Онтология и онтодизайн: тексты, видео, картинки

A visual history of human knowledge / Manuel Lima

A visual history of human knowledge / Manuel Lima

by Евгений Волков -
Number of replies: 0

https://www.youtube.com/watch?v=BQZKs75RMqM

https://www.ted.com/talks/manuel_lima_a_visual_history_of_human_knowledge

How does knowledge grow? Sometimes it begins with one insight and grows into many branches; other times it grows as a complex and interconnected network. Infographics expert Manuel Lima explores the thousand-year history of mapping data -- from languages to dynasties -- using trees and networks of information. It's a fascinating history of visualizations, and a look into humanity's urge to map what we know.

This talk was presented at an official TED conference, and was featured by our editors on the home page. Filmed March 2015 at TED2015

ABOUT
Manuel Lima · Data visualization researcher

Manuel Lima studies how information can be organized -- into elegant and beautiful diagrams that illustrate the many unexpected twists of big data.

 

Translated by Julia Skupchenko

Reviewed by Maxim Averin

00:13

Последние десять лет я изучаю методы организации и визуализации информации. И я заметил интересную перемену.

00:22

Долгое время считалось, что в мире существует естественный порядок, известный как scala naturae, или иерархия живых существ, на вершине которой стоит Бог, за ним ангелы, знать, простолюдины, животные и так далее. Эта концепция была построена на онтологии Аристотеля, где все известные людям понятия представлены противопоставлениями, наподобие тех, что на экране. Любопытно, что со временем эту концепцию начали представлять в виде разветвлённого дерева, получившего название «древа Порфирия» и считавшегося древнейшим древом познания.

01:11

Разветвлённая схема дерева оказалась такой действенной метафорой передачи информации, что со временем стала ключевым методом представления информации в разных системах знания. Деревом представляют карту морали, например, древо добродетелей и древо пороков, изображённые на рисунках средневековой Европы. Деревом изображают кровное родство, или то, как разные люди кровно связаны. К примеру, генеалогическое древо, возможно, самый общепринятый тип разветвлённой схемы. Думаю, многие из вас видели генеалогические древа. У многих, наверное, даже есть генеалогическое древо семьи. С помощью разветвлённых схем изображают системы права: разные декреты и указы королей и правителей. Наконец, очень популярная научная метафора, где древо отображает все известные человеку живые существа. В конечном счёте деревья стали эффективной наглядной метафорой, потому что во многих смыслах они отражают человеческое стремление к порядку, равновесию, единству и симметрии.

02:22

Однако сегодня мы сталкиваемся с новыми сложными задачами, которые нельзя понять с помощью простой разветвлённой диаграммы. Поэтому сейчас появляется новая метафора, замещающая разветвлённое дерево в визуализации систем знаний. Она даст нам возможность по-новому взглянуть на окружающий мир. Это метафора сети. Мы наблюдаем переход от дерева к сетям во многих областях знаний.

02:54

Мы видим перемены в том, как мы понимаем мозг. Раньше мы думали, что мозг — это центральный орган, состоящий из блоков, где каждый из них отвечает за ряд действий и функций. Чем больше мы о нём узнаём, тем больше он видится нам сложной музыкальной симфонией, созданной множеством инструментов. Этот снимок был сделан командой «Blue Brain Project». На нём вы видите 10 тысяч нейронов и 30 миллионов связей. А ведь это только 10% коры головного мозга млекопитающих. Мы также поменяли наше представление о том, как мы понимаем знания.

03:36

Здесь вы видите древа знаний и науки, созданные испанским учёным Раймундом Луллием. Луллий был инициатором, первым человеком, создавшим представление областей науки в виде дерева и повседневной метафоры, когда мы говорим: «Биология — это ветвь науки», когда мы говорим: «Генетика — это ветвь науки». Но, на мой взгляд, самое мощное древо знаний было создано Дидро и Д’Аламбером для Французской энциклопедии в 1751 году. Оно действительно стало бастионом французского просвещения, и эти замечательные иллюстрации были включены в содержание энциклопедии. Области знаний изображены на них в виде отдельных ветвей.

