Необратимость передачи информации (или расширенная центральная догма). Можно копировать только символьную информацию, на что указывает двойная стрелка . Стрелка слева означает запись и пересекает границу между неодушевленным и живым мирами. Стрелка справа подразумевает семантику

Мы уже заметили, что особенность символической информации, которую несет, например, ДНК, состоит в том, что она поддерживает одномерном .Таким образом, любой символ в информационном сообщении занимает в нем четко определенное место. Это свойство теряется в пространствах более высокой размерности, и оказывается, что оно необходимо для присвоения семантики посредством дерева, которое представляет информационное сообщение, как упоминалось выше. В более общем смысле, отношение порядка необходимо для выражения синтаксических правил, которые сами по себе необходимы для любого описания или спецификации. Белок — это трехмерный объект, и фенотип можно рассматривать как имеющий четыре измерения, если мы включим время в качестве релевантного измерения помимо пространственных (чтобы учесть развитие объекта; тогда необратимость времени другая причина невозможности копирования структурной информации).Невозможность копирования белков можно рассматривать как фактическое содержание «центральной догмы молекулярной генетики». По той же причине подобная невозможность существует на уровне фенотипа, что значительно расширяет ее охват.

Живые существа характеризуются процессами самоподдержания и самоконструирования, преобразующими символическую информацию своего генома в структурную информацию их фенотипа. Как ни парадоксально, это динамическое поведение в основном приводит к поддержанию зрелых фенотипов в их нынешнем состоянии, точно так же, как Красная Королева Льюиса Кэрролла должна бежать, чтобы оставаться там, где она есть.Процесс увеличения физической энтропии имеет тенденцию постоянно растворять структуры, и жизнь постоянно пытается противодействовать этому процессу. Хотя с нашей точки зрения разумно связывать созданные человеком машины с живым миром, дошедшие до нас машины по-прежнему не обладают свойством самоподдержания, которым обладают настоящие живые существа. Эти машины имеют дело только с информацией, поступающей извне, но не могут обрабатывать внутреннюю информацию из-за отсутствия рефлексивной функции. Машины будущего, несомненно, будут наделены способностью к самообслуживанию.

Основы физики | Безграничная физика

Введение: физика и материя

Физика — это исследование поведения Вселенной.

Цели обучения

Применить физику для описания функции повседневной жизни

Основные выводы

Ключевые моменты

• Физика — это естественная наука, которая включает изучение материи и ее движения в пространстве и времени, а также связанных с ними понятий, таких как энергия и сила.
• Материей обычно считается все, что имеет массу и объем.
• Научные законы и теории выражают общие истины природы и совокупность знаний, которые они охватывают. Эти законы природы — правила, которым, кажется, следуют все естественные процессы.

Ключевые термины

• материя : основной структурный компонент Вселенной. Материя обычно имеет массу и объем.
• научный метод : метод открытия знаний о мире природы, основанный на создании фальсифицируемых прогнозов (гипотез), их эмпирической проверке и разработке рецензируемых теорий, которые наилучшим образом объясняют известные данные.

Физика — это естественная наука, которая включает изучение материи и ее движения в пространстве и времени, а также связанных с ними понятий, таких как энергия и сила. В более широком смысле, это изучение природы в попытке понять, как ведет себя Вселенная.

Что такое физика? : Г-н Андерсен объясняет важность физики как науки. История и виртуальные примеры используются для придания контекста дисциплины.

Физика использует научный метод, чтобы помочь раскрыть основные принципы, управляющие светом и материей, и обнаружить последствия этих законов.Он предполагает, что существуют правила, по которым функционирует Вселенная, и что эти законы могут быть хотя бы частично поняты людьми. Также широко распространено мнение, что эти законы можно было бы использовать для предсказания всего о будущем Вселенной, если бы была доступна полная информация о текущем состоянии всего света и материи.

Материей обычно считается все, что имеет массу и объем. Многие концепции, неотъемлемые для изучения классической физики, включают теории и законы, объясняющие материю и ее движение.Например, закон сохранения массы гласит, что масса не может быть создана или уничтожена. Поэтому дальнейшие эксперименты и расчеты в физике учитывают этот закон при формулировании гипотез, пытающихся объяснить природные явления.

Физика стремится описать функции всего, что нас окружает, от движения крошечных заряженных частиц до движения людей, автомобилей и космических кораблей. На самом деле, практически все, что вас окружает, можно довольно точно описать законами физики.Рассмотрим смартфон; физика описывает, как электричество взаимодействует с различными цепями внутри устройства. Эти знания помогают инженерам выбрать подходящие материалы и схему схемы при сборке смартфона. Затем рассмотрим систему GPS; Физика описывает взаимосвязь между скоростью объекта, расстоянием, на которое он проходит, и временем, которое требуется, чтобы пройти это расстояние. Когда вы используете устройство GPS в транспортном средстве, оно использует эти физические уравнения для определения времени в пути из одного места в другое.Изучение физики способно внести значительный вклад благодаря достижениям в новых технологиях, которые возникли в результате теоретических открытий.

Глобальная система позиционирования : GPS вычисляет скорость объекта, расстояние, на которое он проходит, и время, необходимое для прохождения этого расстояния, с помощью уравнений, основанных на законах физики.

Физика и другие области

Физика является основой многих дисциплин и вносит непосредственный вклад в химию, астрономию, инженерию и большинство научных областей.

Цели обучения

Объясните, почему изучение физики является неотъемлемой частью изучения других наук

Основные выводы

Ключевые моменты

• Многие научные дисциплины, такие как биофизика, представляют собой гибриды физики и других наук.
• Изучение физики охватывает все формы материи и ее движения в пространстве и времени.
• Применение физики имеет фундаментальное значение для значительного вклада в новые технологии, являющегося результатом теоретических открытий.

Ключевые термины

• заявка : акт ввода в эксплуатацию

Физика и другие дисциплины

Физика является основой многих важных дисциплин и вносит непосредственный вклад в развитие других. Химия занимается взаимодействием атомов и молекул, поэтому она основана на атомной и молекулярной физике. Большинство областей техники — это прикладная физика. В архитектуре физика лежит в основе структурной устойчивости и участвует в акустике, обогреве, освещении и охлаждении зданий.Части геологии в значительной степени полагаются на физику, например, радиоактивное датирование горных пород, анализ землетрясений и теплопередачу на Земле. Некоторые дисциплины, такие как биофизика и геофизика, представляют собой гибриды физики и других дисциплин.

Физика в химии : Изучение материи и электричества в физике является фундаментальным для понимания концепций химии, таких как ковалентная связь.

Физика имеет множество приложений в биологических науках.На микроскопическом уровне он помогает описать свойства клеточных стенок и клеточных мембран. На макроскопическом уровне это может объяснить тепло, работу и энергию, связанные с человеческим телом. Физика занимается медицинской диагностикой, такой как рентген, магнитно-резонансная томография (МРТ) и ультразвуковые измерения кровотока. Медицинская терапия иногда напрямую связана с физикой: например, в радиотерапии рака используется ионизирующее излучение. Физика также может объяснить сенсорные явления, например, как музыкальные инструменты издают звук, как глаз определяет цвет и как лазеры могут передавать информацию.

Граница между физикой и другими науками не всегда ясна. Например, химики изучают атомы и молекулы, из которых состоит материя, и есть некоторые ученые, которые в равной степени готовы называть себя физико-химиками или физиками-химиками. Может показаться, что различие между физикой и биологией будет более четким, поскольку физика, похоже, имеет дело с неодушевленными объектами. Фактически, почти все физики согласятся, что основные законы физики, применимые к молекулам в пробирке, одинаково хорошо работают для комбинации молекул, составляющих бактерию.Что отличает физику от биологии, так это то, что многие научные теории, описывающие живые существа, в конечном итоге являются результатом фундаментальных законов физики, но не могут быть строго выведены из физических принципов.

Необязательно формально изучать все приложения физики. Что наиболее полезно, так это знание основных законов физики и умение использовать аналитические методы их применения. Изучение физики также может улучшить ваши навыки решения проблем. Более того, физика сохранила самые основные аспекты науки, поэтому она используется всеми науками.Изучение физики облегчает понимание других наук.

Модели, теории и законы

Термины модель , теория и закон имеют точные значения в связи с их использованием в изучении физики.

Цели обучения

Определите термины модель, теория и закон

Основные выводы

Ключевые моменты

• Физические концепции нельзя доказать, они могут быть подтверждены или опровергнуты только наблюдениями и экспериментами.
• Модель — это основанное на фактах представление чего-либо, что либо слишком сложно, либо невозможно отобразить напрямую.
• Теория — это объяснение закономерностей в природе, подтвержденное научными данными и многократно подтвержденное различными группами исследователей.
• В законе используется краткий язык, часто выражаемый в виде математического уравнения, для описания обобщенной закономерности в природе, которая подтверждается научными данными и повторными экспериментами.

Ключевые термины

• Модель : представление чего-то, что трудно или невозможно отобразить напрямую
• Закон : Краткое описание, обычно в форме математического уравнения, используемое для описания закономерностей в природе
• теория : объяснение закономерностей в природе, подтвержденное научными данными и многократно подтвержденное различными группами исследователей

Определение терминов: модель, теория, закон

В разговорной речи термины модель , теория и закон часто используются взаимозаменяемо или имеют иное толкование, чем в естественных науках.Однако в отношении изучения физики каждый термин имеет свое особое значение.

законов природы — это краткие описания вселенной вокруг нас. Это не объяснения, а человеческие утверждения основных правил, которым следуют все естественные процессы. Они присущи Вселенной; люди не создавали их, и мы не можем их изменить. Мы можем только открыть и понять их. Краеугольный камень открытия законов природы — наблюдение; наука должна описывать Вселенную такой, какая она есть, а не такой, какой мы можем ее себе представить.Законы никогда нельзя узнать с абсолютной уверенностью, потому что невозможно проводить эксперименты, чтобы установить и подтвердить закон во всех возможных сценариях без исключения. Физики исходят из предположения, что все научные законы и теории действительны до тех пор, пока не будет обнаружен контрпример. Если качественный, поддающийся проверке эксперимент противоречит устоявшемуся закону, то закон должен быть изменен или полностью отменен.

