Униформизм , также известный как Доктрина единообразия или Принцип униформизма , [1] представляет собой предположение, что одни и те же естественные законы и процессы, которые действуют в наших современных научных наблюдениях, всегда действовали во Вселенной в прошлом и применяются повсюду в мире. Вселенная. [2] [3] Это относится к инвариантности метафизических принципов , лежащих в основе науки, таких как постоянство причины и следствия во всем пространстве-времени, [4] но также используется для описания пространственно-временной инвариантности физических законов . [5] Хотя это недоказуемый постулат , который невозможно проверить с помощью научного метода, [6] некоторые считают, что униформизм должен быть обязательным первым принципом в научных исследованиях. [7] Другие учёные с этим не согласны и считают, что природа не является абсолютно однородной, хотя и проявляет определённые закономерности. [8]
В геологии униформизм включал градуалистическую концепцию, согласно которой «настоящее является ключом к прошлому» и что геологические события происходят сейчас с той же скоростью, что и всегда, хотя многие современные геологи больше не придерживаются строгого градуализма. [9] Придуманный Уильямом Уэвеллом , он был первоначально предложен в отличие от катастрофизма [10] британскими натуралистами в конце 18 века, начиная с работы геолога Джеймса Хаттона в его многочисленных книгах, включая « Теорию Земли» . [11] Работа Хаттона была позже усовершенствована учёным Джоном Плейфэром и популяризирована « Принципами геологии » геолога Чарльза Лайелла в 1830 году. [12] Сегодня история Земли считается медленным, постепенным процессом, перемежающимся случайными природными катастрофическими событиями. .
Авраам Готтлоб Вернер (1749–1817) предложил нептунизм , где пласты представляли собой отложения из сокращающихся морей , осажденные на первичные породы, такие как гранит . В 1785 году Джеймс Хаттон предложил противоположный, самоподдерживающийся бесконечный цикл, основанный на естественной истории, а не на библейском изложении. [13] [14]
Твердые части нынешней земли, по-видимому, в целом состоят из продуктов моря и других материалов, подобных тем, которые сейчас встречаются на берегах. Отсюда мы находим повод сделать вывод:
- Во-первых, земля, на которой мы покоимся, не является простой и оригинальной, а представляет собой сложную структуру и образовалась под действием вторых причин.
- 2-е. До того, как была создана нынешняя земля, существовал мир, состоящий из моря и суши, в котором происходили приливы и течения, а на дне моря происходили такие же операции, которые происходят сейчас. И,
- Наконец, что, пока нынешняя земля формировалась на дне океана, на прежней земле существовали растения и животные; по крайней мере, тогда море было населено животными, так же, как и в настоящее время.
Отсюда мы приходим к выводу, что большая часть нашей земли, если не вся, была произведена в результате операций, естественных для этого земного шара; но для того, чтобы сделать эту землю постоянным телом, противостоящим действию вод, требовались две вещи;
- 1. Консолидация масс, образованных скоплениями рыхлых или бессвязных материалов;
- Во-вторых, поднятие этих консолидированных масс со дна моря, места, где они были собраны, до станций, на которых они теперь остаются над уровнем океана. [15]
Затем Хаттон искал доказательства, подтверждающие его идею о том, что должны были быть повторяющиеся циклы, каждый из которых включал отложение на морском дне , подъем с наклоном и эрозией , а затем снова перемещение под воду для отложения новых слоев. В Глен-Тилт в горах Кэрнгорм он нашел гранит, проникающий в метаморфические сланцы , что указывало ему на то, что предполагаемая первичная порода была расплавлена после того, как сформировались пласты. [16] [17] Он читал об угловых несогласиях в интерпретации нептунистов и обнаружил несогласие в Джедбурге , где слои граувакки в нижних слоях скалы были наклонены почти вертикально, а затем подверглись эрозии, образуя ровную плоскость под землей. горизонтальные слои старого красного песчаника . [18] Весной 1788 года он совершил прогулку на лодке вдоль побережья Бервикшира вместе с Джоном Плейфэром и геологом сэром Джеймсом Холлом и обнаружил резкое несогласие, показывающее ту же последовательность в Сиккар-Пойнт . [19] Позже Плейфэр вспоминал, что «разум, казалось, закружился, когда я так далеко заглянул в бездну времени», [20] и Хаттон заключил статью 1788 года, которую он представил Королевскому обществу Эдинбурга , позже переписанную в виде книги, с фраза «мы не находим ни следа начала, ни перспективы конца». [21]
