Causal explanations and scientific realism in particle physics

Particle physics studies highly complex processes which cannot be directly observed. Scientific realism claims that we are nevertheless warranted in believing that these processes really occur and that the objects involved in them really exist. This dissertation defends a version of scientific realism, called causal realism, in the context of particle physics. I start by introducing the central theses and arguments in the recent philosophical debate on scientific realism (chapter 1), with a special focus on an important presupposition of the debate, namely common sense realism. Chapter 2 then discusses entity realism, which introduces a crucial element into the debate by emphasizing the importance of experiments in defending scientific realism. Most of the chapter is concerned with Ian Hacking's position, but I also argue that Nancy Cartwright's version of entity realism is ultimately preferable as a basis for further development. In chapter 3,1 take a step back and consider the question whether the realism debate is worth pursuing at all. Arthur Fine has given a negative answer to that question, proposing his natural ontologica! attitude as an alternative to both realism and antirealism. I argue that the debate (in particular the realist side of it) is in fact less vicious than Fine presents it. The second part of my work (chapters 4-6) develops, illustrates and defends causal realism. The key idea is that inference to the best explanation is reliable in some cases, but not in others. Chapter 4 characterizes the difference between these two kinds of cases in terms of three criteria which distinguish causal from theoretical warrant. In order to flesh out this distinction, chapter 5 then applies it to a concrete case from the history of particle physics, the discovery of the neutrino. This case study shows that the distinction between causal and theoretical warrant is crucial for understanding what it means to "directly detect" a new particle. But the distinction is also an effective tool against what I take to be the presently most powerful objection to scientific realism: Kyle Stanford's argument from unconceived alternatives. I respond to this argument in chapter 6, and I illustrate my response with a discussion of Jean Perrin's experimental work concerning the atomic hypothesis. In the final part of the dissertation, I turn to the specific challenges posed to realism by quantum theories. One of these challenges comes from the experimental violations of Bell's inequalities, which indicate a failure of locality in the quantum domain. I show in chapter 7 how causal realism can further our understanding of quantum non-locality by taking account of some recent experimental results. Another challenge to realism in quantum mechanics comes from delayed-choice experiments, which seem to imply that certain aspects of what happens in an experiment can be influenced by later choices of the experimenter. Chapter 8 analyzes these experiments and argues that they do not warrant the antirealist conclusions which some commentators draw from them. It pays particular attention to the case of delayed-choice entanglement swapping and the corresponding question whether entanglement is a real physical relation. In chapter 9,1 finally address relativistic quantum theories. It is often claimed that these theories are incompatible with a particle ontology, and this calls into question causal realism's commitment to localizable and countable entities. I defend the commitments of causal realism against these objections, and I conclude with some remarks connecting the interpretation of quantum field theory to more general metaphysical issues confronting causal realism.

The modal nature of structures in ontic structural realism

Ontic structural realism is the view that structures are what is real in the first place in the domain of fundamental physics. The structures are usually conceived as including a primitive modality. However, it has not been spelled out as yet what exactly that modality amounts to. This paper proposes to fill this lacuna by arguing that the fundamental physical structures possess a causal essence, being powers. Applying the debate about causal vs. categorical properties in analytic metaphysics to ontic structural realism, I show that the standard argument against categorical and for causal properties holds for structures as well. Structural realism, as a position in the metaphysics of science that is a form of scientific realism, is committed to causal structures. The metaphysics of causal structures is supported by physics, and it can provide for a complete and coherent view of the world that includes all domains of empirical science.

Holism and structural realism

We first introduce structural realism as a position in the metaphysics of science, pointing out the way in which this position replaces intrinsic properties with relations so that it amounts to a holistic in contrast to an atomistic metaphysics. We argue in favour of a moderate version of structural realism that puts objects and relations on the same ontological footing and assess the general philosophical arguments for this position. The second section shows how structural realism gains support from quantum physics. The third section explains how structural realism can be applied to the metaphysics of space-time.

Holism and structural realism

We first introduce structural realism as a position in the metaphysics of science, pointing out the way in which this position replaces intrinsic properties with relations so that it amounts to a holistic in contrast to an atomistic metaphysics. We argue in favour of a moderate version of structural realism that puts objects and relations on the same ontological footing and assess the general philosophical arguments for this position. The second section shows how structural realism gains support from quantum physics. The third section explains how structural realism can be applied to the metaphysics of space-time.

Causal Warrant for Realism about Particle Physics

While scientific realism generally assumes that successful scientific explanations yield information about reality, realists also have to admit that not all information acquired in this way is equally well warranted. Some versions of scientific realism do this by saying that explanatory posits with which we have established some kind of causal contact are better warranted than those that merely appear in theoretical hypotheses. I first explicate this distinction by considering some general criteria that permit us to distinguish causal warrant from theoretical warrant. I then apply these criteria to a specific case from particle physics, claiming that scientific realism has to incorporate the distinction between causal and theoretical warrant if it is to be an adequate stance in the philosophy of particle physics.