Модели

Модель представляет собой представление того, что часто слишком сложно (или невозможно) отобразить напрямую.Хотя конструкция модели оправдана с использованием экспериментальной информации, она является точной только в ограниченных ситуациях. Примером может служить широко используемая «планетарная модель» атома, в которой электроны изображаются вращающимися вокруг ядра, аналогично тому, как планеты вращаются вокруг Солнца. Мы не можем наблюдать электронные орбиты напрямую, но мысленный образ помогает объяснить наблюдения, которые мы можем сделать, например, излучение света горячими газами. Физики используют модели для самых разных целей. Например, модели могут помочь физикам анализировать сценарий и выполнять вычисления, или их можно использовать для представления ситуации в форме компьютерного моделирования.

Планетарная модель атома : Планетарная модель атома, в которой электроны изображены вращающимися вокруг ядра, аналогично тому, как планеты вращаются вокруг Солнца

Теории

Теория — это объяснение закономерностей в природе, подтвержденное научными данными и многократно подтвержденное различными группами исследователей. Некоторые теории включают модели, помогающие визуализировать явления, тогда как другие не . Например, теория гравитации Ньютона не требует модели или мысленного образа, потому что мы можем наблюдать объекты непосредственно нашими собственными чувствами.Кинетическая теория газов, с другой стороны, использует модель, в которой газ рассматривается как состоящий из атомов и молекул. Атомы и молекулы слишком малы, чтобы их можно было наблюдать непосредственно нашими чувствами, поэтому мы мысленно представляем их, чтобы понять, что наши инструменты говорят нам о поведении газов.

Законы

В законе используется сжатый язык для описания обобщенной закономерности в природе, которая подтверждается научными данными и повторными экспериментами. Часто закон можно выразить в виде одного математического уравнения.Законы и теории похожи в том, что они являются научными утверждениями, которые являются результатом проверенной гипотезы и поддерживаются научными доказательствами. Однако закон обозначения зарезервирован для краткого и очень общего утверждения, описывающего явления в природе, например, закон сохранения энергии во время любого процесса или второй закон движения Ньютона, который связывает силу, массу и ускорение с помощью простого уравнение F = ma. Теория, напротив, представляет собой менее сжатое изложение наблюдаемых явлений.Например, теорию эволюции и теорию относительности нельзя выразить достаточно кратко, чтобы их можно было считать законом. Самая большая разница между законом и теорией состоит в том, что закон намного сложнее и динамичнее, а теория более объяснительна. Закон описывает единственную наблюдаемую точку факта, тогда как теория объясняет целую группу связанных явлений. И если закон — это постулат, лежащий в основе научного метода, теория — это конечный результат этого процесса.

Журнал Орион | Говоря о природе

КЛАДБИЩЕ казался странным местом для созерцания границ бытия. Этот старый могильник, зажатый между кампусом и автомагистралью между штатами, является нашим заветным кусочком близлежащей природы, где давно умершие — безмолвные товарищи студентам колледжа, бродящим по холмистым тропам под зарослями дубов. Имена, выгравированные на заросших надгробиях, покрыты мхом, а вороны собираются на голых ветвях старого бука, на которых также вырезаны имена.Читая послания с кладбища, вы понимаете, насколько глубоко человечество тоскует по прочному уважению, которое приходит с личностью. Имена, имена, имена: кажется, камни говорят: «Я есмь. Ты. Он был.» Грамматика, особенно использование местоимений, — это способ, которым мы определяем отношения в языке и, как это бывает, как мы относимся друг к другу и к миру природы.

На цыпочках в грязевых сапогах Кэролайн огибает разрушающийся семейный участок, чтобы свернуть в изгородь из барбариса, где пластиковый пакет застрял в шипах.«Разве это не смешно, — говорит она, — что мы думаем, что ходить по мертвым — неуважительно, но совершенно нормально неуважительно относиться к другим существам, которые здесь живут?»

У нас есть особая грамматика личности. Мы бы никогда не сказали о нашем покойном соседе : «Он похоронен на кладбище Оквуд». Такой язык был бы глубоко неуважительным и лишил бы его человечности. Вместо этого мы используем специальную грамматику для людей: мы различаем их с помощью he или she, грамматика личности как для живых, так и для мертвых Homo sapiens. И все же мы говорим о трели иволги, утешающей скорбящих с верхушек деревьев или самого дуба, под которым мы стоим: «Он живет на кладбище Оуквуд». В английском языке только человек имеет различие, в то время как все остальные живые существа смешиваются с неживым «своим».

Как профессор ботаники, меня так же интересуют бледно-зеленые лишайники, медленно растворяющие слова на надгробиях, как и почти забытые имена, и студенты тоже смотрят мимо камней в поисках чернильных грибов в траве или проблеск городской лисы.Студенты, вышедшие на прогулку этим поздним осенним днем, — это первокурсники в классе экологической письменной речи Джанин Дебез в Колледже экологических наук и лесоводства SUNY, где мы оба преподаем. Я пригласил их на миссию поэкспериментировать с природой языка и языком личности. Джанин поправила бы меня: она не стала бы называть своих учеников «первокурсниками», поскольку они не свежих и не все мужчины. Мы называем их «первокурсниками». Слова имеют значение. В качестве исходных данных она собрала их задание, письменное размышление о прогулке по кладбищу на прошлой неделе.Теперь мы снова посещаем то же место, но с новыми идеями о грамматике, витающими в головах студентов. Возможно, для них нова, но на самом деле древняя — грамматика одушевленности.

Для меня эта история началась в другом классе, в другом веке, в индийской школе Карлайла, где моего дедушку Потаватоми взяли маленьким мальчиком. Мой шанс узнать мой родной язык и ваш шанс когда-либо услышать его были украдены в индийских школах-интернатах, где детям коренных народов было запрещено говорить на своем родном языке.В стенах этой школы обрезанные слоги английского языка заменили пышные звуки воды Потаватоми, плещущейся по камням и ветра в деревьях, — язык, родившийся из земель Великих озер. Наш язык находится на грани исчезновения, исчезающий вид знаний и мудрости исчезает с потерей каждого старейшины.

Итак, постепенно я пытался выучить свой утерянный язык. Мой дом усыпан стикерами с этикетками wiisgaak, gokpenagen, и ishkodenhs. Это очень сложный для изучения язык, но меня поддерживает жизнерадостность в каждом предложении. Есть слова, обозначающие состояния бытия, не имеющие эквивалента в английском языке. Язык, на котором моему деду было запрещено говорить, состоит в основном из глаголов, способов описания жизненной сущности мира. И существительные, и глаголы бывают двух форм: одушевленного и неодушевленного. Вы слышите синюю сойку с другим глаголом, чем самолет, и отличите то, что обладает качеством жизни, от того, что является просто объектом.О птицах, жуках и ягодах говорят с той же уважительной грамматикой, что и о людях, как если бы мы все были членами одной семьи. Потому что мы. Нет , это для природы. Живые существа называются субъектами, а не объектами, и личность распространяется на всех, кто дышит, и на некоторых, кто не дышит. Я приветствую молчаливых болдерингов с таким же уважением, как и разговорчивых синиц.

Неудивительно, что наш язык был запрещен. Язык, на котором мы говорим, является оскорблением для ушей колонистов во всех смыслах, потому что это язык, который бросает вызов фундаментальным принципам западного мышления — что только люди обладают правами, а весь остальной живой мир существует для использования людьми. .Тех, кого мои предки называли родственниками, переименовали в природных богатств. В отличие от Potawatomi, основанного на глаголах, английский язык состоит в основном из существительных, что в какой-то мере соответствует культуре, столь одержимой вещами.

В то же время, когда язык земли подавлялся, сама земля превращалась из общинной ответственности туземцев в частную собственность поселенцев в результате одного-двух ударов колонизации. Замена аборигенной идеи о земле как почитаемом живом существе колониальным пониманием земли как хранилища природных ресурсов была важна для Manifest Destiny, поэтому языки, рассказывающие другую историю, были врагами.Языки и мысли коренных народов были таким же препятствием для захвата земель, как и огромные стада буйволов, и поэтому также были объектом истребления.

Лингвистический империализм всегда был инструментом колонизации, предназначенным для того, чтобы стереть историю и видимость людей, которые были перемещены вместе с их языками. Но пятьсот лет спустя в переименованном ландшафте он стал почти невидимым инструментом. Мы забываем первоначальные названия, что река Гудзон была «рекой, протекающей в обе стороны», что Башня Дьявола была священным Медвежьим холмом Лакота.Помимо переименования мест, я думаю, что самым глубоким актом лингвистического империализма была замена языка анимации языком объективации природы, который превращает любимую землю в безжизненный объект, а лес — в деревянную опору. Поскольку мы говорим и живем на этом языке каждый день, наши умы также были колонизированы этим представлением о том, что нечеловеческий мир живых и мир неодушевленных предметов имеют равный статус. Бульдозеры, пуговицы, ягоды и бабочки — все это называется it, как вещи, независимо от того, являются ли они неодушевленными промышленными продуктами или живыми существами.

Английский стал доминирующим языком торговли, на котором заключаются контракты на преобразование леса в медный рудник. Это как раз подходящий язык для этой цели, потому что лес и медная руда эквивалентны «своему». Английский язык кодирует человеческую исключительность, которая ставит потребности и желания людей выше всех других и понимает нас как оторванных от единства жизни. Но мне интересно, всегда ли так было. Я не могу не думать, что земля ясно говорила с ранними англосаксами, как и с Потаватоми.В замечательной книге Роберта Макфарлейна « Достопримечательности», «» о земле и языке задокументировано бесчисленное количество уникальных географических названий, которые проливают свет на древнюю англосаксонскую близость с землей и ее существами. Говорят, что нас знают по компании, которую мы составляем, и мне интересно, заточил ли английский свой словесный топор и потерял ли товарищество дубов и первоцветов, когда он начал составлять компанию капитализму. Я хочу предложить, чтобы мы могли начать устранять этот разрыв — с помощью местоимений. Как неохотно изучающий формальности письма, я никогда бы не подумал, что когда-нибудь буду защищать грамматику как инструмент революции.

НЕКОТОРЫЕ СТУДЕНТЫ на кладбище прочитали главу в моей книге « Плетение сладкой травы» , в которой упоминается грамматика одушевленности. Они озадачены имплицитным предположением об иерархии бытия, на которой построена английская грамматика, что они раньше не рассматривали. Они с головой погружаются в философские последствия англоязычных местоимений.

