Informasi

Apakah ada contoh enkripsi di alam?

Apakah ada contoh enkripsi di alam?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ada contoh matematika di alam seperti bilangan Fibonacci, fraktal, dll. Apakah ada contoh informasi terenkripsi?

Apa yang saya cari adalah pola yang tampak acak di permukaan, tetapi begitu Anda memasukkannya melalui proses "dekripsi", itu sebenarnya adalah sesuatu yang lain. Bukan pola yang terkesan acak karena rumit.

Salah satu contoh yang mendekati adalah DNA. Tapi saya melihat DNA sebagai bentuk pengkodean, bukan enkripsi.


Salah satu contohnya adalah dalam perkembangan sistem imun. Rekombinasi V(D)J, produksi antibodi, dan produksi reseptor sel T menghasilkan "kunci" spesifik yang, dalam banyak kasus, hanya dapat dilewati oleh inventaris molekuler individu tersebut.

Dalam pengertian itu, parasit, mutualis, dan komensalis masing-masing dapat dipandang sebagai peretas topi hitam, putih, dan abu-abu.

Contoh lain adalah inventaris sintase tRNA spesifik organisme dan tRNA yang cocok.


Salah satu contohnya adalah daya tarik sperma-telur. Banyak spesies melepaskan telur dan sperma mereka untuk bergabung dalam air. Telur harus berusaha menghindari pembuahan oleh sperma dari spesies yang berbeda. Jadi telur mengeluarkan peptida khusus yang menarik sperma ke lokasinya. Urutan asam amino peptida itu unik untuk setiap spesies dan sperma hanya dapat mengenali peptida yang disekresikan oleh telur spesies mereka sendiri. Untuk sperma lain, peptida hanyalah molekul lain yang ada di dalam air. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10010/


Mungkin pelipatan protein adalah contoh dekripsi? Dari urutan primer tunggal (yaitu string asam amino), tidak mungkin untuk menebak fungsi protein. Protein terlipat adalah unit fungsional (tentu saja mungkin dimodifikasi lebih lanjut).


Saya akan berpikir bahwa Bakteri - Enzim restriksi fag dan ras enzim metilasi dapat dianggap sebagai bentuk enkripsi. Jika DNA Anda tidak "ditandatangani" dengan pola metilasi yang sesuai, maka DNA Anda akan dipotong-potong dan dihancurkan. Namun, ini adalah sisi enkripsi/pemverifikasian daripada sisi enkripsi/dekripsi.

http://en.wikipedia.org/wiki/Restriction_modification_system


Saya benar-benar berpikir saya mungkin telah datang dengan analogi biologis untuk enkripsi.

Jika Anda mendefinisikan enkripsi sebagai mengambil informasi, memecahnya menjadi potongan-potongan acak atau hanya paket kecil data, yang dikirim dalam perjalanan mereka dan ketika mereka mencapai sumber disatukan kembali berdasarkan kunci, sehingga penerima yang tidak diinginkan tidak dapat menafsirkan informasi , maka saya akan mengatakan bahwa bagaimana indera memproses informasi yang kita alami, memprosesnya, mengirimkannya di sepanjang jalan dan kemudian dikompilasi ulang untuk membentuk pengalaman realitas kita, adalah sesuatu yang mirip dengan enkripsi/dekripsi.

Ambil visi. Mata kita menerima dan memfokuskan foton cahaya menjadi sinyal elektrokimia yang diteruskan ke korteks visual. Di korteks visual, data itu disusun kembali ke dalam pengalaman kita tentang realitas dunia di sekitar kita.

Jika, secara eksperimental, kami dapat memanfaatkan sinyal yang berjalan di sepanjang saraf optik dan mencoba menafsirkannya hanya dari aliran data, maka kecil kemungkinan kami dapat mereproduksi gambar yang dikumpulkan dengan cara kami membaca arus listrik. impuls yang ditransmisikan dari chip sensor CMOS atau CCD. Saya mengatakan ini karena sistem visual kita bersifat prediktif. Sebenarnya ada lebih banyak informasi yang dihasilkan oleh korteks visual daripada yang diterima dan ditransmisikan dari mata.

Kami mengembangkan kunci ini dalam perkembangan anak usia dini dan meletakkan jaringan saraf ini sehingga kami dapat membangun dan menafsirkan gambar tanpa semua data. Inilah cara kita dapat menavigasi dunia, mengendarai mobil, menerbangkan jet tempur, dan mengatasi keterlambatan sinyal yang melekat pada sistem. Ini mungkin lebih merupakan contoh kompresi sinyal, tetapi sinyal terkompresi tanpa algoritma dekompresi yang benar akan menjadi bentuk enkripsi yang belum sempurna.

Kita juga dapat melihat, dengan sinestesia, bahwa ketika ada pembicaraan silang antara daerah otak yang berbeda dari norma, pesan akan diterima dengan cara yang mungkin tidak disengaja. Huruf dan angka memiliki warna, suara menghasilkan citra visual, dll.


Tidak yakin kita bisa menamakannya enkripsi, tapi

sebuah pola yang tampak acak di permukaan tetapi begitu Anda memasukkannya melalui proses dekripsi, itu sebenarnya adalah sesuatu yang lain

mengingatkan saya tentang beberapa bentuk kamuflase predator. Saya berbicara dari perspektif mangsa: pemangsa menyatu dengan lingkungan dan apa yang dirasakan mangsa hanyalah lingkungan 'acak'. Ketika mangsa 'mendekripsi' bahwa sebenarnya ada sesuatu yang lain, biasanya sudah terlambat.


Situasi mangsa predator diasumsikan memiliki alasan untuk enkripsi, karena mereka memiliki sinyal. Jadi bisa jadi perubahan penampilan ular melingkar, tidak hanya bersiap untuk menyerang, tetapi mengirimkan kode palsu untuk memangsa pada saat yang sama, atau melingkar berbeda untuk kawin.

Di sisi penerima, waktu lamanya pandangan dan gerakan kepala rusa di tengah-tengah mengamati suatu pemandangan dapat dianggap sebagai analisis kripto, karena mereka menyerap dan memproses data dan dengan hati-hati memilih tanggapan dan tindakan balasan.


Komunikasi antarspesies pada tingkat manusia jelas mencakup kriptografi, dapat diduga bahwa sebagian besar hewan dan tumbuhan mungkin melakukan beberapa versi komunikasi dan karenanya, beberapa kriptografi (karena semuanya memiliki predator.) Contoh virus yang disebutkan di atas tampaknya sangat tepat, juga menarik mungkin komunikasi dalam kelompok yang lebih besar, biofilm menunjukkan komunikasi seperti kawanan di hadapan predator kompleks atau anti-biotik misalnya. Jika paus berkomunikasi di laut, mungkin bakteri dan virus berkomunikasi dan mengenkripsi secara non-kimiawi dalam biofilm dan inang.


Apa itu Enkripsi? (dengan gambar)

Enkripsi mengacu pada skema algoritmik yang mengkodekan teks biasa menjadi bentuk atau teks sandi yang tidak dapat dibaca, memberikan privasi. Penerima teks terenkripsi menggunakan "kunci" untuk mendekripsi pesan, mengembalikannya ke bentuk teks biasa aslinya. Kuncinya adalah mekanisme pemicu untuk algoritma.

Kata sandi biasanya dienkripsi oleh browser untuk mencegah orang lain selain penerima untuk dapat mengaksesnya.

Sampai munculnya Internet, enkripsi jarang digunakan oleh publik, tetapi sebagian besar merupakan alat militer. Saat ini, dengan pemasaran online, perbankan, perawatan kesehatan, dan layanan lainnya, bahkan rumah tangga rata-rata jauh lebih sadar akan hal itu.