Geological realism in hydrogeological and geophysical inverse modeling: A review

Scientific curiosity, exploration of georesources and environmental concerns are pushing the geoscientific research community toward subsurface investigations of ever-increasing complexity. This review explores various approaches to formulate and solve inverse problems in ways that effectively integrate geological concepts with geophysical and hydrogeological data. Modern geostatistical simulation algorithms can produce multiple subsurface realizations that are in agreement with conceptual geological models and statistical rock physics can be used to map these realizations into physical properties that are sensed by the geophysical or hydrogeological data. The inverse problem consists of finding one or an ensemble of such subsurface realizations that are in agreement with the data. The most general inversion frameworks are presently often computationally intractable when applied to large-scale problems and it is necessary to better understand the implications of simplifying (1) the conceptual geological model (e.g., using model compression); (2) the physical forward problem (e.g., using proxy models); and (3) the algorithm used to solve the inverse problem (e.g., Markov chain Monte Carlo or local optimization methods) to reach practical and robust solutions given today's computer resources and knowledge. We also highlight the need to not only use geophysical and hydrogeological data for parameter estimation purposes, but also to use them to falsify or corroborate alternative geological scenarios.

The metaphysics of quantum gravity : a causal approach

The dissertation investigates some relevant metaphysical issues arising in the context of spacetime theories. In particular, the inquiry focuses on general relativity and canonical quantum gravity. A formal definition of spacetime theory is proposed and, against this framework, an analysis of the notions of general covariance, symmetry and background independence is performed. It is argued that many conceptual issues in general relativity and canonical quantum gravity derive from putting excessive emphasis on general covariance as an ontological prin-ciple. An original metaphysical position grounded in scientific essential- ism and causal realism (weak essentialism) is developed and defended. It is argued that, in the context of general relativity, weak essentialism supports spacetime substantivalism. It is also shown that weak essentialism escapes arguments from metaphysical underdetermination by positing a particular kind of causation, dubbed geometric. The proposed interpretive framework is then applied to Bohmian mechanics, pointing out that weak essentialism nicely fits into this theory. In the end, a possible Bohmian implementation of loop quantum gravity is considered, and such a Bohmian approach is interpreted in a geometric causal fashion. Under this interpretation, Bohmian loop quantum gravity straightforwardly commits us to an ontology of elementary extensions of space whose evolution is described by a non-local law. The causal mechanism underlying this evolution clarifies many conceptual issues related to the emergence of classical spacetime from the quantum regime. Although there is as yet no fully worked out physical theory of quantum gravity, it is argued that the proposed approach sets up a standard that proposals for a serious ontology in this field should meet.

Space-time within general relativity : a structural realist understanding

ABSTRACT This dissertation investigates the, nature of space-time as described by the theory of general relativity. It mainly argues that space-time can be naturally interpreted as a physical structure in the precise sense of a network of concrete space-time relations among concrete space-time points that do not possess any intrinsic properties and any intrinsic identity. Such an interpretation is fundamentally based on two related key features of general relativity, namely substantive general covariance and background independence, where substantive general covariance is understood as a gauge-theoretic invariance under active diffeomorphisms and background independence is understood in the sense that the metric (or gravitational) field is dynamical and that, strictly speaking, it cannot be uniquely split into a purely gravitational part and a fixed purely inertial part or background. More broadly, a precise notion of (physical) structure is developed within the framework of a moderate version of structural realism understood as a metaphysical claim about what there is in the world. So, the developement of this moderate structural realism pursues two main aims. The first is purely metaphysical, the aim being to develop a coherent metaphysics of structures and of objects (particular attention is paid to the questions of identity and individuality of these latter within this structural realist framework). The second is to argue that moderate structural realism provides a convincing interpretation of the world as described by fundamental physics and in particular of space-time as described by general relativity. This structuralist interpretation of space-time is discussed within the traditional substantivalist-relationalist debate, which is best understood within the broader framework of the question about the relationship between space-time on the one hand and matter on the other. In particular, it is claimed that space-time structuralism does not constitute a 'tertium quid' in the traditional debate. Some new light on the question of the nature of space-time may be shed from the fundamental foundational issue of space-time singularities. Their possible 'non-local' (or global) feature is discussed in some detail and it is argued that a broad structuralist conception of space-time may provide a physically meaningful understanding of space-time singularities, which is not plagued by the conceptual difficulties of the usual atomsitic framework. Indeed, part of these difficulties may come from the standard differential geometric description of space-time, which encodes to some extent this atomistic framework; it raises the question of the importance of the mathematical formalism for the interpretation of space-time.