Один студент, Карсон, пишет в своем эссе, что это ошеломляющее слово: «Это ошеломляет нас к последствиям того, что мы делаем, и позволяет нам пользоваться природой, даже вредить ей, без чувства вины, потому что мы объявляем других существ меньшими, чем мы, просто вещами.Он повторяет слова Венделла Берри, который пишет: «Люди эксплуатируют то, что они просто пришли к выводу, что представляет собой ценность, но они защищают то, что они любят, и для защиты того, что мы любим, нам нужен конкретный язык, потому что мы любим то, что мы особенно знаем. . »

Хотя это правда, что слова — это просто сосуды для смысла, не имеющие собственного значения, во многих культурах произносимые слова наполняются духом, потому что они берут начало в дыхании, в тайне самой жизни. В своей книге « Becoming Wise, » Криста Типпетт пишет: «Слова, которые мы используем, формируют то, как мы понимаем себя, как мы интерпретируем мир, как мы относимся к другим.Слова создают миры ».

Я не хочу сказать, что мы вынуждены действовать определенным образом из-за нашей грамматики. Я говорил «» и «» большую часть своей жизни и до сих пор не вырубал лес. (Я даже не могу заставить себя мусорить, хотя однажды попробовал, просто чтобы посмотреть, на что это будет похоже.) Язык анимации также не диктует, что его носители будут вести себя с уважением по отношению к нечеловеческим существам. В конце концов, есть лидеры коренных народов, воспитанные на грамматике одушевленности, которые охотно сдают свою родину в пользу горнодобывающих или лесных компаний.И хотя русский язык включает в себя одушевленность в своей структуре, не совсем то, что он привел к расцвету устойчивости. Связь между структурой языка и поведением, характерным для культуры, не является причинной, но многие лингвисты и психологи согласны с тем, что язык выявляет бессознательные культурные допущения и оказывает некоторое влияние на модели мышления.

Пока мы говорим под дубами, один из студентов категорически не соглашается: «То, что я говорю« », это« »не означает, что я неуважительно отношусь к природе.Я вырос на ферме, и мы называли всех наших животных , , но мы очень заботились о них. Мы просто сказали , это , потому что все знают, что вы не даете названия тому, что собираетесь съесть ». Точно! Мы используем и , чтобы дистанцироваться, выводить других за пределы нашего круга моральных соображений, создавая иерархию различий, оправдывающих наши действия — чтобы мы не чувствовали.

Напротив, философия коренных народов признает других существ нашими родственниками, включая тех, кого мы собираемся есть.К сожалению, поскольку мы не можем фотосинтезировать, мы, люди, должны забирать другие жизни, чтобы жить. У нас нет выбора, кроме как потреблять, но мы можем потреблять растение или животное таким образом, чтобы уважать данную жизнь и жизнь, которая, как следствие, процветает. Вместо того, чтобы избегать этической опасности, создавая дистанцию, мы можем принять и урегулировать это напряжение. Мы можем признать пищевые растения и животных своими собратьями и с помощью изощренных практик взаимности продемонстрировать уважение к священному обмену жизнью между родственниками.

Студенты, с которыми мы ходим по кладбищу, в основном учатся в области окружающей среды. Практика и — все в природе не только широко распространена, но и требуется в научных трудах. Рэйчел отмечает, что на ее уроке биологии существуют «строгие табу, регулирующие олицетворение природы, и даже малейшее упоминание об антропоморфизме лишит вас оценки на бумаге».

Мне посчастливилось провести свою жизнь на коленях перед растениями. Как ученый-растениевод, иногда я собираю данные.Как местная растительница, я иногда собираю лекарства. Эти две роли представляют собой резкий контраст в способах мышления, но я всегда в трепете и всегда в отношениях. В обоих случаях растения обеспечивают меня, учат и вдохновляют. Когда я пишу как ученый, я должен сказать: «8-сантиметровый корень был извлечен из почвы», как если бы лиственные существа были объектами, и, если на то пошло, как если бы я тоже. Научное письмо предпочитает пассивный залог предметным местоимениям любого рода. И все же его технический язык, который призван быть очень точным, скрывает большую истину.

Как местная растительница, я могла бы сказать: «Мои родственники-растения поделились со мной целебными знаниями и дали мне лекарство от корней». Вместо того, чтобы игнорировать наши взаимоотношения, я отмечаю это. Тем не менее, грамматика английского языка требует, чтобы я обращался к моему уважаемому целителю как к it, а не как к уважаемому учителю , поскольку все растения считаются принадлежащими Potawatomi. Это всегда доставляло мне дискомфорт. Я хочу слово для обозначения бытия. Можем ли мы отучиться от языка объективации и отбросить колонизированные мысли? Можем ли мы создать новый мир с новыми словами?

Вдохновленный грамматикой анимации в Потаватоми, которая кажется такой правильной и истинной, я искал новое выражение, которое можно было бы вставить в английский язык вместо или , когда мы говорим о живых существах.Бормоча себе под нос через леса и поля, я перепробовала много разных слов, надеясь, что одно из них будет звучать правильно для моих зеленых или пернатых товарищей. Один из них продолжал появляться в моих размышлениях. Поэтому я обратился за советом к своему старейшине и языковому наставнику Стюарту Кингу и объяснил свою цель в поиске слова, которое внушило бы дух английской грамматике и излечило бы неуважение. Он справедливо предупредил, что «наш язык не несет ответственности за исцеление общества, которое стремилось его искоренить». С глубоким уважением к его ответу я подумал также о том, что учения нашей традиционной мудрости могут однажды понадобиться в качестве лекарства для разрушенного мира.Поэтому я спросил его, есть ли в нашем языке слово, описывающее простое, но чудесное состояние просто бытия. И, конечно, есть. «Aakibmaadiziiwin», — сказал он , — «означает« существо земли ». Я вздохнул с облегчением и благодарностью за существование этого слова. Однако эти красивые слоги нелегко соскользнуть в английский язык, чтобы занять место местоимения it. Но я задавался вопросом о том первом звуке, который пришел ко мне, когда я шел по земле. С полным признанием и празднованием его корней Potawatomi, можем ли мы услышать новое местоимение в начале слова из части «aaki», что означает земля? Ki для обозначения существа живой земли.Не он или она, а ки. Итак, когда малиновка поет летним утром, мы можем сказать: «Ки поет солнце». Ки бежит по ветвям на беличьих лапах, ки воет на луну, ветви ки качаются на ветру, пахнущем сосной, — все это живо как в нашем языке, так и в нашем мире.

Нам, конечно, понадобится форма множественного числа, чтобы говорить об этих многих существах, с которыми мы живем на нашей планете. Нам не нужно заимствовать у Potawatomi, поскольку — о чудо — у нас уже есть идеальное английское слово для них: kin. Род созревают на полях; под карнизом гнездятся родичи; Родственники летят на юг на зимовку, скорее возвращайтесь. Наши слова могут быть противоядием от человеческой исключительности, от бездумной эксплуатации, противоядием от одиночества, открытием для родства. Если слова могут творить мир, могут ли эти два маленьких звука вернуть грамматику одушевленности, которую вычищали изо рта детей в Карлайле?

У меня нет иллюзий, что мы можем внезапно изменить язык, а вместе с ним и наше мировоззрение, но на самом деле английский язык постоянно развивается.Мы отбрасываем слова, которые нам больше не нужны, и изобретаем слова, которые нам нужны. Оксфордский детский словарь , как известно, отказался от слов желудь и лютик в пользу пропускной способности и чата , но восстановил их после давления общественности. Я не думаю, что нам нужны слова, отдаляющие нас от природы; нам нужны слова, которые исцеляют эти отношения, которые приглашают нас к всеобъемлющему мировоззрению личности для всех существ.

Когда я послал эти два маленьких слова в мир, как семена на ветру, они тут и там упали на плодородную почву.Некоторые писатели включили их в детские книги и музыку. Читатели сообщают, что сам звук, фонема, произносимая «ки», имеет резонанс с другими словами аналогичного значения. Ki — это параллельное написание chi — слова, обозначающего врожденную жизненную энергию, которая течет через все предметы. Он находит гармонию с qui или «кто» в латинских языках. Мне сказали, что это имя шумерской богини Земли и корень тюркских слов, обозначающих дерево . Может ли ki быть ключом к открытию нового образа мышления или к воспоминанию о древнем?

Но эти ответы исходят от писателей-натуралистов, художников, учителей и философов; Я хочу знать, как отреагируют молодые люди, из числа нас, владеющие языком. В нашем маленьком экологическом колледже преобладают любители деревьев, поэтому, если бы когда-нибудь была аудитория, открытая для ки, , они были бы им.

С ki и kin , гремящими в их головах, ученики снова вместе ходят по кладбищу, играя со словами и наблюдая, как они себя чувствуют на языке и в голове.

Пропитанный формальностями синтаксиса, изрядное количество студенческих вопросов вращается вокруг желания «правил» для использования новых слов, правил, которых у нас нет. Есть притяжательный падеж? Где границы? «Я могла бы сказать« ки »об этом кусте, — говорит Рене, — но как насчет ветра?»

«Да, — говорю я ей, — на моем языке ветер понимается как живой».

Когда мы стоим под массивным ветвистым дубом, студенты обсуждают, как использовать слова. Если дерево ки, то как насчет желудей? Они согласны с тем, что желуди — это родственников, — целая семья маленьких существ.В этой неухоженной части кладбища земля также усеяна опавшими ветвями. «Эти мертвые конечности тоже считаются родственниками ? Хотя они мертвы? — спрашивает Эвелин. «Глядя на мертвые ветки на земле, я обнаружила, что много думаю о дровах», — говорит она. «Я всегда говорил — и думал, — как будто I был тем, кто делал дрова. Но когда я подумал об этом дереве как о ки, как о существе, я внезапно понял, насколько это абсурдно. Дрова не делал.Дерево сработало. Я поднял его только с земли ». Всего в одном предложении Эвелин переживает передачу свободы воли или способности действовать от человечества к самому дереву. Грамматика одушевленности — противоядие от высокомерия; это напоминает нам, что мы не одиноки. Позже Эвелин пишет: «Использование ki заставило меня взглянуть на все по-другому, как будто все эти люди дарили подарки — и я не мог не почувствовать благодарность. Мы называем такие дрова растопкой, , и для меня это привело к новому пониманию.И посмотрите — это слово род прямо здесь в растопке ».

