажает ситуацию. Подробное рассмотрение Дарвина чревато опасностью игнорирования вклада других людей в XIX веке, от Naturphilosophen (люди вроде немецкого анатома Лоренца Окена, который видел гомологии повсюду) вначале до ортогенетиков (людей вроде американского палеонтолога Генри Фэйрфилд Осборн, считавший, что эволюция имеет импульс, выходящий за рамки адаптивного успеха) в конце.Хуже того, создается впечатление, что, если у вас нет чего-то драматичного и разрушающего кризис, наука не имеет большого значения. Помните, что альтернативой революционной науке Куна является нормальная наука, и она имеет (возможно, незаслуженную) репутацию трехчасовой проповеди пресвитерианского священника в дождливое воскресенье в Шотландии.

Однако в противовес этому можно указать, что истории науки как профессиональной дисциплины немногим более 50 лет и что нужно с чего-то начинать.В случае Дарвина даже 30 лет назад не было настоящего синтеза. Трагедия была бы, если бы историки науки остановились на этом и не пошли дальше. Но это явно не так. За последние 30 или более лет, если не отходить от истории эволюционного мышления, было проведено огромное количество работ над людьми до и после Дарвина, а также над его современниками, такими как Томас Генри Хаксли [например, Десмонд (4)]. Чтобы назвать только трех исследователей, можно выделить Роберта Дж. Ричардса (5–8) и его работу по немецкому эволюционному мышлению в XIX веке, до и после Дарвина; Питер Боулер (9⇓⇓ – 12), который начал палеонтологию в 18 веке и с тех пор много писал о постдарвиновских фигурах в 19 веке, а теперь расширил свои познания и в 20 веке; и Уильям Провайн (13,14), предложивший подробный и блестящий анализ влияния генетики на понимание эволюции.Просто не тот случай, чтобы сосредоточение внимания сначала на Дарвине привело нас в неизбежный тупик по отношению к остальной истории эволюции.

Должны ли мы, тем не менее, продолжать использовать термин «революция»? Ну, это, конечно, зависит от случая. Очевидно, мы можем законно использовать термин «революция» в политике в некотором роде. Никто не считает, что Американская революция и Французская революция были одинаковыми, но у них действительно были общие характеристики, которые, например, переход от Рональда Рейгана в качестве президента к Джорджу Х.У. Буш — нет. Произошел разрыв со старым правительством, и это было сделано группой, захватившей власть, что привело к драматическим изменениям. Я не вижу причин, по которым мы не должны расширять этот термин метафорически. Подумайте о технологической революции за последние 20 лет или около того. Портативные компьютеры стали обычным явлением, использование библиотек в электронном виде стало нормой, а поисковые системы, такие как Google и Yahoo, изменили процесс сбора информации. Если все это не сводится к какой-то революции, трудно понять, что именно.Это такой же разрыв с прошлым, как и у американца, находящегося под управлением Вашингтона, а не Лондона. На непосредственном уровне изменение, вероятно, даже больше.

Итак, если вы хотите распространить термин «революция» на науку, если он улавливает что-то из того, что происходит, тогда вся сила будет полезна. Но теперь вопрос в том, заслуживает ли дарвиновская революция использования. Был ли большой разрыв с прошлым, достаточно значительный, чтобы говорить о революции? Произошло ли что-то большое, действительно большое… произошло около 1859 года, и заслуживает ли это особого места в истории эволюционной мысли? В некоторых отношениях мы ценим то, что произошло, даже больше, чем 30 лет назад: если хотите, сегодня, в 2009 году, исполняется 200 лет со дня рождения Дарвина, а не в 1982 году, когда исполняется 100 лет со дня смерти Дарвина.Дэниел Деннет (15) назвал идею Дарвина о естественном отборе величайшей из когда-либо существовавших. Можно было бы спорить с этим (теория форм Платона дает неплохие результаты за свои деньги), но все, безусловно, согласятся, что что-то действительно грандиозное произошло вокруг и из-за Origin в 1859 году (16). Но здесь давайте обратим внимание на некоторые заботы Ходжа. Основной вопрос: о чем мы говорим? В дарвиновском случае есть 2 уровня активности и интереса. Не претендуя на то, что разделения полностью симонически чисты, есть уровень науки и уровень метафизики (признавая, что сюда входят вещи, которые могут считаться научными с одной стороны и религиозными или иными идеологическими с другой стороны).

С одной стороны, существует научная теория эволюции посредством естественного отбора, центральная тема Происхождение . С другой стороны, есть то, что такие ученые, как Роберт М. Янг (17), позаимствовав титул у Томаса Генри Хаксли (18), называли спорами о «месте человека в природе». Хотя сегодня мы бы никогда не осмелились использовать такой язык, по сути, они поняли это абсолютно правильно. На каком-то уровне дарвиновская революция навсегда разрушила старую картину людей как чудесным образом особенных, символически и буквально затронутых магией.По общему признанию, до сих пор христианские фундаменталисты (и представители других религий) отказываются принять это, но это правда. Даже если вы думаете, что все еще можете быть религиозным, даже христианином, вы должны резко переосмыслить, эмоционально даже больше, чем интеллектуально, что значит быть человеком. Начнем с некоторой скромности в отношении самих себя (19).

Трудно понять, как можно было бы ответить тому, кто поставил под сомнение значимость изменений на любом из этих двух уровней. На уровне науки переход к идее эволюции сам по себе является серьезным изменением, независимо от того, двигаетесь ли вы от греческой теории вечной жизни без изменений или от более христианизированного видения мгновенного появления жизни.А затем вы добавляете механизм естественного отбора, которым пользуются по крайней мере 90% сегодняшних эволюционистов, и вы получаете еще больший разрыв с прошлым Origin до . На уровне метафизики изменение еще глубже, если это возможно. Жестокое противодействие вышеупомянутых американских фундаменталистов или креационистов показывает, что если что-нибудь может. Вопрос не только в том, кто мы есть, но и в том, как нам жить своей жизнью (20). Хотя это далеко не единственный фактор, дарвиновское мышление находится в центре движения к модернизму в некотором широком смысле.Будем ли мы по-прежнему подчиняться старым обычаям (женщины низшего сорта, преследуемые геи, запрет на аборты) или мы должны с нетерпением ждать наступления настоящего постпросвещенческого мира, с разумом и доказательствами, делающими бегство полностью светским?