Eretria - Nea Psara : eine klassizistische Stadtanlage über der antiken Polis

Résumé: Le présent ouvrage propose une histoire de l'Erétrie moderne, de la redécouverte du site antique au projet urbanistique de 1834 pour une ville nouvelle destinée à accueillir les réfugiés de l'île de Psara - anéantie en 1824 par les Ottomans - et au développement urbain d'Erétrie/Nea Psara au XIXe et au XXe siècles. Le nom d'Erétrie englobe trois couches historiques distinctes: la cité antique, la ville néoclassique, dessinée par l'architecte allemand Eduard Schaubert (1804-1860), et le village moderne, issu de son projet. Chacune de ces strates - vestiges antiques, tissu urbain néoclassique et constructions plus récentes - est perceptible au sein de cet ensemble urbain et se trouve en relation constante avec les autres. L'exposé des recherches archéologiques - depuis la redécouverte du site antique par Ciriaco de' Pizzicolli d'Ancona (Cyriaque d'Ancône) en 1436 déjà, puis de manière systématique par des voyageurs-archéologues dès le XIXe siècle - comble une lacune dans l'historiographie de la cité antique. Cette approche met également en lumière la relation étroite entre archéologie et urbanisme au XIXe siècle. Si l'exploration de la Grèce avait été jusqu'à son indépendance en 1827 essentiellement le fait des archéologues, des historiens et des philologues, après cette date, des géologues, des ingénieurs et des topographes travaillant pour le développement économique du jeune Etat se mirent également à parcourir le pays, le regard tourné non plus seulement vers l'Antiquité, mais aussi vers l'avenir. L'histoire de la redécouverte d'Erétrie permet ainsi d'éclairer divers aspects liés à la gestation de l'Etat grec. Le projet conçu en 1834 par Ecluard Schaubert de ville néoclassique superposée aux ruines de la cité antique d'Erétrie s'inscrit dans un réseau de créations de villes nouvelles et de modernisations de villes existantes par le nouvel Etat grec, qui cherchait à fonder sa légitimité et son identité, après la domination ottomane, sur les valeurs idéales (ou idéalisées) de l'Antiquité classique. Dans le projet de développement urbain d'Erétrie, la relation étroite entre archéologie et urbanisme et, par conséquent, la référence à l'Antiquité sont évidentes: Eduard Schaubert commença par tracer sur son plan toutes les ruines antiques, dressant ainsi l'état des connaissances archéologiques du site. Sur cette base, l'architecte conçut la ville néoclassique en y incluant les principales ruines, qui devaient servir de repères visuels et qui concrétisaient ainsi le lien idéologique de la monarchie absolue avec l'Antiquité. A Erétrie, deux perspectives principales reliaient le port à l'acropole et l'Ecole navale au théâtre antique. L'intégration de ruines antiques dans un projet urbanistique avait été réalisée par Stamatios Kleanthes et Eduard Schaubert en 1831-1832 dans le plan de l'Athènes moderne, avant que celle-ci n'ait été promue capitale de la Grèce. Les deux architectes ont ainsi anticipé le caractère idéal d'Athènes dans le processus de gestation de l'Etat grec. L'importance de ce plan et de celui qu'ifs ont établi sur le même modèle pour le Pirée a été reconnue par les historiens de l'urbanisme. En revanche, le plan d'Erétrie, qui suit pourtant les mêmes principes, n'a été que partiellement étudié. Cette monographie montre que le projet d'Erétrie était le plus abouti des trois, qui tous se caractérisent par un système de routes rayonnant depuis le siège du gouvernement (résidences royales à Athènes et au Pirée, mairie à Erétrie). Cet éventail de rues ou u patte d'oie» embrasse à Athènes l'acropole et au Pirée fa baie du port, alors qu'a Erétrie il est double, axé en raison de la topographie sur l'acropole et sur Pa baie du port. Cette double patte d'oie crée ainsi le lien idéologique avec l'Antiquité et témoigne, par son ouverture sur le port, de l'essor économique souhaité par le gouvernement. Le plan d'Erétrie représente de manière exemplaire l'urbanisme programmatique de la Grèce sous Othon ler (1832-1862). L'ouvrage s'intéresse ensuite à la réalisation du projet de Schaubert, dont la mise en oeuvre n'a pas répondu aux attentes du Gouvernement. Le faible développement d'Erétrie s'explique principalement par le surdimensionnement du projet, des finances publiques modestes, la malaria endémique et une politique économique inadaptée aux traditions commerciales des Psariotes. Les lenteurs dans la réalisation du projet et même des régressions au cours du XIXe siècle et au début du XXe siècle, puis l'urbanisation accélérée d'Erétrie à partir des années 1960, ont eu pour conséquence que les historiens de l'urbanisme et les urbanistes ont sous-estimé, voire ignoré la valeur historique de ce concept Cependant, l'exécution du projet néoclassique s'est poursuivie de manière continue et des références au plan de Schaubert peuvent être observées dans l'aménagement récent de la localité aujourd'hui encore. Ainsi, des arbres ont été plantés dans les années 1960 le long de l'enceinte urbaine antique, à l'emplacement où Schaubert avait prévu la création d'une promenade arborée. Au centre d'Erétrie, là où l'agora principale aurait dû être aménagée, une grande place publique servant au marché hebdomadaire a été créée. Dans le quartier oriental, une petite église dédiée à la Pan hagia Paravouniotissa a été construite en 2001 sur la