Другая ученица, Аманда, добавляет: «Это слово заставляет меня больше относиться к деревьям как к индивидуумам. Раньше я бы просто назвал их всех «дубами», как если бы они были видами, а не индивидуумами. Именно так мы изучаем это в дендрологии, но использование ki заставляет меня думать о каждом из них не просто как о «дубе», а как о том конкретном дубе, который имеет сломанную ветвь и коричневые листья ».

Несмотря на очень краткое введение в ki, и kin, студенты сразу понимают смысл слов: «Я полагаю, что это будет проблемой для большинства религиозных людей», — говорит Пол.«Это как бы сбивает людей с пьедестала того, что они единственные, у кого есть душа». Действительно, христианские миссионеры были острием подавления языка в культурах коренных народов и были одними из главных архитекторов движения индийских школ-интернатов. Война с языком анимации и отношения к миру природы была важна для двойной миссии религиозного и экономического обращения. Безусловно, библейский мандат на человеческое подчинение творения несовместим с языками коренных народов.

Другой студент, Киран, отмечает: «Использование этих слов во время прогулки открыло мне глаза на то, как мы все связаны. Когда вы начнете использовать ki, и kin, , вы почувствуете сожаление, что всю свою жизнь вы принимали их как должное ».

Экопсихологи предположили, что наши представления о себе как о неотъемлемом от мира природе имеют негативные последствия для благополучия людей и экосистем. Возможно, эти слова могут быть лекарством для них обоих, так что каждый раз, когда мы говорим о живом мире, мы дышим уважением и вдыхаем родство, превращая саму атмосферу в средство родства.Если местоимения могут вызвать сочувствие, я хочу осыпать мир их звучанием.

Наиболее откровенные студенты выражают некоторый энтузиазм по поводу новых местоимений, но тихие скептики сохраняют свои оговорки относительно письменного задания, когда мы вернемся в класс. Один студент говорит об этом так: «Это сердечная и щедрая идея, но она никогда не сработает. Людям не нравятся перемены, и они разозлятся, если вы попытаетесь научить их говорить. Большинство людей не хотят думать, что природа так же хороша, как они.Один ученик пишет каракулями, в каждой из которых наполовину сформировано его нетерпение: «Если вы хотите изменить мир, сделайте что-нибудь реальное. Станьте волонтером в продовольственном банке, посадите дерево. Придумывать местоимения — большая трата времени ».

Вот почему я люблю преподавать, как нас заставляют нести ответственность.

Абстракция «придумывать местоимения» действительно кажется бесплодной в то время в истории нашей страны, когда язык неуважения является валютой политического дискурса.Американский национализм, не говоря уже о человеческой исключительности, превозносится как высокая цель, не оставляющая места для смирения и экологического сострадания. Кажется донкихотным приводить доводы в пользу уважения к нечеловеческим существам, когда мы отказываемся распространять его на человеческих беженцев. Но я думаю, что этот студент ошибается. Слова имеют значение, и они могут колебаться, создавая волны в «реальном» мире.

Экологическое сострадание, которое присутствует в языках наших коренных народов, снова опасно для предприятия по доминированию, поскольку политические и экономические силы объединяются против мира природы, а экстрактивный колониализм возрождается под влиянием евангелия процветания.Контраст в мировоззрении сегодня такой же разительный, как и во времена моего деда, и снова земля и коренные народы вынуждены платить за это.

Если вы думаете, что это всего лишь загадочный лингвистический вопрос, просто посмотрите на прерии Северной Дакоты, где, когда я пишу это, сотни людей разбили лагерь под снежной бурей, выдерживая сильный мороз, чтобы продолжить охранное бдение за свою реку, что является под угрозой из-за строительства трубопровода доступа Дакоты и неизбежных разливов нефти из трубопровода.Река для них не , а — река находится в пределах их круга моральной ответственности и сострадания, и поэтому они яростно защищают ki , как если бы река была их родственницей, потому что ki таковой. Но те, кого они защищают, ki , чтобы не говорить о реке, нефти и трубе одним и тем же термином, как если бы «это» было их собственностью, как если бы «это» было не чем иным, как ресурсами, которые они могли использовать. Как будто он мертв.

В Стэндинг-Рок, между теми, кто вооружен водометами, и теми, кто вооружен молитвой, существуют два разных языка для мира, и именно здесь проводится линия фронта.Обращаемся ли мы с землей так, как если бы ки — наш родственник — как если бы земля была одушевлена ​​бытием — взаимностью и почтением, или как то, к чему мы можем относиться с уважением или без уважения, по нашему выбору? Язык и мировоззрение колонизатора снова вступают в схватку с мировоззрением коренных народов. Зная это, к защитникам воды в Стэндинг-Роке присоединились тысячи союзников-инородцев, которые также говорят голосом сопротивления, которые говорят от имени живого мира, от имени грамматики анимации.

К счастью, человеческая история отмечена постоянно растущим признанием личности, с тех времен, когда аборигены не считались людьми, когда рабы считались тремя пятыми человека, и когда женщина стоила меньше мужчины.Язык, личность и политика всегда были связаны с правами человека. Будет ли у нас мудрость снова расширить круг? Именование — это начало справедливости.

Во всем мире идеи справедливости для природы возникают на политической и правовой аренах. В Новой Зеландии, когда река Уонгануи оказалась под угрозой, руководство коренных народов маори заручилось защитой священных вод, объявив реку юридическим «лицом» с правами на собственное благополучие. Конституции Эквадора и Боливии, возглавляемых коренными народами, закрепляют права матери-природы.Швейцарцы внесли поправки в свою конституцию, чтобы определить животных как существ, а не объектов. Только в прошлом году нация Хо-Чанк в Висконсине внесла поправки в свою племенную конституцию, признав, что «экосистемы и естественные сообщества на территории Хо-Чанк обладают неотъемлемым, фундаментальным и неотъемлемым правом на существование и процветание». Эта правовая структура позволит племени защитить свои родные земли от добычи песка для гидроразрыва и добычи ископаемого топлива, потому что земля будет иметь юридический статус как лицо.Поддерживаемое революционными инициативами Общественного фонда правовой защиты окружающей среды, растущее движение за права природы берет свое начало от корней одушевлённости, от личности всех существ. Для этого нам понадобится новое местоимение.

УЧАЩИЕСЯ КОММЕНТАРИЙ, что они хотели бы использовать ki и kin, , но спотыкаются об изменениях во фразе. «Это было бы намного проще, если бы я выучил это в детстве», — говорят они.Конечно, они правы. Не только потому, что языковые модели устанавливаются на раннем этапе развития, но и потому, что дети вполне естественно говорят о других существах как о личностях. Я с удовольствием слушаю своего внука, который, как большинство малышей, наблюдающих, как бабочка летает по двору, говорит: «Он летит» или «Она сидит на цветке». Дети сначала говорят на универсальной грамматике анимации, пока мы их не научим. Мой внук тоже полностью поражен бульдозерами и будет смотреть на них бесконечно, но, несмотря на их движение и рев, его не смущает их природа: он называет их «это».”

Я также знакомлю его со словами Потаватоми. В честь языка, который был взят у его прадеда, я хочу вернуть этот язык своему внуку, чтобы он никогда не был один в мире и не жил в окружении родственников. У него уже есть основы анимации; он обнимает деревья и целует мох. Мое сердце треснуло от счастья, когда он поднял глаза от черники в овсянке и сказал: : «Нокомис, , это минан?»

Он растет в то время, когда уважение между народами изношено и в ткани жизни зияют дыры.Исправление, которое нам нужно, потребует перестройки отношений между людьми и нашими более чем человеческими родственниками. Может быть, сейчас, в это время, когда миф о человеческой исключительности оказался иллюзорным, мы будем прислушиваться к разуму, отличному от нашего собственного, к родственникам. Чтобы достичь этого, нам всем может понадобиться новый язык, который поможет нам уважать и быть открытыми для существ, которые будут учить нас. Я надеюсь, что мой внук всегда будет знать других существ как источник совета и вдохновения и будет больше прислушиваться к бабочкам, чем к бульдозерам. O

Эта статья стала возможной благодаря поддержке Фонда Каллиопея.Слушайте интервью с Робином Уоллом Киммерером здесь.

Три направления естествознания: физика, земля и жизнь — видео и стенограмма урока

Три отрасли науки

Существуют три основных области науки: физика, науки о Земле и науки о жизни. Давайте поговорим о каждой отрасли и областях обучения в каждой отрасли.

Физическая наука — это изучение неодушевленных природных объектов и законов, которые ими управляют. Он включает физику, химию и астрономию. В физике мы пытаемся разбить всю Вселенную на набор фундаментальных математических законов, которые объясняют самые маленькие и самые большие вещи во Вселенной. В Chemistry мы изучаем состав, структуру, изменения и свойства материи: уделяя особое внимание масштабу химических связей и реакций.А в астрономии мы изучаем небесные объекты, включая происхождение планеты, на которой мы живем.

Науки о Земле — это изучение Земли и физических компонентов, из которых она состоит: строения атмосферы, морей, суши и того, как эти вещи связаны между собой. Он включает геологию, океанографию, метеорологию и палеонтологию. Палеонтология , изучение жизни в доисторические и геологические периоды, частично совпадает с науками о жизни. И другие области науки о Земле во многом пересекаются с физикой.

Науки о жизни — это изучение живых организмов, включая микроорганизмы, растения, животных и людей.Это объясняет, как они работают и почему они такие, какие есть: эволюция и генетика. Он даже включает в себя больше философских соображений, таких как биоэтика. наук о жизни включают биологию, ботанику, зоологию, экологию, генетику и медицину, а также многое другое. Жизнь настолько важна в окружающем нас мире, что в науке о жизни существуют буквально десятки областей.

Краткое содержание урока

Наука — это набор инструментов и систематических методов для изучения мира природы посредством наблюдений и экспериментов.Люди не всегда могут быть объективными в своих наблюдениях. Наука — это способ избежать этого, используя систематический метод, называемый научным методом .

Существует три основных области науки: физика, науки о Земле и науки о жизни. Физическая наука — это изучение неодушевленных природных объектов и законов, которые ими управляют. Он включает физику, химию и астрономию. Науки о Земле — это изучение Земли и физических компонентов, из которых она состоит: состава атмосферы, морей, земли и того, как эти вещи связаны друг с другом.Он включает геологию, океанографию, метеорологию и палеонтологию. Науки о жизни — это изучение живых организмов, включая микроорганизмы, растения, животных и людей. Это объясняет, как они работают и почему они такие, какие есть: эволюция и генетика. наук о жизни включают биологию, ботанику, зоологию, экологию, генетику и медицину.