04:19

Но знание гораздо сложнее. Вы видите две карты Википедии, отражающие взаимосвязь её статей по истории слева и по математике справа. Изучив эти и другие карты, созданные Википедией, пожалуй, самой большой взаимопроникающей структурой, созданной человеком, мы действительно можем увидеть, что знания устроены гораздо сложнее и взаимозависимей, словно сети.

04:47

Можно заметить интересную перемену в том, как изображаются социальные связи между людьми. Здесь вы видите типичную органиграмму. Думаю, что многие из вас видели что-то похожее в вашей корпорации или где-то ещё. Это иерархическая структура с генеральным директором на вершине и отдельными сотрудниками внизу. Но иногда люди, ввиду их уникальности, не показывают лучшего результата в такой строгой системе подчинения.

05:20

Интернет существенно меняет эту систему взглядов. На слайде видна наглядная карта социального онлайн-взаимодействия между разработчиками Perl. Perl — это известный язык программирования, и мы видим, как программисты обмениваются файлами и работают над заданным проектом. Вы видите, что это совершенно децентрализованный процесс, в котором нет единого руководителя. Это сеть.

05:46

Мы замечаем интересную перемену, даже изучая терроризм. Одна из главных трудностей в понимании функционирования терроризма в том, что мы сталкиваемся с независимыми ячейками без центральной системы, у которых нет единого руководителя. Здесь вы видите пример того, как используется визуализация. Эта диаграмма показывает всех террористов, участвовавших в теракте в Мадриде в 2004-м. Вы видите, что сеть разделена по трём годам, изображённым в виде вертикальных слоёв. Синие линии, проходящие насквозь, — это люди, которые год за годом были частью этой сети. Несмотря на то, что у них нет руководителя, это наиболее влиятельные люди, то есть те, кому известны прошлые и будущие проекты, цели конкретной ячейки.

06:37

Мы видим переход от деревьев к сетям в классификации живых существ. Снимок справа — это единственный рисунок, включённый Дарвином в «Происхождение видов», который он назвал «Древом жизни». Существует письмо Дарвина к издателю, в котором он описывает важность этой диаграммы. Она имела принципиальное значение в теории эволюции Дарвина. Но недавно учёные обнаружили, что дерево жизни покрыто тесной сетью бактерий. И получается, что бактерии связывают виды, которые раньше были отделены друг от друга, в то, что учёные называют не древом жизни, а паутиной жизни или сетью жизни.

07:21

И, наконец, мы видим перемену в экосистемах нашей планеты. Мы больше не используем упрощённые диаграммы типа хищник-добыча, которым нас учили в школе. Вот это гораздо более точное отражение экосистемы. Эта диаграмма была составлена профессором Дэвидом Лавином о взаимодействии около 100 различных видов живых существ с треской у берегов Ньюфаундленда, Канада. Мне кажется, что теперь мы можем понять сложную, взаимозависимую природу экосистем, которыми изобилует наша планета.

07:54

Несмотря на то, что метафора сети придумана сравнительно недавно, она уже может принимать различные виды и формы, постепенно становясь полноценным видом визуальной классификации и синтаксисом нового языка. Вот что меня искренне поражает. Существует 15 видов различных систем сетевой классификации, которые я довольно долго собирал, которые показывают огромное визуальное разнообразие новой метафоры. Вот один из примеров. В верхнем ряду вы видите радиальное сведение лучей, модель визуализации, ставшую очень популярной за последние 5 лет. В левом верхнем углу вы видите генную сеть, за ними сеть IP-адресов компьютеров и серверов, а за ними сеть друзей на Facebook. Наверное, вы не сможете найти более разрозненные темы, но все они используют одну и ту же метафору, одну визуальную модель, чтобы отобразить их невероятную сложность. Вот ещё несколько примеров из собранных мною видов классификаций развивающейся визуальной типологии сетей.

