Пространственно-временной образец

Пространственно-временные закономерности — это закономерности , которые встречаются в широком диапазоне природных явлений и характеризуются пространственной и временной структурой. Общие правила формирования паттернов сохраняются. В отличие от «статичных», чисто пространственных паттернов, всю сложность пространственно-временных паттернов можно осознать только с течением времени. Любой вид бегущей волны является хорошим примером пространственно-временной закономерности. Помимо формы и амплитуды волны (пространственной части), ее изменяющееся во времени положение существенной частью всей картины является (а возможно, и форма) в пространстве.

Различие между пространственными и пространственно-временными закономерностями в природе не является четким, поскольку статическая, неизменная закономерность никогда не возникает в строгом смысле этого слова. Даже горные породы будут медленно меняться в течение десятков миллионов лет, поэтому различие заключается во временном масштабе изменений по отношению к человеческому опыту . Уже моментальное состояние дюны обычно воспринимается как пример чисто пространственной структуры, хотя это явно не так. Таким образом, можно сказать, что пространственно-временные закономерности в природе являются скорее правилом, чем исключением.

Физика

Многие гидродинамические системы демонстрируют формирование закономерностей:

Химия

Любой тип реакционно-диффузионной системы, создающий пространственные закономерности, также будет, из-за временной зависимости как реакций, так и диффузии, создавать пространственно-временные закономерности.

Биология

Нейробиология

Нейронные сети, как искусственные , так и естественные , создают практически неограниченное разнообразие паттернов как в сенсорном восприятии , обучении, мышлении и рассуждении, так и в спонтанной деятельности . Например, было продемонстрировано, что препаратах могут возникать спиральные волны , признаки многих возбудимых систем в неокортикальных . ^[1]

Коммуникация

Любая коммуникация , язык , опирается на пространственно-временное кодирование информации, создание и передачу звуковых вариаций или любого типа сигнала , то есть отдельных строительных блоков информации, которые изменяются с течением времени. -Несмотря на то, что письменный язык существует только как (2D) пространственная конкатенация букв и строк , его необходимо последовательно декодировать с течением времени. Таким образом, любой вид языка, понятный организмам, в конечном итоге представляет собой перекодирование нейронных сигналов и - при успешной коммуникации - вызывает у получателя те же паттерны нейронной активности, которые существовали у отправителя. Например, предупреждающий крик птицы, когда она замечает хищника, вызовет аналогичный тип и степень тревоги (в конечном итоге определенный тип нейронной активности) у других особей, даже если они еще не видели и не слышали потенциального нападавшего.

Даже искусственные языки , например компьютерные языки , читаются и интерпретируются не за один этап, а последовательно, поэтому их осмысленно организованный словарь (например, « компьютерный код ») можно рассматривать как образец.

Генетика

Как особый тип языка, «статическая» (без учета случайных ошибок транскрипции , рекомбинации и мутаций ) ДНК и ее паттерн транскрипции с течением времени приводят к биологически важным паттернам. Регуляторные сети генов отвечают за регулирование уровня экспрессии генов во времени , что можно проанализировать с помощью профилирования экспрессии .

Преступление

Преступники демонстрируют пространственно-временные закономерности при планировании и осуществлении своих действий, которые могут быть использованы для прогнозирования их будущего поведения . Временные закономерности могут применяться к предпочтительному времени совершения преступлений. Пространственные закономерности можно определить в потенциальных целях и маршрутах преступной деятельности.

Пространственные закономерности могут использоваться для определения наиболее вероятных мест совершения преступлений или для определения потенциальных путей бегства. Кроме того, преступники часто используют временные и пространственные закономерности, чтобы скрыть свою деятельность, например, совершая преступления в районах с низкой плотностью населения или в районах с ограниченным наблюдением. Понимая пространственно-временные закономерности в отношении преступности, специалисты правоохранительных органов и предотвращения преступности могут разработать стратегии, позволяющие лучше предотвращать преступную деятельность и реагировать на нее. Например, правоохранительные органы могут использовать пространственно-временные закономерности для выявления горячих точек преступности и определения наиболее эффективных стратегий реагирования на эти области. Кроме того, специалисты по обеспечению правопорядка и предотвращению преступности могут использовать пространственно-временные закономерности для выявления и отслеживания потенциальных подозреваемых или областей преступной деятельности. ^[2]

Литература

Дэниел Уолгреф (2012). Формирование пространственно-временных структур: на примерах из физики, химии и материаловедения . Спрингер. ISBN 9781461218500 .

Ссылки

^ Сяоин Хуан; Уильям С. Трой; Цянь Ян; Хунтао Ма; Карло Р. Лэнг; Стивен Дж. Шифф и Цзян-Янг Ву (3 ноября 2004 г.). «Спиральные волны в расторможенном неокортексе млекопитающих» . Дж. Нейроски . 24 (44): 9897–9902. doi : 10.1523/JNEUROSCI.2705-04.2004 . ПМЦ 4413915 . ПМИД 15525774 .
^ «Анализ преступности с использованием пространственно-временных данных | Five23» . Проверено 26 января 2023 г.

[1] Сяоин Хуан; Уильям С. Трой; Цянь Ян; Хунтао Ма; Карло Р. Лэнг; Стивен Дж. Шифф и Цзян-Янг Ву (3 ноября 2004 г.). «Спиральные волны в расторможенном неокортексе млекопитающих» . Дж. Нейроски . 24 (44): 9897–9902. doi : 10.1523/JNEUROSCI.2705-04.2004 . ПМЦ 4413915 . ПМИД 15525774 .

[2] «Анализ преступности с использованием пространственно-временных данных | Five23» . Проверено 26 января 2023 г.

[1]

[2]