Результаты обучения

Когда вы закончите урок, вы должны уметь:

• Объяснять, что такое наука
• Вспомните, что такое научный метод
• Определите и опишите три отрасли науки

Возрастов и этапов: как дети используют магическое мышление

РАЗВИТИЕ

0 до 2 «НЕТ! ЭТО ПОЛУЧИТЕ МЕНЯ!» от Карии Пул

Мир маленького ребенка вращается вокруг ее собственного опыта.В этих переживаниях преобладают физические ощущения, такие как газовый пузырь или мягкое одеяло, с размытыми границами между ней и остальным миром. Она живет моментом. Например, 4-месячная Джессика очарована игрушкой, которую держит ее учитель. Она пристально смотрит на него. Тем не менее, когда игрушка выпадает из поля зрения, Джессика не смотрит вниз, чтобы найти ее. Она просто смотрит на другой объект, который находится в ее прямой видимости. Ее поведение подразумевает: «Я вижу игрушку, значит, она существует.Я не вижу игрушку, и она не видна ». Ее мировоззрение — это серия образов, основанных на ее собственном опыте, а не на последовательности логических событий.

Моменты магического мышления

К 12 месяцам мышление младенца все больше укореняется в реальности, что объекты и люди остаются неизменными, даже когда они находятся вне поля зрения. Эта концепция постоянства объектов, наряду с расширением памяти, делает жизнь ребенка более предсказуемой. Но она по-прежнему часто неверно истолковывает реальность.Например, годовалый Джемайма выражает недовольство и пугается, когда игрушка неожиданно катится к ней всего на несколько дюймов. Мир — это мистическое место, и младенцы хрупко понимают разницу между одушевленными и неодушевленными предметами.

Видеть значит верить

При работе с малышами важно помнить, что они будут устанавливать нелогичные и неприятные связи. Никакие заверения не смогут сразу убедить 16-месячную Эшли в том, что она не может выскользнуть из раковины, как только что сделанная полоска мыла.В таких случаях вы можете порекомендовать родителям временно разрешить малышу купаться стоя, поддерживая его, пока она стоит на защитном коврике, прикрепленном к поверхности ванны. Они могут заверить ее, что она слишком большая, чтобы пойти в канализацию, и что они будут ее обезопасить. Важно уважать страхи малышей и понимать, что для них часто бывает так, что видеть значит верить. «Мыло соскользнуло в канализацию, так что я тоже могу».

Движение к абстрактному мышлению

Примерно в 18 месяцев развивающийся язык и долговременная память вытягивают малышей из чисто чувственного мира в более сложное абстрактное мышление.Они начинают понимать такие понятия, как причина и следствие. Трудности начинаются из-за того, что их рассуждения, которые кажутся им вполне логичными, мало связаны с реальностью. Например, 20-месячный Джейсон проливает небольшое количество сока на стол прямо перед тем, как ребенок в комнате издает пронзительный крик. Выражение лица Джейсона становится очень грустным и серьезным. Мы не можем знать наверняка — это сложная задача заботы о довербальных детях, — но Джейсон может подумать, что его случайное действие заставило ребенка плакать.

Развитие теорий

Преуспевающий двухлетний ребенок — занятой ученый, активно исследующий и создающий свои собственные теории о том, как все работает.Джулиан любит включать и выключать свет. Неужели он думает, что это его кончик пальца волшебным образом создает свет и тьму? Или это то, что он мигает каждый раз, когда щелкает выключателем? Двухлетние дети еще не имеют достаточно информации об окружающем мире, чтобы делать разумные выводы.

Помните, что магическое мышление — это способ самого маленького ребенка понять, как все работает.

Что вы можете сделать

Постарайтесь предложить непрерывность отношений учитель-ребенок , чтобы помочь младенцам развить здоровое самосознание.

Опишите события понятным и простым языком. Это помогает малышам организовать свое мышление.

Предоставьте множество возможностей для ролевой игры. Малыши экспериментируют с реальностью посредством инсценировок.

*

От 3 до 4 «Я КОРОЛЕВА! Сьюзен А.Миллер, Эд.

В пятницу 4-летние Петра и Хантер тщательно уравновешивают картонные коробки друг на друге, чтобы создать могучий замок. Без приглашения Брент поправляет стены их замка и перемещает коробки для девочек. Очень раздраженная тем, что он продолжает прикасаться к их строению, Петра наконец кричит Бренту: «Мы навсегда изгоняем тебя из нашего королевства. Уходи!» В понедельник утром Брент не появляется в школе. Поначалу Петра и Хантер рады, что Брента нет рядом, чтобы беспокоить их.Затем они начинают немного беспокоиться о том, что Брент пропал из-за того, что они сказали. Вера в то, что то, что они хотят или ожидают, может повлиять на то, что происходит на самом деле, является результатом склонности дошкольников к магическому мышлению. Поскольку девочки были очень злы на Брента и хотели, чтобы он ушел, когда у него заболело горло и он не появился в школе, девочки были серьезно обеспокоены тем, что его исчезновение произошло по их вине.

Магические объяснения

На этой стадии развития магического мышления причина и следствие не обязательно определяются объективно, а зависят от желаний дошкольников.Например, 4-летняя Лили каждый день говорит своему учителю, что ей очень нужна пони. Однажды Лили решает, что если она соберет большую кучу травы и оставит ее на детской площадке, это соблазнит ее желаемую пони прийти и поесть. Представьте себе волнение Лили на следующий день, когда вся куча травы исчезнет. Лили убеждена, что пони, которую она так хочет, пришла к нам в гости. Ее план сработал! Неважно, что было очень ветрено и кучу травы действительно унесло.

Буквальные интерпретации

Другие аспекты мышления дошкольников столь же волшебны и часто весьма восхитительны.Из-за отсутствия опыта маленькие дети часто воспринимают вещи буквально. Сара была поражена, когда ее старшая сестра сказала ей: «Я не люблю баклажаны. У меня перевернулось живот». Когда мама Сары сказала: «Теперь я в горячей воде. Я забыла ваше разрешение на экскурсию», Сара подумала, что это было довольно глупо, потому что ее мама определенно не стояла в горячей воде. И когда учительница Сары сказала, что ее поздравительную открытку «пощекотали розовым», Сара продолжала смотреть на ее лицо, чтобы увидеть, как оно покраснело.

Сильные пожелания

Самая удивительная часть магического мышления маленьких детей — это их вера в то, что они могут сделать жизнь такой, какой захотят. И, конечно же, желания и мечты помогают сделать нас такими, какие мы есть. Несколько лет назад маленькая девочка по имени Рэйчел пришла ко мне в дошкольный класс однажды утром с кружевным полукомбинезоном, собранным у нее под мышками и застегнутым блестящей брошкой со стразами. Вращаясь, Рэйчел объявила, что хочет создавать наряды для сказочных принцесс.И что замечательно, сегодня этот бывший магический мыслитель — профессиональный дизайнер!

Что вы можете сделать

Побуждайте детей обсуждать свои чувства. Позвольте им рассказать о своих страхах, гневе, печали и надежде.

Используйте рисунки для общения. Раздайте маркеры, мелки и краски, чтобы маленькие дети могли проиллюстрировать свое «магическое мышление».

Читайте и разыгрывайте рассказы. Дошкольникам необходим опыт работы с воображаемыми и реальными ситуациями, чтобы помочь им провести необходимые различия в своем магическом мышлении.

*

от 5 до 6 «У МЕНЯ ОСОБЫЕ ПОМОЩИ!» от церкви Эллен Бут

Пятилетний Аарон взволнованно рассказывает о семейном походе. Он особенно впечатлен наблюдением за тем, как день превращается в ночь. Когда его воспитатель в детском саду спрашивает его, как, по его мнению, это происходит, он отвечает: «Этот парень устраивает ночь, когда становится темно.Он делает это со своей волшебной звездой, а потом темнеет! «

Научиться различать фантазии и реальность — важный шаг в развитии детей в год детского сада. Фактически, 5- и 6-летние дети имеют тенденцию входить и выходить из реальности в своей драматической игре, а также в своем взгляде на мир. Дети на этом этапе могут быть предсказуемо непредсказуемыми. Они могут очень четко понимать, что является реальным, и притворяться в одних ситуациях, но все же заниматься магическим мышлением в других.Дед Мороз — прекрасный тому пример. Многие люди старшего возраста пяти и шести лет начинают понимать, что подарки на самом деле исходят от семьи и друзей, а не от мужчины в красно-белом костюме. Но когда они видят особенно хорошего Санта-Клауса в универмаге, они реагируют на него как на «настоящего» (или даже называют его). Это совершенно нормальная часть процесса определения реальности из фантазии. Лучше дать детям время и пространство для создания собственного понимания, чем пытаться убедить их в «истине».«

Создание волшебных драм

Детский сад — это время сказок и драконов, и время задумываться, настоящие они или притворные. Драматическая игра — важный способ, с помощью которого дети разберутся и проведут различие между ними. Драматическая игра дает воспитанникам место, лицензию и средства для экспериментов с фантазией и даже обитания пугающих персонажей или событий. Именно процесс примерки этих волшебных персонажей позволяет детям обрести контроль над тревожной ситуацией и начать развивать чувство независимости.Пяти- и шестилетние дети используют магические верования в драматической игре, чтобы помочь им справиться с хаосом своей внутренней и внешней жизни. Например, роль супергероя в игре может быть частью стремления детей к власти в мире, где у них очень мало. Хотя мы не хотим, чтобы дети участвовали исключительно в силовых играх, важно понимать, что проявление некоторых из этих магических сил является естественным и практически безвредным.

Известный психолог Жан Пиаже считал, что пятерки и шестерки могут легко приписать действия и мысли неодушевленным предметам.Это большой плюс в драматической игре. На стадии анимизма дети дают неодушевленным предметам жизнь, движение и даже чувства. Например, ребенок может сказать: «Эта машина сейчас хочет вернуться в гараж, потому что она устала». Какой восхитительный способ увидеть мир!

