Поддержите проект – поделитесь в соцсети

Наглядное представление информации — визуализация данных — помогает совершать открытия, объяснять сложные процессы непосвященным, а в прошлом — поспособствовало борьбе с работорговлей.


Что читают сегодня с этим материалом? Как открыть бюро переводов — бизнес-план и советы экспертов


Знания, которые приобретает один человек, рано или поздно нужно передать остальным членам сообщества. С этой задачей цивилизация столкнулась уже на первых этапах своего развития. Первая визуализация данных об окружающем мире, то есть графическое представление информации, появилась еще в каменном веке.

В нашу эпоху визуализация данных, полученных наукой, становится все более востребованной. Связано это со все возрастающим потоком информации и необходимостью быстрой ее обработки. Вот показательный пример — самая большая «информационная фабрика» в мире — Большой адронный коллайдер. Он генерирует 1 петабайт (1 048 576 гигабайт) информации за 1 сек. Час работы — и коллайдер выдает данных больше, чем накопила цивилизация за всю историю!

Но если с обработкой компьютеры еще справляются, то анализ и представление результатов исследований — другое дело. Диаграмм и графиков уже мало: удачная визуализация данных позволяет уловить незамеченные связи в явлении, иначе взглянуть на процессы. Наконец, хорошая «картинка» очень помогает донести суть проблемы не слишком посвященным слушателям, упростить понимание.


Что читают сегодня с этим материалом? Фильм Анджелины Джоли, номинированный на Оскар, снят по сценарию украинки


Звездная карта из палеолита

В знаменитой своими рисунками пещере Ласко (Франция) среди изображений животных и людей обнаружена удивительная деталь. В 2000 г. археолог Михаэль Раппенглюк заметил любопытную особенность. На одном из рисунков глаза человека, птицы и бизона образуют вытянутый вниз треугольник. Он очень похож на Летний треугольник (звезды Денеб, Альтаир и Вега, видные в теплое время года).

  • наскальная живопись
    Наскальный рисунок из пещеры Ласко на котором изображены человек, бизон и птица (фото artepreistorica.com)
Так была обнаружена первая карта звездного неба. Вполне возможно, это древнейшая визуализация данных об окружающем мире. Возможно, что фигуры, окружающие звезды, отмеченные глазами, передают расположение созвездий и некие способы ориентации.

Не пропустите  Почему половина Земли потеряет работу через 30 лет

Библейские связи

Пастор Кристоф Реммельд проделал гигантскую работу, выбрав более 63 тыс. перекрестных ссылок из Библии. Наглядно представить эти взаимосвязи пастор не сумел. Он обратился к специалисту — доценту Института взаимодействия «человек — компьютер» Крису Харрисону (США).

перекрестные ссылки, визуализация данных
Визуализация перекрестных ссылок, содержащихся в Библии (рисунок Chris Harrison)
После множества попыток было найдено необычное решение. На горизонтальной оси отмечены главы из Библии (их 1189). Длина каждого столбца обозначает количество стихов в главе. Книги чередуются по цвету, между белым и светло-серым. Каждая из 63 779 перекрестных ссылок изображается дугой — определенного цвета и длины, зависящей от расстояния между главами.

Картинка получилась не то чтобы очень полезная для исследований Святого Писания, но на удивление эффектная.


Что читают сегодня с этим материалом? От земли до биткоинов — куда вложить деньги в 2018 году


В поисках медвежьих углов

Карта, демонстрирующая самые сложные для посещения уголки планеты, выглядит необычно. В ее основе лежит расчет минимального времени в пути от любой точки на Земле до ближайшего крупного города. Затем геометрия карты была искажена в соответствии с полученными данными.

перенаселение, визуализация данных
Из Гренландии дольше всего добираться до больших городов (рисунок Benjamin Hennig)
При таком подходе Гренландия походит на огромный пузырь, а Южная Азия — просто темная яма, продавленная третью населения Земли.

Визуализация данных — наглядно о перенаселении

Британский географ и популяризатор науки Джеймс Чешир хорошо представлял, что таблицы с цифрами производят мало впечатления. И весьма тяжелы для восприятия для большинства людей. Поэтому показал распределение плотности населения на планете весьма оригинальным способом.

перенаселение, визуализация данных, карта мира, мегаполисы, планета Земля, народы
Желтые «иглы» — мегаполисы, а белые пятна — незаселенные регионы Земли (рисунок James Cheshire)
На созданной им карте нет границ государств. Пики обозначают перенаселенные регионы, понижения — более малолюдные. Величайшие мегаполисы отмечены острыми пиками желтого цвета. Взгляните и убедитесь: теперь можно не рассказывать много об аномальной перенаселенности в ряде азиатских регионов.

Плазменные загогулины

Преодолев колоссальную гравитацию Солнца и вырвавшись в космическое пространство, потоки заряженных частиц формируют невидимые глазу структуры. Их назвали плазменными шнурами. В межпланетном пространстве они движутся по витиеватым траекториям, а натолкнувшись на магнитосферу Земли, вызывают ее возмущение. Тогда можно видеть оптический эффект такого столкновения: он называется северное сияние.

