Многомерные методы

Благодаря теории вероятности и знанию о корреляции в антропологии становится оправданным применение ряда т.н. многомерных методик сопоставления.

До сих пор речь шла об описании независимой изменчивости отдельных биологических свойств. Но мы знаем, что на самом деле многие из них скоррелированы между собой. Признаков много, но они имеют общий характер вариации - их изменчивость как бы дублируется, повторяется. Наконец, мы знаем, что часто в своем развитии эти признаки связаны с действием общих причин - факторов генетического и негенетического порядка.

Возникают своего рода комбинации - устойчивые комплексы связанных между собой признаков. Как раз для того, чтобы выявить такие комплексы и изучить изменчивость с учетом взаимной скоррелированности признаков, а при межгрупповом анализе еще и максимально учесть внутригрупповую изменчивость, в антропологии и применяют многомерные методы, такие как:

· компонентный анализ (или метод главных компонент);

· факторный анализ;

· канонический дискриминантный анализ (он имеет ряд принципиально отличных модификаций);

· кластерный анализ (или метод числовой таксономии);

· многомерное шкалирование.

Подробнее с теоретическими и практическими аспектами использования этих мощнейших методик можно ознакомиться в специальной литературе.

Общий их принцип заключается в переходе от множества исходных признаков к расчету нескольких немногих показателей (в разных методах они называются каноническими переменными, главными компонентами, факторами и т.п.) - т.е. упрощению способа описания, без существенной потери информации.

Например, переменные канонического анализа рассчитываются таким образом, чтобы максимально отразить различия между сравниваемыми группами по всем признакам одновременно. После кропотливых вычислений, которые, на наше счастье, выполняет компьютер, получаем простую формулу нового признака - канонической переменной (С):

С = а1М1+а2М2+…+аmМm,

где Мj - средние значения исходных признаков, а коэффициенты аj - т.н. нагрузки на соответствующие признаки, при помощи которых в дальнейшем описываются графики канонических переменных (рис. 2.33). По своим математическим основам (математическому аппарату, как принято говорить) эти методики существенно различаются между собой. Поэтому, получая одинаковые или близкие результаты при их применении, мы можем с гораздо большей долей уверенности говорить о реальности выявленных закономерностей изменчивости (или об отсутствии таких закономерностей).

Объекты и уровни исследования в антропологии

· Итак, неопределенность границ между отдельными направлениями антропологии во многом обусловлена:

o взаимосвязью морфофизиологических процессов и морфофункциональных свойств человеческого организма;

o взаимосвязью отдельных антропологических объектов, относящихся к разным структурным уровням организации человека.

Антропологическое исследование основывается на анализе двух взаимосвязанных уровней организации, различающихся по своему содержанию - индивидуального и надындивидуального (группового и популяционного). Пожалуй, именно популяции человека являются теми объектами, на изучении которых антропология сосредоточила свое основное внимание. Но любая антропологическая работа начинается с исследования индивида - описания тех или иных биологических свойств (признаков) организма отдельного человека.

Исследование на индивидуальном уровне сводится к визуальной фиксации или измерению антропологических признаков. Таких признаков сотни и тысячи - с какими из них работать?

· Ясно, что это зависит:

o от непосредственных целей исследования;

o от характеристик конкретного антропологического материала.

Цели исследования в каждом случае могут быть весьма специфичными. Например, нашей задачей может быть подробнейшее описание материала в рамках т.н. антропологической идентификации. Получая максимальную информацию о человеке, особенностях его жизни, характерных и уникальных чертах его внешности, мы реконструируем своеобразный биологический портрет. Такие исследования Вам хорошо знакомы. Они широко используются в криминалистической практике. Без них невозможны работы по идентификации известных исторических лиц или работы по пластической антропологической реконструкции (подробнее, см.: Рохлин Д.Г., 1965; Герасимов М.М., 1955 и др.) (рис. 2.1).

Исследуя современное население в экспедиционных условиях, антропологи также стремятся к подробному описанию этого "массового" материала. Но в практических целях программа исследования все же существенно сокращается: и время ограничено, и методики многие весьма дороги. В результате из тысячи теоретически возможных свойств фиксируется необходимый их минимум - набор наиболее информативных с точки зрения специалистов признаков. Благодаря единой методике описания и разработке универсальных антропологических бланков, эти данные впоследствии используются в обобщающих научных трудах.

В работе с ископаемым (т.н. палеоантропологическим) материалом программа обследования ограничена сохранностью останков, и наши замечательные антропологические бланки очень часто оказываются полупустыми. Впрочем, даже из таких фрагментов извлекается чрезвычайно ценная, а порой единственная информация об изменчивости древнего населения.

Несколько иная цель стоит перед учеными в прикладных работах по антропологической стандартизации изделий промышленности. Задача здесь довольно специфичная: какие размеры обуви (одежды и т.п.) и в каком процентном соотношении следует производить, чтобы, с одной стороны, полностью удовлетворить спрос потребителей, а с другой - не допустить перевыпуска той части продукции, которая нам с вами не подойдет по размеру. В общем, "семь раз отмерь…". Вот и измеряют нас антропологи "в большом количестве", но по очень специфичному и небольшому числу признаков, экономя при этом до 30% производственных затрат. Близки к этому и цели антропологической эргономики.