09:00

Но сети — это не просто научная метафора. Пока дизайнеры, исследователи и учёные пытаются отобразить сложные системы, они во многом влияют на области традиционного искусства, такие как рисование и скульптуру, и на самих художников. Возможно, из-за эстетической привлекательности сетей — а они просто великолепны — сети становятся настоящим культурным мемом и вводят новое художественное движение под названием «нетворкизм». Влияние этого движения заметно во многих случаях. Вот один из примеров, где вы видите влияние науки на искусство. На снимке слева отображены данные IP, полученная при помощи компьютера карта IP-адресов серверов и компьютеров. А на снимке справа — картина Шерон Моллой «Переходные структуры и нестабильные сети», написанная на холсте маслом и эмалью. Вот ещё несколько картин Шерон Моллой, прекрасные и сложные произведения.

10:00

Вот другой пример интересного взаимовлияния науки и искусства. Слева «Улыбка приведения в действие» [«Operation Smile»], — карта социальной сети, составленная компьютером. А справа картина Эммы Макнелли «Мгновение F4» [«Field 4»], написанная карандашом на бумаге. Эмма Макнелли — одна из тех, кто возглавляет это движение, она создаёт эти удивительные выдуманные пейзажи, в которых можно заметить влияние визуализации сетей.

10:30

«Нетворкизм» существует не только в двух измерениях. Я покажу вам один из моих любимых проектов нового движения. Мне кажется, название говорит само за себя: «Галактики формируются вдоль нитей, как капли воды на паутине». Этот проект кажется мне чрезвычайно мощным. Он был создан Томасом Сарацено, который занимает огромные площади помещений и создаёт в них масштабные инсталляции, используя только резиновые шнуры. Если проходя по залу вы задеваете резиновые шнуры, вся сеть как будто немного сдвигается по образу настоящей сети.

11:07

Вот ещё один пример того, как представлен «нетворкизм» на совершенно другом уровне. Эта инсталляция создана японским художником Шиару Шиота и называется «В тишине». Так же, как и Томас Сарацено, Шиару заполняет залы плотными сетями, плотной паутиной резиновых шнуров, чёрной шерсти и ниток, иногда используя различные предметы, как на этом снимке, а иногда даже привлекая людей для многих своих работ.

11:35

Сети — это не просто новая тенденция, это было бы слишком легко. Сети воплощают в себе понятия децентрализации, взаимосвязи и взаимозависимости. Подобный новый образ мышления очень важен для нас, чтобы решать сложные задачи, стоящие сегодня перед нами, от расшифровки импульсов человеческого мозга до понимания Вселенной. На снимке слева вы видите нейронную сеть мыши, в таком масштабе немногим отличающуюся от нашей. А справа — моделирование «Милленниум». Крупнейшее и наиболее реалистичное моделирование формирования структуры Вселенной. Ему удалось воссоздать историю 20 миллионов галактик с выгрузкой результатов объёмом в 25 терабайт. И так уж совпало, случайно или нет, но я считаю, что сходство между этими двумя уровнями знаний — наименьшим, то есть нашим мозгом, и крупнейшим, целой Вселенной — является просто поразительным и невероятным. Ведь как сказал дизайнер Брюс Мау: «Как бы там ни было, когда всё связано между собой, всё имеет значение».

12:43

Большое спасибо.

12:44

(Аплодисменты)

 

00:13

Over the past 10 years, I've been researching the way people organize and visualize information. And I've noticed an interesting shift.

00:22

For a long period of time, we believed in a natural ranking order in the world around us, also known as the great chain of being, or "Scala naturae" in Latin, a top-down structure that normally starts with God at the very top, followed by angels, noblemen, common people, animals, and so on. This idea was actually based on Aristotle's ontology, which classified all things known to man in a set of opposing categories, like the ones you see behind me. But over time, interestingly enough, this concept adopted the branching schema of a tree in what became known as the Porphyrian tree, also considered to be the oldest tree of knowledge.