И Плейфэр, и Холл написали свои собственные книги по этой теории, и на протяжении десятилетий между сторонниками Хаттона и нептунистами продолжались ожесточенные дебаты. Палеонтологическая работа Жоржа Кювье в 1790-х годах, установившая реальность вымирания , объяснила это локальными катастрофами, после которых пострадавшие территории вновь заселились другими фиксированными видами. В Великобритании геологи адаптировали эту идею в « теорию потопа », которая предлагала многократное уничтожение по всему миру и создание новых фиксированных видов, адаптированных к изменившейся окружающей среде, первоначально идентифицируя самую недавнюю катастрофу как библейский потоп . [22]
С 1830 по 1833 год вышел в свет многотомный труд Чарльза Лайеля « Основы геологии» . Подзаголовок работы гласил: «Попытка объяснить прежние изменения поверхности Земли с помощью причин, действующих сейчас». Свои объяснения он черпал из полевых исследований, проведенных непосредственно перед тем, как приступить к работе над основополагающим текстом по геологии, [23] и развил идею Хаттона о том, что Земля полностью сформировалась под действием медленно движущихся сил, действующих и по сей день и действующих в течение очень длительного периода времени. время. Термины «униформизм» для этой идеи и «катастрофизм» для противоположной точки зрения были придуманы Уильямом Уэвеллом в рецензии на книгу Лайелла. «Основы геологии» были самой влиятельной геологической работой середины XIX века.
Геологи поддерживают различные системы истории Земли, природа которых основана на определенной смеси взглядов на процесс, контроль, скорость и состояние, которые являются предпочтительными. Поскольку геологи и геоморфологи склонны придерживаться противоположных взглядов на процессы, скорость и состояние неорганического мира, существует восемь различных систем взглядов на развитие земной сферы. [24] Все ученые-геологи придерживаются принципа единообразия закона. Большинство, но не все, руководствуются принципом простоты. Все делают определенные утверждения о качестве скорости и состояния в неорганической сфере. [25]
Униформизм Лайеля представляет собой семейство из четырех взаимосвязанных положений, а не единую идею: [27]
Ни одно из этих значений не требует другого, и не все они одинаково выводятся униформистами. [28]
Гулд объяснил предложения Лайеля в книге «Стрела времени, цикл времени» (1987), заявив, что Лайель объединил два разных типа предложений: пару методологических предположений с парой существенных гипотез . Все четыре вместе составляют униформизм Лайеля. [29]
Два приведенных ниже методологических предположения принимаются большинством ученых и геологов как истинные. Гулд утверждает, что эти философские положения необходимо принять, прежде чем вы сможете продолжить работу как ученый, занимающийся наукой. «Нельзя пойти на скалистый обнажение и наблюдать ни постоянство законов природы, ни действие неизвестных процессов. Все работает наоборот». Сначала вы предполагаете эти предположения, а затем «идите к обнажению». [30]
Существенные гипотезы были противоречивыми и в некоторых случаях принимались немногими. [29] Эти гипотезы оцениваются как истинные или ложные на эмпирических основаниях, посредством научных наблюдений и повторных экспериментальных данных. Это контрастирует с двумя предыдущими философскими предположениями [30] , которые возникают до того, как человек может заниматься наукой, и поэтому не могут быть проверены или фальсифицированы наукой.
Первая научная статья Стивена Джея Гулда «Необходим ли униформизм?» (1965) сократили эти четыре предположения до двух. [39] Он отклонил первый принцип, который утверждал пространственную и временную инвариантность законов природы, как больше не являющийся предметом дискуссий. Он отверг третий вариант (единообразность темпов) как неоправданное ограничение научных исследований, поскольку он ограничивает прошлые геологические темпы и условия нынешними. Итак, униформизм Лайеля был признан ненужным.