Https di awal URL berarti situs tersebut aman.

Browser web akan mengenkripsi teks secara otomatis saat terhubung ke server yang aman, dibuktikan dengan alamat yang diawali dengan https. Server mendekripsi teks pada saat kedatangannya, tetapi saat informasi berpindah antar komputer, intersepsi transmisi tidak akan bermanfaat bagi siapa pun yang "mendengarkan". Mereka hanya akan melihat omong kosong yang tidak terbaca.

Ada banyak jenis enkripsi dan tidak semuanya dapat diandalkan. Kekuatan komputer yang sama yang menghasilkan enkripsi kuat dapat digunakan untuk memecahkan skema yang lemah. Awalnya, enkripsi 64-bit dianggap cukup kuat, tetapi hari ini 128-bit adalah standarnya, dan ini pasti akan berubah lagi di masa mendatang.

Meskipun browser secara otomatis mengenkripsi informasi saat terhubung ke situs web yang aman, banyak orang memilih untuk menggunakan enkripsi dalam korespondensi email mereka juga. Ini dapat dengan mudah dicapai dengan program yang menampilkan plug-in atau antarmuka untuk klien email populer. Yang paling lama dari ini disebut PGP (Privasi Cukup Bagus), nama sederhana untuk program enkripsi tingkat militer yang sangat kuat. PGP memungkinkan seseorang untuk tidak hanya mengenkripsi pesan email, tetapi juga file dan folder pribadi.

Enkripsi juga dapat diterapkan ke seluruh volume atau drive. Untuk menggunakan drive, itu "dipasang" menggunakan kunci dekripsi khusus. Dalam keadaan ini drive dapat digunakan dan dibaca secara normal. Setelah selesai, drive diturunkan dan kembali ke status terenkripsi, tidak dapat dibaca oleh penyusup, Trojan horse, spyware, atau pengintai. Beberapa orang memilih untuk menyimpan program keuangan atau data sensitif lainnya pada drive terenkripsi.

Skema enkripsi dikategorikan sebagai simetris atau asimetris. Algoritme kunci simetris seperti Blowfish, AES dan DES, bekerja dengan satu kunci yang telah diatur sebelumnya yang dibagikan antara pengirim dan penerima. Kunci ini mengenkripsi dan mendekripsi teks. Dalam skema enkripsi asimetris, seperti RSA dan Diffie-Hellman, skema menciptakan "kunci" pasangan" untuk pengguna: kunci publik dan kunci pribadi. Kunci publik dapat dipublikasikan secara online untuk digunakan pengirim untuk mengenkripsi teks yang akan dikirim ke pemilik kunci publik. Setelah dienkripsi, teks sandi tidak dapat didekripsi kecuali oleh orang yang memegang kunci privat dari pasangan kunci tersebut. Algoritma ini didasarkan pada dua kunci yang bekerja bersama satu sama lain. Enkripsi asimetris dianggap satu langkah lebih aman daripada enkripsi simetris, karena kunci dekripsi dapat dijaga kerahasiaannya.

Enkripsi yang kuat membuat data menjadi pribadi, tetapi tidak harus aman. Agar aman, penerima data — seringkali server — harus diidentifikasi secara positif sebagai pihak yang disetujui. Ini biasanya dilakukan secara online menggunakan tanda tangan atau sertifikat digital.

Karena semakin banyak orang menyadari sifat terbuka dari Internet, email, dan pesan instan, enkripsi pasti akan menjadi lebih populer. Tanpa itu, informasi yang diteruskan di Internet tidak hanya tersedia bagi siapa saja untuk diambil dan dibaca, tetapi sering disimpan selama bertahun-tahun di server yang dapat berpindah tangan atau dikompromikan dengan berbagai cara. Untuk semua alasan ini, itu adalah tujuan yang layak dikejar.

Enkripsi mengubah teks biasa menjadi teks sandi.


Contoh Konsumen

Contoh konsumen sangat banyak, karena setiap hewan harus mengkonsumsi makanan untuk hidup. Konsumen dikelompokkan menjadi empat kategori - primer, sekunder, tersier, dan kuaterner. Kategori di mana hewan berada ditentukan oleh sumber makanannya dalam rantai makanan atau jaring makanan tertentu, dan tidak harus oleh spesies atau kebiasaannya. Misalnya, beruang grizzly hanya memiliki akses ke salmon pada waktu-waktu tertentu dalam setahun, sementara di awal musim semi, makanan sebagian besar berbasis akar dan herbivora. Tergantung pada sumber makanan yang tersedia, satu spesies dapat ditempatkan dalam kategori yang berbeda. Diagram sederhana di bawah ini menunjukkan betapa sederhananya untuk mengacaukan aliran kaskade trofik dari sebuah rantai makanan.

Konsumen Utama

Contoh konsumen primer adalah zooplankton, kupu-kupu, kelinci, jerapah, panda dan gajah.

Konsumen primer adalah herbivora. Sumber makanan mereka adalah tingkat trofik pertama organisme dalam jaring makanan, atau tumbuhan. Tumbuhan juga disebut sebagai autotrof. Autotrof menghasilkan energi mereka sendiri dari sinar matahari dan nutrisi dasar melalui fotosintesis di ekosistem apa pun, istilah produsen dan autotrof memiliki arti yang sama. Makanan herbivora tidak hanya meliputi daun, cabang, bunga, buah dan akar tanaman, tetapi juga sumber autotrofik lainnya seperti nektar dan fitoplankton.

Konsumen primer memberi makan secara eksklusif pada autotrof. Setiap organisme yang harus makan untuk menghasilkan energi adalah... baik heterotrof maupun konsumen. Agak membingungkan, konsumen primer terletak di tingkat trofik kedua ekosistem. Tingkat trofik adalah posisi yang ditempati organisme apa pun dalam rantai makanan apa pun. Karena vegetasi adalah sumber makanan paling dasar, tumbuhan dapat ditemukan pada tingkat trofik pertama. Herbivora diposisikan di anak tangga berikutnya dari tangga trofik, dan karena itu konsumen utama di tingkat trofik kedua.

Konsumen Sekunder

Contoh konsumen sekunder adalah earwigs, semut, luak, ular, tikus, kepiting, landak, paus biru (makanan mereka terutama terdiri dari krill dan zooplankton pemakan fitoplankton, dan fitoplankton), singa, dan manusia.

Konsumen sekunder hampir selalu mengkonsumsi produsen dan konsumen primer dan karena itu biasanya digolongkan sebagai omnivora. Konsumen sekunder membentuk tingkat trofik ketiga rantai makanan dan – seperti halnya semua konsumen – heterotrof.

Konsumen Tersier

Contoh konsumen tersier adalah elang, ular, buaya dan beberapa kucing besar.

Konsumen tersier dapat berupa omnivora atau karnivora. Mereka memakan konsumen primer dan sekunder, dan mungkin juga memakan produsen (tanaman). Agar rantai makanan memiliki konsumen tersier, harus ada konsumen sekunder yang tersedia untuk dimakan.

Sangat menarik untuk dicatat bahwa organisme yang berbeda dalam situasi yang berbeda atau pada waktu yang berbeda dapat terjadi pada tingkat trofik yang sama. Misalnya, manusia vegan adalah konsumen utama tingkat trofik kedua, tetapi sebagian besar ras manusia adalah omnivora. Contoh lain dapat ditemukan dalam konsumsi daging sapi sebelum dan sesudah undang-undang bovine spongiform encephalophathy (BSE), di mana akhirnya diputuskan untuk menghentikan sapi potong untuk diberi makan daging dan tepung tulang. Sebelum undang-undang disahkan, konsumsi daging sapi oleh manusia akan menggolongkan kita sebagai konsumen tersier, karena sapi yang memakan makanan omnivora sendiri digolongkan sebagai konsumen sekunder. Setelah hubungan antara bovine spongiform encephalopathy (BSE) dan pakan berbahan dasar daging, peternakan hanya diizinkan untuk memberi makan ternaknya dengan pola makan nabati. Ini berarti bahwa manusia saat ini memakan daging sapi sebagai konsumen sekunder, karena peternakan hanya berwenang untuk memproduksi daging sapi dari konsumen primer.