01:11

The branching scheme of the tree was, in fact, such a powerful metaphor for conveying information that it became, over time, an important communication tool to map a variety of systems of knowledge. We can see trees being used to map morality, with the popular tree of virtues and tree of vices, as you can see here, with these beautiful illustrations from medieval Europe. We can see trees being used to map consanguinity, the various blood ties between people. We can also see trees being used to map genealogy, perhaps the most famous archetype of the tree diagram. I think many of you in the audience have probably seen family trees. Many of you probably even have your own family trees drawn in such a way. We can see trees even mapping systems of law, the various decrees and rulings of kings and rulers. And finally, of course, also a very popular scientific metaphor, we can see trees being used to map all species known to man. And trees ultimately became such a powerful visual metaphor because in many ways, they really embody this human desire for order, for balance, for unity, for symmetry.

02:22

However, nowadays we are really facing new complex, intricate challenges that cannot be understood by simply employing a simple tree diagram. And a new metaphor is currently emerging, and it's currently replacing the tree in visualizing various systems of knowledge. It's really providing us with a new lens to understand the world around us. And this new metaphor is the metaphor of the network. And we can see this shift from trees into networks in many domains of knowledge.

02:54

We can see this shift in the way we try to understand the brain. While before, we used to think of the brain as a modular, centralized organ, where a given area was responsible for a set of actions and behaviors, the more we know about the brain, the more we think of it as a large music symphony, played by hundreds and thousands of instruments. This is a beautiful snapshot created by the Blue Brain Project, where you can see 10,000 neurons and 30 million connections. And this is only mapping 10 percent of a mammalian neocortex. We can also see this shift in the way we try to conceive of human knowledge.

03:36

These are some remarkable trees of knowledge, or trees of science, by Spanish scholar Ramon Llull. And Llull was actually the precursor, the very first one who created the metaphor of science as a tree, a metaphor we use every single day, when we say, "Biology is a branch of science," when we say, "Genetics is a branch of science." But perhaps the most beautiful of all trees of knowledge, at least for me, was created for the French encyclopedia by Diderot and d'Alembert in 1751. This was really the bastion of the French Enlightenment, and this gorgeous illustration was featured as a table of contents for the encyclopedia. And it actually maps out all domains of knowledge as separate branches of a tree.

04:19

But knowledge is much more intricate than this. These are two maps of Wikipedia showing the inter-linkage of articles -- related to history on the left, and mathematics on the right. And I think by looking at these maps and other ones that have been created of Wikipedia -- arguably one of the largest rhizomatic structures ever created by man -- we can really understand how human knowledge is much more intricate and interdependent, just like a network.

04:47

We can also see this interesting shift in the way we map social ties between people. This is the typical organization chart. I'm assuming many of you have seen a similar chart as well, in your own corporations, or others. It's a top-down structure that normally starts with the CEO at the very top, and where you can drill down all the way to the individual workmen on the bottom. But humans sometimes are, well, actually, all humans are unique in their own way, and sometimes you really don't play well under this really rigid structure.

05:20

I think the Internet is really changing this paradigm quite a lot. This is a fantastic map of online social collaboration between Perl developers. Perl is a famous programming language, and here, you can see how different programmers are actually exchanging files, and working together on a given project. And here, you can notice that this is a completely decentralized process -- there's no leader in this organization, it's a network.

05:46

We can also see this interesting shift when we look at terrorism. One of the main challenges of understanding terrorism nowadays is that we are dealing with decentralized, independent cells, where there's no leader leading the whole process. And here, you can actually see how visualization is being used. The diagram that you see behind me shows all the terrorists involved in the Madrid attack in 2004. And what they did here is, they actually segmented the network into three different years, represented by the vertical layers that you see behind me. And the blue lines tie together the people that were present in that network year after year. So even though there's no leader per se, these people are probably the most influential ones in that organization, the ones that know more about the past, and the future plans and goals of this particular cell.

06:37

We can also see this shift from trees into networks in the way we classify and organize species. The image on the right is the only illustration that Darwin included in "The Origin of Species," which Darwin called the "Tree of Life." There's actually a letter from Darwin to the publisher, expanding on the importance of this particular diagram. It was critical for Darwin's theory of evolution. But recently, scientists discovered that overlaying this tree of life is a dense network of bacteria, and these bacteria are actually tying together species that were completely separated before, to what scientists are now calling not the tree of life, but the web of life, the network of life.

