Наблюдение и экология — старые решения новых вопросов

Что общего между марсоходом «Кьюриосити», школьниками, забравшимися в лесную чащу, и Чарльзом Дарвином? Все они познают мир простейшим и самым естественным из способов – наблюдая за ним. Именно с наблюдения окружающей среды началось изучение того, что впоследствии назовут экологией – наукой о взаимодействии живых организмов и постепенном изменении среды их обитания.

В книге «Наблюдение и Экология» экологи Рейф Сагарин (Rafe Sagarin) и Анибал Почард (Aníbal Pauchard) дают понять, что если ученые и впрямь хотят разобраться с грозящими нашему миру переменами, то исследователям (а также их спонсорам) придется выйти за рамки привычной модели поведения, отказавшись от ограниченности проводимых экспериментов.

«Мы утверждаем, что наблюдение за природой – будь оно передано старейшинами племени в охотничьих байках, воплощено в подсчете численности городских птиц по соседству или составлено из наблюдений джунглей миллионами спутников – обладает огромным потенциалом, способным помочь нам в понимании стремительно изменяющегося мира», - говорят авторы.

Сагарин, младший научный сотрудник Института окружающей среды Университета Аризоны, назвал повествование книги ведущим назад-в-будущее, где старые, почти забытые научные методы (построенные на наблюдении природы и ощущении прямой связи с нею человека) встречаются с современными экологическими задачами, развитыми технологиями и большей открытостью науки наблюдателям – кем бы они ни были.

Когда существующие научные методы не оправдывают ожиданий

Научный метод, который традиционно применяется для обучения студентов, состоит в формулировании гипотезы, проведении эксперимента и завершающем принятии, отклонении либо изменении гипотезы в зависимости от результата. Однако, по словам авторов, такой подход неспособен учесть бесчисленное множество факторов, задействованных в глобальных процессах вроде изменения климата и перемен, затрагивающих целые экосистемы.

«Для того чтобы убедиться в отсутствии мешающих факторов, приходится дробить эксперимент на крошечные части», - поясняет Сагарин. – «Для получения статистически достоверных результатов – фокусироваться на очень небольшом количестве переменных. Однако понятно, что изменение климата и прочие масштабные изменения условий окружающей среды включают огромное количество переменных».

В противном случае – к примеру, при изучении влияния изменяющихся погодных условий на географическое распределение организмов, - «было бы этически недопустимо проверять гипотезу посредством эксперимента (который состоял бы в выселении видов за пределы ареала их обитания и наблюдении за их выживанием в непривычных условиях)».

Напротив, непосредственное наблюдение за природой способно привести к неожиданным и важным открытиям. Именно к такому выводу пришел Сагарин во время прохождения практики на морской исследовательской станции им. Хопкинса (Стэнфордского университета, залив Монтерей, Калифорния). Пытаясь выяснить, какие виды населяют приливные заводи прямо за институтом, он перерыл библиотечные залежи и стряхнул пыль с научных публикаций 1930х годов.

«Все, что я сделал при подготовке курсовой работы – это повторил действия того парня из 1930х, то есть облазил каждый квадратный ярд линейного трансекта (участка), пересекающего береговую линию, подсчитал численность животных и сравнил ее с результатами наблюдений 60-летней давности».

Старомодный метод, вызывавший насмешки соучеников, принес, однако, свои плоды. «Мы выяснили, что численность и разнообразие видов претерпели существенные изменения», - делится наблюдениями бывший студент. – «Сопоставление с долгосрочными сведениями о температуре воды показало, что полученные данные согласуются с теорией негативного влияния глобального потепления на эти популяции. Это было одно из первых исследований, показавших, что связанные с изменением климата перемены в зооценозе реальны уже сегодня, а не представлены в компьютерной модели как один из возможных вариантов будущего».

По словам ученого, новая книга призвана отметить небывалые возможности современной науки. «В 18м и 19м веке двигателем науки выступало любопытство; мы живем в эпоху науки, движимой необходимостью – глобальные перемены вынуждают нас отказаться от подхода, основанного на проведении строго контролируемых мелкомасштабных экспериментов. Для понимания этого комплексного, разностороннего, глобального явления [изменения климата] нам приходится задействовать любую доступную информацию».

Ученые все чаще обращаются к старым записям, к примеру, откапывая из-под слоев пыли старинные фотографии ледников для сопоставления их с нынешними. Наука становится гибче, открытей для нового знания, полученного путем наблюдений и не принимавшегося в расчет ранее. Теперь в ход идет все – традиционные знания коренных американцев, специфический опыт рыбаков и дровосеков, данные, собранные клубами любителей дикой природы. Но как заставить современных «компьютеризированных» людей отвлечься от мониторов и обратить взгляд на природу с тем же неуемным любопытством, что терзало их предков?

Призыв «встряхнуться»

Как связать старинный подход наблюдения с современными технологиями, знает Кристин Винески (Kristin Wisneski), выпускница Кафедры природных ресурсов и окружающей среды Университета Аризоны. «Молодежь больше все времени проводит в цифровом мире, в то время как интерес к науке, технике и математике неуклонно падает», - пишет она в одном из разделов книги. «Возможно ли, чтоб технологии, призванные способствовать обучению, увеличивали время, проведенное за монитором, и уменьшали физическую активность учеников?»

Команда ученых разных специальностей задалась целью изменить ситуацию, разглядев за ней новые возможности. Результатом стало создание и внедрение приложения для смартфона, позволяющего собирать данные наблюдений в единую базу, доступную онлайн в социальной сети под названием Akshen. С ее помощью молодые люди смогут делиться информацией и вместе искать пути решения волнующих их экологических проблем. В качестве примера приводятся исследования, посвященные поиску места для постройки молодежного центра и выяснение источника загрязнения протекающего неподалеку ручья. Как замечает Винески, занятия «на природе» (с применением мобильной техники), в отличие от классных, не накладывают на учащихся ни физических, ни умственных ограничений. Знания можно получать где и когда угодно.

Авторы подчеркивают, что ценность процесса наблюдения для науки не умаляет заслуг экспериментального и теоретического подходов - скорее, дополняет их. Эксперименты понадобятся – но лишь для того, чтоб закрыть пробелы, оставшиеся в канве знаний, скроенной из непосредственных наблюдений природы.

«Мы полагаем, что научные изыскания не обязаны начинаться с гипотезы», - пояснил Сагарин, – «но рано или поздно гипотеза (или несколько) все же понадобится. Кто-то скажет, что чисто «наблюдательная» наука наукой не является, но в ней кроется огромный потенциал. Чуточка наблюдений может перевернуть старые представления, годами принимавшиеся на веру, и рассказать о нашей изменяющейся планете много нового».

Источник: facepla.net