Влияние на реальность

Воспитанники детского сада могут четко понимать, что является реальным или притворным, но они по-прежнему используют магическое мышление, чтобы объяснить то, что они видят как реакции на собственное поведение. Они могут верить, что их желания влияют на других.Например: «Мой брат упал с качелей, потому что я был зол». Или, что действия могут на самом деле волшебным образом повлиять на мир, как в «Ступни на трещину, ты сломаешь спину своей матери». Опасность здесь в том, что иногда дети используют магическое мышление, чтобы винить себя за то, что происходит в их семейной жизни. На этом этапе ребенок может винить себя в болезни родителей, думая, что это произошло из-за того, что она «плохая». И часто пятилетний ребенок оставляет такое магическое мышление при себе.В таких случаях важно сказать ребенку, что никто не «сделал» ничего, что могло бы вызвать это конкретное событие.

Исследование причин и следствий

Воспитанники детского сада могут использовать магическое мышление для объяснения причин и следствий. Они могут предложить, казалось бы, нелогичные объяснения того, как устроен мир природы. Но часто их мышление, хотя и не совсем точное, основано на некотором опыте или наблюдениях. Как будто они складывают два и два и не обязательно получают четыре, но все же используют важные навыки мышления.Когда группа детей увидела радугу за окном класса, одна маленькая девочка сказала, что она думала, что «радуга в небе, потому что деревья веют». Разумеется, деревья действительно развевались, когда ветер убирал облака с дороги, обнажая радугу! Она использовала свои наблюдательные способности, чтобы объяснить увиденное. Другой ребенок сказал, что он думал, что радуга исходит от людей, пускающих мыльные пузыри. «Когда они пускают мыльные пузыри, мы получаем все больше и больше радуги». Этот пятилетний ребенок применял опыт с «радугами» в пузырях к естественным явлениям радуги в небе.Необязательно соглашаться с детскими магическими объяснениями, но важно прислушиваться к их идеям и принимать их.

Что вы можете сделать

Спросите детей: «Как вы думаете, почему это происходит?» вопросов о природных явлениях, таких как дождь, снег или изменение цвета листьев. Принимайте все их идеи одинаково, но прислушивайтесь к их ответам на уровне магического или реального мышления.

Создайте подходящее место и время (например, на детской площадке) для игры супергероев и внимательно следите за возможностями для детей преодолеть свои страхи и отпустить потребность в силовых играх.

http://www.albion.edu/library/Isaac/

http://www.communityplaythings.com/

http://www.jamesline.com/news/publications/frontiers/?ID=1405&CID=0

База данных 1854 концепции объектов и более 26000 натуралистических изображений объектов

Доступность данных

Концепция объекта и база данных изображений, а также все данные и результаты общедоступны через фонд Open Science по адресу http://doi.org/10.17605 / osf.io / jum2f.

Участников

Мы наняли в общей сложности 1395 сотрудников из онлайн-платформы краудсорсинга Amazon Mechanical Turk для выполнения различных задач, связанных с созданием этой базы данных, включая присвоение имен изображениям объектов и категоризацию объектов (см. Ниже). В задаче именования объектов работникам было выплачено 0,10 доллара США за 10 ответов (на практике ~ 7,50 долларов США / ч), а в задаче категоризации объектов 0,05 доллара США за 5 ответов (на практике ~ 5,00 долларов США / час; все оценки основаны на режиме времени выполнения. ).Это исследование было одобрено Управлением по защите исследований людей (OHSRP) NIH, и работники получили финансовую компенсацию за свое время.

Идентификация концепций изобразимых и именованных объектов

Выбор и идентификация 1854 концепций объектов, используемых для этого набора данных изображения, включали трехэтапную процедуру, которая более подробно описана ниже. Во-первых, из существующей базы данных слов мы собрали список существительных, которые представляют конкретные, изобразимые концепции объектов.Во-вторых, мы выполнили устранение неоднозначности смысла слова, присвоив каждому существительному один или несколько уникальных идентификаторов WordNet («синсетов»), которые представляют значение этого существительного, что позволило нам исключить синонимы или идентифицировать существительные с несколькими значениями. В-третьих, мы определили подмножество синсетов, которые соответствуют их использованию в повседневном языке, выбрав репрезентативные изображения для всех синсетов и проверив, насколько последовательно они были названы людьми. Обратите внимание, что окончательный список не претендует на то, чтобы быть полным и определенным набором из всех концепций графических и именованных объектов на английском языке (см. Обсуждение).Однако приведенные ниже шаги представляют собой систематический подход к их выбору и подробное описание различных принимаемых решений. Кроме того, обратите внимание, что фактическое количество выбранных существительных на каждом из этих этапов может незначительно отличаться от чисел, указанных ниже, поскольку в некоторых случаях на каждом этапе выбора мы определяли элементы, которые были ошибочно сохранены, но должны были быть исключены на более ранних этапах.

Шаг 1: Список конкретных существительных в американском английском, которые можно изобразить.

Чтобы составить список конкретных изобразимых существительных, мы использовали список леммы американского английского [27], который содержит оценки конкретности для ~ 40 000 слов и выражений из двух слов (например,грамм. «мороженое»). Для простоты мы будем называть эти слова или двухсловные выражения словами. В этом списке лемм об американском английском рейтинг конкретности варьировался от 1 до 5 и отражал уровень, на котором слово могло быть воспринято одним из пяти основных смыслов (5: конкретный, 1: абстрактный). Оценка конкретности каждого слова основана на среднем 25–30 уникальных поведенческих реакциях.

Чтобы выбрать лемму-кандидата из этого списка, мы применили два критерия отбора.Во-первых, мы ограничили наш выбор словами, которые были помечены как существительные. Мы использовали теги части речи с рейтингами конкретности [28] и расширили их с помощью проекта British Lexicon [29], который предлагает несколько тегов для каждого слова (например, «готовить» как существительное и как глагол). Во-вторых, мы ограничили наш выбор слов теми, у которых рейтинг конкретности ≥ 4. Этот выбор был основан на предварительном ручном просмотре списка, так как мы редко находили слова-кандидаты с более низким рейтингом конкретности.На основе этих критериев мы выделили 8 671 существительное.

После этого первоначального выбора мы вручную проверили список на основе ряда критериев исключения (список исключенных лемм предоставляется вместе с этой базой данных). Критерии исключения: (1) не существительное, несмотря на тег части речи, (2) форма множественного числа, когда в списке найдена форма единственного числа с идентичным значением (например, исключить «кошки», когда присутствует «кошка», но сохраняйте «очки», когда присутствует «стекло»), (3) четкий синоним (например, «автомобиль» vs.«Автомобиль»), (4) существительные, которые явно нельзя назвать именуемыми или слишком общими (например, «оборудование»), (5) судоходные места (например, «сад»), включая составные части зданий (например, «шпиль»), (6) существительные, относящиеся к лицам, выполняющим определенные роли (например, «врач», «пилот», «аудитория»), с определенным этническим или культурным происхождением (например, «индеец») или с определенным цветом кожи (например, «альбинос»), (7 ) вымышленные или вымершие существа, для которых не может существовать никаких реальных фотографий (например, «дракон», «оборотень», «динозавр»), (8) статусы взаимоотношений (например, «дракон», «оборотень», «динозавр»).грамм. «Отец», «внучка») (9) части тела, которые являются либо внутренними органами, либо мышцами (например, «печень»), или если существительное описывает их как части других частей тела (например, «ноготь», «предплечье»), (10) физиологические жидкости (например, «моча»), (11) части тела животных, которые не служат в качестве инструментов для людей (например, исключают «клюв», но включают «перо»), (12) невизуальные, но чувственные существительные ( например, «щелчок», «музыка»), (13) существительные действия (например, «привкус»), (14) время дня («ночь»), (15) единицы измерения и геометрические фигуры (напр.грамм. «Кварта», «шестиугольник»), (16) жидкости или свет, которые нельзя приписать объекту (например, «наводнение», «лунный свет»), или определенные напитки, которые нельзя идентифицировать без этикетки (например, «виски», «джин» »), (17) небесные тела (например,« луна »), (18) определенные лекарства, фармацевтические препараты и химические соединения, (19) части объектов, которые трудно описать изолированно (например,« шов »,« край »), (20) ткани и неспецифические поверхностные материалы (например, «твид», «тиковое дерево»), (20) торговые марки, если только предметы других марок не используют это название (например, «твид»).грамм. исключить «iPad», но включить «джип») и (21) существительные, обозначающие или подразумевающие сексуальное содержание или наготу. В дополнение к этим критериям исключения, мы решили исключить все существительные, которые требуют текста для идентификации объекта (например, «лексика») или которые относятся к объектам, которые обязательно содержат текст (например, «газета»), поскольку для база данных изображений идентификация не должна основываться на тексте или быть искажена письменным текстом. Наконец, мы исключили небольшой набор существительных, которых не было в WordNet (см. Ниже) и которые мы сочли очень необычными (например,грамм. «Поперечный рычаг»). Этот выбор оставил нам список из 3397 слов.

Шаг 2: Устранение неоднозначности слов посредством назначения синсетам WordNet.

Каждое из существительных, определенных на предыдущем шаге, может иметь более одного значения, что делает неясным, какое понятие представляет существительное (например, «летучая мышь» как животное или «летучая мышь» как спортивный предмет). Кроме того, список может содержать синонимы, то есть разные слова с одинаковым значением, которые можно объединить (например, «диван» и «диван»). Чтобы идентифицировать все уникальные изобразимые значения из этого списка слов, мы использовали WordNet для устранения неоднозначности слов, т.е.е. присвоение слов уникальному значению. В WordNet [11] значение или смысл называется набором синонимов, который имеет уникальный идентификатор (идентификатор синонима), список синонимов и определение. Обратите внимание, что хотя охват значений слов в WordNet обширен, некоторые значения не охватываются, а другие представлены несколькими наборами синонимов, которые в принципе могут быть объединены.

Чтобы идентифицировать уникальные наборы синхросигналов, мы сначала скомпилировали все наборы-кандидаты для каждого слова в нашем списке. Для слов только с одним набором синонимов присвоение слова и набора синонимов не требовало устранения неоднозначности.Для этих слов мы удалили синсеты, определение которых не представляло изобразимый объект и которые по ошибке не были удалены на предыдущем шаге. Для всех оставшихся слов мы создали графический пользовательский интерфейс (GUI), чтобы представить каждое слово вместе со всеми его синсетами (рис. 1). В графическом интерфейсе справочное слово появилось вверху вместе со всеми кандидатами на синсеты с разными синонимами, определениями и, если они есть, с тремя совпадающими изображениями, извлеченными из ImageNet [2]. Для каждого слова два независимых эксперта выбрали значение (я), которое лучше всего соответствует слову.Два оценщика выполнили это задание для одной половины слов (четные числа), а еще два оценщика — для другой половины (нечетные числа). Среднее согласие между экспертами составило 82,53%, и разногласия разрешались третьим экспертом. Основываясь на этих рейтингах, мы объединили синонимические слова, выбрав наиболее часто используемый синоним, используя частоту слов, указанную в Корпусе современного американского английского [30]. Кроме того, мы присвоили словам с несколькими значениями отдельные идентификаторы (например, «bat1» и «bat2»).В результате мы получили в общей сложности 3228 концепций объектов, основанных на значениях разных слов.

