Униформизм , также известный как Доктрина Единообразия или Принцип Единообразия , [1] является предположением, что те же самые естественные законы и процессы, которые действуют в наших современных научных наблюдениях, всегда действовали во Вселенной в прошлом и применяются повсюду во Вселенной. [2] [3] Он относится к инвариантности метафизических принципов , лежащих в основе науки, таких как постоянство причины и следствия во всем пространстве-времени, [4] но также использовался для описания пространственно-временной инвариантности физических законов . [5] Хотя это недоказуемый постулат , который нельзя проверить с помощью научного метода, [6] некоторые считают, что униформизм должен быть обязательным первым принципом в научных исследованиях. [7] Другие ученые не согласны и считают, что природа не абсолютно однородна, хотя она и демонстрирует определенные закономерности. [8]
В геологии униформизм включал в себя 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 , униформизм изначально был предложен в противовес катастрофизму [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 уточнена ученым Джоном Плейфэром и популяризирована геологом Чарльзом Лайеллом в «Принципах геологии» в 1830 году. [12] Сегодня считается, что история Земли была медленным, постепенным процессом, прерываемым случайными природными катастрофическими событиями.
Авраам Готтлоб Вернер (1749–1817) предложил нептунизм , где слои представляли собой отложения из высыхающих морей, осажденных на первичных породах, таких как гранит . В 1785 году Джеймс Хаттон предложил противоположный, самоподдерживающийся бесконечный цикл, основанный на естественной истории, а не на библейском рассказе. [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 причину заключить:
- 1) Земля, на которой мы живем, не является простой и изначальной, но представляет собой совокупность и была образована под действием вторичных причин.
- 2-е, что до того, как была создана нынешняя земля, существовал мир, состоящий из моря и суши, в котором были приливы и течения, и на дне моря происходили такие же процессы, какие происходят сейчас. И,
- Наконец, пока на дне океана формировалась нынешняя суша, на прежней суше сохранялись растения и животные; по крайней мере, море тогда было населено животными, подобно тому, как это происходит сейчас.
Отсюда мы приходим к выводу, что большая часть нашей суши, если не вся, была создана в результате процессов, естественных для этого земного шара; но для того, чтобы сделать эту землю постоянным телом, сопротивляющимся воздействию вод, потребовались две вещи:
- 1-й. Консолидация масс, образованных скоплениями рыхлых или несвязных материалов;
- во-вторых, подъем этих консолидированных масс со дна моря, места, где они были собраны, до станций, в которых они сейчас находятся над уровнем океана. [15]
Затем Хаттон искал доказательства в поддержку своей идеи о том, что должны были быть повторяющиеся циклы, каждый из которых включал отложение на морском дне , подъем с наклоном и эрозией , а затем перемещение под воду снова для отложения дополнительных слоев. В Глен-Тилт в горах Кэрнгорм он обнаружил гранит, проникающий в метаморфические сланцы , таким образом, который указал ему на то, что предполагаемая изначальная порода была расплавлена после формирования пластов. [16] [17] Он читал об угловых несогласиях , как их интерпретируют нептунисты, и нашел несогласие в Джедбурге , где слои граувакки в нижних слоях скальной поверхности были наклонены почти вертикально, прежде чем были размыты, образовав ровную плоскость под горизонтальными слоями старого красного песчаника . [18] Весной 1788 года он совершил лодочную прогулку вдоль побережья Берикшира с Джоном Плейфейром и геологом сэром Джеймсом Холлом и обнаружил драматическое несогласие, показывающее ту же последовательность в Сиккар-Пойнт . [19] Позже Плейфейр вспоминал, что «разум, казалось, закружился, заглянув так далеко в бездну времени», [20] а Хаттон завершил доклад 1788 года, который он представил в Королевском обществе Эдинбурга , позже переписанный в книгу, фразой «мы не находим никаких следов начала, никаких перспектив конца». [21]
И Плейфэр, и Холл написали свои собственные книги по этой теории, и десятилетиями продолжались ожесточенные дебаты между сторонниками Хаттона и нептунистами. Палеонтологическая работа Жоржа Кювье в 1790-х годах, которая установила реальность вымирания , объясняла это локальными катастрофами, после которых другие фиксированные виды повторно заселяли пострадавшие районы. В Британии геологи адаптировали эту идею в « теорию потопа », которая предлагала повторяющееся всемирное уничтожение и создание новых фиксированных видов, адаптированных к изменившейся среде, первоначально идентифицируя самую последнюю катастрофу как библейский потоп . [22]
С 1830 по 1833 год был опубликован многотомный труд Чарльза Лайелла «Принципы геологии ». Подзаголовок работы был «Попытка объяснить прежние изменения поверхности Земли с помощью причин, действующих в настоящее время». Он черпал свои объяснения 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 была сформирована исключительно медленно движущимися силами, которые действуют и по сей день, действуя в течение очень длительного периода времени. Термины «униформизм» для этой идеи и «катастрофизм» для противоположной точки зрения были введены Уильямом Уэвеллом в рецензии на книгу Лайелла. «Принципы геологии» были самой влиятельной геологической работой середины XIX века.
