macroevolution (![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png)
macroevolution) wrote2013-11-27 08:42 pm
macroevolution) wrote2013-11-27 08:42 pm
О гипотезе Черной королевы и проблемах самолетостроения
Министр транспорта России Максим Соколов сообщает: "Максимальное количество катастроф в мире пришлось как раз на самолеты, возраст которых менее пяти лет, а если посмотреть уже более детально на статистику, то, как ни странно, с увеличением возраста самолета количество катастроф и авиапроисшествий с ним снижается. Поэтому неправильно считать, что именно молодой авиапарк позволит избежать нам авиакатастроф." (источник)
Не знаю, правда ли это, и хорошо бы посмотреть статистику. Но если допустить, что правда - чем может объясняться снижение вероятности аварии с возрастом самолета?
Мне это напомнило историю с гипотезой Черной королевы (Red Queen hypothesis). Идея Ван Валена была в том, что он обнаружил отсутствие снижения вероятности вымирания таксона (напр., семейства) с возрастом. Это выражается в том, что линии выживания ископаемых таксонов (семейств или родов) получаются прямые, а не вогнутые. Линия выживания - это график, где по горизонтальной оси откладывается время с момента появления рода (или семейства), а по вертикальной оси - логарифм числа родов, просуществовавших такое или большее время. Если все роды изначально одинаковы по своей устойчивости к вымиранию, и вероятность вымирания любого рода в любой момент одинакова, то линия выживания получается прямая. Это значит, что удельная скорость вымирания родов в изучаемой выборке постоянна: например, каждый миллион лет вымирает 1% родов. По данным Ван Валена (1973 г.) так оно и было: вероятность вымирания не зависела от возраста таксона. Таксон в ходе своей эволюции не становился более устойчивым. Ван Вален интерпретировал это как отсутствие роста приспособленности со временем. Но ведь мутации и отбор имеют место постоянно! Почему же не растет приспособленность? А потому, что всё остальное живое население биосферы тоже эволюционирует, биотическая среда меняется, и поэтому организмам приходится изо всех сил эволюционировать, приспосабливаться, чтобы только сохранить свою приспособленность на постоянном уровне - не отстать от других в эволюционной гонке.
Как общая идея это, конечно, прекрасно и всё так и есть. Но в исходных данных и рассуждениях, на которых изначально была основана идея "Черной королевы", есть две большущие дырки.
Во-первых, приспособленность - это одно, а устойчивость к вымиранию - совсем другое. Можно быть очень хорошо приспособленным к данным условиям, но при резкой перемене условий это не спасет вас от вымирания. Чему масса примеров в палеонтологической летописи: при глобальных катаклизмах доминанты часто вымирают первыми. Потому что они часто становятся узко специализированными в экологическом плане - покупают высокую конкурентоспособность в данных конкретных условиях ценой снижения пластичности-приспособляемости-эврибионтности.
Во-вторых, вероятность вымирания родов на самом деле все-таки снижается с возрастом! Линии выживания получаются все-таки вогнутые, чего не было видно на грубых данных 1970-х, но стало отлично видно на более детальных данных 1990-х.
Вот моя старая, ужасно отсканированная/распознанная и небрежно написанная, но все же довольно дельная статья обо всем об этом: http://evolbiol.ru/redqueen.htm
Один из основных выводов: "Анализ линий выживания фанерозойских морских родов, а также сравнение уровня вымирания в разновозрастных когортах на отдельных рубежах показывают, что вероятность вымирания у молодых родов выше, чем у старых. Однако это скорее объясняется не тем, что род становится более устойчивыми по мере "старения", а тем, что роды в каждой когорте изначально различны по своей устойчивости, и с течением времени в когорте снижается доля неустойчивых родов."
Предполагаю, что это приложимо и к самолетам. Видимо, новенькие самолеты изначально сильно различаются по своей надежности. Потом происходит "отбор", хреновые экземпляры быстро выходят из строя (и хорошо, если без жертв), удачные остаются в эксплуатации. Чем и объясняется упомянутая министром статистика (если она реальна).
Предполагать какой-то естественный рост надежности самолета с возрастом было бы странно, тем более что износ техники никто не отменял (хотя и тут можно напридумывать экзотических гипотез, конечно).
Какие из этого следуют оргвыводы по безопасности полетов, не знаю: все зависит от того, справедлива ли эта статистика для каждой модели самолета по отдельности или только для всех моделей, сваленных в кучу. В первом случае - это общая проблема самолетостроения (неустойчивый результат сборки - самолеты одной и той же модели сильно различаются по надежности), а от пассажира ничего не зависит, во втором - пассажирам нужно думать, на каких моделях самолетов летать.
Не знаю, правда ли это, и хорошо бы посмотреть статистику. Но если допустить, что правда - чем может объясняться снижение вероятности аварии с возрастом самолета?
