О гипотезе Черной королевы и проблемах самолетостроения: macroevolution

О гипотезе Черной королевы и проблемах самолетостроения

Министр транспорта России Максим Соколов сообщает: "Максимальное количество катастроф в мире пришлось как раз на самолеты, возраст которых менее пяти лет, а если посмотреть уже более детально на статистику, то, как ни странно, с увеличением возраста самолета количество катастроф и авиапроисшествий с ним снижается. Поэтому неправильно считать, что именно молодой авиапарк позволит избежать нам авиакатастроф." (источник)

Не знаю, правда ли это, и хорошо бы посмотреть статистику. Но если допустить, что правда - чем может объясняться снижение вероятности аварии с возрастом самолета?

Мне это напомнило историю с гипотезой Черной королевы (Red Queen hypothesis). Идея Ван Валена была в том, что он обнаружил отсутствие снижения вероятности вымирания таксона (напр., семейства) с возрастом. Это выражается в том, что линии выживания ископаемых таксонов (семейств или родов) получаются прямые, а не вогнутые. Линия выживания - это график, где по горизонтальной оси откладывается время с момента появления рода (или семейства), а по вертикальной оси - логарифм числа родов, просуществовавших такое или большее время. Если все роды изначально одинаковы по своей устойчивости к вымиранию, и вероятность вымирания любого рода в любой момент одинакова, то линия выживания получается прямая. Это значит, что удельная скорость вымирания родов в изучаемой выборке постоянна: например, каждый миллион лет вымирает 1% родов. По данным Ван Валена (1973 г.) так оно и было: вероятность вымирания не зависела от возраста таксона. Таксон в ходе своей эволюции не становился более устойчивым. Ван Вален интерпретировал это как отсутствие роста приспособленности со временем. Но ведь мутации и отбор имеют место постоянно! Почему же не растет приспособленность? А потому, что всё остальное живое население биосферы тоже эволюционирует, биотическая среда меняется, и поэтому организмам приходится изо всех сил эволюционировать, приспосабливаться, чтобы только сохранить свою приспособленность на постоянном уровне - не отстать от других в эволюционной гонке.

Как общая идея это, конечно, прекрасно и всё так и есть. Но в исходных данных и рассуждениях, на которых изначально была основана идея "Черной королевы", есть две большущие дырки.

Во-первых, приспособленность - это одно, а устойчивость к вымиранию - совсем другое. Можно быть очень хорошо приспособленным к данным условиям, но при резкой перемене условий это не спасет вас от вымирания. Чему масса примеров в палеонтологической летописи: при глобальных катаклизмах доминанты часто вымирают первыми. Потому что они часто становятся узко специализированными в экологическом плане - покупают высокую конкурентоспособность в данных конкретных условиях ценой снижения пластичности-приспособляемости-эврибионтности.

Во-вторых, вероятность вымирания родов на самом деле все-таки снижается с возрастом! Линии выживания получаются все-таки вогнутые, чего не было видно на грубых данных 1970-х, но стало отлично видно на более детальных данных 1990-х.

Вот моя старая, ужасно отсканированная/распознанная и небрежно написанная, но все же довольно дельная статья обо всем об этом: http://evolbiol.ru/redqueen.htm

Один из основных выводов: "Анализ линий выживания фанерозойских морских родов, а также сравнение уровня вымирания в разновозрастных когортах на отдельных рубежах показывают, что вероятность вымирания у молодых родов выше, чем у старых. Однако это скорее объясняется не тем, что род становится более устойчивыми по мере "старения", а тем, что роды в каждой когорте изначально различны по своей устойчивости, и с течением времени в когорте снижается доля неустойчивых родов."

