Фотиади Э.Э. (ред.) Геология и математика
Подождите немного. Документ загружается.
СИБИРСКОЕ
ОТДЕЛЕНИЕ
АН
СССР
ИНСТИТУТ
ГЕОЛОГИИ
И
ГЕОФИЗИКИ
МИНИСТЕРСТВО
ГЕОЛОГИИ
СССР
СНИИГГиМС
[J@1@tЮ@[JОО~
00
OO~u~OO~LYOO[x~
МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ
,
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ
И
ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ
ВОПРОСЫ
ГЕОЛОГИИ
,
СВЯЗАННЫЕ
С
ПРИМЕНЕНИЕМ
МАТЕМАТИЧЕСКИХ
МЕТОДОВ
И
ЭВМ
ИЗДАТЕЛЬСТВО
«НАУКА
..
НОВОСИБИРСК
. 1967
ОТВЕТСТВЕННЫй
РЕДАКТОР _
член-корр
.
А Н
ссср
-
Э. э.
Фотиади
.
АВТОРСRИй
RОЛЛЕRТИВ:
Ю.
А.
Воронин
(руков
оди
т
ель
),
В.
К.
Ал,абuн,
С
.
В.
Гол.ьдuн,
Н.
А.
Гол,ьдuна,
Э.
А
.
Еганов,
М.
Н
.
И
ва
но
ва
,
А.
Э
.
Канторовuч,
Г
.
Н.
Карат
аева
,
В. А.
Куто
л,uн
,
Ю
.
В.
Me
per;uH,
В.
д.
Пuсарев,
И
.
М.
Пuт
ае
в
,
В.
А
.
С
ол,о
вьев
,
О.
А
.
Сол,
овь
ев
,
А.
А.
Тито
в
,
2-9-1
1324-66
Е.
Н.
ЭnшmеUн
.
I
/
ОТ
РЕДАКТОРА
Последнее
десятилетие
характеризуется
бурным
проникно
вением
математических
методов
и
вычислительной
техники
в
различные
области
знаний.
Этот
процесс
«математизации»
науки
не
мог
не
затронуть
и
геологию.
К
1960
г.
стало
почти
очевидным'
что
проблемы
«математизации»
геологии
в
ближайшее
время
должны
стать
центральными.
К
решению
проблем
«математизации»
ге
о
логии
необходимо
было
специальным
образом
готовиться.
С
такой
целью
в
СО
АН
СССР
по
инициативе
Геоф
и
з
и
ческого
отдела
ИГиГ
СО
АН
СССР
в
1961
г.
был
создан
постоянно
действующий
семинар
по
проблемам
«математизацию)
геологии,
а
также
были
организо
ваны
для
сотрудников
ИГиГ
СО
АН
СССР
и
других
геологи
ческих
и
геофизических
организаций
Новосибирска
специаль
ные
курсы
лекций
по
различным
разделам
математики.
В
1963
г.
в
ИГиГ
СО
АН
СССР
в
тесном
сотрудничестве
с
Инсти
тутом
математики
и
Вычислительным
центром
СО
АН
СССР
создана
специальная
группа
по
ге
о
лого-математическим
иссле
дованиям.
В
1965
г.
эта
группа
была
преобразована
в
лаборато
рию
геолого-математических
исследований.
Опыт
наук,
где
процесс
«математизацию)
начался
раньше,
чем
в
ге
о
логии,
например
опыт
экономики,
показал,
что
процесс
«математизации»
какой-либо
науки
обязательно
затрагивает
многие
важные
методологические,
теоретические
и
организа
ционные
вопросы,
от
решения
которых
во
многом
зависит
успех
дела.
Естественно
было
при
постановке
геолого-мате
матических
исследований
в
АН
СССР
направить
основные
уси
лия
именно
на
решение
этих
вопросов.