Рис. 1. Концепция и процедура выбора изображения, а также графические пользовательские интерфейсы (GUI), используемые для выбора концепции и изображения.

(A) Процедура выбора 1854 концепта в базе данных THINGS. (B) Графический интерфейс пользователя, используемый для устранения неоднозначности слов на основе смыслов WordNet (синсеты) и примеров изображений из ImageNet. (C) Процедура выбора 26 107 изображений объектов в базе данных THINGS.Оригинальные изображения заменены в соответствии с политикой журнала в отношении авторских прав. (D) Графический интерфейс пользователя, используемый для первоначального ручного выбора изображений-кандидатов с достаточным качеством. Оригинальные изображения заменены в соответствии с политикой журнала в отношении авторских прав.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0223792.g001

Шаг 3. Задача присвоения имен объектам для определения концепций визуализируемых объектов.

Используя список понятий из предыдущего шага, мы определили репрезентативные изображения, изображающие эти концепции, и выполнили задачу именования объектов.Целью этой задачи было определить набор объектов, для которых участники используют предполагаемую концепцию объекта, и отделить их от тех, для которых они используют другую концепцию. У этого подхода два аргумента. Во-первых, включение концепций объектов в соответствии с тем, как они названы, улучшает их сопоставимость и предотвращает двусмысленность в отношении знаний об объектах. Во-вторых, для базы данных изображений объектов наблюдатель должен уметь распознавать объект и определять концепцию объекта.Существует несколько причин, по которым могут возникать разногласия между концепцией и названием, которое наблюдатель использует для объекта на изображении. Во-первых, некоторые из этих слов довольно специфичны и отражают уровень подчиненной категории (например, «голубая сойка»), который может не соответствовать описанию, обычно используемому наблюдателями-людьми (например, «птица»). Действительно, эта процедура использовалась ранее, и было продемонстрировано, что результаты присвоения имен обычно отражают базовый уровень задачи присвоения имен (Rosch et al., 1976). Однако мы не ограничивали выбор понятий базовым уровнем, а специально выбирали понятия, основанные на их повседневном использовании в языке.Во-вторых, некоторые из концепций представляют части объекта (например, «кольцо шляпы», «губа»), которые могут быть показаны только в контексте объекта при увеличении масштаба, но которые могут заставить наблюдателей, тем не менее, сосредоточиться на объекте (например, «шляпа» ,» «рот»). Наконец, наименование может быть очень непоследовательным или неправильным, что указывает на то, что наблюдатели испытывают трудности с определением концепции объекта или не соглашаются, какую концепцию использовать.

Мы протестировали именование объектов, выбрав репрезентативное изображение объекта с естественным фоном для каждой из 3228 концепций объектов и представив их работникам Amazon Mechanical Turk ( n = 445, среднее количество ответов на одного работника: 86.29). Каждое изображение было показано 10 работникам, которых попросили обозначить объект или «вещь», которая была наиболее заметной на изображении, введя ее в поле под изображением. Дополнительный набор из 10 ответов был собран для неоднозначных случаев. В ответах были исправлены орфографические ошибки и формы множественного числа, а различные синонимы синсета были помечены как отражающие одну и ту же концепцию. Наши критерии включения были довольно либеральными, то есть мы предпочли включить понятие, чем ложно исключить его. Все ответы публикуются в базе данных, включая ссылки на типичные изображения.Критериями исключения для концепций объекта были: (1) если ожидаемая метка была предоставлена ​​только один раз, (2) если ожидаемая метка была предоставлена ​​только дважды, в то время как другая метка последовательно предоставлялась по крайней мере пять раз, (3) если ожидаемая метка была предоставлена предоставлялись только три раза, в то время как другая этикетка постоянно предоставлялась по крайней мере шесть раз. Критериями для сбора дополнительных 10 ответов были: (1) если ожидаемая метка была предоставлена ​​дважды, в то время как другая метка постоянно предоставлялась менее пяти раз, или (2) если было равное количество ответов с ожидаемой меткой и другой меткой. метка.Кроме того, мы вручную проверили все концепции, отмеченные для исключения, и когда возникли сомнения в том, что изображение недостаточно репрезентативно, мы выбрали новое изображение и повторно протестировали концепцию. После сбора дополнительных ответов все концепции, которые еще не были четко включены или исключены, были оставлены. На основе этого подхода были исключены еще 1374 концепции. Из них 706 названы на более высоком таксономическом уровне, 630 названы непоследовательно, а 38 относятся к целому объекту, когда понятие объекта отражает его часть.В итоге у нас осталось 1854 концепции объектов.

Идентификация категорий объектов более высокого уровня

Определив окончательный набор из 1854 концепций объектов, мы попытались определить набор категорий объектов более высокого уровня. С этой целью мы следовали двум стратегиям. В соответствии с подходом к идентификации концепций, основанным на их использовании в повседневном языке при именовании конкретных объектов, мы выбрали аналогичную стратегию «снизу вверх», когда сотрудники Amazon Mechanical Turk идентифицируют категории, к которым принадлежит каждый объект.Однако этот подход, вероятно, приведет к ошибкам, основанным на неправильных представлениях (например, что арахис — это орех, а не бобовое растение), и может привести к неполным категориям. Следовательно, мы дополнили эту стратегию подходом «сверху вниз», идентифицируя членов доминирующих категорий на основе систематики смыслов слов, присущей WordNet.

Определение категорий объектов снизу вверх.

Для восходящей стратегии мы провели двухэтапную процедуру в Amazon Mechanical Turk, сначала попросили работников предложить категории кандидатов для этих объектов, а затем попросили отдельную группу работников выбрать наиболее подходящую категорию из этих кандидатов.Более подробно, на первом этапе для каждой концепции и репрезентативного изображения мы попросили 20 рабочих указать категорию, к которой принадлежит этот объект ( n = 427, среднее количество ответов на одного рабочего: 43,41). В инструкции включены четкие примеры с использованием абстрактных понятий и категорий, чтобы не устанавливать четкую основу для ожидаемых результатов для конкретных объектов (например, «синий» — это «цвет», «Сьюзен» — это «имя» или «женское имя». »). Мы исключили ответы, которые просто повторяли исходную концепцию, но сохранили все остальные ответы, включая произвольные категории (например,грамм. «Спорт», а не «спортивный предмет» или «спортивный инвентарь»). Кроме того, мы исправили все ответы на орфографические ошибки и преобразовали форму множественного числа в форму единственного числа (если исходная концепция не была существительным множественного числа, например «очки»).

На втором этапе, чтобы определить репрезентативные категории из тех, которые были получены в первом раунде, мы попросили еще 20 рабочих на концепцию (всего n = 523) предоставить категорию для объекта. На этот раз, однако, в дополнение к слову, представляющему концепцию и репрезентативное изображение, мы показали рабочим ответы, которые были предоставлены работниками на предыдущем шаге, в случайном порядке.Работников проинструктировали, что некоторые ответы были неправильными, что они могут объединить предыдущие ответы и что они могут использовать свою собственную категорию, если сочтут все ответы неуместными. Были удалены ответы одного работника, который выполнил необычно большое количество ответов с необычно быстрым временем отклика (среднее количество ответов на одного работника: 67,22, количество ответов исключенного работника: 1990). Все оставшиеся ответы на этом втором этапе были снова исправлены на орфографические ошибки, а форма множественного числа была преобразована в форму единственного числа.Кроме того, мы объединили ответы, которые были синонимами (например, «напиток» и «напиток»), и удалили качественные утверждения (например, «большой», «маленький», «горячий», «холодный» и т. Д.), Цвета и место употребления происхождение (например, «азиатский», «французский»). Ответы автоматически относились к категории более высокого уровня, если (а) было 11 или более последовательных ответов или (б) было не менее 5 последовательных ответов, в то время как менее половины этого числа были последовательной альтернативой. Позже все назначения были проверены вручную на точность, а категории более высокого уровня были назначены всем концепциям на основе сводки предоставленных категорий или использования синонимичных категорий.Наконец, из списка всех категорий мы определили категории, которые использовались как синонимы или сильно пересекались (например, «кухонный инструмент» против «кухонной утвари»), и объединили их.

Определение категорий объектов сверху вниз.

Для стратегии «сверху вниз» мы использовали таксономию в WordNet для определения всех понятий, подчиненных 27 категориям высокого уровня, определенным на предыдущем шаге. С этой целью мы сначала определили синсеты категорий высокого уровня. Из этих категорий 23 были найдены в WordNet, и мы использовали категорию «украшение» вместо «домашний декор» из-за сильного совпадения между членами обеих категорий, в результате чего всего было 24 категории.Для каждой из 1854 объектных концепций мы рекурсивно поднимались по каждой ветви дерева WordNet, пока не достигли верхнего синсета. Затем мы присвоили концепцию объекта любой из 24 категорий, которые были пересечены при восхождении через WordNet. Обратите внимание, что категория «автомобильная часть» не содержит подчиненных записей в WordNet, т.е. в разделе Results количество категорий указано как 23.

Подбор изображений в базу изображений объектов

Для окончательной базы данных изображений объектов цель состояла в том, чтобы идентифицировать по крайней мере 12 изображений для каждой из 1854 концепций объекта, т.е.е. минимум 22 248 изображений. Отбор изображений и постобработка (например, кадрирование) были выполнены авторами. Обратите внимание, что ниже идентификация изображений-кандидатов и постобработка описаны как последовательные шаги. Однако процесс выбора изображений объектов проходил через несколько циклов, пока не было определено достаточное количество подходящих изображений для всех концепций.

Критерии выбора изображения.

Цель этой базы данных изображений объектов состояла в том, чтобы выбрать высококачественные, натуралистичные изображения объектов, принадлежащих к 1854 концепциям объектов.Каждое изображение представляло собой фотографию одного или нескольких примеров данной концепции объекта, которая была обрезана до квадратного размера. Поскольку критерии отбора (подробно изложенные ниже) требовали, чтобы мы исключили большинство изображений-кандидатов, для некоторых концепций было трудно найти примеры подходящего качества. Для этих концепций мы решили немного ослабить некоторые из этих критериев выбора. В дальнейшем, когда мы пишем «исключение», это относится к строгим критериям исключения для изображений, в то время как термин «избегание» относится к критериям исключения, которые были менее строгими, в зависимости от того, насколько сложно было найти примеры объектов.

Объекты обычно выбирались в качестве центрального компонента изображения, и хотя дополнительные объекты других концепций могли присутствовать в изображении, им не разрешалось доминировать в изображении. Например, на изображениях одежды разрешалось присутствие частей тела человека; однако мы избегали изображений с человеческими лицами из-за их сильной заметности (за исключением понятий, определяемых человеческими лицами, например, «лицо», «мужчина», «женщина»). Поскольку каждое изображение было обрезано до квадрата, чтобы стандартизировать размер изображения, мы сосредоточились на идентификации изображений, которые по-прежнему отображали бы большую часть объекта после кадрирования.

Изображения были фотографиями с минимальным размером 480 × 480 пикселей, но большинство из них были 600 × 600 пикселей или больше (см. Рис. 3B). Мы выбрали изображения объектов с натуралистическим фоном, то есть мы избегали изображений с однородным фоном и исключали изображения, для которых естественный фон был удален или которые были изменены ненатуралистическим и узнаваемым образом. Мы избегали изображений, на которых объект был размытым или для которых освещение было переэкспонировано или недоэкспонировано, и мы исключили изображения с ненатуралистическими цветами (включая оттенки серого), сильными цветовыми фильтрами, водяными знаками, границами или другим текстом, добавленным к изображениям.Наконец, мы специально избегали текста, который естественным образом появлялся на изображениях (например, в книге), особенно когда текст позволял идентифицировать концепцию объекта. Однако для некоторых концепций объекта этого было трудно или невозможно избежать (например, «полицейская машина»).

Идентификация изображений-кандидатов.

Из-за большого количества концепций объектов и изображений, а также строгих критериев отбора мы использовали несколько стратегий для определения подходящих изображений. Во-первых, мы автоматически выбрали 30 изображений-кандидатов на концепцию из каждой поисковой системы изображений Google Images, Bing Images и веб-сайта фотографии Flickr.Затем мы вручную выбрали изображения кандидатов, используя настраиваемый графический интерфейс пользователя (GUI), написанный в MATLAB (Mathworks, Natick). Поскольку эта стратегия не дала достаточного количества высококачественных изображений объектов для большинства концепций объектов, мы решили напрямую идентифицировать и загружать изображения-кандидаты с помощью ручного поиска в Интернете, уделяя особое внимание изображениям из Google Images, Bing Images и онлайн-ресурсов. аукционная площадка eBay. Мы ускорили процесс, открыв набор изображений-кандидатов в браузере и используя загрузчик массовых изображений, который позволил нам выбирать изображения достаточного размера (https: // chrome.google.com/webstore/detail/fatkun-batch-download-ima/nnjjahlikiabnchcpehcpkdeckfgnohf). Поисковые запросы обычно сосредоточены на слове, отражающем концепцию объекта, в некоторых случаях с использованием перевода на испанский, немецкий, русский, китайский или французский. Кроме того, мы определили набор изображений-кандидатов достаточного размера из ImageNet [2], которые были предварительно отобраны и выбраны для базы данных изображений объектов «ecoset» [31] с последующим ручным выбором с помощью графического интерфейса выбора изображений. Наконец, несколько изображений, сделанных авторами, были добавлены в базу данных.

Обрезка изображения, удаление изображений с рамкой и ручная проверка качества.

После ручного выбора подходящих изображений-кандидатов мы обрезали объекты до квадратного размера, используя отдельный пользовательский графический интерфейс (написанный в MATLAB) для ускорения процесса (рис. 1). Этот графический интерфейс позволил нам выбрать соответствующие части изображения для достаточно больших изображений, обрезать изображения до квадратного размера и исключить плохие изображения-кандидаты. Кроме того, был написан графический интерфейс, предотвращающий выбор частей изображения, размер которых меньше 480 × 480 пикселей.После этого кадрирования изображения мы идентифицировали и исправляли изображения, которые все еще содержали небольшую однородную границу, путем поиска одинаковой интенсивности пикселей на краю изображения. Наконец, мы вручную проверили все кадрированные изображения во второй раз, чтобы определить и удалить изображения с низким качеством или изображения, соответствующие другим критериям исключения.

Полуавтоматическая идентификация очень похожих или повторяющихся изображений.

Небольшое количество изображений-кандидатов в рамках концепции были дубликатами, фотографиями одного и того же объекта с немного другой точки зрения или изображениями с разными примерами объектов, но идентичным фоном.Чтобы идентифицировать очень похожие изображения или дубликаты, мы пропустили все изображения через глубокую сверточную нейронную сеть VGG-16 [32], которая была предварительно обучена 1000 концепциям ImageNet, реализованным в наборе инструментов MatConvNet (http://www.vlfeat.org / матконвнет / предварительное обучение /). Мы рассудили, что очень похожие изображения будут давать схожие векторы активации на разных уровнях обобщения. Для идентификации этих изображений с помощью VGG-16 мы сосредоточились на пяти уровнях объединения и двух полностью связанных уровнях, т.е.е. всего семь слоев.

Далее мы описываем процесс для первого слоя, который мы повторили отдельно для всех семи слоев. Для всех изображений объектов мы вычислили активации для текущего слоя и векторизовали их. Впоследствии в рамках каждой из 1854 концепций объектов мы вычислили коэффициенты корреляции Пирсона между всеми парами векторов. Например, для концепции объекта, содержащей 12 изображений объекта, этот шаг дал 66 коэффициентов корреляции. Наконец, мы использовали MATLAB для последовательного отображения пар объектов, начиная с пары с наибольшим коэффициентом корреляции и постепенно уменьшая размер коэффициента корреляции.Мы вручную проверили первые 1500 пар и удалили изображения, которые были дубликатами, были одним и тем же объектом, снятым под разными углами, или имели идентичный фон. Проверка первых 1500 пар оказалась эффективной, и ни одно изображение не было удалено из последних 100 пар изображений. Мы повторили этот процесс для всех семи слоев. Поскольку разные сетевые уровни создавали одинаковые дублированные кандидаты, мы исключили пары, которые ранее просматривались, но все же вручную отобрали дополнительные 1500 пар для каждого слоя.

Назначение порядка изображения и имени изображения в окончательной базе данных.

На последнем этапе мы преобразовали все изображения в формат jpeg, определили окончательный порядок изображений объектов и стандартизировали их имена файлов. Как описано выше, цель окончательной базы данных заключалась в том, чтобы иметь по крайней мере 12 изображений для каждой концепции. Для простоты мы сочли первые 12 изображений каждой концепции наиболее актуальными. Первое изображение каждой концепции было эталонным изображением, используемым в задаче именования объектов, если только оно не было достаточного качества и было исключено (количество исключенных эталонных изображений: 191).Все остальные изображения изначально были отсортированы по размеру изображения. Затем мы перемешали порядок 11 самых больших изображений. Для всех концептов с более чем 12 изображениями мы отдельно перемешали порядок остальных изображений. Поскольку для сравнения с алгоритмами компьютерного зрения часто важно знать, какие изображения использовались для обучения алгоритма, а поскольку ImageNet широко используется, все изображения, выбранные из ImageNet, были помечены буквой n. Все эталонные изображения были помечены буквой b, а все остальные изображения — буквой s.

Матрицы подобия из вычислительных моделей семантики и видения

Семантическое встраивание на основе векторов синсетов.

Семантические вложения обеспечивают низкоразмерное векторное представление слов на основе их статистики совместной встречаемости в больших текстовых корпусах, которые приблизительно соответствуют взаимосвязи между значениями слов. Недавние разработки встраивания слов на основе неглубоких нейронных сетей, в частности word2vec [7], привели к значительному повышению производительности.Недавний подход к моделированию [33] объединил word2vec со знаниями о различных смыслах на основе наборов WordNet, предоставляя отдельные векторы для разных значений слов. Здесь мы извлекли эти векторы синсетов (1), чтобы создать матрицу сходства, чтобы визуализировать семантическое распределение различных концепций, и (2), чтобы обеспечить количественную основу для выбора репрезентативного подмножества концептов на основе их семантического сходства и (3) предложить ресурсы для исследователей, которые намерены использовать их наряду с концепциями.Короче говоря, для всех наборов синхронизации мы извлекли 300-мерные векторы набора синхросигналов из тех, что предоставлены Пилехваром и Коллиером [33] (https://pilehvar.github.io/deconf/), которые были обучены с помощью word2vec в Корпусе новостей Google ( https://code.google.com/archive/p/word2vec/). Для слов, не представленных в WordNet или отсутствующих в представлениях вектора synset, мы выбрали исходную модель word2vec, но изменили масштаб векторов слов, чтобы они имели то же стандартное отклонение, что и векторы synset, поскольку дисперсия векторов synset была уменьшена.Наконец, мы вычислили матрицу сходства между словами, используя корреляцию Пирсона (общее косинусное расстояние и евклидово расстояние привели к очень похожим результатам, все r > 0,96).

Активация глубокой сверточной нейронной сети для всех изображений объектов.

Глубокие сверточные нейронные сети (CNN) предлагают вычислительную модель распознавания объектов и благодаря своей превосходной производительности стали очень популярными моделями не только в области информатики, но также в психологии и нейробиологии [34–36] ( обзор см. в [37, 38]).Мы извлекли активации слоев CNN для двух целей. Во-первых, мы используем их, чтобы определить степень избирательности каждой концепции объекта и то, как она увеличивается от ранних к поздним уровням. Во-вторых, мы предоставляем матрицы сходства изображений в качестве дополнительного ресурса для исследователей. С этой целью мы использовали CorNet-S [39], сравнительно неглубокую рекуррентную архитектуру нейронной сети, вдохновленную вентральным визуальным потоком в мозгу макаки. Для каждого изображения, содержащегося в нашей базе данных, мы извлекли активации для всех пяти слоев в CorNet-S и преобразовали их в векторы.Затем для каждого слоя мы создали матрицу подобия, вычислив коэффициент корреляции Пирсона между всеми парами векторов.