Допустим, что-то действительно произошло. Но правы ли мы, когда относим все это к 1859 году и публикации Происхождения видов ? Это поднимает мой второй большой вопрос. Разделите ответ по уровням запроса.

Произошла ли

дарвиновская революция ? Наука

Начнем с одного неоспоримого факта.Всегда были и всегда будут люди, которые думают, что не только Альфред Рассел Уоллес, соавтор естественного отбора, был недооценен, но и что Чарльз Дарвин позаимствовал все хорошие идеи у молодого эволюциониста. Это следует назвать революцией Уолласа с Чарльзом Дарвином, но с небольшой пометкой. [Брэкман (21) — классический пример.] Есть и другие кандидаты на эту должность. Эдвард Блит, индийский натуралист английского происхождения, давно стал популярным именем. [Eiseley (22) был источником этого.] Совсем недавно в отмеченной наградами книге Джеймс Секорд (23) утверждал, что на самом деле тяжелую работу сделал Роберт Чемберс, анонимный шотландский автор книги «Остатки естественной истории сотворения мира » (24). Дарвин пришел в конце, чтобы унаследовать всю славу. (Попробуйте www.darwin-legend.org для перекрестной выборки таких сборов.)

Нет необходимости тратить много времени на эти утверждения, потому что в основном они не выдерживают никакой критики. Пусть это будет громко кричать.Дарвин не воровал у Уоллеса. Идеи Дарвина — идеи Origin , то есть — все прямо здесь в 35-страничном эскизе его идей, который он написал в 1842 году (25). Были некоторые изменения в характере адаптации; возможно, в начале 1850-х он натолкнулся на принцип дивергенции — хотя, безусловно, есть намеки на это в записных книжках видов — но механизмы (естественный и половой отбор) присутствуют, как и структура аргумента Происхождение ( подробнее об этом чуть позже).Даже некоторые цветочные отрывки, особенно последний абзац о величии взглядов на жизнь, можно найти в ранних писаниях. Уоллес, безусловно, стимулировал Дарвина двигаться дальше, но на этом все закончилось. И, кстати, если вы внимательно изучите эссе Уоллеса, вы увидите отличия от Дарвина. Уоллес, например, отрицал уместность искусственного отбора. У Уоллеса никогда не было термина «естественный отбор». У Уоллеса была склонность к групповому отбору, которая отсутствовала в Origin или более ранних работах.Это не умаляет Уоллеса. Нисколько! Но он не был Чарльзом Дарвином.

В исках других лиц также может быть отказано. До Дарвина было несколько человек, которые думали о естественном отборе, и мы знаем, что он читал некоторые из них. Например, в брошюре селекционера Джона Себрайта есть прямая ссылка на силу естественного отбора, ссылка, которая побудила Дарвина подчеркнуть слова и сделать комментарий на полях (26). Но нет никаких сомнений в том, что эти люди вызвали у Дарвина полные эволюционные мысли, и, как правило, последнее, что они хотели сделать, — это использовать естественный отбор для продвижения эволюции.Эдвард Блит (27), с которым Дарвин должен был поддерживать очень сердечную и полезную переписку (он фактически привлек внимание Дарвина к важному более раннему эссе Уоллеса), явно отрицал, что его мышление имело эволюционные последствия. А что касается других, в частности додарвиновских (то есть до Происхождения ) эволюционистов, они определенно оказали влияние на общее мнение, но не так, как Дарвин. Книга Чемберса Vestiges , несомненно, уменьшила остроту эволюции, так что к тому времени, когда Дарвин опубликовал ее, она была в некоторой степени старой шляпой, но не имела эффекта Origin .То же самое и с другими, такими как Герберт Спенсер. Несмотря на все то, что Спенсер (28) тоже приходил к идее отбора, он всегда считал, что ламаркизм является главной причиной эволюционных изменений, и хотя его мышление действительно влияло на некоторых, в том числе на его большого друга Томаса Генри Хаксли, он также не думал качайте людей так же, как это сделал Origin .

Однако, сказав все это, возникает несколько интересных вопросов о том, насколько революция была действительно дарвиновской.Очевидно, что необходимы некоторые нюансы мышления, начиная с того факта, что до Дарвина существовало 150 лет эволюционного мышления, включая предположения его собственного деда Эразма Дарвина. Для более полного анализа разделите историю эволюционного мышления на 3 периода (29). Первый период, с начала 18 века (время французского энциклопедии и раннего эволюциониста Дени Дидро) до публикации Origin в 1859 году, был временем, когда статус эволюционного мышления был псевдонаукой: возникновение культурной ценности прогресса.Во-вторых, от Origin до полного включения менделизма в эволюционное мышление, скажем, ≈1930 с работами Рональда Фишера, Дж. Б. С. Холдейна и Сьюэлла Райта, эволюция имела статус популярной науки. Ведется некоторая профессиональная работа, особенно в области прослеживания филогении, но в целом эволюция была музейной наукой, по-прежнему средством для размышлений о прогрессе. Причинное мышление было второсортным или (часто) полностью отсутствовало. Высококачественные работы в области биологии все чаще выполнялись молодыми исследователями, которые перешли от прослеживания филогении к наукам, основанным на микроскопии, особенно цитологии, а затем к генетике в 20-м веке.Наконец, с 1930 года по настоящее время у нас есть полностью профессиональная наука эволюционная биология. Мы вступили в эпоху неодарвинизма (как его называли в Британии) или синтетической теории эволюции (как ее называли в США).