Предполагаю, что это приложимо и к самолетам. Видимо, новенькие самолеты изначально сильно различаются по своей надежности. Потом происходит "отбор", хреновые экземпляры быстро выходят из строя (и хорошо, если без жертв), удачные остаются в эксплуатации. Чем и объясняется упомянутая министром статистика (если она реальна).
Предполагать какой-то естественный рост надежности самолета с возрастом было бы странно, тем более что износ техники никто не отменял (хотя и тут можно напридумывать экзотических гипотез, конечно).
Какие из этого следуют оргвыводы по безопасности полетов, не знаю: все зависит от того, справедлива ли эта статистика для каждой модели самолета по отдельности или только для всех моделей, сваленных в кучу. В первом случае - это общая проблема самолетостроения (неустойчивый результат сборки - самолеты одной и той же модели сильно различаются по надежности), а от пассажира ничего не зависит, во втором - пассажирам нужно думать, на каких моделях самолетов летать.

metarattus

November 27 2013, 16:49:05 UTC 7 years ago

New comment

Похоже на пятилетнюю выживаемость онкологических больных как критерий выздоровления.

epoxyde

November 27 2013, 16:52:51 UTC 7 years ago

Может, все проще: новые самолеты часто падают на стадии "усадки". Это как заводское масло в коробке передач - служит не столько для смазывания шестерен, а для их приработки. Те самолеты, которые отлетали несколько лет, прошли несколько капитальных ТО и у них устранены практически все "слабые звенья". До тех пор, пока конструкция не выработает свой срок, она будет вполне надежна. То есть, после приработки шестерен можно менять масло, но раньше это делать ни к чему.

bik_top

November 27 2013, 20:37:33 UTC 7 years ago

Имеет ли здесь место эффект Линди?
http://www.johndcook.com/blog/2012/12/17/the-lindy-effect/

zmeygor

November 27 2013, 16:55:30 UTC 7 years ago

Да. Есть ещё наблюдение из авто-мира - часто люди, которые считают деньги/своё время, но хотят использовать хорошие машины, стараются покупать немного поюзанные машины - полгода, год, максимум два в использовании. Резон в том, что за этот срок машина обычно не успевает быть "убитой", но успевают вылезти большинство детских болячек, которые героически забарывает первый хозяин. После чего машина уже будет довольно долгое время нормально бегать и не требовать к себе повышенного внимания.

nicka_startcev

November 27 2013, 18:02:27 UTC 7 years ago

типа "заводской брак" уже выявлен, а "старение" еще не началось? эт много где так.

7 years ago

November 27 2013, 17:00:04 UTC 7 years ago

забавное сравнение :))
но ,конечно, так сравнивать по-моем некорректно.
дело в том , что существует такая вещь как усталость металла . то есть снижение прочностных и прочих свойств со временем . поэтому лет через 20 самолёт надо выкидывать на свалку .

shilo_namylin

November 27 2013, 17:05:18 UTC 7 years ago

> лет через 20 самолёт надо выкидывать на свалку

Только почему-то в эксплуатации достаточно самолетов старше 20 лет :)

November 27 2013, 17:01:31 UTC 7 years ago

позвольте пару слов инженеру. ваша гипотеза остроумна, но самолёт - не живое существо, а машина, состоящая из десятков дискретных механизмов, сихронизированных или синфазированных в той или иной степени друг с другом через общие надсистемы управления для достижения общей функции - полёта. изначально нежижнеспособных машин не бывает, это нонсенс. чем сложнее система, чем больше в ней элементов, тем ниже её надёжность, в особенности на начальном этапе работы, когда возникновение ошибки в любом из элементов ещё достаточно велико в связи, хотя бы, с отклонениеми в исполнении деталей в процессе производства. если ошибка не фатальна, то она вылавливается надсистемой управления и о ней оповещается оператор, что приводит либо к замене всего нерабочего узла, либо к его регулировке и подгонке до устранения ошибки. чем сложнее система, тем длительнее этот процесс - обкатка автомобиля длится около 3-х месяцев, станка ЧПУ - до 6, короабля или самолёта - до 3-х лет. после завершения обкатки система приходит в рабочий режим и теперь уже в наблюдение поступают критерии нароботки на отказ - прочности, долговечности, деформационной стойкости этсетера.
так вот, примерно.