Konsumen Kuarter

Contoh contoh kuaterner adalah hiu putih, beruang kutub dan buaya.

Konsumen Kuarter belum tentu predator puncak. Predator puncak berada di puncak rantai makanan di mana ia ada, dan bukan mangsa hidup organisme lain. Konsumen kuartener hanyalah konsumen yang memangsa konsumen tersier. Untuk digolongkan sebagai konsumen kuaterner dalam rantai makanan atau jaring makanan, harus ada konsumen tersier yang tersedia untuk dimangsa oleh konsumen kuaterner. Konsumen Kuarter ditemukan di tingkat trofik kelima dan tidak dapat ditemukan di setiap rantai makanan. Semakin tinggi tangga konsumen seseorang, semakin banyak energi yang dibutuhkan untuk mendukungnya. Hal ini dijelaskan dalam grafik di bawah ini, di mana ukuran setiap lapisan piramida trofik menunjukkan rasio masing-masing spesies satu sama lain dalam rantai makanan yang sehat.


Turbin angin dimodelkan setelah Paus Bungkuk

Banyak dari desain aerodinamis modern kami mengandalkan prinsip-prinsip yang agak mendasar. Untuk mendapatkan daya angkat yang optimal dan hambatan minimal, tepi yang ramping dan garis yang bersih adalah kuncinya. Namun, di seluruh kerajaan hewan, banyak spesies, yang mampu mengangkat secara luar biasa. Paus Bungkuk, misalnya, menggunakan sirip tuberkel bergelombang untuk penggerak — yang tampaknya agak berlawanan dengan intuisi.

Sebuah tim peneliti yang dipimpin Harvard menentukan bahwa nodul-nodul ini, memungkinkan paus untuk memilih “angle of attack yang lebih curam.” Angle of attack adalah sudut antara aliran air dan permukaan sirip. Dengan Paus Bungkuk, sudut serang ini bisa mencapai 40 persen lebih curam daripada sirip halus. Karena tonjolan kecil ini, potongan melintang terjadi pada titik yang berbeda di sepanjang sirip. Ini membuat kios penuh lebih mudah dihindari.

Pengujian yang dilakukan oleh Akademi Angkatan Laut AS, menggunakan model sirip, menentukan sirip biomimetik ini mengurangi hambatan hampir sepertiga dan meningkatkan daya angkat sebesar delapan persen secara keseluruhan. Whale Power, sebuah perusahaan yang berbasis di Toronto, Kanada telah memanfaatkan teknologi tuberkulum terbaru ini. Menurut MIT, bilah biomimetik Whale Power membantu menghasilkan 'jumlah daya yang sama pada 10 mil per jam yang dihasilkan turbin konvensional pada 17 mil per jam.”


15 Contoh Luar Biasa dari Rasio Emas di Alam

Deret Fibonacci yang terkenal telah memikat matematikawan, seniman, desainer, dan ilmuwan selama berabad-abad. Juga dikenal sebagai Rasio Emas, keberadaannya di mana-mana dan fungsinya yang mencengangkan di alam menunjukkan pentingnya rasio ini sebagai karakteristik fundamental Alam Semesta.

Kami telah berbicara tentang deret Fibonacci dan rasio Emas sebelumnya , tetapi ini layak untuk diulas secara singkat. Deret Fibonacci dimulai seperti ini: 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55 dan seterusnya selamanya. Setiap angka adalah jumlah dari dua angka yang mendahuluinya. Ini adalah pola sederhana, tetapi tampaknya menjadi semacam sistem penomoran bawaan untuk kosmos. Berikut adalah 15 contoh phi yang menakjubkan di alam.

Deret Fibonacci: Ketika Matematika Menjadi Emas

Seri Fibonacci, serangkaian angka yang meningkat pesat, dimulai sebagai lelucon matematika abad pertengahan ...

Leonardo Fibonacci datang dengan urutan ketika menghitung pasangan ekspansi ideal kelinci selama satu tahun. Saat ini, pola dan rasionya yang muncul (phi = 1,61803. ) dapat dilihat dari skala mikro hingga skala makro, dan hingga ke sistem biologis dan benda mati. Sementara Rasio Emas tidak memperhitungkan setiap struktur atau pola di alam semesta, itu pasti pemain utama. Berikut adalah beberapa contoh.

1. Kelopak bunga

Jumlah kelopak bunga secara konsisten mengikuti deret Fibonacci. Contoh terkenal termasuk lily, yang memiliki tiga kelopak, buttercup, yang memiliki lima (gambar di sebelah kiri), chicory's 21, daisy's 34, dan seterusnya. Phi muncul di kelopak karena pengaturan pengemasan yang ideal seperti yang dipilih oleh proses Darwinian, setiap kelopak ditempatkan pada 0,618034 per putaran (di luar lingkaran 360°) yang memungkinkan paparan sinar matahari dan faktor lainnya sebaik mungkin.

2. Kepala biji

Kepala bunga juga tunduk pada proses Fibonaccian. Biasanya, benih diproduksi di tengah, dan kemudian bermigrasi ke luar untuk mengisi semua ruang. Bunga matahari memberikan contoh yang bagus dari pola spiral ini.

Dalam beberapa kasus, kepala benih sangat padat sehingga jumlah totalnya bisa sangat tinggi — sebanyak 144 atau lebih. Dan ketika menghitung spiral ini, totalnya cenderung cocok dengan angka Fibonacci. Menariknya, bilangan yang sangat irasional diperlukan untuk mengoptimalkan pengisian (yaitu bilangan yang tidak akan terwakili dengan baik oleh pecahan). Phi cocok dengan tagihannya.

3. biji pinus

Demikian pula, polong biji pada biji pinus diatur dalam pola spiral. Setiap kerucut terdiri dari sepasang spiral, masing-masing berputar ke atas dalam arah yang berlawanan. Jumlah langkah hampir selalu cocok dengan sepasang angka Fibonacci berurutan. Misalnya, kerucut 3-5 adalah kerucut yang bertemu di belakang setelah tiga langkah di sepanjang spiral kiri, dan lima langkah di sepanjang kanan.

4. Buah dan Sayuran

Demikian juga, pola spiral serupa dapat ditemukan pada nanas dan kembang kol.

5. Cabang pohon

Deret Fibonacci juga dapat dilihat dari cara cabang pohon membentuk atau membelah. Batang utama akan tumbuh sampai menghasilkan cabang, yang menciptakan dua titik pertumbuhan. Kemudian, salah satu batang baru bercabang menjadi dua, sedangkan yang lainnya tertidur. Pola percabangan ini diulang untuk setiap batang baru. Contoh yang baik adalah sneezewort. Sistem akar dan bahkan alga menunjukkan pola ini.

6. Kerang

Sifat unik dari Golden Rectangle memberikan contoh lain. Bentuk ini, persegi panjang di mana rasio sisi a/b sama dengan rata-rata emas (phi), dapat menghasilkan proses bersarang yang dapat diulang hingga tak terhingga — dan berbentuk spiral. Ini disebut spiral logaritmik, dan berlimpah di alam.

Cangkang siput dan cangkang nautilus mengikuti spiral logaritmik, seperti halnya koklea telinga bagian dalam. Hal ini juga dapat dilihat pada tanduk kambing tertentu, dan bentuk jaring laba-laba tertentu.