parcelle où Schaubert en avait prévue une. D'importants éléments des projets de Schaubert, qui ne sont actuellement plus guère perceptibles à Athènes et au Pirée, le sont toujours à Erétrie. Les espaces verts, par exemple, occupent une place importante dans le domaine privé: malgré la densification du tissu urbain, des parcelles caractéristiques contiennent encore des maisons isolées d'un ou de deux niveaux côté rue, avec un grand jardin à l'arrière, séparé des parcelles voisines par un mur en pierre ou en brique crue. Erétrie mérite donc une reconnaissance plus considérable dans l'histoire de l'urbanisme, puisqu'elle contribue à faire mieux comprendre les projets de ses deux villes soeurs. L'étude du projet urbanistique est complétée par une approche typologique des constructions néoclassiques d'Erétrie qui souligne encore la valeur historique de cet ensemble. Comme la plupart des édifices sont, menacés de démolition, à l'exception d'un petit nombre d'entre eux qui bénéficient d'un bon entretien, un inventaire photographique des constructions d'Erétrie datant du XIXe et du début du XXe siècle a été constitué entre 1994 et 2005, complété par des photographies anciennes. Il en ressort que les formes et les techniques de construction sont représentatives de l'architecture privée à l'époque de la création de l'Etat. Enfin, le plan directeur d'Erétrie, réalisé en 1975-1976 par un séminaire du Département d'architecture de l'Ecole polytechnique fédérale de Zurich avec l'appui de l'Ecole suisse d'archéologie en Grèce, est publié ici intégralement pour la première fois. Le présent ouvrage rend ses lettres de noblesse à un ensemble urbain néoclassique, certes modeste, mais issu d'un projet urbanistique ambitieux, témoin significatif du programme politique du nouvel Etat grec. SUMMARY Translated by William Eisler This book gives an account of the history of modern Eretria. It encompasses the rediscovery of the ancient city, the 1834 urban plan for the new town designed to accommodate the refugees from the island of Psara - destroyed by the Ottomans in 1824 - and also the urban development of Eretria/Nea Psara in the 19th and 20th centuries. The name Eretria carries a rich heritage: the ancient city, the neoclassical town designed by the Germen architect Eduard Schaubert (1804-1860), and the modern village. These three distinct historical layers ancient ruins, neoclassical plan and more recent constructions - can be seen within this urban area and are interlinked with each other. The account of the archeological investigations fills a gap in the historiography of the ancient city. This started with the early rediscovery of the ancient site by Ciriaco de'Pizzicolli d'Ancona in 1436, and was followed by systematic research by travellers/ archeologists from the 19th century onward. Furthermore, this shows the close relationship between archeology and urbanism in the 19th century. The exploration of Greece prier te its independence in 1827 was mainly red by archeologists, historians and philologists. Subsequently, geologists, engineers and topographers working for the young state's economic development travelled across the country, with their attention focused not only on Antiquity but are on the future. The history of Eretria's rediscovery gives new insights on various aspects related to the development of the Greek state. In 1834, Eduard Schaubert's project, planning a neoclassical town built upon the ancient Eretria, took place alongside the development of other new cities and the modernization of existing ones du ring the Ottoman domination. By doing so, the new Greek state wanted to build its legitimacy and identity, based upon the ideal (or idealized) values of Classical Antiquity. In the urban development of Eretria, the close connection between archeology and urbanism, and the reference to Antiquity, are obvious. Eduard Schaubert began by tracing on his plan ail of the ancient ruins, thus showing the knowledge of the archeological site at that time. On this basis, the architect planned the neoclassical town, incorporating the principal ruins which were to serve as visual references embodying the ideological link between Antiquity and King Otto's absolute monarchy. In Eretria, two principal visual axes linked the port to the acropolis and the Naval School to the ancient theatre. The integration of ancient ruins in an urban project had already been achieved by Stamatios Kleanthes and Eduard Schaubert in 1831-1832 in their plan for modern Athens, before it became the capital of Greece. The two architects had therefore anticipated the ideal character of Athens at the beginning of the Greek state. The importance of this plan and that of Piraeus (designed along the same model) has long been recognized by urban historians. By contrast, the plan of Eretria based open the same principles has been only partly studied. This book explains clearly that the Eretria project was the most elaborate. The three cities are characterized by a system of roads radiating from the seat of government (the royal residences in Athens and Piraeus, the town hall in Eretria). This fan-like arrangement of streets includes the Acropolis in Athens and the harbour in Piraeus, whereas in Eretria it is twofold, orientated towards the acropolis and the harbour on account of the topography. This double fan-like arrangement shows the ideological link with