астрономия, визуализация данных, наука
Конфигурация плазменных шнуров в пространстве (рисунок Amari et al. /Nature)

Что читают сегодня с этим материалом? Новости археологии — 10 главных открытий года, которые нельзя пропустить

Не пропустите  Как открывали Мачу Пикчу

Письмо инопланетянам

Все приведенные здесь примеры визуализации знаний созданы с учетом человеческого способа мышления и восприятия мира. Но как быть, если нужно донести информацию существу, думающему иначе, чем мы, и вообще не знающего ничего о нашем мире? Такую задачу уже пришлось решать землянам. Алюминиевые пластины (220×152 мм) с рисунками закрепили на межпланетных станциях Pioneer-10 и Pioneer-11.

внеземная цивилизация, визуализация данных
Рисунок на борту станции расскажет, где находится Солнечная система и как выглядят люди (фото NASA)
На пластинах есть информация о строении и расположении Солнечной системы, чертеж молекулы водорода, траектория полета аппарата. А также изображения людей на фоне межпланетной станции. Инициатор «послания инопланетянам» — известный астрофизик и выдающийся популяризатор науки, астроном Карл Саган. Более совершенное послание отправилось в космос через несколько лет на борту межпланетной станции Voyager.

Интересно, что на станции New Horizons, запущенной в космос в 2006 г., посланий к инопланетянам нет. Хотя предложения такие поступали.

Руководитель проекта Алан Штерн объяснил это просто. Шумиха вокруг содержания такого послания отвлекла бы маленькую команду от работы над проектом. В одном из интервью он напомнил о дискуссиях вокруг того, что на «пионеровских» пластинах мужчина и женщина изображены голыми.


Что читают сегодня с этим материалом? Путь Аль Пачино — истории гениев от Алексея Курилко


Гора из углекислоты

Двумерная, статичная визуализация потихоньку начинает уступать место анимации и видео. В 2010 г. Нью-Йорк выработал 54 млн т двуокиси углерода. Но такая цифра ни о чем большинству не говорит. Чтобы визуализировать это количество, был предложен следующий подход. При атмосферном давлении и комнатной температуре тонна CO2 представляет собой шар диаметром 10 м (плотность CO2 — 1,87 кг/куб. м). На рисунке — гора из таких шаров, масса которой равна годичному выбросу диоксида углерода в Нью-Йорке.

Попавшие в историю

Большинство визуализаций являются не более чем инструментом для решения текущих задач. Поэтому быстро забываются. Но некоторым из них удается войти в историю, оказав существенное влияние на общество.

Круговые диаграммы начинают изучать уже в школе. Они стали благодатным тренажером для освоения обработки данных с помощью электронных таблиц. В английском их называют pie chart, за схожесть с разрезанным пирогом (pie). Эти «пироги» наглядны и удобны для работы. Отцом современной инфографики считается Уильям Плейфэр. Он «академиев не заканчивал», а до того как заняться цифрами, перепробовал с десяток ремесел и профессий.

Не пропустите  Тенденции-2018 – боязнь гаджетов и отдых в виртуальной реальности

Именно Плейфэр ввел в употребление основные типы диаграмм, используемых сегодня в статистике и других отраслях. Тогда визуальная демонстрация взаимоотношения «часть-целое» была совершенно новой идеей. Первая в истории круговая диаграмма отражала распределение импорта Османской империи в конце XVIII в. Опубликовал ее Плейфэр в 1801 г.

Трансатлантическую работорговлю в XVI—XIX вв. ООН назвала как одно из грубейших нарушений прав человека в истории. За 400 лет через океан переместили 17 млн африканцев. Плавание являлось одним из самых жутких этапов в судьбе несчастных: каждый шестой умирал во время такого рейса.

Гравюры, изображающие корабль-«рабовоз» в разрезе, наглядно демонстрировали ужас, о котором общество в западных странах знало только по слухам. Более 10 тысяч репродукций гравюр были отпечатаны в короткий срок и стали действенным аргументом в борьбе с торговлей людьми.

Флоренс Найтингейл стала основоположницей современной санитарии и сестринского дела. Кроме того, она серьезно увлекалась статистикой. Визуализация данных, созданная Флоренс в 1858 г., была использована для анализа причин смертности в ходе Крымской войны. Эти «гребешковые диаграммы» (coxcomb chart) она приложила к отчетам британскому парламенту. Во многом благодаря удачной визуализации Найнтингейл убедила власть имущих. Принятые после доклада Найнтингейл меры по соблюдению санитарии сохранили множество жизней.

  • Уильям Плейфэр
    Первая круговая диаграмма Уильяма Плейфэра (Cambridge University Press)
Что читают сегодня с этим материалом?

Понравилась статья? Что думаете? Расскажите нам
Поддержите проект – поделитесь в соцсети