В
публикуемой
ра
боте
излагаются
основные
результаты,
связанные
с
решением
некоторых,
по-видимому
первоочередных,
методологических,
4
теоретических
и
организационных
вопросов,
сопутствующих
проблемам
«математизации»
геологии.
В
метод
о
логическом
плане
для
успеха
«математизацию)
гео
логии
необходимо
было
получить
ответы,
в
частности,
на
такие
вопросы:
что
следует
понимать
под
процессом
«математизацию)
геологии?
почему
значительна
я
часть
ведущих
геологов
скеп
тически
относится
к
«математизацию)
ге
J
ЛОГИИ?
куда
следует
направлять
основные
усилия
с
целью
«математизацию)
геологи
и?
Эти
вопросы
и
составляют существо
первой,
методологической
главы
работы
.
Для
ответа
на
них
предварительно
рассматри
ваются
вопросы
логического
обоснования
существующих
теоретических
методов
геологии
и
вопросы
взаимосвязи
между
геологией
и
математикой.
Эта
глава
содержит
первую
об
стоятельную
попытку
осмыслить
процесс
«математизацию)
геологии
с
более
общих
позиций,
нежели
решение
тех
или
иных
частных
геологических
задач
с
помощью
каких-либо
математи
ческих
приемов.
Первая
глава
представляет
значительный
интерес
для
геолога
и
геофизика,
для
математика,
интересующе
гося
приложениями
своих
знаний
в
геологии,
и,
видимо,
для
фи
лософа
,
занимающегося
вопросами
«математизацию)
науки.
По
видимому,
некоторые
положения
этой
главы
можно
считать
спорными,
а
стиль
изложения
излишне
экономным.
Как
известно,
осн
о
вными
теоретическими
приемами
исследо
вания
в
геологии
являются
приемы
классификации
объектов
ипроцессов,
связанных
с
этими
объе.ктами.С
логических
позици
й
эти'основные
теоретические
приемы
до
сих пор
не
обсуждались
сколько-нибудь
подробно.
Такое
подробное
обсуждение
пред
принято
во
второй
главе,
посвященной
теории
геологических
классификаций.
Здесь
излагаются
оригинальные
теоретические
результаты,
имеющие
большое
практическое
значение.
Эта
глава
представляет
насущный
интерес
для
ге
о
лога
и
геофизика.
Поскольку
вопросы
теории
построения
классификаци
й
в
гео
логии
до
сих
пор
не
подвергались
систематическому
рассмот
рению,
не
все
вопросы
этой
теории
получили
здесь
окончательное
разрешение. Это
относится,
в
частности,
к
анализу
алгоритмов
распознавания
и
статистическим
приемам
классифицирования.
Следует
отметить,
что
полученные
здесь
результаты
опира
ются
на
тщательно
изученный
предшествующий
опыт
геологии.
Стиль
изложения
таков,
что
требует
не
ст
о
лько
математической
подготовки,
сколько
терпимого
отношения
к
с
имволике,
пожа
луй
довольно
громоздкой,
и
внимательности
.
Основным
рабочим
инструментом
теоретических
исследова
ний
в
геологии
являются
научные
понятия.
Сист
ем
а
научных
по
нятий
в
геологии до сих
пор
не
рассматрива
.Т
IaСЬ
с
позиции
ло-
5
гических
требований
и
возможности
применения
математи
ческих
методов
и
вычислительной
техники.
Этот
центральный
вопрос,
от
решения
которого
во
многом
зависит
успех
«матема
тизацию)
геологии,
рассматривается
в
третьей
главе
работы,
где
предпринята
попытка
формализовать
основные
представления
геологии.
Надо
отметить,
что
логическое
несовершенство
системы
научных
понятий
в
ге
о
логии
косвенно
отмечал
ось
и
в
многочис
ленных
работах
по
геологической
термин
о
логии.