Теперь представьте обсуждение на фоне этого трехчастного деления истории. Если мы рассмотрим революцию в широком смысле, с начала 18-го века до начала 21-го века, есть два основных момента, по которым мы хотим сказать, что это дарвиновская революция.Первая заключалась в переходе от псевдонауки к науке популярной. До появления Origin свидетельств эволюции просто не существовало. Если вы верили в эволюцию, вы руководствовались в первую очередь идеологическими соображениями. Это правда, что люди знали о гомологии, палеонтологическая летопись начала заполняться, эмбриология наводила на размышления и так далее. Но полной картины не было. После Origin быть эволюционистом было просто здравым смыслом. И люди действительно стали эволюционистами.Даже церковные люди. За заметным исключением американских евангелистов, особенно на Юге, эволюция была принята (30). Это правда, что в католической церкви произошел некоторый откат, особенно к концу столетия, но в целом люди стали эволюционистами (31).

Это изменение произошло благодаря Дарвину, особенно благодаря структуре аргумента в Origin . Методологи современной науки, в частности методологи науки 1830-х годов, когда Дарвин открывал и формулировал свою теорию, настаивали на том, что лучшая наука имеет в своей основе истинную причину, vera causa .Они разошлись по поводу того, что является отметкой vera causa . Джон Ф. В. Гершель (32), придерживаясь эмпирических взглядов, настаивал на том, что у нас есть прямые сенсорные свидетельства или что-то подобное. Мы знаем, что сила притягивает Луну к Земле, потому что для того, чтобы раскачивать камень на веревке, вы должны притягивать камень к себе. Уильям Уэвелл (33, 34), придерживаясь рационалистических взглядов, настаивал на том, чтобы мы оправдывали принятие нашей гипотезы, подразумевая целый ряд эмпирических данных, тем самым демонстрируя то, что Уэвелл назвал «согласованностью индукций».«Как в суде, где вина приписывается через широкий спектр улик, которые он объясняет. Дарвин приступил к удовлетворению обоих критериев vera causa (35). Во-первых, он по аналогии рассуждал от искусственного отбора (работа и триумфы селекционеров животных и растений) к естественному отбору, от чего-то известного и наблюдаемого к чему-то неизвестному и невидимому. Затем он повернулся и показал, как эволюция через отбор проливает свет на такие темы, как биология, инстинкт, палеонтология, биогеография, систематика, анатомия, эмбриология и многое другое.Как объясняет эволюция через отбор, так и объясненные области, наоборот, оправдывают нашу веру в эволюцию через отбор.

Есть вопросы, насколько эффективным было обращение к искусственному отбору. Как правило, до появления Origin это воспринималось как причина не верить в происходящие изменения (никто не превратил лошадь в корову), и я уже упоминал, как Уоллес прямо отрицал, что это имеет отношение к проблеме эволюции. После Origin такие люди, как Хаксли, восприняли невозможность искусственного создания новых видов как повод для колебаний перед полным принятием возможностей естественного отбора.Однако, несомненно, на каком-то уровне аналогия смягчила людей до эволюции. Частью гения Дарвина было всегда помещать свои идеи в удобные контексты. Он утверждал, что естественный отбор основан на борьбе за существование, что было результатом мысли преподобного Томаса Роберта Мальтуса (36), который указал, что потребности населения всегда будут превосходить потенциальные выгоды в космосе и еде. Все знали об этих мальтузианских расчетах и, даже если они им не очень нравились, в целом соглашались с выводами.Точно так же и в мире селекционеров люди, по крайней мере, утешились аргументами Дарвина, даже если они не были окончательными.

Другое дело — согласованность. Здесь Дарвин убедил. По крайней мере, он убедил до определенной степени. Как уже отмечалось, эволюция после Origin была почти трюизмом. Другое дело механизм. Никто не отрицал естественный отбор. Очень немногие согласились с тем, что он мог быть столь же мощным, как предполагал Дарвин. Люди массово становились эволюционистами.Число чистых дарвинистов, как мы могли бы назвать селекционистов, было очень мало, и самый выдающийся после того, как сам Дарвин, а именно Уоллес (37), увлекся спиритизмом в 1860-х годах, он начал отрицать селекцию, когда дело касалось людей. Причины этого половинчатого принятия хорошо известны. С одной стороны, были научные проблемы с отбором. Считалось, что он никогда не сможет быть достаточно сильным, чтобы преодолеть предполагаемую усредняющую природу наследственности. Даже самые лучшие новые вариации превратятся в небытие через одно-два поколения (38).Вдобавок к этому физики (хотя они и не подозревали о согревающих эффектах радиоактивного распада) отрицали, что было достаточно времени для такого неторопливого процесса, как естественный отбор (39). С другой стороны, это был вопрос адаптации. Выбор не только приводит к изменению. Это вызывает адаптивные изменения. Это вызвало проблемы у людей с обоих концов спектра. Биологи, находящиеся под влиянием Германии, такие как Хаксли (40), считали адаптацию второстепенным явлением и поэтому не чувствовали необходимости использовать отбор в этом отношении.Неадаптивные сальтации (скачки, которые мы сегодня назвали бы «макромутациями») сделали бы работу для эволюции. Явно христианские эволюционисты, такие как американский ботаник Аса Грей (41), считали, что отбор не может полностью объяснить адаптацию, и поэтому они хотели (Богом) направленных вариаций. Как сказал Дарвин, это, скорее, сделало естественный отбор излишним.

Итак, после 1859 года это была эволюция, да; естественный отбор, тем более. Это означало, что мечта Дарвина о создании профессиональной науки эволюционных исследований, основанной на естественном отборе, так и не осуществилась.Несомненно, существовал профессиональный эволюционизм, особенно немецкий биолог Эрнст Геккель (42). Но все чаще и чаще многое из того, что было создано, теряло связь с реальностью, поскольку фантастические сказки создавались с использованием ненадежного биогенетического закона, онтогенез повторяет филогенез. В Британии случился невероятный парадокс: главный эволюционист после Origin во второй половине XIX века, человек, глубоко вовлеченный в высшее образование и оказавший на него большое влияние, Томас Генри Хаксли никогда не преподавал эволюцию своим ученикам.Он считал, что им следует сосредоточиться на физиологии и морфологии (29).