Униформизм был предложен в противовес катастрофизму , который утверждает, что далекое прошлое «состояло из эпох пароксизмальных и катастрофических действий, промежуточных между периодами сравнительного спокойствия» [40]. Особенно в конце 19 и начале 20 веков большинство геологов воспринимали эту интерпретацию как означающую что катастрофические события не имеют значения в геологическом времени; Одним из примеров этого являются дебаты об образовании Каналированных Скаблендов из-за катастрофических наводнений, вызванных прорывом ледника на Миссуле . Важным результатом этих и других дебатов стало повторное разъяснение того, что, хотя те же принципы действуют и в геологическом времени, катастрофические события, которые нечасты в масштабах человеческого времени, могут иметь важные последствия в геологической истории. [41] Дерек Агер отмечал, что «геологи не отрицают униформизм в его истинном смысле, то есть интерпретацию прошлого посредством процессов, происходящих в настоящее время, до тех пор, пока мы помним, что периодические катастрофы — один из таких процессов. Эти периодические катастрофы отражаются в стратиграфических записях больше, чем мы предполагали до сих пор». [42]
Даже Чарльз Лайель думал, что обычные геологические процессы заставят Ниагарский водопад переместиться вверх по течению к озеру Эри в течение 10 000 лет, что приведет к катастрофическому затоплению значительной части Северной Америки.
Современные геологи не применяют униформизм так же, как Лайель. Они задаются вопросом, были ли скорости процессов одинаковыми во времени, и следует принимать только те значения, которые были измерены в истории геологии . [43] Настоящее, возможно, не является достаточно длинным ключом к проникновению в глубокий замок прошлого. [44] В прошлом геологические процессы могли быть активными с разной скоростью, которую люди не наблюдали. «В силу популярности единообразие темпов сохраняется и по сей день. На протяжении более столетия риторика Лайеля, объединяющая аксиомы с гипотезами, доходила до неизменной формы. Многих геологов душила вера в то, что правильная методология включает в себя априорное обязательство к постепенным изменениям и предпочтению объяснять крупномасштабные явления совокупностью бесчисленных крошечных изменений». [45]
Нынешний консенсус состоит в том, что история Земли — это медленный, постепенный процесс, перемежающийся случайными природными катастрофическими событиями, которые повлияли на Землю и ее жителей. [46] На практике это сводится от смешения Лайеля к просто двум философским предположениям. Это также известно как принцип геологического актуализма, который утверждает, что все прошлые геологические действия были такими же, как и все нынешние геологические действия. Принцип актуализма — краеугольный камень палеоэкологии . [47]
Униформизм также применялся в исторической лингвистике , где он считается основополагающим принципом в этой области. [48] [49] Лингвист Дональд Ринг дает следующее определение: [48]
Если в прошлом язык обычно приобретался таким же образом, как и сегодня – обычно путем приобретения в раннем детстве – и если он использовался таким же образом – для передачи информации, выражения солидарности с семьей, друзьями и соседями, обозначить свое социальное положение и т. д. – тогда оно должно было иметь в прошлом ту же общую структуру и организацию, что и сегодня, и должно было меняться так же, как и сегодня.
Поскольку
не в человеческих записях, а в естественной истории
мы должны искать средства установления того, что уже произошло, здесь предлагается исследовать внешний вид Земли, чтобы получить информацию о действиях, которые были совершены. совершенные в прошлом времени. Таким образом, на основе принципов натуральной философии
мы можем прийти к некоторому познанию
порядка и системы в экономике этого земного шара и сформировать
рациональное мнение
относительно хода природы или событий, которые со временем произойдут. случаться.
Хаттон обладал инстинктивной способностью обращать вспять физические процессы - как бы читать пейзажи задом наперед. Например, ощупывая белый кварц, покрывавший серые гранитные валуны в шотландской долине, он понял конфронтацию, которая когда-то произошла между двумя типами горных пород, и увидел, как под фантастическим давлением расплавленный кварц прорвался в слабые места материнского гранита.Рецензия на книгу Репчека « Человек, который нашел время»
Во время посещения мельницы Аллара на реке Джед-Уотер Хаттон был рад увидеть горизонтальные полосы красного песчаника, лежащие «несогласно» поверх почти вертикальных и складчатых полос скал.
По иронии судьбы, Хаттон, человек, чей стиль прозы обычно считают нечитаемым, придумал одно из самых запоминающихся и действительно лирических предложений во всей науке: «(в геологии) мы не находим никаких следов начала — нет перспектива конца». Этими простыми словами Хаттон сформулировал концепцию, о которой никто раньше не задумывался: горных пород, составляющих сегодня Землю, в конце концов, не было здесь со времен Сотворения.
Если бы, например, камень, упавший сегодня, завтра снова поднялся бы, то наступил бы конец натурфилософии [т. е. науки],
наши принципы потерпят неудачу, и мы больше не будем исследовать законы природы с нашей точки зрения. наблюдения
.
{{cite web}}
: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )