Raft Master » Научная библиотека » Биоэкология » Масштабы в биологии


  • 6-01-2013, 05:40
  • | Views: 1046


Масштабы в биологии

Масштабы в биологии

Каждая наука стремится передать в свою учебно-образовательную сферу компактный образ всей совокупности изучаемых объектов. В биологии интегральным образом живого мира служит филетическое древо видов. Задачи экологии значительно шире. Общий ряд её объектов составляет около 40 порядков величин по индивидуальному объему массе тела - от 10~22 до 1018 м3. Поэтому модель филетического древа экологии не подходит. Обычно в экологии используются графические модели размерных рядов разной протяжённости, в которых на абсциссе откладываются базовые (общенаучные) характеристики членов ряда. Это может быть индивидуальная масса тела, геометрический объем, площадь поверхности и др. На ординате же откладываются значения любых интересующих исследователя характеристик объектов. Но вот задача: как разместить на абсциссе ряд, протяжённостью в 40 порядков?

Очень длинные ряды требуют логарифмического масштаба. Если ряд отхватывает несколько порядков величин, то в арифметической метрике точки плотно сосредотачиваются, "сбиваются" в левой части графика и плохо обозримы (рис. 2.2 а). В полулогарифмической метрике (log по ординате - рис. 2.2 б и log по абсциссе -рис. 2.2 в) точки-объекты рассредоточены и лучше обозримы. На рис. 2.2 г те же самые данные показаны в двойных логарифмических координатах. В этих координатах кривая приводится к линейному виду и данные наиболее обозримы. В нашем случае различие величин по абсциссе укладывается в 5 порядков. В таких и в более обширных рядах без логарифмической метрики обойтись невозможно.

Приведение кривой к линейному виду позволяет описывать зависимости X от Y в форме уравнения:

X = a Yb (1)

Логарифмическим координатам на графике более соответствует запись уравнения в другой форме:

log X = logа + b log Y (2)

Значения коэффициента b могут быть больше и меньше 1. При b = 1 угол наклона линии к абсциссе равен 45°; при b < 1 угол меньше 45° (в арифметической метрике это нисходящая кривая) а при b > 1угол больше 45° (восходящая кривая). Этот методологический прием будет использоваться в лекциях часто, и по мере надобности объяснения будут дополняться. Главное, что необходимо сказать здесь, это что значения коэффициента b в (1) и (2) являются оценкой различия-подобия сравниваемых объектов, будь это организмы, их отдельные органы, разные экосистемы - наземные, водные, природные, рукотворные. Такая процедура сравнения объектов представляет собой типичный пример методологического инструмента третьего уровня.

Логарифмическое преобразование кривизны в линейность открывает при изучении природы гораздо более широкие и важные возможности, чем было показано выше. Наше зрение построено так, что мы видим мир в перспективе: если перед нами, под некоторым углом к оси зрения выстроен ряд одинаковых по размеру объектов, то по мере удаления от наблюдателя их размер уменьшается, самые дальние глазом вообще не различаются. Вывод прост и для исследователя огорчителен: зрение нас обманывает. Мир вокруг нас громаден (об этом сообщают другие исследователи), а мы видим малую его часть.




  • Вернуться



  • Еще по теме


    Земные природные объекты и их разнообразие


    Сравнения, масштабы, типовые задачи и модели


    Дисперсии, тренды и морфологический шум на идеальных геометрических фигурах


    Сравнима ли морфология жидких, твёрдых и живых тел?


    Биогенные и геогенные обитаемые пространства

     

    Последние новости



    Пользовательский поиск

    Партнеры