Таким образом, эволюция стала темой популярных лекций, клубов рабочих и дружественной публике Британской ассоциации содействия развитию науки, и ведущие эволюционисты переехали из университетов в музеи. Студент Хаксли Э. Рэй Ланкестер руководил Британским музеем естественной истории в Лондоне, а студент Хаксли Генри Фэрфилд Осборн руководил Американским музеем естественной истории в Нью-Йорке. А в музеях вам нужны экспозиции с образовательным и культурным посланием.Вот что было поставлено. Потрясающие проявления окаменелостей, особенно всех тех динозавров, которые сейчас обнаруживаются и возвращаются с американского Запада, и все они представлены в прогрессивной форме, чтобы продемонстрировать, что жизнь, возможно, началась как капли, но закончилась людьми, особенно белыми людьми.

Наконец, ≈1930 наступил переход от научно-популярной науки к профессиональной. Сначала были математики, упомянутые выше популяционные генетики. Затем пришли эмпирики, экспериментаторы и естествоиспытатели, положившие конец математическим костям: Э.Б. Форд и его школа в Великобритании и Феодосиус Добжанский и его коллеги-эволюционисты в США. Теперь у нас были должности в университетах, исследователи, аспиранты и гранты, журналы, общества и все остальное, что мы ассоциируем с профессиональной наукой, и не только на социологическом уровне, потому что произведенная работа прочно основывалась на эмпирических исследованиях с математическими моделями, объясняющими . Эпистемические достоинства науки (последовательность, последовательность, предсказуемость, плодородие, простота) воспринимались серьезно, и ценность работы оценивалась по ее успеху в сравнении с этими добродетелями.И в самом сердце был естественный отбор, который продолжается по сей день. И здесь Дарвин снова внес важный вклад в эволюционные исследования.

Произошла ли

дарвиновская революция ? Метафизика

Что можно сказать о дарвиновской революции в более широком смысле, с той стороны, которая связана с нашим метафизическим взглядом на самих себя, на свое место в природе? Здесь Дарвин был критически важен, если не полностью успешен. Сам он был абсолютно уверен в том, что мы, люди, являемся частью мира природы.Его опыт общения с коренными жителями Южной Америки, Огненной Земли, убедил его в этом (43). И он изложил свои доводы публично, как хорошо известно, не в книге Origin (которая несколько сдерживалась по поводу человеческого вопроса), а в книге Происхождение человека , опубликованной 12 лет спустя в 1871 году (44). Однако теперь мы должны спросить, что значит поставить себя на природу. Есть 3 возможных ответа. Во-первых, можно просто сделать людей частью естественного порядка вещей.Нами правят законы физики, химии, биологии и так далее, как и все остальное. Во-вторых, это может показать, что естественный отбор был главной причинной силой, делающей нас такими, какие мы есть, и, возможно, этот отбор все еще имеет значение. В-третьих, можно утверждать, что мы ничем не отличаемся ни от чего другого, по крайней мере, по стоимости или ценности. Дуб, бородавка, человек, онтологически и аксиологически — одно и то же.

Если вы думаете о первом из этих утверждений, если вы думаете о дарвиновской революции как о попытке сделать людей полностью естественными, в том смысле, что они созданы и работают в соответствии с теми же законами природы, что и все остальные, можно с полным правом сказать: что для многих эта революция была успешной, и Дарвин сыграл важную роль в ее успехе. Происхождение твердо поместило нас в естественную картину, а затем, вслед за Происхождение человека был серьезный анализ человечества с натуралистической точки зрения, охватывающий не только наши физические рамки, но также наши моральные убеждения и социальную и интеллектуальную природу в целом. Никто не захочет сказать, что это был один Дарвин. Хаксли и его Man’s Place in Nature (18) были ключевой фигурой в то время, и, конечно же, с тех пор были буквально сотни других участников, как в биологии, так и вне ее.Но Дарвин заслуживает своего имени там. Даже те, кто не очень заботится о фактически создаваемой работе, похоже, согласны с тем, что натуралистическая программа является правильной и что она должна учитывать эволюцию. Сказав это, следует признать, что есть много людей, для которых эта программа неприемлема, и которые будут отрицать, что Дарвин преуспел или действительно мог добиться успеха. Официальная католическая позиция, например, заключается в том, что у нас есть души, которые чудесным образом создаются и вставляются в человеческие структуры, фактически, человеческие зиготы (45).И это, очевидно, всего лишь один конец спектра, который проходит весь путь, через вид направленной эволюции, допускаемой некоторыми членами теоретиков разумного замысла (46), до бескомпромиссных молодых земных креационистов, которые считают, что люди были сотворены чудесным образом на шестой день (47).

Во-вторых, как насчет естественного отбора? Опять же, Дарвин очень важен, возможно, даже более важен, чем просто часть натурализма. Происхождение человека подробно продемонстрировало, как естественный отбор (в сочетании с половым отбором) является решающим объяснительным фактором, объясняющим многое, что мы считаем человеческим, физическим и социальным.Это путь, по которому пошли многие, особенно в последнее время биолог из Гарварда Эдвард О. Уилсон в своей работе On Human Nature (48), которая охватывает мораль, религию, конфликты и многое другое. Уилсон не является сторонником жесткого эволюционного детерминизма, но он утверждает, что (на его языке) ветка изогнута. Человеческий разум — это не tabula rasa , а сформированный силами естественного отбора. И многие специалисты в области эволюции сегодня согласятся с этим, от физических антропологов через поведенческих экологов человека и до эволюционных психологов.

Однако необходимо сделать 2 оговорки. Во-первых, многое из того, что было заявлено во имя дарвиновского отбора, имеет лишь мимолетное сходство с программой Descent . Исторически сложилось так, что мы думаем о социальном дарвинизме, движении, которое охватывало множество различных идеологий и которое в целом было обязано больше Герберту Спенсеру, чем Чарльзу Дарвину (49). Когда, чтобы взять особенно вопиющий пример, немецкий генерал Фридрих фон Бернхарди (50) заявил, что Дарвин показал, что сила права и что Родина почти обязана отбирать у своих соседей, он мало был обязан старому эволюционисту, который много работал. в своем исследовании в английской деревне.Платону можно доверять, потому что его доктрина больше напоминала мышление Фрасимаха в республике года. Сегодня есть похожие подразделения. Например, философ Питер Сингер (51) утверждал, что Дарвин авторитетен в отношении манифеста явно левого толка. Философ Ларри Арнхарт (52 года) с не меньшим энтузиазмом заявил о поддержке Дарвином правого взгляда на общество.

Во-вторых, необходимо принять во внимание, что (помимо тех, кто отвергает натуралистическую программу как таковую) есть те, кто утверждает, что естественный отбор не является подходящим инструментом для анализа человеческой природы.Очевидно, так думают многие социологи, но также и выдающиеся биологи. Гарвардский генетик Ричард Левонтин, убежденный марксист, отрицает, что эволюционная биология является ключом к пониманию Homo sapiens . Он делает ставку на экономические и подобные силы (53). Вполне возможно, что покойный Стивен Джей Гулд разделял его чувства. За некоторыми исключениями, в частности, Эллиот Собер (54), который не только доказывал влияние отбора на наши способы мышления в области науки, но также выступил соавтором энергичной защиты основанной на отборе природы человеческой морали (55 ) философское сообщество отрицательно склоняется к программе выбора-объясняет-люди.Подробности ошибочны; Философ-феминистка Лиза Ллойд (56) предприняла серьезную атаку на предполагаемую биологическую основу человеческого женского оргазма. Но что еще более важно, общая программа объявляется идеологической и неадекватной. Даже те, кто думает, что возможен подход к человеческой природе, основанный на отборе, с сожалением заявляют, что качество проделанной работы далеко не соответствует стандартам адекватной науки (57, 58).

Мы подходим к третьему утверждению, а именно, что мы, люди, не особенные.Вы можете подумать, что это было намерением Дарвина; в конце концов, он действительно предостерег себя от использования терминов «высшее» и «низшее» (написав это на форзаце его копии Остатки ), а механизм естественного отбора является ничем иным, как эгалитарным. Кем лучше быть: вирусом СПИДа или равнинной гориллой? Говоря чисто биологически, мало кто будет защищать обезьяну. Однако нельзя отрицать, что если бы это действительно было целью дарвиновской революции, это было бы новостью для самого Дарвина.Он всегда думал, что люди находятся на вершине древа жизни, а европейские люди — на самых высоких ветвях из всех (6, 29). Действительно, в более поздних изданиях Origin он добавил материал, предполагающий, что естественный отбор ведет к прогрессу и, в конечном итоге, к интеллекту. Он упомянул то, что современные эволюционисты называют «гонкой вооружений», когда линии соревнуются друг с другом, улучшая адаптацию в процессе, и утверждал, что в конечном итоге это приведет к разуму и прогрессу.

Если мы примем за стандарт высокой организации степень дифференциации и специализации нескольких органов каждого существа во взрослом возрасте (и это будет включать развитие мозга для интеллектуальных целей), естественный отбор явно приведет к этому стандарту: все физиологи признают, что специализация органов, поскольку в этом состоянии они лучше выполняют свои функции, является преимуществом для каждого существа; и, следовательно, накопление вариаций, склонных к специализации, находится в рамках естественного отбора.

Дарвин (59)

Хотя большинство современников Дарвина не полагались на отбор, они также фактически автоматически предполагали, что эволюция была прогрессивной, а во главе ее стояли люди. Одним из возможных исключений был Томас Генри Хаксли постарше, который в 1893 году, за 2 года до своей смерти, утверждал, что эволюция не является прогрессивной и что если мы хотим добиться морального успеха, мы должны победить эволюционировавшего зверя внутри (60). Возможно, даже он думал, что мы особенные, просто мы должны использовать наши развитые моральные чувства и интеллект, чтобы претендовать на свое законное место на вершине.

Где мы находимся сегодня? Мало кто из реально работающих ученых будет делать подобные заявления, особенно в своей науке. Исключение составляют люди, подобные кембриджскому палеонтологу Саймону Конвею Моррису (61), который утверждает, что существуют ниши, и что организмы ищут их и занимают их, и что предметом обсуждения является ниша интеллекта и культуры, которую мы, люди, уникально нашли, как правило, сохраняют такие рассуждения о книгах, которые рассчитаны на широкую аудиторию. Более того, есть такие, лидер в этом отношении Стивен Джей Гулд (62, 63), которые сказали бы, что прогресса нет и что дарвиновская революция показывает, что его не может быть.В конечном итоге естественный отбор не является механизмом, приводящим к прогрессу. Таким образом, мы могли бы сказать, что дарвиновская революция действительно доказала неспециальный статус человека, и, наконец, сегодня люди признают этот факт. Однако это может быть не вся правда. Можно сказать, что все еще широко распространено мнение о прогрессе, ведущем к людям. Это было прискорбием Гулда. Опросы показывают, что именно этому школьные учителя, даже сторонники эволюции, склонны учить своих учеников (64). И музеи часто производят такое же впечатление.Сходите в Museum d’Histoire Naturelle в Париже и обнаружите, что экспозиция начинается с капель и заканчивается вашим выступлением на телевидении. Если у вас есть какие-либо сомнения относительно сообщения, этаж выше демонстрирует технологии от самых грубых начал до сложных форм, которые мы имеем сегодня.