Antiquity and, with its opening onto the harbour, the government's desire for economic development. The plan of Eretria is a typical ex- ample of the programmatic urbanism of Greece under Otto I (1832-1862). The book discusses the completion of Schaubert's project, which was not fully carried out as expected by the government. The poor development of Eretria can be explained primarily by the excessive scale of the project, the modest public finances, the endemic malaria and an economic policy unsuitable to the commercial traditions of the Psariotes. Delays, even regressions in the implementation of the project in the course of the 19th and the beginning of the 20th centuries, followed by the growing urbanization of Eretria starting in the 1960's, led urban historians and town planners to underestimate or even to ignore the historical value of this concept. Nevertheless, the neoclassical project was carried out steadfastly, and references to the Schaubert plan can still be seen in the modern layout of the town. Trees were planted in the 1960's all along the circumference of the ancient city, where Schaubert had planned a tree-lined promenade. A big public square serving as a weekly market place was created in the centre of Eretria, where the principal agora had been originally planned. In 2001 a small church dedicated to the Panhagia Paravouniotissa was built on a plot of land in the eastern district, where this had been intended by Schaubert. Important elements of Schaubert's projects, which are barely perceptible in modern-day Athens and Piraeus, remain visible in Eretria. Green areas, for example, occupy a significant place within the private properties. In spite of the urban densification, characteristic plots still include isolated houses of one or two stories facing the street, with large gardens in the rear, separated from neighbours by stone or mudbrick walls. Eretria therefore deserves a more prominent position in the history of urbanism, as it contributes to a better understanding of ifs two sister cities. The study of the urban project is enriched by a typological approach to the neoclassical constructions of Eretria, underlining once again the historical value of this heritage. Since only a small number of the buildings have benefited from good maintenance and the greater part is threatened with demolition, a photographic inventory of the constructions of Eretria dating from the 19tIt and early 20th centuries was produced between 1994 and 2005, supplemented by old photographs. This documentation clearly shows that the forms and techniques of construction are characteristic of private architecture at the beginning of modern Greece. Finally, the master plan of Eretria drafted in 1975-1976 by a seminar of the Department of Architecture of the Swiss Federal Institute of Technology, Zurich, with the support of the Swiss School of Archeology in Greece, is published here in full for the first time. This book gives credit to a neoclassical urban heritage which, although modest in scale, derives from an ambitious project that embodies the political programme of the new Greek state. ΠΕΡΙΛΗΨΗ Μετάβραση Ελενή Δημητρακοπούλου Η παρούσα εργασία προτείνει μια. ιστορία της σύγχρονης πόλης της Ερέτριας, ξεκινώντας από την αποκάλύψη του αρχαιολογικού χώρου, περνώντας από την σύνταξη, το 1834, του ρυμοτομικού σχεδίου για μια νέα. πόλη που σκοπό είχε να υποδεχθεί τούς πρόσφυγες από τα Ψαρά. - που καταστράφηκαν ολοσχερώς το 1824 από τούς Οθωμανούς - και εξετάζοντας τέλος την πολεοδομική εξέλιξη της Ερέτριας/Νέων Ψαρών κατά τον 19° και τον 20° αι. Πίσω από το όνομα της Ερέτριας κρύβονται τρία διαφορετικά. ιστορικά στρώματα,: η αρχαία πόλη, η νεοκλασική πόλη πού σχεδιάστηκε από τον γερμανό αρχιτε κτονα "Εντοναρντ Σάουμπερτ (1804-1860) και η σύγχρονη πόλη που κτίστηκε πάνω στά. σχέδια του τελευταίού. Κάθε ένα από αυτά τα στρώματα - αρχαία κατάλοιπα. νεοκλασικός πολεοδομικός ιστός και νεώτερα κτίσματα - γίνεται αντιληπτό στο πλαίσιο αυτού του πολεοδομικού συνόλου και βρίσκεται σε άμεση σχέση με τα άλλα δύο. Ηπαρονσίαση των αρχαιολογικών ερευνών, που ξεκινούν το 1436 με την αποκάλυψη τον αρχαιολογικού χώρού από τον Ciriaco de' Pizzicolli d'Ancona (Κυριάκος ο Αγκωνίτης) και συνεχίζονται συστηματικά. από περιηγητές_αρχαιολόγούς κατά το 19° αι., καλύπτει ένα κενό στην ιστοριογραφία της έρεύνας της αρχαίας πύλης. Η προσέγγιση αυτή φωτίζει επίσης τη στενή σχέσημεταξύαρχαιολογίας και πολεοδομίας κατά τον 190 αι. Αν η εξερεύνηση της Ελλάδος, ως την ανεξαρτησία της το 1827, ήταν έργο κνρϊως αρχαιολόγων, ιστορικών και φιλολόγων, μετά από αυτήν την χρονολογία., γεωλόγοι, μηχανικοί και τοπογράφοι που εργάζονταν για την οικονομική ανάπτυξη τον νεοσύστατου Ελληνικού Κράτούς, άρχισαν επίσης να περιτρέχονν όλη την χώρα., με το βλέμμα. στραμμένο όχι μόνο προς την Αρχαιότητα, αλλά και προς το μέλλον. Η ιστορία της αποκάλυψης της Ερέτριας φωτίζει έτσι και διάφορες όψεις που συνδέονται με την γένεση του Ελληνικού Κράτους. Το 1834, υ 'Εντοναρντ Σάουμπερτ εκπόνησε το σχέδιο μιας νεοκλασικής πόλης που Θα επικαθόταν στα; ερείπια. της αρχαίας Ερέτριας?