Аналитические способности

Аналитические способности

Поздняя осень — самое благоприятное время для оценки своих аналитических способностей. Налейте в термос горячего чаю, оденьтесь потеплее и шагайте вдоль реки или поля пока не увидите мурмурацию — стаю птиц в виде большого подвижного облака. Зрелище завораживает, но давайте в рамках анализа посмотрим на детали.

С тех пор как Рейнольдс в 1987 году предложил классическую модель мурмураций, мода на изучение согласованных движений постоянно растет. В девяносто пятом появилась модель Вичека, в две тысячи седьмом модель Кукера-Смейла — наиболее популярная сегодня. Кукер и Смейл описали мурмурацию как набор объектов, каждый из которых выбирает собственную скорость на основе средневзвешенной разницы в скоростях соседей, а вес каждой оценки зависит от удаленности соседей от объекта.

Дополнения к модели Кукера-Смейла публикуют каждый год. Тут вам и система с иерархиями, и топология переключения, и прочие математические экзерсисы. Не то, что-бы полет птиц всех уж так завораживал, тут скорее интересы практического рода: модель Кукера-Смейла оказалась крайне важной в теории машинного обучения.

Когда мурмурирующее облако захватывает преграду, часть птиц перестает видеть соседей, что можно представить как потерю пакета данных. Изучение этого вопроса Сетинкаем, Иши и Гаякавой в 2017 году пригодилось в области кибербезопасности и сетевом управлении динамическими системами. Да кто из нас не видел съемок группового запуска дронов и не слышал истории о миллионах беспилотных автомобилей на дорогах.

Если не рассматривать популярность, что остается общего между клеточным автоматом Крейга Рейнольдса, машинным обучением, теорией детерминированного хаоса, фрактальной геометрией Мандельброта и даже гладкими отображениями Уитни? Ничего из перечисленного не использует концепцию анализа. Новая парадигма исследований — синтез. Не разбить сложный объект на множество простых, а из простых объектов собрать сложный. И не просто сложный, а сложный эмергентно, то есть обладающий свойствами, которые нельзя получить сложением свойств составляющих объект частей.

Монополия аналитиков завершается. Это не значит, что они исчезнут, но и главными не будут. Если бы вместо данных мы говорили про кирпичи, пришлось бы признать: ситуация, при которой на каждого умеющего строить дом приходятся сотни тех, кто умеет дома разбирать, склонна к изменениям.

На практике это приведет к тому, что придя на работу в качестве специалиста по анализу данных вы услышите неожиданный ответ: «Анализировать у меня и секретарша может, ты мне данные синтезируй». А все почему? Правильно — за птицами надо было наблюдать.

Парковый эффект

По роду деятельности мне довелось обследовать большое количество парков Петербурга, Петрозаводска, Кольского полуострова, Воркуты и Ямало-Ненецкого автономного округа. Живой напочвенный покров представлен в них обычно видами, которые склонны к более богатым местообитаниям. Особенно этот эффект проявляется на опушках. С практической точки зрения это означает большую трудоемкость работ на окраине: сложнеее косить, вывозить траву и создавать привлекательный облик.

Но гораздо интереснее причины такого эффекта. На этот счет существует минимум две гипотезы. Первая заключается в том, что на окраинах осаждается большая часть автомобильных выхлопных газов, которые на три четверти состоят из азота. Азот является одной из важнейших составляющих растительного белка, играя важную роль в фотосинтезе, формировании и развитии тканей. Избыток азота в почве приводит к повышению богатства местообитаний, которое отражается на облике живого напочвенного покрова.

Вторая гипотеза объясняет происходящее птицами. Дескать, последние, большей частью вороны, предпочитают проводить основное время на деревьях парковой границы. Там они непрерывно гадят, год за годом внося в почву все больше азота. А дальше по прежней схеме: белок, фотосинтез и пышные заросли травы.

Любопытно даже не то, что эти гипотезы никто не доказал, а то, что никто пока не установил достоверность увеличения богатства почвы на окраинах парков. Хотя это необычайно интересно. Если предположить реальность такого процесса, то городской парк можно представить в виде диссипативной системы, которая формирует оболочку в ответ на внешнее воздействие. Эдакое яйцо, с оговоркой, что диссипация обусловлена не самой энергией, а механизмом ее передачи. Применив теорию перколяции можно было бы оценить динамику заглубления оболочки, а с помощью теории клеточных автоматов дать этому агрофизическое и биологическое объяснение.

К сожалению, пока это фантазии, придется руководствоваться бритвой Оккама, объясняя причину краевого эффекта обманом зрения. В крайнем случае тем, что на опушках светлее. Чертовски обидно. Быть может, если бы кто-нибудь выполнил подобные исследования, я смог бы объяснить, отчего у меня так аккуратно хлеб по кромке заплесневел.