Подведение итогов: Дарвин сыграл важную роль в продвижении нас к натуралистическому взгляду на человеческую природу, хотя есть те (обычно, если не всегда, действующие с религиозной точки зрения), которые будут отрицать, что это когда-либо может быть сделано полностью и успешно.Дарвин сыграл не меньшую (а может быть, и большую) роль в убеждении людей, что естественный отбор является ключевым причинным фактором в формировании и, возможно, сегодня контролирует человеческую природу, хотя следует с осторожностью относиться ко всему, что утверждается от его имени, и теперь существует множество больше критиков (не обязательно религиозных), которых не устраивает эта программа и которые отвергают ее частично или полностью. Можно утверждать, что Дарвин проложил путь к взгляду на человечество, который не дает нам особого статуса здесь, на этой земле, хотя это определенно не было целью самого Дарвина, и, особенно в общественном достоянии, убеждения в пользу людей сохраняются и сегодня.

Была ли

дарвиновская революция ?

Наконец, как концептуально проанализировать, что произошло из-за Происхождение видов ? Начнем с двух основных теорий изменения теории. С одной стороны, у нас есть довольно традиционный взгляд, представленный логическими эмпириками, такими как Эрнест Нагель (65) и Карл Хемпель (66). Эта точка зрения имеет тенденцию подчеркивать преемственность, а действия основываются на доказательствах и доводах. В определенной степени произойдет замена старых теорий более новыми, более верными теориями.Примерно так случилось, когда Коперник нокаутировал Птолемея. Но преемственность, вероятно, будет. Так было в случае Коперника. Это был один и тот же мир, который описывали эти двое: одна и та же Земля, одно и то же солнце, одна луна, одни и те же планеты, одни и те же звезды. Обе стороны согласились, что круговое движение должно быть сохранено. Обе стороны использовали эпициклы и деференты. Верно, что почти все это изменилось с годами, но развитие науки было эволюционным, а не революционным. У вас могут быть революции, но они будут постепенными, а не резкими, и важно понятие редукции, когда одна теория поглощается другой, или, точнее, когда одной теории можно показать особые последствия другой теории.Якобы макроскопическое понимание газов (закон Бойля и т. Д.) Могло быть показано частным случаем кинетической теории газов.

С другой стороны, перед нами революционный взгляд Томаса Куна (3). Здесь изменение резкое. В терминологии Куна мы переходим от одной парадигмы к другой, и здесь нет преемственности. Следовательно, изменение точки зрения от одной парадигмы к другой никогда не может быть вызвано разумом. Это всегда должно быть больше конверсионного опыта. Это причина того, что между учеными часто происходят ожесточенные споры.Не существует общего или разделяемого набора убеждений, которые могли бы иметь решающее значение. Как и в случае с политическими спорами, каждый спорит в рамках своей собственной системы.

Не желая превращать все в серую вежливость, вполне вероятно, что обеим позициям есть что сказать, что проливает свет на Дарвина и его достижения. Очевидно, что, как и следовало ожидать от логических эмпириков, в некоторых отношениях Дарвин заменял старые позиции новыми. Если вы подумаете, например, о старом друге и наставнике Дарвина, яростном антиэволюционисте, палеонтологе из Кембриджа Адаме Седжвике (67), Дарвин просто говорит, что Седжвик интерпретирует летопись окаменелостей неправильно.Седжвик утверждает, что в послужном списке есть и всегда будут пробелы, и что они представляют собой настоящие прорывы в непрерывности. Дарвин говорит, что промежутки являются артефактами неполной окаменелости и что существовали соединяющие их организмы, даже если мы никогда их не обнаружим, хотя это никогда не должно останавливать нас в поисках таких связей. Аналогичное рассуждение справедливо и для проблемы докембрийского периода. Во время создания Origin организмов этого периода вообще не существовало, и их отсутствие справедливо считалось серьезной проблемой для теории Дарвина.Самые ранние организмы, такие как трилобиты, были очень сложными и сложными беспозвоночными. Как они могли только что прибыть на место происшествия? Седжвик просто сказал, что докембрийских организмов не существовало. Дарвин сказал, что они существовали. Две противоречивые точки зрения, и поскольку общая теория Дарвина была принята, Седжвик был отвергнут. Сегодня у нас много таких организмов, и мы знаем, что Дарвин был прав (68). У нас был простой случай, когда одна теория верна, а другая — нет, а правильная вытесняет неправильную.

А как насчет снижения? Не видно случаев, чтобы теория Дарвина занимала целые позиции, но если вы посмотрите на ряд других позиций, существовавших до Origin , разговор о редукции не покажется совершенно неуместным. Подумайте о положении кого-то вроде Ричарда Оуэна, находящегося под сильным влиянием Naturphilosophen . В такой работе, как О природе конечностей (69), трудно сказать, поддерживает ли он на самом деле эволюцию; ответ состоит в том, что он, вероятно, был, но хотел быть достаточно двусмысленным, чтобы избежать критики.(Даже в этом случае Седжвик был очень подозрительным.) Что еще более важно, хотя Оуэн, конечно, не отрицает адаптации, он подчеркивает гомологию в очень большой степени. Теперь, когда Дарвин приходит вместе с Origin , он, конечно же, не собирается делать упор на гомологию всего остального, как это делал Оуэн, но он также не собирается этого отрицать. Самое интересное, что он утверждает, что это следует как следствие эволюции через естественный отбор.

