Читать «Азбука рисунков природы» — Зимов Сергей Афансьевич — Страница 1
С. А. Зимов
Азбука рисунков природы
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК
Ответственный редактор кандидат физико-математических наук В. И. Чупрынин
Мир рисунков
В научно-популярных журналах есть рубрика «Найдите закономерности в этих рисунках». Поиск закономерностей в рисунках природы — занятие не менее увлекательное. Они есть и на монументальных полотнах и в миниатюрах. Присмотритесь к космическим снимкам Земли, и среди облаков Вы увидите или ячеистый покров, похожий на запечатанные пчелиные соты, или параллельные гряды, или спираль циклона.
Не сразу, но и среди хаоса рельефа, хаоса горных вершин и хребтов Вы найдете упорядоченность — громадные параллельные горные складки, которые как нарезной батон расчерчены стекающими с них параллельными водотоками. Порядок можно увидеть в цепочках островов и вулканов, в параллельных побережьям полосах рифов. Порядок Вы увидите и на поверхности песчинки, и на крыле комара. Куда бы мы ни бросили взгляд, везде увидим рисунки. Они всегда перед нами. Поднесите руку к глазам, осмотрите ее со всех сторон и Вы увидите и полосы, и сетки, и спирали.
Стремление к порядку присуще человеку. Мы всегда обратим внимание на строгий рисунок, созданный ветром и волнами на песке, на базальтовую мостовую гигантов. Мы копируем порядок, увиденный в природе, и создаем новый, украшаем себя, утварь и жилища орнаментами, размечаем громадные территории прямоугольниками полей и жилых кварталов.
Как появляются все эти рисунки? Например, узор на Вашем свитере или полосы на костюме? Это понятно. А полосы на шкуре зебры или ячеистая сеть на шкуре жирафа?
Каждый рисунок кому-то интересен. Вашей рукой может заинтересоваться хиромант или криминалист. Кому-то интересен рисунок кофейной гущи на стенках и дне перевернутой чашки. Охотник распутывает цепочки следов на снегу. Геоморфолог изучает рисунок рельефа — сплетение линий тальвегов долин, водоразделов. Сеть разломов в земной коре изучают геологи. А объект экономикогеографов — опорный каркас территорий — города, поселения, соединенные транспортными магистралями. Рисунок — наиболее емкий источник информации об объекте (лучше один раз увидеть…), а иногда и единственный. Например, о процессах на Венере или спутниках Юпитера мы можем судить лишь по рисункам на их фотографиях, а замысловатые орнаменты следов на дне древних морей — это все, что осталось от многих вымерших организмов.
Если мы знаем закономерности формирования природного рисунка, то, глядя на него, мы можем восстановить условия, при которых он образовался, охарактеризовать генерирующие процессы или дать прогноз: какой рисунок возникнет при той или иной ситуации. Чем выше упорядоченность структуры, чем более она закономерна, тем легче, достовернее и подробнее можно при ее анализе охарактеризовать породившее ее явление, восстановить ее происхождение. Отсутствие же упорядоченности говорит лишь об одном — «это хаос».
У каждой науки свои объекты, свои рисунки, везде своя специфика. Но почему мы часто видим одинаковые рисунки? Например, рисунок прожилок зеленого листа похож на рисунок речной сети, а паутина радиально-концентрических трещин на стекле автомобиля или сеть разломов в земной коре похожа на рисунок улиц Москвы. Почему рисунок пчелиных сот мы видим и на поверхности подогреваемого снизу слоя вязкой жидкости, и на покрытой трещинами глиняной поверхности пустынного такыра?
Вероятно, процесс формирования упорядоченных рисунков подчиняется каким-то общим законам. А так как большинство природных рисунков несложны и скорее даже примитивны (это пространственный ритм, параллельные полосы, сети, спирали), то можно предположить, что и законы их формирования просты. Что же это за законы? Все загадочное привлекает внимание. Наверно поэтому сегодня проблема появления упорядоченных структур — одна из самых модных. Почти в каждом номере журнала «В мире науки» (Scientific American) можно найти статью, посвященную рисункам.