το έργο εντάσσεται στο δίκτυο δημιουργίας νέων πόλεων και εκσυγχρονισμού των υπαρχυυσών από το νεοσύστατο Ελληνικό Κράτος. το οποίο, μετά την Οθωμανική κυριαρχία, επεδίωκε να Θεμελιώσει την νομιμότητα και την ταυτότητά του πάνω στις ιδανικές ή εξιδανικευμένες αξίες της κλασικής αρχαιότητας. Στο σχέδιο της πολεοδομικής ανάπτυξης της Ερέτριας, η στενή σχέση μεταξύ αρχαιολογίας και πολεοδομίας και, κατ επέκταση. οι σαφείς αναφορές στην Αρχαιότητα. είναι εμφανείς: ο Εντοναρντ Σάουμπερτ άρχισε σχεδιάζοντας στο τοπογραφικό τον όλα τα αρχαία. ερείπια, καταγράφοντας έτσι τις τότε αρχαιολογικές γνώσεις για, το χώρο. Σε αυτή τη βάση, ο αρχιτέκτονας συνέλαβε την νεοκλασική πόλη εντάσσοντας σε αυτήν τα κυριότερα αρχαία μνημεία, τα οποία χρησίμευαν ως οπτικά σημεία αναφοράς, ενώ συγχρόνως υλοποιούσαν την ιδεολογική σχέση της απόλύτης μοναρχίας με την Αρχαιότητα. Στην Ερέτρια, δυο βασικοί άξονες συνέδεαν το λιμάνι με την Ακρόπολη και τη Ναυτική Σχολή με το Αρχαίο Θέατρο. Η ένταξη αρχαίων ερειπίων σε ένα πολεοδομικό σχέδιο είχε ήδη πραγματοποιηθεί από τούς Σταμάτιο Κλεάνθη και'Εντουαρντ Σάουμπερτ στα 1831-1832, στον σχεδιασμό της νέας Αθήνας, πριν αυτή ανακηρυχθεί σε πρωτεύουσα. της Ελλάδος. Οι δυο αρχιτέκτονες προεξόφλησαν έτσι τον συμβολικό χαρακτήρα της Αθήνας στην διαδικασία. γένεσης του Ελληνικού Κράτούς, Η σημασία αυτού τον σχεδίου καθώς και εκείνου που συνέταξαν, πάνω στο ίδιο πνεύμα, για τον Πειραιά έχει αναγνωριστεί από τους σύγχρονούς πολεοδόμους. Αντίθετα, το σχέδιο της Ερέτριας, παρ όλο που ακολούθεί τις ίδιες αρχές, μελετήθηκε πολύ λίγο. Η παρούσα μονογραφία δείχνει ότι το σχέδιο της Ερέτριας ήταν το πιο ολοκληρωμένο από τα τρία. Βασικό χαρακτηριστικό των σχεδίων αυτών είναι ένα σύστημα οδών που αναπτύσσονται ακτινωτά από το κέντρο εξουσίας (βασιλική κατοικία στην Αθήνα και τον Πειραιά, δημαρχείο στην Ερέτρια). Αυτή η ακτινωτή διάταξη των οδών συμπεριλαμβάνει στην Αθήνα την Ακρόπολη και στον Πειραιά το λιμάνι, ενώ στην Ερέτρια είναι αμφίροπη, προσανατολισμένη, λόγω της τοπογραφίας, προς την ακρόπολη αλλά και προς τον όρμο του λιμανιού. Αυτή η διπλή ακτινωτή διάταξη από τη μια δημιούργεί τον ιδεολογικό δεσμό ιιε την Αρχαιότητα, ενώ από την άλλη τονίζει, με το άνοιγμά της προς το λιμάνι, την οικονομική άνθηση της πόλης που επιθυμούσε η κεντρική εξουσία. Τα σχέδιο της Ερέτριας αποτελεί αντιπροσωπευτικό δείγμα της προγραμματικής πολεοδομίας της Ελλάδος κατά τα, χρόνια της Βασιλείας του "Οθωνος (1832-1862). Η υλοποίηση του σχεδίου του Σάουμπερτ δεν ανταποκρίθηκε στις προσδοκίες της κυβέρνησης. Η μικρή ανάπτύξη της Ερέτριας οφείλεται κυρίως στούς ανεδαφικούς, μεγαλεπί βολονς στόχους του σχεδίού, στα μέτρια δημόσια οικονομικά, στην ενδημική ελονοσία λόγω των υφισταμένων ελών καθώς και σε μια, οικονομική πολιτική που ήταν ξένη στις εμπορικές παραδόσεις των Ψαριανών. Οι αργοί ρυθμοί της πραγματοποίησης του σχεδίού και μάλιστα κάποιες περικοπές τον κατά τη διάρκεια τον 19°ν και στις αρχές του 2θ αι., και στη συνέχεια η ταχεία πολεοδομική εξέλιξη της Ερέτριας από τη δεκαετία του 1960, είχαν σαν συνέπεια να υποτιμηθεί ή κατ να αγνοηθεί η ιστορική αξία του πολεοδομικού σχεδίου από τους ιστορικούς της πολεοδομίας. Ωστόσο, η εκτέλεση τον νεοκλασικού σχεδίου ακολουθήθηκε με συνέπεια, ενώ αναφορές στο σχέδιο του Σάουμπερτ μπορούν να παρατηρηθούν, ακόμα. και σήμερα. στις νεώτερες διευθετήσεις τον χώρου. Ετσι, στη δεκαετία του 1960, κατά μήκος του αρχαίού τείχούς της πόλης φυτεύθηκαν δέντρα, στη Θέση όπού ο Σάουμπερτ είχε προβλέψει τη δημιουργία ενός δεντροφυτεμένου περιπάτου. Στο κέντρο της Ερέτριας, εκεί όπου Θα έπρεπε να διαμορφωθεί η κύρια αγορά της πόλης, δημιουργήθηκε μια μεγάλη δημόσια πλατεία όπου γίνεται η εβδομαδιαία λαϊκή αγορά. Στην ανατολική συνοικία, χτίστηκε, το 2001, μια μικρή εκκλησία αφιερωμένη στην Παναγία, την Παραβοννιώτισσα, στο οικόπεδο όπου ο Σάουμπερτ είχε προβλέψει μια εκκλησία. Σημαντικά στοιχεία των σχεδίων του Σάουμπερτ, που δεν γίνονται πια καθόλου αντιληπτά στην ΑΘήνα και στον Πειραιά, μπορούν να παρατηρηθούν στην Ερέτρια. Το πράσινο, για παράδειγμα, καταλαμβάνει σημαντική Θέση τον ιδιωτικού χώρου: παρά την πύκνωση τον πολεοδομικού ιστού, χαρακτηριστικά είναι τα οικόπεδα που περιέχούν ακόμα μεμονωμένα σπίτια, μονώροφα ή διώροφα, επί προσώπου οδού, με ένα μεγάλο κήπο στο πίσω μέρος, που χωρίζονται από τα, γειτονικά οικόπεδα με ένα μαντρότοιχο πέτρινο ή από ωμές πλίνθους. Η Ερέτρια οφείλει λοιπόν να λάβει τη Θέση που της αξίζει στην ιστορία της Νεοελληνικής πολεοδομίας, εφόσον συμβάλλει στην καλύτερη κατανόηση των σχεδίων των δυο αυτών αδελφών πόλεων. Η μελέτη τον πολεοδομικού σχεδίού συμπληρώνεται από μια τυπολογική προσέγγιση των νεοκλασικών κτηρίων της Ερέτριας, η οποία υπογραμμίζει ακόμα περισσότερο την ιστορική αξία του συνόλου αυτού. Καθώς τα περισσότερα κτήρια απειλούνται με κατεδάφιση, με εξαίρεση λίγα από αυτά που είχαν την τύχη να συντηρούνται σωστά, μεταξύ 1994 και 2005, καταρτίστηκε ένα φωτογραφικό αρχείο των κτιρίων της Ερέτριας που χρονολογούνται στο 19° και στις αρχές τον 200υ αι., συμπληρωμένο και από παλιές φωτογραφίες. Από αυτό προκύπτει ότι οι μορφές κατ οι τεχνικές δομήσεως είναι αντιπροσωπευτικές της ιδιωτικής αρχιτεκτονικής κατά την εποχή της σύστασης τον Ελληνικού Κράτους. Τέλος, το γενικό ρυθμιστικό σχέδιο της Ερέτριας, που εκπονήθηκε στα 1975-1976 από μελετητική ομάδατης σχολής Αρχιτεκτόνων του Ομοσπονδιακού Πολυτεχνείου της Ζυρίχης, με την υποστήριξη της Ελβετικής Αρχαιολογικής Σχολής στην Ελλάδα., δημοσιεύεται εδώ για πρώτη φορά στην πλήρη μορφή του. Η παρούσα εργασία, αφορά ένα νεοκλασικό πολεοδομικό σύνολο, ταπεινό ίσως, αλλά αποτέλεσμα ενός φιλόδοξου πολεοδομικού σχεδιασμού, ο οποίος αποτελεί σημαντικό μάρτυρα του πολιτικού προγράμματος τον νεοσύστατού Ελληνικού Κράτους.