November 27 2013, 17:06:51 UTC 7 years ago

Ну, вообще-то примерно то же самое и сказано в тексте, только на языке биологии (причём в конце текста даже проведены поясняющие аналогии).

friendlystrnger

mrjak76

shultz_flory

November 27 2013, 17:03:46 UTC 7 years ago

Глава страховой компании распекает молодого агента. «Как вам пришло в голову застраховать этого 100-летнего деда?» «Но по статистике в этом возрасте умирают крайне редко.»

vladimir000

November 27 2013, 17:05:12 UTC 7 years ago

> Черной королевы (Red Queen hypothesis)

Красной?

tinmonument

November 27 2013, 18:03:59 UTC 7 years ago

В оригинале (у Кэрролла) — Красной, а в основных русских переводах — Черной. Поэтому и биологический термин обычно переводят на русский не по Кэрроллу, а по Демуровой и др.

О гипотезе Черной королевы и проблемах самолетостроен

livejournal

November 27 2013, 17:15:20 UTC 7 years ago

Пользователь

eredraug сослался на вашу запись в записи «О гипотезе Черной королевы и проблемах самолетостроения» в контексте: [...] зависит, во втором - пассажирам нужно думать, на каких моделях самолетов летать. Источник сообщения [...]

pritkiy_kaban

November 27 2013, 17:17:12 UTC 7 years ago Edited: November 27 2013, 17:18:02 UTC

Соколова-то реальное положение дел мало волнует :)

>>чем может объясняться снижение вероятности аварии с возрастом самолета?

По-моему, без убедительной статистики говорить о том, что она снижается, нет смысла. Типовое изделие имеет V-образную кривую интенсивности отказов - приработка/отказ компонентов, затем плато, затем старение компонентов и постепенно деградация и приход в нефункциональное состояние. Поскольку самолет - изделие обслуживаемое, то надежность его изменяется с заменой/ремонтом компонентов - в фазу деградации он при правильном обслуживании приходит редко. Штука в том, что правильное обслуживание в исполнении отечественных авиаперевозчиков - вещь совсем не гарантированная. Винить возраст планера при этом, конечно, нельзя. В Европе тоже летают "старички".

zlata_gl

November 27 2013, 17:17:29 UTC 7 years ago

Вообще-то вся сложная техника имеет в самом начале повышенную вероятность отказов.
Что не сдохло сразу - потом работает долго.

November 27 2013, 17:18:34 UTC 7 years ago

Вы заново открыли кривую вероятности отказов :)

polenadisto

November 27 2013, 18:01:16 UTC 7 years ago

Гораздо интереснее, что эту кривую открывает (еще не открыл!) министр транспорта.

Всё-таки, насколько я понимаю, этой кривой всякие технические специальности обучают. А на биофаке (по крайней мере, сейчас - и вряд ли раньше) в курсе теорвера и матстата ее нет.

November 27 2013, 17:20:06 UTC 7 years ago

Самолеты подвергают регулярному глубокому техобслуживанию, поэтому "вымирание" заводского брака происходит, преимущественно, путем замены дефектных агрегатов.

geky

November 27 2013, 17:20:26 UTC 7 years ago

"МАК неоднократно разъяснял, что стандартов ИКАО по, так называемым, «старым» и «новым» самолетам не существует. Главное для безопасности – летная годность самолета, а не его возраст. Прямой зависимости между катастрофами воздушных судов и их возрастом нет. За последние пять лет количество катастроф в мире, включая Россию, с воздушными судами пассажировместимостью более 50 мест одинаковое для самолетов возраста до 5 лет и свыше 30 лет".
http://www.mak.ru/

Вот правда, интересно бы статистику посмотреть.

netsvis

November 27 2013, 17:31:36 UTC 7 years ago

А почему Red Queen hypothesis переводится как гипотеза Черной Королевы?!?
Что за смена цвета в разных языках?!?

А вообще идея министра ну просто абсурдна до проф. непригодности.
Людей в возрасте 100 лет умирает меньше, чем людей в возрасте 70 лет. Ergo - чем старше человек, тем дольше он проживет! Ура!

kouprianov

November 27 2013, 17:37:10 UTC 7 years ago

Red / Черная -- это от того, что речь идет о шахматах (из Алисы в Зазеркалье). В Англии против белых играют красные, а не черные, но буквальный перевод не создает нужных ассоциаций с шахматными фигурами.