Общепризнано, что все органические существа сформировались на основании двух великих законов: единства типов и условий существования.Под единством типа понимается то фундаментальное согласие в структуре, которое мы видим у органических существ одного и того же класса и которое совершенно не зависит от их образа жизни. По моей теории единство типа объясняется единством происхождения. Выражение условий существования, на котором так часто настаивал знаменитый Кювье, полностью соответствует принципу естественного отбора. Ибо естественный отбор действует либо путем адаптации различных частей каждого существа к его органическим и неорганическим условиям жизни; или адаптируя их в течение давно прошедших периодов времени: адаптации в некоторых случаях помогает использование и неиспользование, незначительно влияет на прямое действие внешних условий жизни и во всех случаях подчиняется нескольким законам рост.Следовательно, в действительности закон условий существования есть высший закон; поскольку оно включает, благодаря унаследованию прежних приспособлений, единство типа.

Дарвин (16)

В этом суть теории редукции. Дарвин не принял бы все аспекты мышления Оуэна. Но была преемственность: старые идеи были поглощены новыми, и это важно отметить в отношении Дарвина, его работы и его важности.

Теперь позвольте нам выразить некоторые симпатии к куновской точке зрения.Возьмите вопрос о гомологии и выберите момент, когда Дарвин и его сторонники порывают с Оуэном. Хаксли (70) подчеркивает эту оппозицию в своей крооновской лекции о черепе позвоночных, прочитанной в Королевском обществе за год до появления Origin . Он обвинял Оуэна в том, что он идеалист, а не натуралист, утверждая (правильно), что для Оуэна архетип представляет собой божественный платонический образец, а не что-то, созданное чисто механическими законами. Как оказалось, он также правильно утверждал, что это привело Оуэна к тому, что он увидел больше, чем было оправдано, а именно, что череп сделан из преобразованных позвонков, утверждение, которое Дарвин принял и что он умело уронил его до появления Origin .Дело в том, что вне зависимости от того, эволюционист он или нет, у Оуэна действительно было видение мира, которое в корне отличалось от Дарвина. И это сохранялось после Origin , когда он связал себя узлами над гиппокампом, присутствующим или нет у людей и обезьян (71). Учитывались не факты как таковые, а разные видения реальности.

Итак, в этом смысле у нас действительно есть что-то по-куниански, разные парадигмы, если хотите. Но заметьте, что это не просто вопрос эволюции или не эволюции, и уж точно не выбора или не отбора.И это не просто вопрос библейского буквализма. На юге Америки все чаще появлялись буквалисты, но, по большому счету, это не проблема в дебатах вокруг Origin . Буквализм был больше связан с защитой рабства, чем с толкованием окаменелостей (20, 72). Все крупные религиозные критики, такие как Седжвик и епископ Уилберфорс, принимали старую землю и многое другое. На карту было поставлено скорее «место человека в природе». Оуэн был на одной стороне. Так был Седжвик. Великий американский сторонник Дарвина Аса Грей тоже был на этой стороне, и Дарвин заметил это, когда ворчал, что призыв Грея к направленным вариациям выводит обсуждение из области науки.И мы могли бы включить больше, особенно старого друга Дарвина, геолога Чарльза Лайеля, который пошатнулся по эволюционной линии, но горько сожалел о том, что ему пришлось «пройти весь орангут» (73). С другой стороны, у нас есть Дарвин и Хаксли (при этом последний принижал значение отбора). А еще там был Джозеф Хукер, ботаник, и все чаще появлялось множество молодых работников, доходы которых не зависели от церковных назначений и которые хотели работать и мыслить светскими способами.

И в подтверждение Куна, здесь мы, как правило, получаем гадость: Седжвик (74, 75) пишет гневные письма в газету о методологии Дарвина; Епископ Уилберфорс (76) насмехается над родословной Хаксли; Оуэн (77) делал все возможное, чтобы дать дарвинистам дурную репутацию; и так далее. Разумеется, о науке велись бурные споры, но редко сама наука доставляла неприятности. Это всегда (как в ссоре Хаксли – Оуэна из-за мозга) было причиной более широкой метафизической картины.Очень поучителен вопрос о возрасте Земли. Физику Уильяму Томпсону (позже лорду Кельвину) не очень нравился натуралистический подход Дарвина к человечеству, но он публично возражал против того, что Дарвину был необходим длительный период времени. Так получилось, что научным сотрудником Томпсона был не кто иной, как Джордж Дарвин, математически одаренный сын Чарльза Дарвина. Так что Чарльзу Дарвину не разрешили забыть или уйти от проблемы. Однако, хотя в конце концов им просто пришлось не соглашаться, ни Чарльз Дарвин, ни Кельвин не считали разногласие личным или идеологическим.Это была не такая уж разница (78). Таким образом, в том смысле, что существовали различия такого рода, различия в которых из-за соперничающих метафизических взглядов люди говорили друг против друга, можно было утверждать, что дарвиновская революция была куновской.

Есть еще один способ проницательного мышления Куна. Парадигма — это картина мира, в рамках которой работает ученый, которая ставит перед ним задачи на будущее и которая в некотором смысле кажется очевидной или несомненной. Очевидно или определенно в том смысле, что (как только что было отмечено) вы не можете видеть точку зрения других, не входящих в парадигму (79).Подумайте еще раз о разделении в биологии между формализмом и функционализмом и поместите его в более широкий исторический контекст. Как указывал Аристотель, с одной стороны, у организмов есть адаптивная сторона, которую он назвал конечными причинами, что означает, что части действуют на благо целого. С другой стороны, у нас есть гомологии (изоморфизмы), в которых части вполне могут использоваться для разных целей. На протяжении веков люди продолжали отмечать эти две стороны организмов, и, что интересно, люди не склонны быть вселенскими в этом вопросе.Как и Дарвин, они являются сторонниками той или иной стороны. Либо они выбирают функцию с вторичной формой, либо форму с вторичной функцией. Что удивительно, так это то, как это разделение проходит прямо через дарвиновскую революцию. В начале 19 века были формалисты, не принимавшие эволюцию, например, многие из Naturphilosophen . Примером может служить философ Гегель (80). У одного также были функционалисты, которые не принимали эволюцию. Великий французский сравнительный анатом Жорж Кювье (81) со своей теорией об условиях существования (которую он явно связывал с мышлением о конечной причине) был одним из таких людей.Затем, во времена Origin у нас есть люди, которые пересекли эволюционный барьер, которые были одним или другим, но не обоими. Дарвин был жестким функционалистом. В этом весь смысл естественного отбора. В равной степени Хаксли был формалистом, придерживающимся жесткой линии (82). Вот почему он не видел особой необходимости в естественном отборе. Сегодня различия сохраняются. Возьмите двух великих популяризаторов эволюции, англичанина Ричарда Докинза и американца Стивена Джея Гулда. Докинз (83, 84) был и всегда был ярым функционалистом.Для него это полная адаптация и единственная проблема, которую действительно стоит решить. Он считает естественный отбор универсальным законом природы. Гулд (63, 85, 86), как известно, неоднозначно относился к естественному отбору и функции, считая его пережитком английской естественной теологии, и снова и снова подчеркивал форму. Это было центральным посланием его знаменитой статьи о спанделях, написанной совместно с генетиком Ричардом Левонтином (87).

Я бы сказал, что в реальном смысле здесь действуют различия куновской парадигмы.Различные взгляды, не способные преодолеть разрыв (88). Мне кажется интересным, что здесь задействованы метафоры, вещи, которые Кун подчеркивает как важные для парадигмального мышления. У нас есть органический мир как человеческий артефакт. [См. Использование Дарвином этой метафоры в небольшой книге об орхидеях после Origin (89).] У нас также есть органический мир в виде снежинки [изображение Канта 1790 года (90)] или кристалла [используется Уэвеллом (91). )]. По общему признанию, такое представление о парадигме не совсем соответствует смыслу парадигмы, обнаруженной в «Структуре научных революций » .Для начала, обе стороны признают некоторые достоинства другой стороны. Трудно думать, что онтологии совершенно разные. На секунду по отношению к одним и тем же вещам два человека могут принадлежать к разным парадигмам и выходить из них. Что касается гомологии, Оуэн и Хаксли разделились по идеалистическим / натуралистическим вопросам, и все же в отношении того, что гомология более важна, чем функция, они были вместе. В-третьих, что, пожалуй, наиболее важно, две парадигмы (назовем их так, без каких-либо предубеждений) сохраняются на протяжении веков.Дело не в том, чтобы один победил другого. Верно, что сегодня преобладает функционализм, но все может измениться. Фактически, за последние 20 лет все изменилось, и энтузиасты эволюционного развития очень сильно встали на сторону формализма. Гомологии, которые они обнаруживают, например, между генетическими последовательностями человека и плодовых мух, кажутся им абсолютно фундаментальными и требуют полного пересмотра эволюционного мышления.

Гомологии процессов в морфогенетических полях являются одними из лучших доказательств эволюции, точно так же, как гомологии скелета и органов делали раньше.Таким образом, доказательства эволюции лучше, чем когда-либо. Однако считается, что роль естественного отбора в эволюции играет менее важную роль. Это просто фильтр неудачных морфологий, порожденных разработкой. Популяционной генетике суждено измениться, если она не станет столь же неуместной для эволюции, как ньютоновская механика для современной физики.

Gilbert et al. (92)

Посмотрим, как все это получится. Такой пылкий дарвинист, как я, менее чем подавлен (93, 94).Но в то же время я ярый функционалист, поэтому я подтверждаю свою мысль о разрыве. Очевидно, что идеи сохраняются, и не только как окаменелости.

Заключение

Если мы правильно поняли, о чем идет речь, то, возможно, Ходж был прав с самого начала. Дарвиновской революции не было. Парадигмы формы и функции появились до Дарвина и вышли после Дарвина. Этот вывод, взятый в качестве общего, явно неверен. Благодаря Дарвину и Происхождению видов в биологической науке действительно произошли важные события.Менее парадоксально скажем, что такое сложное явление, как дарвиновская революция, требует многих уровней понимания. Тупые инструменты подведут нас, когда мы попытаемся понять научные изменения. Необходимо разобрать пряди и рассмотреть их индивидуально, поскольку мы пытаемся понять и оценить происходящее.

Есть и другие споры (здесь пока не упомянутые), очень активные сегодня. Часто это связано не только с событиями, непосредственно связанными с Дарвином, но и с аспектами более широкой картины.Роберт Дж. Ричардс (который был отмечен как один из основных участников истории эволюционной биологии) утверждает, что постдарвиновский период, особенно под влиянием немецкого эволюциониста Эрнста Геккеля, был гораздо более чисто дарвиновским, чем люди думали. Он думает, что Дарвин был глубоко романтичным в своем мышлении, под влиянием течений, пришедших из Германии в начале 19-го века, и что после Происхождения люди, подобные Геккелю, просто реагировали и строили на том, что уже было ( 7, 9).Другие студенты того периода (включая меня) категорически не согласны, полагая, что (как отмечал Карл Маркс) Дарвин был типично англичанином в своем мышлении и что правильно рассматривать Геккеля как ответ на недарвиновские темы, отношение, которое влияло на эволюционную биологию до тех пор, пока синтез 1930-х годов (95). Другое противоречие сосредоточено на работе и интерпретациях Питера Дж. Боулера (также отмеченного выше как основного автора). Он согласен с тем, что пост-дарвиновская мысль была глубоко недарвиновской, но, тем не менее, он считает, что это была наука хорошего качества и она плавно использовалась в синтезе.В самом деле, последнее не произошло бы без первого (11, 12). Другие, в том числе и я, категорически не согласны, утверждая, что постдарвиновская эволюционная биология часто была действительно некачественной наукой (печально известно, что вслед за Геккелем проводились неустойчивые аналогии между эмбриологией, онтогенезом и палеонтологией, филогенезом) и что синтезаторы 1930-х годов должны были очистить Авгиевы конюшни и вернуться к мышлению Origin (правда, слитым с новой генетикой), прежде чем дальнейшее продвижение станет возможным (29).