Геометрическая морфометрия

ivanov_petrov
, 16 мая 2018 в 15:33
Только что из типографии, краской пахнет - книга: А.Г. Васильев, И.А. Васильева, А.О. Шкурихин Геометрическая морфометрия. От теории к практике. Авторы из Екатеринбурга, УрОРАН, издано КМК

Книга очень ясной направленности - "методичка" (примерно на 500 страниц) по новому направлению, геометрической морфометрии, математическому анализу биологической формы. Вот то, что пытались делать Дюрер, д'Арси Томпсон и прочие. По сути все просто. Берется форма (фото, рисунок, трехмерный скан), вручную на ней ставятся маркеры в узловых точках формы, такие формы сравниваются программой и получается количественная мера изменения положений точек. То, что на обыденном языке передается расплывчато и невнятно, тут обретает меру. Это - крайне грубое изложение, для тех, кто вообще ничего об этом не слышал, чтобы не было "ах, ИИ, комп сам оценивает форму!" Не сам. Маркеры - вручную. Что не мешает добавить виртуальный маркер, которому программа отыщет соответствие.

Изложение детальное, с самого начала, через математическую суть - и до опций программ, которые для этого используются. Поскольку программы прямо современные, книгу имеет смысл читать сейчас, а не пять лет, когда руки дойдут. Со сменой программ материал сильно устареет, зато сейчас - самое то.

Кажется, первая книга на русском, при том, что и на английском я не помню работ такого формата. (именно формата; на русском одним из первых это направление разработал И.Я. Павлинов с соавт., но это были статьи в Журнале общей биологии). То есть это компиляция англоязычных работ, но не просто. На английском есть работы основателей, создателей этих математических методов (90-е и 2000-е годы), есть множество применений этих методов (прокрустов анализ и пр.), есть и популярные изложения для начинающих. Но тут сделано то, что сделать трудно - взят барьер качества. Не просто изложен какой-то математический метод, не просто дана разработка для чайников, как работать с хитрой математической программой. Это сделано на высоком теоретическом уровне и в интересно формате.

Работа написана с точки зрения эпигенетической теории эволюции, авторитетный автор тут - Шишкин и его ЭТЭ. Но это ладно, на методы теоретическая подкладка влияет не сильно. Важно другое. 99% литературы сделано в рамках редукционистского подхода, когда, грубо говоря, в деталях все верно, а смысл утерян начисто, как курочка снесла. Редкий процент - это достаточно туманные рассуждения о синтезе, о холистическом и образном представлении, что очень поэтично, но до смысла не достает. И редчайшая вещь - как в этой книге. Авторы попытались не потерять смысл аналитического исследования, они начинают с достаточно высокого теоретического уровня и пытаются показать, что эти детальные математические методы - служебные, они не самостоятельны, а дают возможность решать те самые холистические задачи. В общем, анализ служит синтезу. На словах просто, но таких работ крайне мало. А здесь авторы приложили труд, чтобы совместить (прошу прощения, опять очень простоватое выражение, чтобы не уходить в детали) англоязычную аналитику - и постановку задач, которая развернута в русскоязычной литературе прошлого века. Эти задачи почти потерялись, уже забывается, как такие вопросы ставить, вопросы воспринимаются как слишком "воздушные", теоретические, к ним не подобраться... Авторы сделали шаг именно в эту сторону - чтобы осмысленные и очень высокотеоретические вопросы (работы Шишкина, Короны и пр.) можно было разрабатывать современными методами, количественно.

Первая глава - анализ основных понятий, изменчивость, разнообразие, признак, структура. Дальше - тело книги - главы по разным методам мат. анализа формы и способам применения в биологии. В основном примеры из систематики и экологии, но тут же и палеонтология, антропология и др. Причем начало очень сильное - способ работы с образцами, этапы оцифровки данных, то есть в самом деле даже совсем неопытный человек получит хорошие указания. Главы 3, 4 - разбор программ, опций, их смысла. Гл. 5 - фенограмметрия, новый метод геометрической фенетики. Шестая - применение к вопросам систематики и филогенетики, геометрическое картирование. Седьмая - вопросы экологии. В конце - штрих мастера: словарь основных понятий.

Сплайн (spline) - нелинейная кусочно-полиномиальная функция, задающая форму кривых. И дальше там прочая управляемая прокрустика, тангенциальное пространство и другие хорошие слова, без которых не пройти.

20180516_150504