07:21

And finally, we can really see this shift, again, when we look at ecosystems around our planet. No more do we have these simplified predator-versus-prey diagrams we have all learned at school. This is a much more accurate depiction of an ecosystem. This is a diagram created by Professor David Lavigne, mapping close to 100 species that interact with the codfish off the coast of Newfoundland in Canada. And I think here, we can really understand the intricate and interdependent nature of most ecosystems that abound on our planet.

07:54

But even though recent, this metaphor of the network, is really already adopting various shapes and forms, and it's almost becoming a growing visual taxonomy. It's almost becoming the syntax of a new language. And this is one aspect that truly fascinates me. And these are actually 15 different typologies I've been collecting over time, and it really shows the immense visual diversity of this new metaphor. And here is an example. On the very top band, you have radial convergence, a visualization model that has become really popular over the last five years. At the top left, the very first project is a gene network, followed by a network of IP addresses -- machines, servers -- followed by a network of Facebook friends. You probably couldn't find more disparate topics, yet they are using the same metaphor, the same visual model, to map the never-ending complexities of its own subject. And here are a few more examples of the many I've been collecting, of this growing visual taxonomy of networks.

09:00

But networks are not just a scientific metaphor. As designers, researchers, and scientists try to map a variety of complex systems, they are in many ways influencing traditional art fields, like painting and sculpture, and influencing many different artists. And perhaps because networks have this huge aesthetical force to them -- they're immensely gorgeous -- they are really becoming a cultural meme, and driving a new art movement, which I've called "networkism." And we can see this influence in this movement in a variety of ways. This is just one of many examples, where you can see this influence from science into art. The example on your left side is IP-mapping, a computer-generated map of IP addresses; again -- servers, machines. And on your right side, you have "Transient Structures and Unstable Networks" by Sharon Molloy, using oil and enamel on canvas. And here are a few more paintings by Sharon Molloy, some gorgeous, intricate paintings.

10:00

And here's another example of that interesting cross-pollination between science and art. On your left side, you have "Operation Smile." It is a computer-generated map of a social network. And on your right side, you have "Field 4," by Emma McNally, using only graphite on paper. Emma McNally is one of the main leaders of this movement, and she creates these striking, imaginary landscapes, where you can really notice the influence from traditional network visualization.

10:30 But networkism doesn't happen only in two dimensions. This is perhaps one of my favorite projects of this new movement. And I think the title really says it all -- it's called: "Galaxies Forming Along Filaments, Like Droplets Along the Strands of a Spider's Web." And I just find this particular project to be immensely powerful. It was created by Tomás Saraceno, and he occupies these large spaces, creates these massive installations using only elastic ropes. As you actually navigate that space and bounce along those elastic ropes, the entire network kind of shifts, almost like a real organic network would.

11:07 And here's yet another example of networkism taken to a whole different level. This was created by Japanese artist Chiharu Shiota in a piece called "In Silence." And Chiharu, like Tomás Saraceno, fills these rooms with this dense network, this dense web of elastic ropes and black wool and thread, sometimes including objects, as you can see here, sometimes even including people, in many of her installations.

11:35 But networks are also not just a new trend, and it's too easy for us to dismiss it as such. Networks really embody notions of decentralization, of interconnectedness, of interdependence. And this new way of thinking is critical for us to solve many of the complex problems we are facing nowadays, from decoding the human brain, to understanding the vast universe out there. On your left side, you have a snapshot of a neural network of a mouse -- very similar to our own at this particular scale. And on your right side, you have the Millennium Simulation. It was the largest and most realistic simulation of the growth of cosmic structure. It was able to recreate the history of 20 million galaxies in approximately 25 terabytes of output. And coincidentally or not, I just find this particular comparison between the smallest scale of knowledge -- the brain -- and the largest scale of knowledge -- the universe itself -- to be really quite striking and fascinating. Because as Bruce Mau once said, "When everything is connected to everything else, for better or for worse, everything matters."

12:43 Thank you so much.

12:44 (Applause)

3623 words