Additive functions in boolean models of gene regulatory network modules.

Gene-on-gene regulations are key components of every living organism. Dynamical abstract models of genetic regulatory networks help explain the genome's evolvability and robustness. These properties can be attributed to the structural topology of the graph formed by genes, as vertices, and regulatory interactions, as edges. Moreover, the actual gene interaction of each gene is believed to play a key role in the stability of the structure. With advances in biology, some effort was deployed to develop update functions in Boolean models that include recent knowledge. We combine real-life gene interaction networks with novel update functions in a Boolean model. We use two sub-networks of biological organisms, the yeast cell-cycle and the mouse embryonic stem cell, as topological support for our system. On these structures, we substitute the original random update functions by a novel threshold-based dynamic function in which the promoting and repressing effect of each interaction is considered. We use a third real-life regulatory network, along with its inferred Boolean update functions to validate the proposed update function. Results of this validation hint to increased biological plausibility of the threshold-based function. To investigate the dynamical behavior of this new model, we visualized the phase transition between order and chaos into the critical regime using Derrida plots. We complement the qualitative nature of Derrida plots with an alternative measure, the criticality distance, that also allows to discriminate between regimes in a quantitative way. Simulation on both real-life genetic regulatory networks show that there exists a set of parameters that allows the systems to operate in the critical region. This new model includes experimentally derived biological information and recent discoveries, which makes it potentially useful to guide experimental research. The update function confers additional realism to the model, while reducing the complexity and solution space, thus making it easier to investigate.

