Тафти Эдвард - Представление информации

Различные плотности и уровни темноты пятен, изменения их формы, а также их объединение и деление совершенно очевидны и не требуют доказательств. К настоящему письму прилагаю диаграммы, с помощью которых можно в этом убедиться. Но тот факт, что пятна находятся на солнечной поверхности и что их перемещение обусловлено вращением солнца, может быть объяснен некими причинами, недоступными нам в наших изысканиях.

Во-первых, то, что мы видим двадцать или тридцать пятен, которые синхронно движутся по солнечной поверхности, четко говорит о том, что они не могут двигаться каждое само по себе, так, как, скажем, движутся планеты в солнечной системе. … Для начала стоит отметить, что при появлении и исчезновении у краев солнечного диска пятна имеют ту же длину, что и находясь в центре, а вот ширина их намного меньше. Те, кто понимает механику искажения изображений на сферической поверхности, убедятся, что это и является решающим аргументом в пользу того, что Солнце — это сфера, что пятна очень близки к его поверхности, а также то, что по мере приближения в центру диска пятна будут подрастать в ширине, в то время как их длина будет оставаться неизменной. …

Я очень впечатлен тем, как природа предусмотрела способ, которым мы смогли распознать эти пятна, а посредством их прийти к более значимым выводам. При проникновении через любое небольшое отверстие солнечный свет проецируется на поверхность в форме солнечного диска со всеми пятнами на нем. Конечно, пятна не будут такими же резкими, как если на них смотреть используя телескоп, однако, все равно, большинство из них видны достаточно хорошо. Если однажды Ваша Светлость увидит луч света, падающий на церковный пол через разбитое стекло, то, положив на пол в этом месте лист бумаги, вы сможете увидеть все пятна на Солнце. Я также хочу добавить, что природа была так добра, что в некоторых местах отметила Солнце такими большими и темными пятнами, что их можно разглядеть невооруженным глазом.

Галилео Галилей “Письма о солнечных пятнах”, Рим, 1613.

В последующих исследованиях, регулярная индексация каждого изображения стала очень громоздкой. Труд Кристофера Шайнера “Роза дома Орсини” (Rosa Ursina sive Sol), завершенный в 1630 году, выстраивает четкие траектории движения солнечных пятен по поверхности солнечного диска.

Однако, его метод настолько затейлив, что в некоторых местах сложные данные смешиваются. В тех местах, где пятен нет, изображение солнечного диска украшают символы религии, на услужении которой и состоял Шайнер. Все это напоминает издевательское стихотворение Джонатана Свифта, адресованное картографам 17 столетия, которые любили приукрашивать карты:

Заполняют белые места варварскими картинками,

И там, где земли необитаемы,

Пририсовывают слонов вместо несуществующих поселений.

Эти символы, типа современных логотипов и торговых марок, служили неким доказательством правдивости написанного в глазах читателей первой половины 17го столетия. Сейчас же они выглядят несколько неестественно и вступают в противоречие с основным изображением.

Годы ежедневных наблюдений за пятнами дали результат в виде превосходной визуализации распределения солнечных пятен по широте в долгосрочном периоде. Представление такого невероятного количества данных требовало некоторой дизайнерской изворотливости, поэтому двумерный ареал существования пятен был сокращен до более подходящего одномерного. Диаграмма солнечных пятен Эдварда Уолтера Маундера, созданная в 1904 году, так называемая бабочка Маундера, представляет собой обобщенный результат многолетних наблюдений, выявляя распределенный цикл пятен, движущихся из центра каждой полусферы по направлению к экватору, ровно так, как и говорил Галилей. (Э. У. Маундер “Заметки о распределении солнечных пятен в гелиографической широте с 1874 по 1902”, Ежемесячный журнал Королевского общества астрономов, № 64, 1904.) Появление пятен наблюдается в основном в промежутке между -40° и +40° солнечной широты, в остальных областях — гораздо меньшая активность.

Чем дольше снимать и фиксировать данные, там очевиднее становится повторяющаяся текстура, в которую они складываются, причем диаграмма долгосрочного периода демонстрирует небольшие вариации этой текстуры. Измеряемые оценки наблюдаемых изменений лежат в основе количественных доказательств. В 1925 год Р.А. Фишер, основатель современной статистики, писал:

В популяциях, которые являются предметом статистических исследований, постоянно обнаруживаются вариации по одному или нескольким признакам. Разговор о статистике как о науке о различиях обнажает контраст между целями современных специалистов и их предшественников. Потому что до относительно недавнего времени, большинство трудов в этой области не преследовало иных целей, нежели устанавливать общности или усреднить данные. Вариации сами по себе не были предметом исследований, однако они были признаны преградой, помехой для усреднения. Кривая погрешности среднего нормальной выборки была известна на протяжении века, но кривая погрешности среднеквадратического отклонения являлась предметом исследований до 1915 года. С современной точки зрения, изучение причин вариаций любого склонного к видоизменению феномена, от пшеничного поля до человеческого интеллекта, должно начинаться с исследования и измерения этих самых вариаций.

Рональд А. Фишер “Статистические методы для исследователей”, 1925.

По сравнению с бабочкой Маундера плотность данных на современной диаграмме, дающей полную картину солнечной активности, увеличена десятикратно. Под порхающими крылышками бабочками представлена активность появления солнечных пятен. Применяющийся здесь метод параллельного представления увеличивает плотность информации, несмотря на то что показ вариаций демонстрирует сложную взаимосвязанную структуру (по мнению специалистов по статистике, безусловные распределения не так информативны, как условные). Изображение девяти циклов делает возможным сравнение вариаций как внутри каждого цикла, так и между циклами, а также демонстрирует очевидную на протяжении последних нескольких циклов предрасположенность к росту (но возможно, это просто из-за того, что качество наблюдений возросло).