Воспользовавшись такими ключевыми словами, как «синергетика», «диссипативные структуры», «фрактал», читатель наверняка найдет литературу, необходимую для ознакомления с достижениями в этом вопросе. Мы же попытаемся разобраться в законах упорядоченного рисунка без формул и компьютера, опираясь лишь на багаж школьных знаний и пространственное, образное мышление[1]. И только в конце вспомним законы термодинамики. Они говорят, что любые изменения в системе неизбежно увеличивают хаос или в самой системе, или в ее окружении. Все процессы направлены в сторону увеличения хаоса. Но, с другой стороны, мы видим, как среди хаоса возникает порядок, как среди однородности появляются структуры. «Порядок из хаоса!» — это лозунг синергетики. Но так ли это?
А начнем мы с одного конкретного примера природного рисунка. Он покажет очень важную общую закономерность. Затем от этого сложного объекта мы перейдем к простым примерам. Они помогут от конкретных явлений перейти к простейшим абстрактным рисункам. Это будут азы нашей азбуки. После этого мы вновь вернемся к конкретным рисункам. А потом попытаемся по слогам прочитать некоторые рисунки.
Шедевр природы и ошибка в учебнике
Крайний Север — это богатейший вернисаж природных рисунков. Вершины больших округлых гор здесь многократно опоясаны кольцами и дугами нагорных террас. А если гора поменьше, то от ее вершины густым веером во все стороны расходятся полосы деллей[2], а у подножия горы они вновь сходятся в ложбинах водотоков. На многих склонах можно наблюдать, как при медленном сползании рыхлого чехла поперек склона формируются полосчатые орнаменты из гряд и натеков солифлюкционных террас.
Рисунки на Севере можно найти и на ровном месте. Если грунты щебнисты, то поверхность покрыта ячеистой сеткой каменных многоугольников, а если суглинистые — то мозаикой голых пятен-медальонов. И, конечно, поражают рисунки морозобойных решеток, сплошь покрывающие речные поймы и озерные берега и террасы. Многообразие, тщательность исполнения, громадная площадь полотен — это действительно шедевр косной природы. Здесь можно увидеть и хаотичный рисунок «разбитой тарелки», и «пчелиные соты». Но особенно впечатляют похожие на рисовые чеки строгие решетки прямоугольных (тетрагональных) полигонов, повторяющие очертания речных излучин. У берегов больших рек они непрерывно простираются на многие сотни метров.
Морозобойные структуры возникают в результате следующих процессов. Зимой при охлаждении верхних горизонтов грунтов они стремятся сократить свой объем, но в условиях протяженных массивов сжатие по горизонтали верхних горизонтов невозможно, поэтому в них появляются горизонтальные растягивающие напряжения. Как только они достигают величины, равной прочности грунтов на разрыв, образуются протяженные поверхностные трещины. В глубину они обычно проникают не более чем на несколько метров, так как на этой глубине значительные сезонные температурные напряжения отсутствуют. Ширина трещины обычно — несколько миллиметров, и она плохо заметна. Но со временем рисунок, составленный из этих трещин, становится хорошо виден. Происходит это потому, что в раскрытую трещину весной затекает и замерзает вода. Таким путем формируется узкая ледяная жилка — трещина «залечивается». Но следующей зимой грунты трескаются вновь, причем новые трещины проходят обычно по тем же ослабленным предыдущими трещинами местам. В результате за сотни лет из множества элементарных жилок формируются широкие (до нескольких метров) ледяные жилы. При своем росте они раздвигают вмещающие грунты. Из-за этого на поверхности над жилой образуются канавки, обрамленные валиками отжатого жилой грунта (рис. 1). Благодаря этим валикам полигональный рельеф хорошо заметен даже на высотных аэрофотоснимках. Часто внутри полигонов между валиками застаивается вода, и тогда сходство с рисовыми чеками полное, единственное отличие — в них растет не рис, а пушица.
Образы сказочных героев «Эколят» – друзей и защитников природы
ГлавнаяОбразы сказочных героев «Эколят» – друзей и защитников природы
Образы сказочных героев “ЭКОЛЯТ” защищены охранным документом. Использование образов и наименований героев осуществляется только с письменного разрешения патентообладателей.