7. Galaksi Spiral

Tidak mengherankan, galaksi spiral juga mengikuti pola Fibonacci yang sudah dikenal. Bima Sakti memiliki beberapa lengan spiral, masing-masing spiral logaritmik sekitar 12 derajat. Sebagai tambahan yang menarik, galaksi spiral tampaknya menentang fisika Newton. Pada awal tahun 1925, para astronom menyadari bahwa, karena kecepatan sudut rotasi piringan galaksi bervariasi dengan jarak dari pusat, lengan radial harus menjadi melengkung saat galaksi berotasi. Selanjutnya, setelah beberapa putaran, lengan spiral akan mulai berputar mengelilingi galaksi. Tapi mereka tidak — karena itulah yang disebut masalah lilitan . Bintang-bintang di luar, tampaknya, bergerak dengan kecepatan lebih tinggi dari yang diharapkan — sifat unik kosmos yang membantu mempertahankan bentuknya.

8. Badai

9. Wajah

Wajah, baik manusia maupun bukan manusia, penuh dengan contoh Rasio Emas. Mulut dan hidung masing-masing diposisikan pada bagian emas dari jarak antara mata dan bagian bawah dagu. Proporsi serupa dapat dilihat dari samping, dan bahkan mata dan telinga itu sendiri (yang mengikuti spiral).

Perlu dicatat bahwa tubuh setiap orang berbeda, tetapi rata-rata di seluruh populasi cenderung ke arah phi. Juga dikatakan bahwa semakin dekat proporsi kita dengan phi, semakin "menarik" sifat-sifat itu dirasakan. Sebagai contoh, senyum yang paling "indah" adalah yang gigi seri tengahnya 1,618 lebih lebar dari gigi seri lateral, yang 1,618 lebih lebar dari gigi taring, dan seterusnya. Sangat mungkin bahwa, dari perspektif evo-psiko, bahwa kita sangat menyukai bentuk fisik yang mematuhi rasio emas — indikator potensial kebugaran dan kesehatan reproduksi.

10. Jari

Melihat panjang jari kita, setiap bagian — dari ujung pangkal hingga pergelangan tangan — lebih besar dari yang sebelumnya dengan rasio phi kira-kira.


Penjelasan dan Teleologi dalam Ilmu Alam Aristoteles

Mariska Leunissen, Penjelasan dan Teleologi dalam Ilmu Alam Aristoteles, Cambridge University Press, 2010, 250pp., $85.00 (hbk), ISBN 9780521197748.

Diulas oleh Devin Henry, Universitas Western Ontario

Tidak ada ide yang lebih identik dengan Aristoteles dan tidak ada yang lebih mendasar bagi filsafat Aristoteles selain teleologi. Jadi, sungguh luar biasa bahwa hanya ada dua monografi lengkap dalam bahasa Inggris yang secara eksklusif dikhususkan untuk subjek ini -- karya Monte Johnson Aristoteles tentang Teleologi (OUP 2005) dan sekarang milik Mariska Leunissen Penjelasan dan Teleologi dalam Ilmu Alam Aristoteles. (Ada satu monografi lain dalam bahasa Italia: D. Quarantotto, 2005, Causa finale, sostanza, essenza di Aristotele, Saggi sulla struttura dei processi teleologici naturali e sulla funzione dei telos, Napoli: Bibliopolis.) Kekuatan buku Leunissen, yang membedakannya dari diskusi-diskusi lain tentang teleologi Aristoteles, adalah bahwa interpretasinya dikembangkan dari analisis yang cermat terhadap penggunaan sebenarnya dari penjelasan teleologis Aristoteles dalam karya-karya biologi, di mana sebagian besar materi yang menarik dapat ditemukan. Dia memeriksa berbagai contoh tekstual yang mengesankan dan menawarkan eksposisi terperinci dari konten mereka. Hasilnya adalah penjelasan yang kaya tentang bagaimana menurut Aristoteles, sebab akibat teleologis beroperasi di alam dan bagaimana sebab-sebab akhir harus diintegrasikan ke dalam gambaran penjelasan yang lebih komprehensif dalam ilmu alam. Penjelasan dan Teleologi dalam Ilmu Alam Aristoteles merupakan kontribusi penting untuk beasiswa pada teleologi Aristoteles. Dan sementara Leunissen pasti bukan kata terakhir tentang masalah ini, bukunya telah menambah perdebatan secara signifikan dan harus dilibatkan oleh siapa pun yang ingin membahas masalah ini mulai saat ini.

Argumen utama buku ini disusun di sekitar tiga ide sentral. Pertama, Leunissen berpendapat bahwa untuk memahami teleologi Aristoteles kita perlu membuat perbedaan antara dua jenis penyebab teleologis, apa yang dia sebut teleologi "primer" dan "sekunder". Kedua, penjelasan dalam ilmu pengetahuan alam sering menggunakan prinsip-prinsip teleologis (seperti "alam tidak melakukan apa-apa dengan sia-sia") yang menurut Leunissen berfungsi sebagai heuristis perangkat: mereka digunakan oleh ilmuwan alam untuk membantu mengungkap fitur-fitur yang relevan secara kausal yang akan dipilih dalam penjelasan akhir. Ketiga, nilai ilmiah dari penyebab akhir bagi Aristoteles terletak pada memilikinya penjelasan daripada kausal prioritas. Antara lain, ini memiliki signifikansi untuk bagaimana kita memahami pernyataan membingungkan Aristoteles tentang demonstrasi melalui penyebab akhir di Analisis Posterior II 11. Tinjauan saya akan dikhususkan untuk penilaian kritis terhadap ketiga klaim ini. Dan sementara saya mempermasalahkan beberapa aspek interpretasi Leunissen, secara keseluruhan saya menemukan argumennya mencerahkan dan persuasif.

Teleologi Primer versus Sekunder

Sementara Leunissen memiliki sesuatu untuk dikatakan tentang gerak unsur dan benda-benda langit (lihat khususnya Bab 5), fokus utamanya adalah pada makhluk hidup dan bagian-bagiannya. Ini tampaknya dibenarkan. Untuk Aristoteles dua kali mengatakan makhluk hidup adalah zat "paling dari semua" (Metafisika 1041b28-31, 1043b19-23), jadi kita harus mengharapkan organisme untuk menunjukkan teleologi dalam arti yang paling ketat. Kontribusi khas Leunissen untuk pemahaman kita tentang teleologi alami Aristoteles adalah klaimnya bahwa, ketika menyangkut organisme setidaknya, Aristoteles membedakan dua pola sebab akibat teleologis:

Dalam kasus pertama, kehadiran potensi bentuk yang sudah ada sebelumnya yang memandu tindakan yang bersifat formal dan dengan demikian mengarahkan proses teleologis realisasinya. Dalam kasus kedua, kehadiran potensi material tertentu yang memungkinkan untuk penggunaan teleologis tertentu (dan bukan untuk yang lain) tindakan yang bersifat formal dalam memanfaatkan bahan-bahan ini adalah sekunder dari pengoperasian kebutuhan material yang menghasilkan bahan-bahan di posisi pertama. Kedua proses dengan demikian melibatkan tindakan yang diarahkan pada tujuan yang bersifat formal - itulah sebabnya kedua proses memenuhi syarat sebagai teleologis, tetapi dalam kasus pertama, tindakan terutama 'didorong oleh bentuk' (misalnya, bentuk selebaran membutuhkan produksi sayap), dalam kasus kedua, mereka terutama 'didorong oleh materi' (misalnya, ketersediaan bahan keras memungkinkan untuk produksi bagian pelindung seperti tanduk dan rambut). (hal. 20 untuk diskusi lengkap lihat hal. 18-22, 85-99)

