Анализ с помощью машинного обучения отслеживает эволюцию европейской астрономической мысли XVI века

Карта мира Роберта Уолтона. Нарисованная в 1626 году, она включает все недавно открытые территории на Земле, но рассматривает только девять климатических зон как заслуживающие явного упоминания. 9-я климатическая зона включает Англию, но изначально была введена для включения Виттенберга. Дальнейшие зоны на севере упоминаются только в общем виде (текст на карте над наложенной линией фуксии). Из: Новая и точная карта мира, нарисованная в соответствии с самыми верными описаниями последних открытий и лучших наблюдений, сделанных англичанами или иностранцами, 1626. Лондон, 1627. Коллекция карт Барри Лоуренса Рудермана. Предоставлено библиотеками Стэнфордского университета. purl.stanford.edu/cc815fz9830 104 Автор: Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adj1719

Группа ученых-компьютерщиков, астрономов и историков из Берлина использовала приложения машинного обучения, чтобы узнать больше об эволюционной истории европейской астрономической мысли в XV и XVI веках. В своем исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, группа обучила приложения машинного обучения понимать рукописные тексты, графики, диаграммы и другие данные из учебников той эпохи.

За последние несколько десятилетий ученые из многих областей пришли к пониманию того, что было мало людей, которые придумали действительно новую идею из ниоткуда. Это, безусловно, касается научных достижений, в том числе и в таких областях, как астрономия.

В новом исследовании ученые отмечают, что помимо Галилея, Кеплера и Коперника было много ученых, которые внесли свой вклад в развитие астрономической мысли в Европе в XV и XVI веках, а также в образование новичков в этой области.

Многие из таких людей, отмечают они, создавали тексты, чтобы зафиксировать свои идеи и/или представить их другим, либо профессионально, либо в качестве учебника. Исследователи собрали более 300 таких текстов в рамках исследования, чтобы лучше понять, как развивалась область астрономии. Но они знали, что для небольшой группы людей это займет слишком много времени, поэтому они обратились к машинному обучению.

Исследователи обучили приложение машинного обучения на 76 000 страницах учебников, которые включали таблицы чисел, изображений, обозначений и текста. Они разработали несколько способов заставить приложение машинного обучения понять, что оно должно было извлечь (числа, а не текст, например), а затем что делать с этой информацией.

После обработки всех данных команда использовала приложение в обратном порядке, чтобы искать тенденции, одной из которых было огромное влияние достижений математики на астрономию. Они описывают этот процесс как математизацию области, часть которой включала стандартизацию формул, используемых для расчета звездного позиционирования, изменений в определенных климатических зонах и средства для распространения того, что было изучено по всему континенту.

Обработка неоднородности в макетах таблиц представляет собой сложную задачу для машинного обучения, о чем свидетельствуют различия в шрифте, макете, ориентации и использовании страниц в одной и той же таблице значений синуса, опубликованной в 1542 и 1587 годах. Слева: O. Finé, De Mundi sphaera, sive Cosmographia, primáve Astronomiae parte, Lib. V (Симон де Колин, Париж, 1542, стр. 99). Справа: O. Finé, Opere...Divise in cinque parti; arimetica, geometria, cosmografia, et orivoli (Франческо де Франчески, Венеция, 1587, Libro primo della Geometria, стр. 17v–18r). Автор: Library of the Max Planck Institute for the History of Science

Структура атомизации-рекомпозиции для обучения модели в условиях разреженных аннотаций. Автор: Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adj1719

Карта мира Птолемея. Карта мира, задуманная в эллинистическую эпоху Птолемеем, и старейший известный экземпляр которой был нарисован в XV веке с использованием списка координат и метрики Птолемея. Седьмая климатическая зона явно исключает все регионы к северу от Парижа, включая нынешнюю Великобританию (северная граница седьмой климатической зоны обозначена наложенной красной линией). Из: Ptolemy, Cosmographia. Составитель карты: Nicolaus Germanus. Из: Ms. membr., lat., sec. XV, cc. I–II, 124, III–IV. 1460–1466. Biblioteca Nazionale di Napoli. Автор: Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adj1719

География изданий. Географическое распределение производства изданий коллекции Сакробоско (1472–1650). Автор: Eberle et al., Sci. Adv. 10, eadj1719 (2024)

Больше информации: Oliver Eberle et al, Historical insights at scale: A corpus-wide machine learning analysis of early modern astronomic tables, Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adj1719