Вы уже понимаете, что, за исключением частных случаев, антрополог не ограничивается индивидуальным описанием. После фиксации любой системы признаков, объектом его работы становятся группы обследованных людей, в частности популяции (палеопопуляции) человека и их объединения.

Происходит переход на следующий (т.н. надындивидуальный) уровень организации, с которого мы, собственно, и начинаем предметный разговор о явлении биологической изменчивости, получая при этом качественно новую и значительно более надежную информацию.

· В ходе такой работы:

o сначала сравниваются характеристики отдельных индивидов, принадлежащих к одной группе - эта мера сходства и различия называется внутригрупповой изменчивостью;

o затем сопоставляются полученные статистические характеристики самих этих групп - по данным признакам оценивается т.н. межгрупповая изменчивость.

В общем, "дело-то нехитрое" - измерить, описать, а затем "взять все, да и поделить". Так и есть. Но эти слова несут в себе принципиально простое представление об антропологии как о сугубо феноменологической дисциплине. Она же лишь отчасти является таковой. Да и мы с Вами рассмотрели только первый этап научной работы. Его итог - выстраивание системы взаимоотношений объектов, определение меры их сходства и различия по ряду антропологических признаков, иначе говоря, выяснение закономерностей изменчивости.

Грамотное описание этого феномена - очень важный и очень ценный этап научной работы. Выяснение причин этого явления - следующая и важнейшая задача любого исследования.

Где-то с финального этапа эпохи верхнего палеолита человек начинает все шире использовать обряд множественных захоронений - появляются кладбища и некрополи, содержащие погребения индивидов, происходящих из одной группы людей. В результате археологических раскопок на таких памятниках, антропологи получают возможность исследовать поистине уникальный ископаемый материал - т.н. скелетные серии.

Материал действительно уникален, ведь при грамотном проведении археологических раскопок в руки антропологов попадает, по сути, "готовая" выборка из популяции древнего человека. Такая выборка называется древней, или палеоантропологической, популяцией (или просто - палеопопуляцией).

Палеопопуляция - своего рода модель древнего населения, оставившего данный могильник. Работая с такой выборкой, мы допускаем, что большинство ее параметров соответствуют или приближаются к статистическим характеристикам исходной генеральной совокупности, то есть реально существовавшей человеческой группы. Это важное допущение, ведь при таком подходе далеко не всякая, даже очень многочисленная, скелетная серия может называться палеопопуляцией.

Изучая современное население, мы имеем возможность проверить репрезентативность нашей выборки. Для палеопопуляции надежность наших выводов в большой степени основана на предположении - в каком-то смысле надежды, на то, что нам "повезло" с объектом.

· Конечно, такая вера в удачу не слепая и на практике есть ряд серьезных оснований - критериев того, что мы будем считать древней популяцией, а что - нет. Основные из них:

o археологический критерий. Он был предложен выдающимся отечественным антропологом В.П. Алексеевым: "палеопопуляция - число объектов, захороненных в одном могильнике, который, судя по сопровождающему его археологическому инвентарю, не представляет собой случайного скопища погребений или совокупности ритуальных захоронений" (Алексеев В.П., 1989. С. 155). Археологический памятник должен быть раскопан как можно более полно, а его специфика должна быть подробно описана;

o демографический (точнее, палеодемогафический) критерий. Он основан на данных палеодемографии - области знания, изучающей демографические процессы в древних популяциях и их составляющих, непременно с учетом археологического, исторического, культурного, экологического контекста (Богатенков Д.В., 2003. С. 94). Обследовав скелетные останки, антрополог рассчитывает массу палеодемографических характеристик этой группы. Иногда мы видим, что в данной скелетной серии отсутствует та или иная палеодемографическая категория (скажем, нет детских погребений), сильно нарушен половозрастной состав группы (например, все погребенные - или мужчины, или женщины) и т.п. Подобные "ненормальные", с точки зрения биологии, выборки рассматриваются в дальнейшем как специальные или элитные группы, но они, безусловно, не в полной мере соответствуют понятию о палеопопуляции (рис. 2.3).

Последняя проблема. Исследуя современную популяцию, мы описываем антропологические характеристики всего двух-трех поколений людей (редко - чуть больше). Эти данные можно объединить, а можно рассмотреть по отдельности и получить представление о динамике изменчивости тех или иных признаков. Хронологические рамки палеопопуляции гораздо шире - нам редко удается очень уж точно датировать каждое конкретное погребение могильника, а сам такой археологический комплекс может существовать на протяжении столетия или даже ряда столетий. В итоге, изучить динамику антропологической изменчивости от поколения к поколению удается не часто. Обычно мы получаем некий усредненный для нескольких поколений уровень показателей, теряя при этом долю бесценной информации. Учет этих вопросов - необходимое условие для проведения сравнительных исследований как внутри одной скелетной выборки, так и между несколькими палеопопуляциями, подобно тому, как это делается в биологии современных сообществ.

Мы убедились, что все объекты антропологических исследований относительны, подвижны, характеризуются всегда уникальной и часто весьма сложной внутренней структурой. Эти факторы следует осознавать, учитывать и, конечно, изучать в ходе непосредственной работы - исследования изменчивости антропологических признаков.