Menurut Leunissen, teleologi primer melibatkan realisasi "potensi bentuk yang sudah ada sebelumnya". (Jika saya boleh meminjam analogi modern, pikirkan eksekusi program warisan yang mengkode ciri-ciri tertentu.) Di sini bentuk yang diwujudkan merupakan penyebab akhir dari proses yang mengarah ke sana, sedangkan proses itu dikatakan "untuk demi" bentuk itu justru karena itu adalah aktualisasi dari sebuah potensi untuk akhir itu. Leunissen berpendapat bahwa penyebab teleologis semacam ini dikaitkan dengan bagian-bagian yang digambarkan Aristoteles sebagai "perlu bersyarat" untuk pelaksanaan fungsi vital (kelangsungan hidup) atau esensial (mendefinisikan jenis) organisme. Teleologi sekunder, sebaliknya, sedang bekerja dalam kasus-kasus di mana Aristoteles berbicara tentang sifat formal "menggunakan" bahan mentah yang telah menjadi karena kebutuhan material (bukan kondisional) untuk menghasilkan akhir yang baik. Bagian-bagian yang dihasilkan dari jenis penyebab ini hadir, bukan karena mereka sangat diperlukan untuk pelaksanaan beberapa fungsi vital atau esensial, tetapi karena mereka berkontribusi dalam beberapa cara untuk kesejahteraan organisme. Seperti yang dikatakan Leunissen, teleologi sekunder menghasilkan bagian-bagian yang hadir bukan untuk hidup tapi untuk hidup dengan baik (hal. 19 lihat juga hal. 89-95).

Sebagai contoh, anggaplah kita mendefinisikan ikan sebagai perenang berdarah yang mendinginkan diri dengan mengambil air. Seperti semua hewan berdarah, ikan harus memiliki hati dan jantung untuk bertahan hidup (PA IV 12, 677a36-b5). Dan karena mereka (menurut definisi) perenang yang bernafas di air, mereka juga harus memiliki sirip dan insang. Bagian-bagian ini semuanya termasuk dalam desain dasar ikan, yang konstruksinya dikodekan dalam program pengembangan yang dijalankan oleh sifat formalnya ("potensi bentuk" Leunissen). Sekarang anggaplah bahwa bahan-bahan tertentu muncul selama pengembangan yang tidak dikodekan oleh program tetapi menjadi, katakanlah, sebagai produk sampingan yang diperlukan dari proses pembuatan sirip. Tidak boros, alam akan memanfaatkan hal ini untuk menambah desain dasar ikan. Ini mungkin menambahkan gurat sisi untuk membantu ikan mendeteksi mangsa dengan lebih baik atau mungkin memberinya sirip punggung yang dilengkapi dengan duri keras untuk perlindungan tambahan. Tak satu pun dari bagian tambahan ini adalah mutlak diperlukan untuk menjadi ikan, dalam arti bahwa alam dapat merancang ikan tanpa bagian-bagian itu, tetapi mereka ditambahkan untuk membuat kehidupan ikan lebih baik dalam beberapa cara. Dalam skema Leunissen, mereka adalah hasil dari teleologi "sekunder".

Pada interpretasi ini, teleologi primer dan sekunder dibagi menjadi dua sumbu: dalam hal sifat proses kausal yang terlibat (yang pertama melibatkan aktualisasi "potensi bentuk yang sudah ada sebelumnya" yang beroperasi melalui "kebutuhan bersyarat", sedangkan yang kedua melibatkan sifat formal "menggunakan" bahan tambahan yang kehadirannya karena "kebutuhan material") dan dalam hal status bagian yang dihasilkan dari proses tersebut (yang pertama menanggung pembentukan bagian yang mutlak diperlukan untuk keberadaan, sedangkan yang kedua menanggung pembentukan bagian-bagian tambahan yang berkontribusi pada kesejahteraan organisme). Mengingat adanya dua pola penyebab teleologis ini, Leunissen berpendapat bahwa untuk memahami aplikasi tertentu dari teleologi alam kita harus menentukan apakah pembentukan akhir yang merupakan penyebab akhir terutama didorong berdasarkan bentuk (teleologi primer) atau berdasarkan materi (teleologi sekunder). Bab 4, 4.3 mengidentifikasi dua pola penjelasan teleologis di mana bentuk adalah faktor utama penyebab dan tiga pola di mana materi adalah faktor utama penyebab. Perbedaan antara teleologi primer dan sekunder membentuk inti dari interpretasi Leunissen, jadi saya akan meluangkan waktu untuk mengembangkan evaluasi saya terhadap ide ini sebelum beralih ke dua tesisnya yang lain.

Ada dua cara seseorang menanggapi Leunissen di sini. Pertama, orang mungkin setuju bahwa Aristoteles membuat perbedaan antara diperlukan bagian-bagian yang ada karena hewan tidak dapat eksis tanpa mereka dan anak perusahaan bagian yang hadir karena mereka berkontribusi pada kesejahteraannya (mis., GA I 4, 717a15-17) tetapi menyangkal bahwa ini melacak perbedaan nyata antara jenis penyebab teleologis. Misalnya, di GA II 6 Aristoteles memberi tahu kita bagaimana sifat formal dapat "menggunakan" perubahan yang diperlukan secara material untuk mencapai tujuan perkembangannya (743a36-b8), yang terdengar seperti penjelasan Leunissen tentang teleologi sekunder. Namun bagian yang Aristoteles atribut untuk jenis penyebab teleologis di sini termasuk daging, tulang dan otot -- bagian yang semuanya diperlukan untuk keberadaan hewan. Sekali lagi, di GA II 4 kita diberitahu bahwa alam formal memanfaatkan hal-hal yang muncul "dari kebutuhan [materi]" demi menghasilkan satu set membran ekstraembrionik di sekitar embrio (739b26-32). Ini sekali lagi bukan bagian tambahan yang entah bagaimana meningkatkan cara hidup hewan tetapi sangat penting untuk kelangsungan hidupnya karena tidak ada embrio yang dapat bertahan hingga dewasa kecuali jika dikelilingi oleh membran seperti itu. Kedua contoh ini menunjukkan bahwa perbedaan yang dibuat Aristoteles antara bagian yang diperlukan dan bagian tambahan tidak dapat dipetakan dengan rapi ke dalam perbedaan yang dilihat Leunissen antara penyebab teleologis primer dan sekunder.

Cara lain untuk menanggapi interpretasi Leunissen adalah dengan menyangkal bahwa teleologi alami Aristoteles dapat dibagi menjadi dua diskrit formulir. In distinguishing primary teleology from secondary teleology Leunissen has certainly put her finger on some important differences in the way Aristotle understands teleological causation. But these differences may turn out to be more nuanced and continuous than Leunissen's strict dichotomy allows. Consider the following three examples, all of which involve final causation to different degrees:

Case 1 . Fins (cf. PA IV 13, 695b17-26). Both the raw materials and the part itself come to be for the sake of the function eventually performed by that part (e.g., swimming). Here all (or at least most) aspects of the part's development can be traced to the goal-directed actions of the animal's formal nature.

Case 2 . Horns (PA III 2, 663b21-22). In this case the formal nature takes raw materials that are already present owing to material (rather than conditional) necessity and fashions them into an organ capable of performing some useful function (e.g., defense).

Case 3. Omentum (PA IV 3, 677b21-8). Both the raw materials dan the part itself come to be through material necessity alone. Here all aspects of the part's development can be traced to non-teleological changes arising from the organism's material nature. But once the part has come into being, it is then put to work in the mature organism for some useful function.

Leunissen identifies case (1) with primary teleology and cases (2) and (3) with secondary teleology (for the latter see Leunissen, pp. 92-5). But this dichotomy effaces certain similarities and differences between the three cases that seem equally important for understanding Aristotle's use of teleology.