Теоретическое
значение
попытки
создать
логически
стройную
систему
геоло
гических
понятий
трудно п
е
ре
оценить,
однако
содержательная
ценность
результатов
третьей
главы,
несмотря
на
то,
что
там
дана
математическая
постан
с
вка
некоторых
важных
структур
ных,
формационных
и
фациальных
задач,
еще
не
оч
е
нь
ясна.
Здесь
предстоит
в
дальнейшем
большая
работа.
Символика,
ко
торая
используется
в
этой
главе,
по-видимому,
тоже
ещ
е
не
очень
с
е
вершенна.
R
сожалению,
изложение
недостаточно
полно иллю
стрировано
геологическими
пояснениями
и
примерами.
Известно,
что
специфика
геологии
и
ее
сущность
наиболее
отчетливо
выступают
в
проблемах
геологического
времени,
генезиса
геологических
объектов,
геологическом
картировании
и
в
схемах
поиска
полезных
ископаемых.
В
четвертой
гnаве
предпринята
попытка
рассмо
т
реть
эти
вопросы
с
точки
зрения
их
логического
обоснования.
Нет
нужды
подчеркивать
ог
р
ом
ное
значение
такого
обоснования,
и
поэтому
эта
глава,
содержа
щая
:не
бесспорные
выводы,
представляется
крайне
важной
и
полезной.
Здесь
стиль
изложения,
по-видимому,
тоже
из
лишне
экономен.
-у
спех
«математизацию)
геологии
существенно
зависит
от
э
ф
фективного
решения
ряда
организационных
вопросов.
Неко
торые
из
них
рассматриваются
в
пятой
главе.
В
этой
главе,
до
вольно
обстоятельно
систематизирован
опыт
организации
ра
бот
по «математизации»
геологии,
но,
например,
llОПрОСЫ
изменения
программ
подготовки
геоnогов,
а
также
вопросы
организации
и
управления
геолого-математическими
исследо
ваниями
на
уровне
лаборатории
рассмотрены
слишком
бегло.
Настоящая
работа
является
результатом
кол
л
ективных
ис
сле
д
ований
сотрудников
ИГиГ
Сибирск
с
го
отделения
Академии
наук
СССР
и
СНИИГГиМСа
Министерства
геологии
СССР
геологов,
геофизиков,
геохимиков
и
математиков.
Текст
рабо
ты
был
написан
руководителем
иссл
е
дованиЙ-нанд.
фи
з
.-матем.
наук
Ю.
А.
Ворониным,
ноторому
принадлежат
основные
теорети
чесние
результаты.
В
работе
использованы
материалы
А.
М.
Бо
ровикова
(глава
П,
§ 1,
п.
1),
Н.
Л.
Добрецова
(гnава
1, § 2,
п. п.
3
jи
4),
А.
М.
Дмитриева
(глава
IV, § 1,
п.
6),
Н.
А.
Иони-
б
ной
(глава
III,
§4,
п.
7,),
ю.
Н.
l\очкина
(глава
III,
§ 6),
Т.
Н.
Ку
лик
(глава
III,
§ 1,
п.
4)
:
В
подготовке
библиографии
принялй
участие
сотрудники
библиотеки
ИГиГ
Сибирского
отделения
Академии
наук
СССР.
С
учетом
сказанного,
а
также
дискуссии
на
1-м
Сибирском
совещании
по
применению
математических
методов
и
ЭВМ
в
геологии
(Новосибирск,
декабрь
1965
г.)
можно
полагать,
что
настоящая
работа
вызовет
большой
интерес
у
всех,
кому
она
адресована:
геологов,
'
геофизиков,
геохимиков,
математиков,
интересующихся
приложениями
в
геологии,
философов,
зани
мающихся
вопросами
логики
научного
познания.
э. э.
фQmuад
'
u,
'Ilten-"opp.
АН
СССР
ВВЕДЕНИЕ
1.
В
настоящее
время
перед
науками
о
Земле
встали
новые
задачи,
связанные,
в
частности,
с
необходимостью
обработки
и
теоретического
обобщения
огромного
объема
накопившихся
разнородных
экспериментальных
данных
в
масштабе
всей
Земли
в
условиях
значительного
повышения
глубинности
ис
еледованиЙ.
Для
успешного
решения
этих
задач
в
о
зникает
необ
ходимость
теоретического
перевооружения
HaYI{
о
Земле.
В
раз
личных
науках
о
Земле
проблемы
такого
перевооружения
имеют
свою
специфику.
В
наших
целях
целесообразно
выделить
из
наук
о
Земле
геофизику
и
геохимию,
относя
все
остальные
к
геологии,
а
также
условиться
под
геологией
понимать
в
первую
очередь
те
науки,
к
оторые
составляют
идейную
основу
наших
представле
ний
о
Земле
и
являются
базой,
положим,
для
построения
схем
поисков
полезных
ископаемых:
литологию,
петрографию,
струк
турную
геологию
и
стратиграфию.
Если
придать
такое
условное
толкование
геологии,
то
одним
из
наиболее
актуальных
вопросов
пер
евооружения
геологии
следует
признать
внедрение
математических
методов
и
ЭВМ.
Такое
внедрение
можно
считать
сейчас
задачей
общегосударст
венного
значения
.
Об
этом
говорит,
положим,
приказ
Госгеол
кома
СССР
ом
41
от
29
января
1965
г.
2.
Как
показывает
опыт,
внедрение
математических
методов
и
ЭВМ
в
геологии
затрагивает
ряд
сложных
методологических,
теоретических
и
организационных
вопросов,
которые
до
сих
пор
не
подвергались
сколько-нибудь
подробному
обсу
ждени
ю.
Из
вестные
отдельные
методологические,
теоретические
и
орга
низационные
установки,
как
это
видно,
в
частности,
из
доклада
экспертной
комиссии
Госгеолкома
СССР
«Определение
состо
яния
разработки
и
внедре
ния
математических
методов
и
ЭВМ
в
8
Введ
е
н.u
е
практику
геологоразведочных
работ»
от
21
мая
1963
г.,
а
также
из
упомянутого
выше
приказа
Госгеолкома
СССР,
являются,
по-видимому,
недостаточно
четкими и
в
значительной
степени
спорными.
Это
находит
свое
отражение:
в
той
позиции,
которую
занимает
большинство
ведущих
геологов
по
отношению
к
внедрению
математических
методов
и
ЭВМ
в
геологию;
в
недостаточной
организационной
обеспеченности
подраз
делений,
занимающихся
таким
внедрением;
в
идейной
и
организационной
изолированности
этих
под
разделений
внутри
институтов
и
между
собой;
в
недостаточной
СВffЗИ
этих
подразделений
с
коллективами
математиков;
в
субъективной
оценке
геологических
результатов,
полу
ченных
с
помощью
математических
методов
и
ЭВМ;
в
недостаточной
геологической
эффективности
работ,
связан
ных
с
использованием
математических
методов
и
ЭВМ.
Отмеченное
позволяет
считать
обсуждение
методологических,
теоретических
и
орга
низационных
вопросов
геологии,
опреде
ляющих
успех
вне
дрения
математических
методов
и
ЭВМ
в
геологию,
крайне
необходимым.
3.
Геолого-математические
исследования
в
СО
АН
СССР
были
начаты
в
1961
г.
по
инициативе
Геофизич
еского
отдела
ИГиГ
СО
АН
СССР
и
велись
в
значительной
мере
именно
в
направ
лении
решения
методологических,
теоретических
и
организаци
онных
вопросов,
связанных
с
внедрением
математических
мето
дов
и
ЭВМ
В
геологию.
R 1965
г.
совместно
с
СНИИГГ
и
М
С
ом
Министерства
геологии
СССР
удалось
получить
в
этом
нап
равлении
ряд
результатов,
которые,
судя
по
отзывам
на
имею
щиеся
публикации,
представляют
и
з
вестный
интерес
.
В
настоя
щей
работе
предпринята
попытка
дать
систематическое
и
по
воз
можности
доступное
для
геологов,
геофизиков,
геохимиков
и
математиков
изложение
этих
результатов.
4.
С
одержание
работы
кратко
сводится
к
следующему.
В
пер
вой
главе,
носящей
методологический
характер,
анализируются
существующие
сейчас
представления
об
эффективных
путях
внедрения
математических
методов
и
ЭВМ
в
геологию,
исключая
применение
классических
моделей
физики
и
химии
1,
дается
методологическая
оценка
известных
работ,
связанных
с
так
им
внедрением,
уточняется
существо математических
методов
1
Такое
исключение
н
а
обходимо,
чтобы
избежать
проблем
геологи
ческой
интерпретации
физических
и
химических
моделей,
которые
н
е
об
ходимо
обсуждать
особо.
Вв
еде
ни
е
исс
ледования
и
состояние
современных
теоретических
представ
лений
геологии
.
На
основе
этого
предпрпнимается
попытка
н
аметить
наиболее
эффективные
направления
внедрения
мате
м
атических
методов
и
ЭВМ
в
геологию
с
учетом
требований
теории
и
практики.
Д
ля
этой
главы
руководящим
является
положение
о
том,
что
успех
вне
д
рения
математических
методов
и
Э
ВМ
в
геологию
определяется
прежде
всего
формальным
совер
шенствованием
и разработко й
теоретических
представлений
геологии.
Главы
вторая,
третья
и
четвертая
носят
теоретический
ха
рактер
.
Во
второй
главе
излагаются
основы
теории
геологических
классификаций.
В
третьей
главе
проводится
формализация
о
сновных
поняти
й
геологии:
пространства
,
границы,
тела,
струк
турные
и
вещественные
ассоциации
(формации, фации,
комплек
сы).
Вводятся
операции
элементаризации
11
разбиения
геологиче
кого
пространства,
коэффициенты
изученности
геологического
пространства
и
другие
формальные
конструкции
.
Главы
вторая
и
третья
в
значительной
мере
связаны
с
попыт
кой
формального
освоения
предшествующего
опыта
теоретичес
ких
построений
в
геологии
с
целью
поставить
применение
мате
матических
методов
в
геологии
на
подходящую
теоретическую
основу
.
В
четвертой
главе
рассматриваются
такие
теоретические
вопросы
геологии
(время,
генезис,
карты,
схемы
поиска пол
ез
н
ых
ископаемых),
формальное
рассмотрение
которых
показы
вает,
что
в
целях
применения
математических
методов
и
ЭВМ
в
геологии
требуется
в
известном
смысле
коренной
пересмотр
принятых
сейчас
теоретических
представлений
.
В
главе
пятой
излагаются
вопросы
рациональной
организа
ции
геолого-математических
исследований:
дается
описание
осн
овных
этапов
этих
исследований,
анализпруются
различ
ные
существующие
схемы
их
организации,
даются
реком
е
нда
ци
и,
основанные
на
имеющ
емс
я
опыте,
а
также
затрагиваются
вопросы
подготовки
и
переподготовки
геологов.
Рассматриваемые
в
данно
й
работе
вопросы
очень
сложны
и
мало
изучены.
Возможно,
что
предлагаемые
здесь
решения
час
тично
могут
оказаться
спорными.
Однако
принципиальная
п
остановка
всех
затрагиваемых
здесь
вопросов
представляетСIL
п
равильной.
5.
Литература
приводится
отдельно
для
каждой
главы.
Иногда
в
конце
параграфа
приводятся
дополнительные
списки
ли
тературы.
При
нумерации
формул,
таблиц
и
рисунков
указы
вается
глава,
параграф
и
номер
формулы.
Ссылки
внутри
пара
г
рафа
даются
с
указанием
только
пункта,
внутрц
главы
-
с