Inversion of crosshole seismic data in heterogenous environments : Comparison of waveform and ray-based approaches

High-resolution tomographic imaging of the shallow subsurface is becoming increasingly important for a wide range of environmental, hydrological and engineering applications. Because of their superior resolution power, their sensitivity to pertinent petrophysical parameters, and their far reaching complementarities, both seismic and georadar crosshole imaging are of particular importance. To date, corresponding approaches have largely relied on asymptotic, ray-based approaches, which only account for a very small part of the observed wavefields, inherently suffer from a limited resolution, and in complex environments may prove to be inadequate. These problems can potentially be alleviated through waveform inversion. We have developed an acoustic waveform inversion approach for crosshole seismic data whose kernel is based on a finite-difference time-domain (FDTD) solution of the 2-D acoustic wave equations. This algorithm is tested on and applied to synthetic data from seismic velocity models of increasing complexity and realism and the results are compared to those obtained using state-of-the-art ray-based traveltime tomography. Regardless of the heterogeneity of the underlying models, the waveform inversion approach has the potential of reliably resolving both the geometry and the acoustic properties of features of the size of less than half a dominant wavelength. Our results do, however, also indicate that, within their inherent resolution limits, ray-based approaches provide an effective and efficient means to obtain satisfactory tomographic reconstructions of the seismic velocity structure in the presence of mild to moderate heterogeneity and in absence of strong scattering. Conversely, the excess effort of waveform inversion provides the greatest benefits for the most heterogeneous, and arguably most realistic, environments where multiple scattering effects tend to be prevalent and ray-based methods lose most of their effectiveness.