First, as Leunissen notes, (1) differs from (2) and (3) in terms of the origins of the raw materials. In (1) the matter that is used to make the part is there karena it is required for that part to perform its function. As Aristotle puts it, the matter is "conditionally necessary" for that end. By contrast, the raw materials used in (2) and (3) do not come to be for the sake of anything but owe their existence to material necessity alone. With horns, for example, Aristotle says that nature "borrows (katakechrêtai)" materials that are "present of necessity" (tois huparchousin ek anankês) for the sake of making something good (PA 663b21-2). However, there is also an important sense in which case (2) resembles case (1), which distinguishes them both from case (3). As Leunissen herself notes, in both (1) and (2) the development of the part itself is controlled by the goal-directed actions of the formal nature operating for the sake of an end (p. 20). Horns are made for defense just as much as fins are made for swimming. The fact that horns are made from raw materials that happen to result from non-teleological forces seems to be of little significance when compared with the teleological processes involved in transforming those materials into a functioning organ. At least Leunissen gives us no reason to think that in such cases the teleological actions of the formal nature in constructing the part should be considered "secondary" to the non-teleological changes that produced the raw materials on which it operates. The distinction between (1) and (2) thus seems to be more a difference in emphasis than a difference in kind.

With (1) and (2), then, the parts in question are both generated by the formal nature aiming at a specific goal, which allows us to say that those parts come to be for the sake of their functions (pace Leunissen, p. 95). With (3) the part in question is simply digunakan by the mature organism for some useful function, but it did not come to be for that reason since its generation was driven entirely by material-level forces operating independently of teleological causation. This seems to warrant grouping (1) and (2) in opposition to (3) from the perspective of the developmental process itself.

To accommodate this, one might accept Leunissen's basic distinction between kinds of teleology but insist on a third kind of "tertiary" teleology. Like cases of secondary teleology, tertiary teleology would involve parts whose raw materials are present owing to material necessity alone. However, they differ from cases of secondary teleology in that the part itself also results from material necessity, whereas in secondary teleology (like primary teleology) the actual formation of the part from those materials is still governed by the goal-directed activities of the formal nature. Alternatively, one might agree with Leunissen that there are important differences in the way Aristotle understands teleological causation but deny that these can be captured by discrete and mutually exclusive categories. Instead (the objection goes) Aristotle sees those differences as a matter of degree so that any attempt to draw sharp divisions between "kinds of teleology" involves imposing artificial boundaries on something that is ultimately continuous.

Teleological Principles as Heuristic Devices

In addition to standard teleological explanations of the form "X is/comes to be for the sake of Y", Leunissen also considers Aristotle's use of various teleological principles, which she describes as "generalizations over the goal-directed actions of the formal nature (or soul) of an animal while engaged in animal generation" (p. 119). These include such principles as nature does nothing in vain (saya 2, 704b12-17), nature does everything either because it is (conditionally) necessary or because it is better (GA I 4, 717a15-16) and nature only provides weapons to those that can use them (PA III 1, 661b27-32). What is the epistemological status of such principles? How do they fit into Aristotle's broader philosophy of science? According to one view, such teleological principles function as explicit premises in biological demonstrations. [1] Against this Leunissen argues that their role is best characterized as heuristic. Such principles help point the natural scientist towards those causally relevant factors that are to be picked out in the ultimate explanations of phenomena -- explanations, moreover, whose premises will make no reference to those principles as causes (p. 112). Leunissen offers three reasons for why such principles cannot function as premises in demonstrations (pp. 122-3), though I shall leave it to the reader to assess the merits of her arguments.

I suspect that the right interpretation lies somewhere between these two views. There are definitely cases where Aristotle uses teleological principles heuristically. Misalnya, di GA II 5 Aristotle asks why males exist in addition to females. To help resolve this puzzle Aristotle invokes the principle that nature does nothing in vain: since nature makes nothing in vain, males must make beberapa contribution to generation. But the principle doesn't menjelaskan anything for it doesn't tell us what that contribution is. Instead, it simply prompts us to consider what it is that females are unable to supply by examining embryos that are generated parthenogenetically. (For another example see GA I 4, 717a11-21 and Leunissen's discussion on pp. 125-7.) But not all uses of teleological principles function in this way. Sometimes the fact captured by the principle adalah one of those causally relevant features that cannot be eliminated from the final account without crucial loss of explanatory content (e.g., saya VIII, 708a10-20 GA II 6, 744a34-744b1). If this is right, then Aristotle's teleological principles should not be seen as performing any single function in his natural science. Sometimes they are used as heuristic devices that help us find the causally relevant features to be cited in the ultimate explanation, and other times they capture basic facts about the world that are among those causally relevant features themselves, whether those facts alone provide the ultimate explanation so that no further facts are needed to explain the phenomenon in question or whether they simply form an ineliminable part of that ultimate explanation along with other causally relevant facts.

The Importance of Final Causes

Let me turn briefly to Leunissen's third thesis. One of the main questions raised by Aristotle's teleology is why he thinks natural science must have recourse to final causes at all. Why are final causes indispensable to the science of nature? Leunissen's position lies somewhere between the interpretation that says Aristotle's final causes play a belaka heuristic role [2] and the interpretation that sees his commitment to final causes as stemming from a belief that natural phenomena cannot come to be by material necessity alone. [3] In contrast to the latter interpretation, Leunissen argues that Aristotle's attraction to teleology derives primarily from his belief that inquiring into final causes is the most effective method for acquiring scientific knowledge (p. 209). The functions and goals that constitute final causes are usually obvious to perception and as such provide the best starting points for discovering other causally relevant properties and changes related to the explanandum (p. 211). For Aristotle, those properties and changes are all equally opaque from a mechanistic point of view they only become salient when organisms and their parts are studied as teleologically organized wholes (see Resp. 3, 471b24-9). In this way Leunissen argues that the importance of final causes lies in their explanatory priority:

Through the investigation of natural phenomena from a teleological viewpoint, one is able to distinguish the causally relevant features of those phenomena, and thereby to discover the features that are to be included in the complete explanation of them. The identification of final causes thus helps to frame the search for material, formal and efficient causes of some phenomenon and thereby to find its complete causal explanation. (p. 211)

At the same time Leunissen is careful to distance her interpretation from the so-called Kantian reading that sees Aristotle's final causes as merely heuristic. On that reading, Aristotle thinks it is useful to look at nature seolah-olah it was governed by final causes, since adopting a teleological perspective helps to identify the real (i.e., material-efficient) causes of things. Since Aristotle thinks final causes have no ontological significance, he thinks natural science can dispense with them once the true causes have been found. Leunissen denies that this is Aristotle's view (p. 112). On her reading, Aristotle sees natural science as a search for the ultimate causes of natural phenomena, and these include final causes. Those final causes have real ontological force and constitute an ineliminable feature of Aristotle's world. Living things really are teleologically organized wholes whose generation is controlled by the goal-directed actions of their formal natures.

The back cover jacket describes the intended audience for this book as "those who are interested in Aristotle's natural science, his philosophy of science, and his biology". But given the significance of teleology, not only for Aristotle's own philosophy but for the history of philosophy in general, this book will be of interest to a much broader audience. While the reader is assumed to have some familiarity with Aristotle's philosophy of nature, Leunissen's discussion is quite accessible. Most technical concepts are explained and illustrated with examples, and she offers an abundance of textual evidence in support of her claims. The merits of Leunissen's book are by no means exhausted by the ideas I have discussed in this review. And my criticisms should in no way be taken as a negative assessment of its overall achievements. Leunissen has many important things to say about the positive role that material necessity plays in Aristotle's account of teleology, about Aristotle's famous defense of teleology in Fisika II 8, how the doctrine of final causes is integrated into the theory of demonstration in Posterior Analytics II 11 and how this compares with Aristotle's actual practice of providing teleological explanations in the biological works, and what the limits of teleology are vis-à-vis Aristotle's understanding of cosmology. Readers may not agree with Leunissen's views at every turn, but there is certainly no shortage of philosophically engaging ideas in her book.

