Елена Балановская - Русский генофонд на Русской равнине

КАРТОГРАФИЯ

Карта, по-видимому, древнее письменности. И это не удивительно, ибо язык карты универсален. Он был понятен разным племенам и носителям разных культур, объединял людей, говорящих на разных языках. И до сих пор он не утратил эту функцию — на языке карты могут общаться и полноценно сотрудничать специалисты разных отраслей знания, даже столь отдалённых, как генетика, антропология, лингвистика, археология.

Картографирование столь разных признаков (цвета волос, частоты гаплогруппы митохондриальной ДНК, встречаемости костей мамонта на стоянках древнего человека) относится к одной науке — тематической картографии. Поэтому — при условии использования общей системы основных концепций, моделей и технологий — карты признаков генетики, антропологии, лингвистики, археологии становятся принципиально сопоставимы. А анализ общих закономерностей, выявляемых этими картами, может быть поставлен на строгую научную и математическую основу.

КАРТА — СПОСОБ ОТОБРАЖЕНИЯ ИЛИ СРЕДСТВО АНАЛИЗА?

В современной картографии существуют две основные концепции. Первая парадигма — коммуникативная. Она рассматривает картографию как отрасль информатики, науку о передаче графической информации, а карту — как особый информационный канал. В центре её внимания — процесс восприятия и качественной передачи информации, задача уменьшения потерь информации в канале связи.

Вторая парадигма — гносеологическая. Согласно ей картография рассматривается как наука о познании окружающей действительности с помощью картографического моделирования, а сами карты служат образно-знаковыми моделями действительности. Ядро гносеологической парадигмы составляют проблемы отражения природных и социальных геосистем, картографического синтеза, научной генерализации, картографического метода изучения закономерностей.

Таким образом, при первом подходе карты рассматриваются как канал передачи уже накопленной информации, при втором — как метод познания действительности, добывающий новые сведения об объекте картографирования.

Мы в своей работе исходили из второй парадигмы. Подход к картам только как к каналу информации резко сужает возможность исследования явлений природы и общества, поскольку при этом постулируется, что информация, считываемая с карты, не может превышать количество исходной информации. При этом исчезает сам феномен карты, которая в действительности определяется не только и не столько объёмом знаковой информации, сколько пространственными соотношениями между картографированными объектами.

Картографическое моделирование позволяет провести анализ пространственных закономерностей в изменчивости отдельных признаков и геосистем в целом. Карта, как образно-знаковая модель действительности, является носителем информации и служит инструментом формирования и приобретения новых знаний о пространственно-временных связях картографируемых явлений [Берлянт, 1986; Салищев, 1990]. Картографическую модель от других носителей информации отличает создание картографического образа, в котором присутствуют взаимное расположение и иные пространственные отношения картографированных объектов и явлений.

КАРТА КАК МОДЕЛЬ

Рассмотрение карты не как иллюстрации, не как справочного пособия, не как наглядной сводки данных, а как модели действительности, создающей новую информацию о картографируемых явлениях, — вот что лежит в основе картографического моделирования всех — столь разных! — признаков в данной книге.

В зависимости от параметров моделирования на основе одних и тех же исходных данных можно создать целое семейство моделей. И с помощью моделирования мы можем перейти к активному эксперименту, объективно сравнить разные подходы и теории. Картографическая модель — не мёртвое изображение, а рабочая гипотеза, позволяющая провести как строгую математическую, так и экспертную проверку.

Кратко сформулируем принципы картографического моделирования.

1) Количественное представление признаков.Значительную часть признаков можно охарактеризовать частотой их встречаемости в конкретной популяции. Такая частота означает вероятность встретить данный признак на данной территории. Качественные признаки антропологии представляются также в количественном виде — в баллах.

2) В основе карты — цифровая модель.Это центральный элемент нашей картографической технологии. В каждой точке карты находится число — значение признака. Такое представление данных позволяет обращаться с картой не как с иллюстрацией, а скорее как с таблицей, точнее, как с матрицей данных — например, проводить разнообразные вычисления, количественно сравнивать разные карты и многое другое.

На карту как бы накинута густая равномерная сеть. В каждом узле сети находятся цифровые значения признака. Например, на картах Восточной Европы такая сеть насчитывает более 9000 узлов, и в каждом из них — рассчитанное нами значение картографированного признака. Цифровая модель карты — это двумерная матрица, позволяющая проводить все виды математической обработки.

3) Непрерывность картографического распределения.В обоснование этого принципа лишь процитируем Ж. П. Дюшмена: «Хотя расселение дискретно, освоение пространства человеком непрерывно» [Дюшмен, 1983]. Картографируя освоенное человеком пространство, мы с необходимостью переходим от дискретности исходных данных к непрерывному распределению карты. Для каждой точки карты мы получаем вероятностную характеристику популяции — даже если поблизости от этой точки в данный момент времени нет ни одного постоянно проживающего человека. Именно так мы переходим от дискретно расположенных населённых пунктов к непрерывному ареалу популяции.

4) Интерполяционная процедура картографирования.Между точками с исходными значениями признака (мы их называем «опорными» точками) интерполируется градиент этих значений, то есть значения признака в промежуточных точках прогнозируются согласно заданной математической процедуре. За пределами изученных областей проводится экстраполяция (по той же процедуре) градиента значений признака. Прогноз строится не по соседним точкам, а по всем опорным точкам в пределах радиуса в сотни километров. На карте градиент значений визуализируется с помощью изолиний.

При этом мы постулируем отсутствие непреодолимых границ между группами населения. Такие границы в освоенном человеком пространстве сомнительны даже при одномоментном временном срезе очень малой территории. При охвате же больших ареалов и, следовательно, целого слоя времён, сформировавших генофонд в этом ареале, нивелируются частные события истории: мы как бы усредняем множество изменчивых границ в пределах всего хронологического среза. Поэтому для моделирования динамики явления не годятся ни значковые карты (когда в центре ареала популяции помещается значок с фиксированным значением признака), ни широко распространённые карты качественного фона (весь ареал популяции заливается одним и тем же фиксированным значением признака; на этих картах смежные ареалы залиты каждый своим значением признака, как бы предполагая неприступные для человека и его генофонда «заборы»). Если же какое-то пространство действительно непреодолимо, и такие границы существуют, то они проявятся и на интерполяционных картах, опровергая «нулевую» гипотезу изоморфного пространства.