Мне это напомнило историю с гипотезой Черной королевы (Red Queen hypothesis). Идея Ван Валена была в том, что он обнаружил отсутствие снижения вероятности вымирания таксона (напр., семейства) с возрастом. Это выражается в том, что линии выживания ископаемых таксонов (семейств или родов) получаются прямые, а не вогнутые. Линия выживания - это график, где по горизонтальной оси откладывается время с момента появления рода (или семейства), а по вертикальной оси - логарифм числа родов, просуществовавших такое или большее время. Если все роды изначально одинаковы по своей устойчивости к вымиранию, и вероятность вымирания любого рода в любой момент одинакова, то линия выживания получается прямая. Это значит, что удельная скорость вымирания родов в изучаемой выборке постоянна: например, каждый миллион лет вымирает 1% родов. По данным Ван Валена (1973 г.) так оно и было: вероятность вымирания не зависела от возраста таксона. Таксон в ходе своей эволюции не становился более устойчивым. Ван Вален интерпретировал это как отсутствие роста приспособленности со временем. Но ведь мутации и отбор имеют место постоянно! Почему же не растет приспособленность? А потому, что всё остальное живое население биосферы тоже эволюционирует, биотическая среда меняется, и поэтому организмам приходится изо всех сил эволюционировать, приспосабливаться, чтобы только сохранить свою приспособленность на постоянном уровне - не отстать от других в эволюционной гонке.
Как общая идея это, конечно, прекрасно и всё так и есть. Но в исходных данных и рассуждениях, на которых изначально была основана идея "Черной королевы", есть две большущие дырки.
Во-первых, приспособленность - это одно, а устойчивость к вымиранию - совсем другое. Можно быть очень хорошо приспособленным к данным условиям, но при резкой перемене условий это не спасет вас от вымирания. Чему масса примеров в палеонтологической летописи: при глобальных катаклизмах доминанты часто вымирают первыми. Потому что они часто становятся узко специализированными в экологическом плане - покупают высокую конкурентоспособность в данных конкретных условиях ценой снижения пластичности-приспособляемости-эврибионтности.
Во-вторых, вероятность вымирания родов на самом деле все-таки снижается с возрастом! Линии выживания получаются все-таки вогнутые, чего не было видно на грубых данных 1970-х, но стало отлично видно на более детальных данных 1990-х.
Вот моя старая, ужасно отсканированная/распознанная и небрежно написанная, но все же довольно дельная статья обо всем об этом: http://evolbiol.ru/redqueen.htm
Один из основных выводов: "Анализ линий выживания фанерозойских морских родов, а также сравнение уровня вымирания в разновозрастных когортах на отдельных рубежах показывают, что вероятность вымирания у молодых родов выше, чем у старых. Однако это скорее объясняется не тем, что род становится более устойчивыми по мере "старения", а тем, что роды в каждой когорте изначально различны по своей устойчивости, и с течением времени в когорте снижается доля неустойчивых родов."
Предполагаю, что это приложимо и к самолетам. Видимо, новенькие самолеты изначально сильно различаются по своей надежности. Потом происходит "отбор", хреновые экземпляры быстро выходят из строя (и хорошо, если без жертв), удачные остаются в эксплуатации. Чем и объясняется упомянутая министром статистика (если она реальна).
Предполагать какой-то естественный рост надежности самолета с возрастом было бы странно, тем более что износ техники никто не отменял (хотя и тут можно напридумывать экзотических гипотез, конечно).
Какие из этого следуют оргвыводы по безопасности полетов, не знаю: все зависит от того, справедлива ли эта статистика для каждой модели самолета по отдельности или только для всех моделей, сваленных в кучу. В первом случае - это общая проблема самолетостроения (неустойчивый результат сборки - самолеты одной и той же модели сильно различаются по надежности), а от пассажира ничего не зависит, во втором - пассажирам нужно думать, на каких моделях самолетов летать.
no subject
Что касается возраста модели, то реактивных магистральных лайнеров вообще было не так много, чтобы говорить хоть о какой-то статистике, там по каждой модели надо смотреть. Какие-то старые модели падали часто ("Ту-104 самый быстрый самолет // За три минуты до могилы довезет") и были неудачными, поэтому от них отказались и их статистика навсегда замерла на не очень впечатляющем уровне. Какие-то оказались удачными (B-737 первого поколения летали с 1968 по 2008 годы), и поэтому они летают долго, с каждым удачным вылетом улучшая свою статистику. В теории, конечно, можно говорить о том, что каждая новая модель самолета безопаснее своих предшественников, и обычно это действительно так, но череда происшествий с новейшим B-787 как бы намекает нам о чем-то.
Есть, правда, один случай, когда возраст модели влияет на ее безопасность: это исчезновение компании-производителя. Некому становится учить пилотов, техников, выпускать регламенты техобслуживания и запчасти.