[1] James Lennox, "Nature Does Nothing in Vain", in J. Lennox (ed.), Aristotle's Philosophy of Biology: Studies in the Origins of Life Science, Cambridge University Press, 2001, pp. 205-224.

[2] Wolfgang Wieland, "The Problem of Teleology", in J. Barnes, M. Schofield, R. Sorabji (eds.), Articles on Aristotle, Duckworth Academic Press, 1975, pp. 141-160.


Carrying Capacity Examples

North American Deer Flourish

An example of a situation in which the carrying capacity of an environment was exceeded can be seen within the deer populations of North America.

After the widespread elimination of wolves – the natural predator of North American deer – the deer reproduced until their need for food exceeded the environment’s ability to regenerate their food. In many areas, this resulted in large numbers of deer starving until the deer population was severely reduced.

Deer, being a fairly large North American herbivore, were capable of eating leaves off of trees and shrubs, as well as low-growing plants like flowers and grass. And they required a lot of leaves to keep them going, as members of different species of deer could weigh anywhere from 50 to 1,500 pounds!

But when European settlers severely depleted the population of wolves, who they found to be a danger to human children and livestock, an unexpected consequence resulted: deer began to multiply out of control, until they exceeded the carrying capacity of their environment.

North American Deer Decline

As a result, deer began to starve. Plants species also began to suffer, some even being threatened with extinction as the starving deer ate all the green plants they could find.

When humans realized what was happening – and it began to affect their own food sources, after wild deer began to invade gardens and farms looking for crops to eat – they began to give nature a helping hand in reducing the deer population.

In modern times, some areas “cull” deer – a practice where deer are systematically hunted, not just for meat or sport, but to prevent deer starvation and damage to plants. Other areas have even begun to re-introduce wolves, and these areas have seen healthier ecosystems, gardens, and crops as a result.

The story of the North American wolves and deer has acted as a cautionary tale for people considering making changes of any kind to their natural environment, which might have unintended consequences.

The Daisyworld Model

The hypothetical “Daisyworld” model is a model developed by scientists to study how organisms change their environment, and how ecosystems self-regulate.

In the original “Daisyworld” mathematical simulation, there were only two types of life forms: black daisies, which increase the environment’s temperature by absorbing heat from the Sun (this is a real property of black materials), and white daisies, which decrease the environment’s temperature by reflecting the Sun’s heat (this is also a real effect of white-colored materials).

Each species of daisies had to live in a proper balance with the other species. If the white daisies overpopulated, the world would become too cold. Daisies of both types would begin to die off, and the world would start to regain equilibrium. The same held true for black daisies: if they become overpopulated, the world becomes warmer and warmer until the daisies began to die off again.

Real-life ecosystems are much more complicated than this, of course.

Each organism has many needs, and how well the environment can meet those needs might depend on what other organisms it shares the environment with.

Humans Change the Carrying Capacity

Humans have become one of the world’s only global species my mastering technology. Time and time again, the human species has overcome a factor, such as availability of food or the presence of natural predators, that limited our population.

The first major human population explosion happened after the invention of agriculture, in which humans learned that we could grow large numbers of our most nutritious food plants by saving seeds to plant in the ground. By making sure those seeds got enough water and were protected from competition from weeds and from being eaten by other animals we insured a steady food supply.

When agriculture was invented, the human population skyrocketed – scientists think that without agriculture, between 1 million and 15 million humans were able to live on Earth. Today, there are about 1 million humans in the city of Chicago alone!

By the Middle Ages, when well-organized agriculture had emerged on every continent, there were about 450 million – or about half a billion – humans on earth.

Putting Technology to Work

A new revolution in Earth’s capacity to carry humans began in the 18th and 19th centuries when humans began to apply advanced and automated technology to agriculture. The use of inventions such as the mechanical corn picker and crop rotation – a way of growing different crops in a sequence that enriches the soil and leads to higher yields – allowed humans to produce even more food. As a result, the world population tripled from about half a billion to 1.5 billion people.

In the twentieth century, a third revolution occurred when humans began to learn how to rewrite the genomes of the plants, using viruses to insert new genes into seeds directly instead of relying on selective breeding and random mutation to increase crop yields. The result was another drastic increase in the Earth’s ability to produce food for humans.

During the 20th century, Earth’s human population more than quadrupled, from 1.5 billion to 6.1 billion. We’ve come a long way from the pre-agricultural days!

But some scientists worry that we may be well on our way to exceeding the Earth’s carrying capacity – or that we may have already done so.

What is the Human Carrying Capacity?

Though we have massively expanded the carrying capacity for the human species, our activities are not without consequence. There are several possible limitations on the human species that not even technology can save us from.

Scientists point to the rapid decline of bee populations – which are necessary to pollinate some of our crops, and which many scientists believe are being killed by pesticides we use to protect those same crops – as evidence that our current food production practices may not be sustainable for much longer.

The proliferation of poisonous algae, which can poison our water supplies and which feeds on the same fertilizer we use to feed our crops, is another worrisome sign that we may be exceeding our carrying capacity, and may begin to cause problems for ourselves if our population continues to grow.

Some scientists fear that humans may exceed the Earth’s carrying capacity for humans, and encourage the use of contraception to decrease birth rates in order to prevent human populations from exhausting their sources of food and other vital resources.


Where To Observe Fractals In Nature:

Walking through a forest, you will find fractal patterns in the network-like branching patterns everywhere among the ferns, trees, roots, leaves, and the fungal mycelium in the soil.

You will also find them throughout the natural world in the patterns of streams, rivers, coastlines, mountains, waves, waterfalls and water droplets.

Here are some examples of fractal patterns in nature:

1. Trees

Trees are perfect examples of fractals in nature. You will find fractals at every level of the forest ecosystem from seeds and pinecones, to branches and leaves, and to the self-similar replication of trees, ferns, and plants throughout the ecosystem.

2. River Deltas

This aerial footage from NASA of the Ayeyarwady River Delta (also referred to as Irrawaddy) in Myanmar is a great example of the fractal branching patterns of river delta ecosystems.

3. Growth Spirals

You will also find fractal patterns in growth spirals, which follow a Fibonacci Sequence (also referred to as the Golden Spiral) and can be seen as a special case of self-similarity.

4. Flowers

Observe the self-replicating patterns of how flowers bloom to attract bees. Gardens are amazing places to explore the fractal nature of growth.

5. Romanesco Broccoli

You won’t find it in the forest, but this edible flower bud of the species Brassica oleracea (broccoli) from Italy is a wholesome and delicious example of fractal geometry.

These arrangements have explanations at different levels – mathematics, physics, chemistry, biology. Here’s what Wikipedia has to say about what the sciences have observed about these patterns in nature:

“From the point of view of physics, spirals are lowest-energy configurations which emerge spontaneously through self-organizing processes in dynamic systems. From the point of view of chemistry, a spiral can be generated by a reaction-diffusion process, involving both activation and inhibition. Phyllotaxis is controlled by proteins that manipulate the concentration of the plant hormone auxin, which activates meristem growth, alongside other mechanisms to control the relative angle of buds around the stem. From a biological perspective, arranging leaves as far apart as possible in any given space is favored by natural selection as it maximizes access to resources, especially sunlight for photosynthesis.”

Fractals are hyper-efficient in their construction and this allows plants to maximize their exposure to sunlight and also efficiently transport nutritious throughout their cellular structure. These fractal patterns of growth have a mathematical, as well as physical, beauty.