Авторы сказочных героев “Эколят” – друзей и защитников природыЗотов Владимир Валентинович, руководитель Всероссийских природоохранных социально-образовательных проектов «Эколята-Дошколята», «Эколята» и «Молодые защитники Природы», сопредседатель Совета по сохранению природного наследия нации в Совете Федерации, заместитель исполнительного директора по развитию и связям с федеральными и региональными органами власти Сенаторского клуба Совета Федерации, член межведомственной Рабочей группы по вопросам экологического просвещения в Российской Федерации при Минприроды России, детский писатель, член Союза писателей России, кандидат педагогических наук, академик Международной академии наук педагогического образования и Международной педагогической академии, член-корреспондент Российской академии естественных наук (РАЕН).
Зотова Татьяна Владимировна, соруководитель природоохранных социально-образовательных проектов «Эколята-Дошколята», «Эколята» и «Молодые защитники Природы», член Экспертно-координационного совета по развитию экологического и дополнительного образования на территории субъектов Российской Федерации, кандидат педагогических наук, академик Международной академии наук педагогического образования, член Союза журналистов России, автор учебного пособия “Азбука Природолюбия”.
Шалун ©Подружиться с Природой, понять и полюбить её помогут тебе весёлые сказочные герои “Эколята” – друзья и защитники Природы. Они родились в лесу, знают про него всё или почти всё. У них много друзей, приятелей и просто знакомых. Конечно, как и все дети, они иногда любят пошалить.
Давайте познакомимся с ними поближе. Итак, самым озорным и шкодливым, без сомнения, является Шалун. Он любит веселые игры, которых знает великое множество. Он все время стремится узнать что-то новое и неизвестное, его жёлтая шапочка с торчащим дубовым листочком постоянно мелькает то тут, то там. К своей яркой шапочке Шалун подобрал синие башмачки, перчатки и шарфик.
Умница ©
Самая серьёзная, пожалуй, Умница в розовой шапочке, с двумя забавными косичками. Она носит зеленую юбочку, зеленый воротничок, желтые перчатки, темно-розовые башмачки. Умница много знает и рассказывает своим друзьям интересные истории, потому что любит читать. Нет-нет, только не надо думать, что она всегда поступает правильно и знает ответы на все вопросы. Просто из всех малышей она самая старшая, и это всё объясняет.
Тихоня ©Младшего брата-жёлудя, который носит оранжевую шапочку, темно-розовые ботинки, зеленые перчатки и такого же цвета воротничок из дубовых листьев, бордовый пояс, зовут Тихоней. Он и вправду довольно тихий и скромный, даже скорее стеснительный. Но это нисколько не мешает ему всячески поддерживать старшего брата – Шалуна – не только во всех его проказах, но и полезных делах. А ещё Тихоня очень любит цветы, поэтому перед домиком геройчиков он разбил чудесный цветник.
У малышей-желудей есть подруга – веселая и общительна Елочка. Она носит бордовую шапочку и такие же башмачки, желтые перчатки и маленькую брошку-шишечку на платье. Она часто заходит к малышам в гости, чтобы поиграть, поговорить о том, о сём.
Все вместе геройчики берегут и охраняют лес, заботятся о его обитателях. Они помогут тебе ближе узнать Природу, подружиться с ней и полюбить её.
«Пространственно-временная нейронная динамика распознавания объектов для естественных изображений и штриховых рисунков»
Новые результаты
View Orcid Profile Johannes J.D. Singer, Radoslaw M. Cichy, Martin N. Hebart
DOI: https://doi.org/10.1101/2022.08.12.503484
- Аннотация
- Полный текст
- Информация/История
- Полный текст
- Информация/История0
- Mete.
- Предварительный просмотр PDF
1. Реферат
Рисунки предлагают простой и эффективный способ передать смысл. Хотя линейные рисунки лишь приблизительно отражают то, как объекты выглядят в реальности, мы все же воспринимаем их как напоминающие объекты реального мира. Предыдущая работа показала, что это воспринимаемое сходство отражается в общих нейронных представлениях рисунков и естественных изображений, что позволяет предположить, что в основе распознавания обоих лежат сходные механизмы. Однако в другой работе было высказано предположение, что представления рисунков и естественных изображений становятся похожими только после существенной обработки, что предполагает разные механизмы. Чтобы выбрать между этими альтернативами, мы измеряли ответы мозга, разрешенные в пространстве и времени, используя фМРТ и МЭГ соответственно, в то время как участники просматривали изображения объектов, изображенных в виде фотографий, штриховых рисунков или рисунков, похожих на эскизы.