Геофизики поддерживают различные системы истории Земли, природа которых основывается на определенной смеси взглядов на процесс, контроль, скорость и состояние, которые являются предпочтительными. Поскольку геологи и геоморфологи склонны принимать противоположные взгляды на процесс, скорость и состояние в неорганическом мире, существует восемь различных систем убеждений в развитии земной сферы. [24] Все геофизики 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 Лайелла — это семейство из четырех взаимосвязанных положений, а не одна идея: [27]
Ни одно из этих значений не требует другого, и не все они одинаково выводятся униформистами. [28]
Гулд объяснил положения Лайелла в работе «Стрела времени, цикл времени» (1987), заявив, что Лайелл объединил два разных типа положений: пару методологических предположений с парой существенных гипотез . Все четыре вместе составляют униформизм Лайелла. [29]
Два методологических предположения, приведенных ниже, принимаются большинством ученых и геологов как истинные. Гулд утверждает, что эти философские положения должны быть приняты до того, как вы сможете продолжить как ученый, занимающийся наукой. «Вы не можете подойти к скалистому выступу и наблюдать либо постоянство законов природы, либо работу неизвестных процессов. Все работает наоборот». Сначала вы принимаете эти положения, а «затем идете к выступу». [30]
Основные гипотезы были спорными и, в некоторых случаях, принятыми немногими. [29] Эти гипотезы оцениваются как истинные или ложные на эмпирических основаниях посредством научного наблюдения и повторных экспериментальных данных. Это контрастирует с предыдущими двумя философскими предположениями [30] , которые появляются до того, как человек может заниматься наукой, и поэтому не могут быть проверены или опровергнуты наукой.
Первая научная работа Стивена Джея Гулда «Необходим ли униформитарианизм?» (1965) сократила эти четыре предположения до двух. [39] Он отверг первый принцип, который утверждал пространственную и временную инвариантность естественных законов, как более не являющийся предметом дебатов. Он отверг третий принцип (единообразие скорости) как неоправданное ограничение научного исследования, поскольку он ограничивает прошлые геологические скорости и условия текущими. Таким образом, униформитарианизм Лайелла был признан ненужным.