2. Bahan-bahan dan metode-metode

The schema of Cryfa is demonstrated in Supplementary Figure S1. For the purpose of encrypting and compacting a Fastq file by Cryfa, it is first split into headers, bases and quality scores. Similarly, a Fasta file is split into headers and bases. In the next step, packing of these split segments is performed in different fixed-size blocks, in a way that each block maps a tuple of symbols into an ASCII character. The number of symbols considered for each tuple can be different for headers, bases and quality scores. The next step is employing a key file, containing a password, to shuffle the packed content that is obtained by joining the outputs of different packing blocks. Supplementary Note S4 provides with a guideline for making the key file, which can be carried out by the ‘keygen’ tool that we have provided alongside the Cryfa tool. As the result of shuffling, the content becomes uniformly permuted and transformed into pseudo high-data complexity hence, it becomes resistant against low data complexity and KPA attacks. In the final step, an authenticated encryption, which simultaneously provides data confidentiality and integrity, is carried out on the shuffled content, by the AES method in Galois/counter mode (GCM). The output of this final step is an encrypted and compact Fasta/Fastq file.

In order to decrypt and unpack a file, it is first decrypted by the AES method in GCM mode. Then, the decrypted content is unshuffled using the key file that is restored to order from the shuffled state. Note that the key file used in this phase needs to be the same as the one used for shuffling. Finally, the unshuffled content is unpacked using a lookup table, and the decrypted and unpacked file is obtained. This file is the same as the original Fasta/Fastq file which had been encrypted and compacted, due to the lossless nature of the Cryfa tool.

Cryfa is capable of preserving the privacy of any genomic data in Fasta, Fastq, VCF, SAM and BAM formats. In this way, if a genomic file, e.g. in VCF format, is passed to Cryfa, it can be efficiently shuffled and encrypted. Supplementary Note S1 describes the methods in greater detail.


Secure communication can be provided using techniques, in the presence of malicious third-party content called adversaries. These techniques can be referred to as Cryptography. Any private messages can be hidden from the public or any third parties using a set of protocols. These protocols need to be analyzed and constructed in an efficient manner in order to maintain the secrecy of message being sent. Modern Cryptography has a certain aspect that is central to it, like data integrity, authentication, confidentiality etc. In the modern world, Cryptography heavily relies upon subjects like mathematics and computer science. Algorithms for Cryptography are designed in such a way that they are hard to crack in practice by any malicious third party, also known as adversaries. A practical approach toward cracking such an algorithm would fail however, the theoretical approach may possibly crack such a system. Thus, any algorithm can be cited as secure if its key properties cannot be deduced with a given ciphertext. Cryptography can be categorized into two branches: Symmetric and Asymmetric. With the symmetric approach, a single key is utilized for the encryption and decryption process, i.e. sender and receiver should have a shared key. However, with this approach, the distribution of key was a weak link, which gives rise to adopt a novel approach. In an asymmetric version of cryptography, sender and receiver have two keys, public and private. A private key is kept as a secret, whereas the public key is exposed to the outer world. Any set of data, which is encrypted with a public key, can only be decrypted using a corresponding private key. When it comes to comparison, the symmetric approach is faster than the asymmetric one: for example – a digital signature utilized asymmetric cryptography to encrypt messages in hashes instead of a complete message.

Encryption is one of the component of Cryptography, which is the most effective and popular data security technique. The encryption process involves transforming the data into another form, known as ciphertext, whereas the original data to be encrypted is known as plaintext. The plaintext is supplied to an algorithm and an encryption key, which create a ciphertext. This ciphertext can be decrypted with a valid key. Data which is stored on the computer need to transferred using internet or computer network. While sending the data across a network, the integrity or security of digital data needs to be maintained encryption plays a key role in providing data integrity. There are some core securities features that need to be maintained: data integrity, authentication, and non-repudiation. Authentication means the data’s origin needs to be verified. Data integrity would ensure that content is not altered since it was being sent. And, non-repudiation would ensure the sender cannot refuse about sending the message. An encryption process is serving these primary security aspects. Like Cryptography, Encryption has two modes: symmetric and asymmetric. The same secret key is shared between the sender and receiver while performing encryption and decryption. The asymmetric approach, on the other hand, uses two different keys, public and private. Encryption technique is common among the usage of protecting information with civilian system, by governments and military. Customer’s personal and banking related data is highly prone to theft encrypting such files is always a boon in case of the security system fails to protect the confidential data. Encryption at first may seem like a complicated approach, but various data loss prevention software handles it efficiently.

Web development, programming languages, Software testing & others

Head To Head Comparison Between Cryptography and Encryption (Infographics)

Below is the top 6 difference between Cryptography and Encryption

Key Differences Between Cryptography and Encryption

Both are popular choices in the market let us discuss some of the major difference:

  • Cryptography is the study of concepts like Encryption, decryption, used to provide secure communication, whereas encryption is the process of encoding a message with an algorithm.
  • Cryptography can be considered a field of study, which encompasses many techniques and technologies, whereas Encryption is more of mathematical and algorithmic in nature.
  • Cryptography, being a field of study, has broader categories and ranges encryption is one such technique. Encryption is one of the aspects of Cryptography that can efficiently encode the communication process.
  • Cryptography is more generic in nature uses digital signature and another mode of techniques to provide security for digital data, whereas Encryption is being utilized with a set of algorithms widely known as a cipher to encrypt the digital data.
  • Cryptography has a symmetric and asymmetric version, with a concept of a shared and non-shared key, whereas Encryption follows the same approach with some specific terms like ciphertext, plaintext, and cipher.
  • Cryptography involves working with algorithms with basic cryptographic properties, whereas Encryption is one of the subsets of Cryptography that uses mathematical algorithms called cipher.
  • Cryptography has its application which is wide and ranging from digital data to classical cryptography, whereas Encryption is utilized to encode the data in transit over a computer network.
  • Cryptography’s fields include computer programming, algorithm, mathematics, information theory, transmission technology, whereas Encryption is more of digitalized in nature since the modern era.
  • Cryptography involves two major components called Encryption and Decryption, whereas Encryption is a process of safeguarding information to prevent unauthorized and illegal usage.
  • Cryptography act as a superset of Encryption, i.e. every process and terms used for Encryption can be said to be a part of Cryptography, whereas Encryption being a subset, has its own specific terms and processes.

Cryptography vs Encryption Comparison Table

Let us discuss the comparison between Cryptography vs Encryption are as follows:

Cryptography

Kesimpulan

Cryptography involves various techniques and technologies, including algorithms, mathematics, information theories, transmission, encryption etc. Encryption is one such technique of Cryptography. A standalone, Encryption process can confidentially provide the message, but at the same time, other techniques and strategies are required to provide the integrity and authenticity of a message. So, in a nutshell, a successful scheme should provide data integrity, authentication, and non-repudiation, which is what Cryptography provides.

Encryption is provided in two forms, symmetric and asymmetric. Symmetric involves a single shared key among sender and receiver. Asymmetric, on the other hand, involves two public and private keys, one for a sender and the other for a receiver. Thus, a user can choose among any two forms. Public key cryptography is used to implement a lot of schemes like a digital signature. Various software is based on public-key algorithms, which are crucial in today’s world to provide digital data safe and reliable. One can say, cryptography vs encryption like techniques are the basis of a secure and reliable digital data mechanism. Internet & the digital world won’t survive without these two pillars of safety.

Recommended Article

This has been a guide to the top difference between Cryptography vs Encryption. Here we also discuss the key differences with infographics and comparison table. You may also have a look at the following articles to learn more –


Tonton videonya: Security Series #04: Enkripsi (Agustus 2022).