Используя многомерное декодирование, мы демонстрируем, что информация о категории объектов появлялась одинаково быстро и в перекрывающихся областях затылочной и вентрально-височной коры для всех типов изображения, но с меньшими эффектами на более высоких уровнях визуальной абстракции. Кроме того, перекрестное декодирование между типами изображений выявило сильное обобщение информации о категориях объектов, начиная с ранних стадий обработки. Наконец, объединив данные фМРТ и МЭГ с помощью анализа репрезентативного подобия, мы обнаружили, что визуальная информация проходит аналогичные этапы обработки для всех типов изображений, но в целом более сильное представление для фотографий. Вместе наши результаты демонстрируют широкие сходства в нейронной динамике распознавания объектов для разных типов изображений, тем самым предоставляя четкие доказательства общих нейронных механизмов, лежащих в основе распознавания изображений естественных объектов и абстрактных рисунков.
Заявление о значимости Когда мы видим линейный рисунок, мы легко распознаем его как объект в мире, несмотря на его простой и абстрактный стиль.
Здесь мы спросили, в какой степени это соответствие в восприятии отражается в мозгу. Чтобы ответить на этот вопрос, мы измерили, как нейронная обработка объектов, изображенных в виде фотографий и штриховых рисунков с разным уровнем детализации (от естественных изображений до абстрактных штриховых рисунков), развивается в пространстве и во времени. Мы находим общие черты в пространственно-временной динамике и нейронных представлениях, лежащих в основе восприятия фотографий и даже абстрактных рисунков. Эти результаты указывают на общий базовый механизм, поддерживающий распознавание рисунков и естественных изображений.
Заявление о конкурирующих интересах
Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.
Сноски
Информация о финансировании: Эта работа была поддержана грантом Исследовательской группы Макса Планка (M.TN.A.NEPF0009) Общества Макса Планка, присужденным MNH, грантом Европейского исследовательского совета (ERC-StG).
-2021-101039712), присужденный MNH, гранты Немецкого исследовательского совета (CI241/1-1, CI241/3-1, CI241/7-1), присужденные RMC, и грант Европейского исследовательского совета (ERC-StG-2018- 803370) присужден RMC.
Заявление о конфликте интересов: Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих финансовых интересов.
Copyright
Владельцем авторских прав на этот препринт является автор/спонсор, предоставивший компании bioRxiv лицензию на бессрочное отображение препринта. Он доступен под международной лицензией CC-BY-NC-ND 4.0.
Наверх
Искусство Андреа Тримбл объединяет природные и искусственные миры
Введите условия для поиска.
Искусство и культура
Критические линии: искусство Андреа Тримбл объединяет природные и искусственные миры
2 января 2023 г. • Автор Мэтт Келли, mkelly@virginia.
edu Мэтт Келли, [email protected]
- По
- Мэтт Келли, [email protected]
2 января 2023 г.
Андреа Тримбл делает шаг вперед как художник искусственной и природной среды. (Фото Дэна Аддисона, University Communications)
На рисунках Андреа Тримбл миры сливаются. Искусственная среда делает ставку на свои требования, а природа настаивает на своей неизбежности. Иногда структура превращается в природу благодаря тонким черным линиям, которые отражают то, что она видела и где она была.
«Я использую перо и чернила в основном для изображения различных мест, которые я вижу в своих путешествиях, обычно что-то, что захватывает мой взгляд», — сказал Тримбл.
Будучи архитектором, Тримбл интересуется застроенной средой зданий и городских пейзажей. Многие из ее рисунков репрезентативны, но некоторые она рассматривает гиперреалистично — столбы электропередач могут превращаться в деревья — а другие — абстрактно.
«Я рисую абстрактные деревья, и в последнее время я все чаще использую их в своих работах, связанных с идеями об изменении климата», — сказала она, цитируя работы, которые готовит к мартовской выставке в Центре искусств Макгаффи в Шарлоттсвилле. «В конечном итоге это множество столбов электропередач, которые превращаются в деревья и городские пейзажи, а природа берет верх. Я исследую идею застроенной и природной среды и то, как они взаимодействуют, немного более абстрактно».Тримбл, директор Управления устойчивого развития UVA, обычно делает рисунки меньшего размера, но экспериментирует с большими размерами в своем предстоящем шоу «Критические линии», подготовив несколько рисунков шириной до 5 футов. Ее работа расширяется и в других направлениях.
Искусство Тримбл окружает ее в домашней студии. (Фото Дэна Аддисона, University Communications)
«Я еще немного поэкспериментировала с цветом, — сказала она. «Что-то, что выделяется, например, то, как обрамлено небо, и в нем есть синий цвет, или дерево входит в застроенную среду, и там есть немного зелени».
Искусство Тримбл о том, как она видит мир.
«Я думаю, что большая часть моего искусства останавливается и действительно смотрит на то, что мы проходим каждый день», — сказала она. «Или действительно смотреть на отношения между вещами гораздо более осознанно».
Искусство Тримбл основано на ее собственном опыте и путешествиях. (Предоставленный рисунок)
Это привело ее к тому, что она уловила противопоставление инь и ян человеческих созданий природе.
«Некоторое время речь действительно шла о том, как искусственная среда придает нам смысл?» — сказала она. «У всех по-разному. Каково взаимодействие между созданной человеком средой и природной средой? Что это значит, когда люди ушли? Природа в конце концов берет верх, руины там, где природа берет верх.
Частью моего искусства в последнее время была природа в сочетании с искусственной средой, сосредоточенной на комментариях о нашем изменяющемся климате».Студия Тримбл находится на втором этаже дома в Шарлоттсвилле, где она живет с мужем и двумя детьми. Треть комнаты занимает ее офис, который она использует, когда работает удаленно в UVA Sustainability. Остальное — ее студия. Чертежный стол, созданный из двери, банки, полные ручек и кистей, подносы с акварельными красками, блокноты для эскизов и карточки для заметок, заполненные тонкими линиями рисунков пером и тушью, свидетельствуют о ее жизни как художника. С одной стороны комнаты стоит шкаф для творчества с четырьмя ящиками, его верхняя часть покрыта детскими конструкторами Лего Гарри Поттера. Рисунки и акварели Тримбл окружают ее в этом мире.
Тримбл с самого начала стремилась стать художницей, работая с живописью, батиком и скульптурой в старшей школе, а позже остановилась на тонких черных линиях в архитектурной школе, карьере, которую она практиковала в Бостоне.
Trimble переводит то, что она видит, в подробные линейные чертежи. (Предоставленный рисунок)
«Вы используете правое полушарие своего мозга, занимаясь творчеством, но в архитектуре есть и очень практичный аспект левого полушария, когда вы измеряете размеры, которые должны соответствовать, или рисуете в перспективе», — сказала она. «Сотрудничество также является неотъемлемым аспектом, который я ценю в своей роли в UVA Sustainability. Вы член команды, работающей на кого-то, кто просит вас что-то спроектировать».
Архитектура является важной частью работы Trimble, потому что она повсюду и постоянно меняется, придавая смысл и воспоминания через дома, рабочие места и общественные здания.
«Многие работы, которые я делаю, пытаются передать это ощущение места, даже если оно временно связано с путешествием», — сказала она.
Несмотря на то, что большую часть своей жизни она была художницей, Тримбл решила опубликовать свои работы всего несколько лет назад.
«Я думаю, что это действительно была пандемия», — сказала она. «Это чувство: «Жизнь коротка и проходит очень быстро, и чего я жду? Жду ли я, пока укреплюсь?»
Тримбл заполняет блокноты и листы бумаги своими видениями искусственного и естественного мира на своем чертежном столе. (Фото Дэна Аддисона, University Communications)
«Многие художники говорят, что их работы недостаточно хороши или еще не готовы. Я начал это делать и перестал беспокоиться о том, понравится ли это другим людям. Я просто выложил это, потому что мне нравится создавать искусство».
Компания Trimble высоко оценила поддержку сильного и энергичного художественного сообщества Шарлоттсвилля.
«Нервно выкладывать это и думать, что люди подумают, что это плохо. В Шарлоттсвилле так много замечательных художников». она сказала. «Все прошло гораздо лучше, чем я думал».
Компания Trimble поблагодарила Дебби Уайт и студию StARTup Studio , финансируемую фондом Jefferson Trust при натуральной поддержке Института Баттена при Дарденской школе бизнеса UVA, за помощь художникам в решении деловых вопросов.
- Mete.