Униформизм был предложен в противовес катастрофизму , который утверждает, что далекое прошлое «состояло из эпох пароксизмальных и катастрофических действий, вставленных между периодами сравнительного спокойствия» [40] Особенно в конце 19-го и начале 20-го веков большинство геологов восприняли эту интерпретацию как то, что катастрофические события не важны в геологическом времени; одним из примеров этого являются дебаты о формировании Channeled Scablands из-за катастрофических ледниковых наводнений Миссулы . Важным результатом этих и других дебатов стало повторное разъяснение того, что, хотя те же принципы действуют в геологическом времени, катастрофические события, которые нечасты в человеческих временных масштабах, могут иметь важные последствия в геологической истории. [41] Дерек Эйджер отметил, что «геологи не отрицают униформизма в его истинном смысле, то есть интерпретации прошлого посредством процессов, которые наблюдаются в настоящее время, пока мы помним, что периодическая катастрофа является одним из этих процессов. Эти периодические катастрофы более показательны в стратиграфической летописи, чем мы предполагали до сих пор». [42]
Современные геологи не применяют униформизм так же, как Лайелл. Они задаются вопросом, были ли скорости процессов одинаковыми во времени, и только те значения, которые были измерены в течение истории геологии, должны быть приняты. [43] Настоящее может быть недостаточно длинным ключом для проникновения в глубокий замок прошлого. [44] Геологические процессы могли быть активными с разной скоростью в прошлом, которую люди не наблюдали. «Силой популярности единообразие скорости сохранилось до наших дней. Более века риторика Лайелла, объединяющая аксиому с гипотезами, спускалась в неизмененной форме. Многие геологи были подавлены верой в то, что правильная методология включает априорную приверженность постепенному изменению, и предпочтением объяснения крупномасштабных явлений как сцепления бесчисленных крошечных изменений». [45]
Текущий консенсус заключается в том, что история Земли - это медленный, постепенный процесс, прерываемый случайными природными катастрофическими событиями, которые повлияли на Землю и ее обитателей. [46] На практике это сводится от слияния Лайелла, или смешивания, просто к двум философским предположениям. Это также известно как принцип геологического актуализма, который гласит, что все прошлые геологические действия были подобны всем настоящим геологическим действиям. Принцип актуализма является краеугольным камнем палеоэкологии . [47]
Униформизм также применялся в исторической лингвистике , где он считается основополагающим принципом этой области. [48] [49] Лингвист Дональд Ринге дает следующее определение: [48]
Если в прошлом язык обычно усваивался тем же способом, что и сегодня (обычно путем усвоения его носителем в раннем детстве), и если он использовался теми же способами (для передачи информации, выражения солидарности с семьей, друзьями и соседями, для обозначения своего социального положения и т. д.), то в прошлом он должен был иметь ту же общую структуру и организацию, что и сегодня, и он должен был изменяться тем же образом, что и сегодня.
Этот принцип известен в лингвистике под названием «принцип униформизма» или «гипотеза униформизма» по имени Уильяма Лабова и его коллег . [50]
Поскольку
не в человеческих записях, а в естественной истории
мы должны искать средства установления того, что уже было, здесь предлагается исследовать внешний вид Земли, чтобы быть информированными об операциях, которые были совершены в прошлом. Таким образом, из принципов естественной философии
мы можем прийти к некоторому знанию
порядка и системы в экономике этого земного шара и можем
сформировать рациональное мнение
относительно хода природы или событий, которые должны произойти во времени.
Хаттон обладал инстинктивной способностью обращать вспять физические процессы — читать ландшафты задом наперед, так сказать. Например, ощупывая белый кварц, который пролегал между серыми гранитными валунами в шотландской долине, он понимал конфронтацию, которая когда-то произошла между двумя типами горных пород, и он осознавал, как под фантастическим давлением расплавленный кварц пробивался в слабые места материнского гранита.Обзор книги Репчека « Человек, который нашел время»
Во время посещения Allar's Mill на реке Джед-Уотер, Хаттон был рад увидеть горизонтальные полосы красного песчаника, лежащие "несогласно" поверх почти вертикальных и складчатых полос скальной породы.
По иронии судьбы Хаттон, человек, чей стиль прозы обычно отвергают как нечитаемый, должен был придумать одно из самых запоминающихся и действительно лирических предложений во всей науке: «(в геологии) мы не находим никаких следов начала, — никаких перспектив конца». В этих простых словах Хаттон сформулировал концепцию, которую ранее никто не рассматривал, что породы, составляющие Землю сегодня, в конце концов, не были здесь со времен Сотворения.
Если бы, например, камень, упавший сегодня, снова поднялся завтра, наступил бы конец естественной философии [т. е. науке],
наши принципы потерпели бы неудачу, и мы больше не исследовали бы законы природы на основе наших наблюдений
.
{{cite book}}
: |work=
проигнорировано ( помощь ){{cite web}}
: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )