Iga kohtumine millegi ebahariliku, ootamatu, veidraga põhjustab üllatuse. Millegagi, mis pähe ei mahu - isegi kui see on rangelt tõestatud teaduslik fakt.
Evolutsioon pole võimla ega asutus üllaste neiude jaoks. Evolutsioon ei muuda elavaid asju tugevamaks ega targemaks lihtsalt tugevamaks või targemaks muutmise huvides või nii, et need võimalused oleksid neile tulevikus millalgi kasulikud. Evolutsioon on eksisteerimisvõitluse tulemus siin ja praegu. Liigid muutuvad täpselt nii palju, kui on vaja teiste liikidega konkureerimiseks ja ellu jäämiseks - just praegu.
Nii inimese aju kui ka tema ideed tegelikkuse kohta on kujunenud miljonite aastate jooksul üsna piiratud tingimustes. Me kõik elame samal planeedil, väga kitsas temperatuurivahemikus, neil on enam-vähem ühesuurused, füsioloogiliste vajaduste komplekt ja me kasutame sarnaseid ressursse. Evolutsiooniprotsessis olev inimene ei vajanud kunagi teadmisi tähtede või molekulide kohta.
Loodusloos on lahenduse otsimine alati järginud probleemi ilmnemist: kõigepealt mahlakad lehed kõrged puud, seejärel kaelkirjakute pikad kaelad. Alles inimese tulekuga hakkas ilmuma "teadmine teadmiste huvides" ja alles filosoofia ja teaduse tulekuga hakkas teadmiste kogunemine nende rakendatavust ette nägema. Esiteks uurime eksootiliste meduuside valke - just nii! - ja siis selgub, et need valgud aitavad vähki ravida.
Selle tulemusel on täna meie teadmiste ja bioloogiliste võimete vahel käegakatsutav lõhe. Kultuuriline areng on palju kiirem kui bioloogiline. Ja mida rohkem kogume teadmisi Universumi kohta, seda enam oleme sellesse kadunud: meie aju lihtsalt ei suuda seda kõike tajuda.
Umbes nagu "südame" ja "mõistuse" ebakõla moodustas isegi oma folkloori: kõikvõimalikud uskumatud faktid, mille eesmärk on hämmastada ja hämmingus teha. Enamikul juhtudest saavutatakse "vau-efekt" lihtsal viisil: kaalude ümberarvutamine.
Mitte ükski inimene maailmas pole Alpha Centaurisse jalutanud. Ükski inimene maailmas pole elektroni näinud. Evolutsioon pole meile selliseid oskusi andnud. Kuid kultuur on meile õpetanud: me teame näiteks, et vahemaa Alfa poole - Päikesele lähim tähesüsteem - on veidi üle 40 miljoni kilomeetri ehk 4,3 valgusaastat.
Klassikaline "hull fakt" manipuleerib selle meie jaoks täiesti abstraktse kogusega, nii et see muutub vähem abstraktseks. Ta tõlgib selle iidsesse "keelde", millega meie mõtlemine endiselt töötab. Näiteks saate vahemaa Alpha Centauri järgi teisendada jalgpalliväljakuteks või sammude arvuks või bensiini maksumuseks, kui sõidate seda vahemaad autoga. Isegi "kerge aasta" kontseptsioon on näide tõlkest midagi täiesti arusaamatut natuke arusaadavamale.
Reklaamvideo:
Kuid reaalsuse teadusliku tajumise keerukus pole kaugeltki piiratud pikkuste, vahemaade ja kogustega. Vastupidi, selle traditsioonilises, endiselt “ahvis” vormis on palju raskem tajuda fakte, mis on mõistusega kvalitatiivselt vastuolus.
Fakt number 1. Aeg sõltub kõrgusest
Võib-olla on usaldusväärseima, eksperimentaalselt kontrollitud ja praktiliselt rakendatava, kuid täiesti hullumeelsete faktide rikkaim allikas Einsteini teooriad.
Kui paned mäe tippu kella ja selle jalamile sama kella ning mõne aja pärast võrdled neid, siis läheb kell teisiti. Mida kaugemal Maa pinnast on, seda nõrgem on selle raskusaste ja seda kiiremini voolab aeg. Need pole pelgalt teoreetilised konstruktsioonid, vaid ka reaalsed eksperimentaalsed andmed, mis on teada juba sada aastat. Täpsemalt kellaga relvastatud tuvastasid teadlased aja laienemise isegi mäkke ronimata: kõrvalekalde registreerimiseks piisas umbes kolmekümnest sentimeetrist. Kümnenda korruse inimesed vananevad sõna otseses mõttes ja üsna sõna otseses mõttes kiiremini kui esimesel korrusel olevad inimesed.
Muidugi on need mõjud nii väikesed, et nad ei mängi igapäevaelus mingit rolli. Kuid need muutuvad kriitiliseks, kui kaugus Maast suureneb ja aja mõõtmise täpsuse nõuded kasvavad mitu korda. Kõige kuulsam näide on GPS-satelliidid: ilma ajarõõmu parandusteta oleksid need täiesti kasutud.
Albert Einsteini teosed mitte ainult ei andnud maailmale kõige äratuntavamat füüsikalist valemit, vaid muutsid radikaalselt ka meie arusaama tegelikkusest.
Wikimedia Commons
Asi on gravitatsioonis. Einsteini sõnul pole tegemist lihtsalt jõu, mida tuleb osakese või laine abil ühest punktist teise "toimetada". See on ruumi-aja kumerus kehade ümber, millel on mass (ja seega ka energia). Näiteks kui seisate maapinnal ja viskate palli sellega paralleelselt edasi, siis lendab see tegelikult sirgjooneliselt. Kuid kuna Maa on väga raske objekt, tähendab selle läheduses selle läheduses otse kõver. Ruum ja aeg on lahutamatult läbi põimunud ja neid moonutatakse ainult koos. Seetõttu ei paindu Maa mass mitte ainult kuuli trajektoori, vaid deformeerib ka selle liikumist ajas. Maapinnale langedes aeglustub pall samaaegselt ka meie vaatevinklist.
Fakt number 2. Gravitatsioon plaadil
Gravitatsiooniga on seotud palju veidrusi. Näib, et elusolendid on aegade algusest alates harjunud maise raskusega. Kuid kui vaadata seda teaduse seisukohast, on gravitatsioon universumi üks müstilisemaid ja olulisemaid nähtusi.
Gravitatsioon on oluline ka inimeste jaoks ja mitte ainult Maal. Kas olete kunagi mõelnud, et praktiliselt kogu energia, mida elusorganismid, sealhulgas meie, kasutab gravitatsiooni?.. Tõepoolest, kui mõned bakterid ja arhaea välja arvata, saavad elusad asjad energiat päikesest või neid süües kes päikeselt energiat said. Kuid kust pärineb Päikese energia ise?
Päike on hiiglaslik termotuumareaktor, mis annab energiat kogu elule Maal
NASA
Päike on tohutu vesiniku ja heeliumi pall. See on nii suur, et gravitatsioon surub selle enda raskuse alla. Lihtsustatult võime öelda, et Päikese sisemuses saavutab rõhk sellised väärtused, et vesiniku tuumad surutakse üksteise külge suure jõuga ja ühinevad heeliumi moodustamiseks. Selle sulandumise käigus vabaneb palju energiat. Päikese tuum on pidevas termotuumaplahvatuses, mis tasakaalustab tähe kokkutõmbumise tema enda massi all - vastasel juhul langeks Päikese pind jätkuvalt sissepoole ja variseks. Paljude aastate pärast jõuab selle väga pika plahvatuse kiirgus pinnale ja seejärel Maale. Siin hõivavad seda taimede ja bakterite pigmendid, mis muudavad selle keemiliseks energiaks, see tähendab meie toiduks.
Fakt number 3. Me elame minevikus
Relatiivsusteooria ei sobi tavapärastesse raamidesse, sest elu üldiselt ja eriti meie evolutsioon kulgeb väga madalatel kiirustel, sel ajal tundub ruum, ruum ja gravitatsioon konstantsed ja stabiilsed.
Näiteks on meie praeguse hetke tunnetamine seotud sama kohanemisvõimega madalatel kiirustel. Me ei tunne pausi meie ümber toimuva ja hetke vahel, mil tajume toimuvat. Isegi Austraaliasse suunatud videokõnega kipume halvas Interneti-ühenduses süüdistama latentsust.
Tegelikult seab sama relatiivsusteooria teooria selge piiri kiirusele, millega kõik võib liikuda - sealhulgas näiteks digitaalsed andmepaketid või valgus objektilt meie silmadele. Asi pole selles, et Internetis on Austraalias alati halb - isegi kiire signaalitöötluse korral on suhtluskiirus piiratud valguse kiirusega. Tavalistes tingimustes on see märkamatu, kuid suurtel vahemaadel on see üsna märgatav.
Börsil kauplejate jaoks võib isegi mõne millisekundi viivitus olla kriitiline. Kuulsaim näide on suhtlemine Chicago ja New Yorgi börside vahel. 1980ndatel paigaldatud kiudoptiline kaabel silmus küljelt küljele ja edastas signaali 14 ms jooksul. Tänapäeval saab sama signaali edastada 8 ms jooksul mikrolainekiirtega, kuid pääs saatjatele maksab ja see maksab palju.
Pool sajandit tagasi toimus börsil kauplemine hüüete ja žestidega. Tänapäeva kauplejad võistlevad valguse kiirusel
Getty pildid
Samuti on piiratud meie võime reaalsust tajuda: ükski teave ei liigu hetkega. Kuid palju olulisem tegur viskab meid väga kaugele minevikku - närviimpulsi edasiandmisele. Võrreldes valgusega, liigub signaal piki neuronit kolhoosi kiirusega: 0,5–100 m / s. Selle tulemusel lükkub signaal võrkkesta, kõrva, naha, keele, nina või lihaste küljest üsna märgatava aja võrra: umbes 0,1 s. Meie teadvus elab minevikus. Ja ta isegi ei tea sellest.
Fakt number 4. Ülevaate keskel - tühi
Üldiselt on aju üllatavalt võimeline tegelikkust lihtsustama, muidu oleks elu äärmiselt ebamugav. Näiteks kui ühendaksite oma silmad kohe televiisoriekraaniga, saaksite ümberpööratud pildi, mille keskel oleks tühi koht. See on tõesti "toores pilt", mille aju saab silmadest. Ja pärast selle kättesaamist retušeerib see teie mugavuse huvides.
Evolutsioon parandab meid nii palju kui vaja. Tal pole abstraktset täiuslikkuse tunnet. Meie silmad töötavad hästi - miks neid veelgi täiendada? Näiteks miks eemaldada nägemisnärv võrkkesta tagumisse ossa, kui aju on kergem õpetada seda mitte tähele panema?
Aju mitte ainult ei retušeeri silmapiltide "lünki". Silma optilisest seadmest on ilmne, et pilt langeb võrkkesta ekraanile tagurpidi. Aju parandab ka selle tehnoloogilise ebatäiuslikkuse. Ja kui kannate spetsiaalset seadet, mis mõneks ajaks pilti hõljub, kohaneb aju peagi taas: pilt libiseb uuesti ja muutub normaalseks, tekitamata mingeid ebamugavusi. Ja kui naasete siis normaalse nägemise juurde, siis täheldatakse mõnda aega vastupidist efekti - aju näeb kõike algsel, ümberpööratud kujul.
Monty Halli probleem: kolmest uksest kaks peidavad kitse, üks auto. Mängija valib ukse nr 1 juhuslikult. Saatejuht avab aga ukse nr 3, mille taga on kits ja soovitab mängijal meelt muuta 2. kohal. Juhi nõuandeid järgides kahekordistab mängija oma võimalusi
Wikimedia Commons
Fakt # 5. Matemaatika on raskem, kui me arvame
Aju tegelikkuse lihtsustamine ei pea olema füüsiline. Inimesel on abstraktse mõtlemise jaoks unikaalsed võimed, sealhulgas matemaatilised arvutused. Kuid "bioloogiline aritmeetika" pole alati täpne. Selle tõttu, teaduse seisukohast range, aga "hullumeelne", igapäevase loogika seisukohast võib tekkida ka fakte.
Üldiselt suudavad isegi taimed loota. Tavaliselt salvestavad nad energiat päevasel ajal ja kulutavad seda öösel kasvu ja ainevahetuse jaoks. Hinnates salvestatud energia kogust ja jagades selle koidikuni jäänud ajaga, arvutab taim reservide optimaalse tarbimismäära.
Noh, meie aju tegeleb pidevalt aritmeetikaga, arvutades tõenäosusi, kiirusi, jõude, tasakaalu jne. Kuid viimaste sajandite jooksul on "kultuuriline" matemaatika oma numbrite ja valemitega märkimisväärselt ületanud sellise alateadliku "bioloogilise".
Statistilised paradoksid on klassikaline näide. Kujutage näiteks mängu telesaadet. Mängija ees on kolm ust, millest ühe taga on auto, kahe teise taga on rumalad kitsed. Saatejuht palub mängijal valida auto leidmiseks juhuslikult üks ustest. Ta valib näiteks esimese. Kuid kogenud saatejuht otsustab kirgi stuudios veelgi intensiivistada ja esimese asemel avab kolmanda ukse, näidates kõigile, et selle taga on kits. Ja siis saatejuht küsib mängijalt: "Kas soovite oma meelt muuta?"
Näib, et midagi pole muutunud: auto võib ikkagi olla esimese ja teise ukse taga. Miks meelt muuta? - mõtleb mängija. Ta tunneb kõigutamatut meelekindlust - evolutsiooni ajal ühendas aju selle keerulises olukorras. Enamik inimesi keeldub võõrustaja pakkumisest.
Kuid lihtne matemaatiline arvutus näitab: see on paradoksaalne, kuid kui selles olukorras lülitate teise ukse juurde, kahekordistub võimalus auto võita! Monty Halli paradoksi põhjuste analüüs ei kuulu meie artikli piiresse, kuid saate seda eksperimentaalselt kontrollida - lihtsalt korrata "mängu" mitu korda ja arvutada võidusageduse igas olukorras.
Sarnaseid näiteid on palju. Näiteks on meie matemaatiliselt naiivsele ajule väga raske selgitada, et kui ühendada kaks erinevat andmegruppi üheks, võib nende andmete tõlgendamine muutuda vastupidiseks.
Oletame, et seal on vastuvõtt filoloogia ja matemaatika teaduskonda. Filoloogiateaduskonda kandideeris 80 naist, neist 30 astusid sisse ja 20 meest, kellest astus 5. Matemaatikateaduskonda astus 15 naist 20-st ja 50 meest 80-st. Kui arvestada kõik taotlejad kokku, selgub, et 45% taotlejatest ja 55% taotlejatest võeti vastu. Seal on sooline diskrimineerimine! Muide, Berkeley California ülikool seisis sarnase probleemiga silmitsi 1973. aastal - juhtum läks isegi kohtu alla.
Kohus õnneks arvas selle välja: kui vaadata andmeid eraldi, siis olukord muutub dramaatiliselt. Meie näites õppis filoloogia 37,5% naistest ja 25% meestest ning matemaatika - 75% naistest ja 62,5% meestest. Naistel on kõikjal paremini läinud kui meestel - ilma osakondadeks jaotamata näevad andmed vastupidist.
Analüüsime, arvutame ja tõlgendame ümbritsevat maailma iga sekundi tagant. Isegi kui midagi tundub täiesti ilmne, ei tohi me unustada, et meie aju pole kaugeltki täiuslik.
Fakt number 6. Meie lähim sugulane on üherakuline mikroob
Lõpuks võib eraldi rühm "praetud fakte" põhineda žongleerimisel tuttavate, ehkki täiesti kunstlike kategooriate - meie oma kultuuri toodetega.
Bioloogid on vaidlustanud mõiste "liik" tähenduse üle saja aasta. Kõrgemate organismide puhul on probleem mõnevõrra lihtsam: seksuaalse paljunemise ajal on lihtne kontrollida, kas liigid suudavad omavahel põimuda ja saada viljakaid järglasi. Mis saab aga bakteritest ja teistest üherakulistest organismidest, mis paljunevad, jagades lihtsalt oma rakke?
Sellele küsimusele ei saa kunagi vastust, sest loodusel pole meie liigi määratlusega mingit pistmist. Me tuleme ise määratlustega välja ja vaidleme nende üle siis, kui reaalsus ei taha nende raamistikku mahtuda.
1951. aastal võeti afroameeriklasest Henrietta Lacksilt emaka kasvajarakkude proov. Patsient suri vähki mõni kuu hiljem, kuid tema rakud elasid jätkuvalt katseklaasis - see oli esimene kord, kui teadlastel on selline katse õnnestunud (kirjutasime sellest hämmastavast loost lähemalt 2014. aasta jaanuari numbris, artiklis "Henrietta Lacksi igavene elu"). …
Sellest ajast peale on tekkinud tohutul hulgal teisi surematuid rakulinde, kuid HeLa rakud elavad jätkuvalt kultuuris ja neid kasutavad teadusuuringutes tuhanded laborid. 60 aasta jooksul on nende arvu juba hakanud arvestama tonnides, neil on kuhjunud hunnik mutatsioone ja kromosomaalseid kõrvalekaldeid (HeLa-l on tavaliselt 76–80 kromosoomi, võrreldes 46 inimesel) ja üldiselt on nad tavalisest inimese rakust üsna kaugele jõudnud.
Paljud bioloogid usuvad, et HeLa rakud jms ei esinda Homo sapiens'i liike, vaid teisi üherakulisi liike, mis on meile geneetiliselt väga lähedased, kuid eksisteerivad inimesest eraldi ja sõltumatult. Teised ei nõustu nendega: selline liik (HeLa rakkude jaoks nimetati seda Helacyton gartleriks) ei sobi harmoonilisse evolutsioonipuu, milles üherakulised mikroobid eraldusid loomadest miljardeid aastaid tagasi ja on sellest ajast alates jälginud erinevaid teid. Kui tunnistame HeLa eraldi liigiks, tuleb iga vähkkasvaja ilmnemist pidada evolutsiooniliseks sündmuseks!
HeLa rakud
Hämmastav
Kuid miks mitte? Vähirakud tulenevad mutatsioonidest, mis võimaldavad neil kiiresti jaguneda. Enamasti pärsib seda immuunsussüsteem. Kuid mõnel rakul õnnestub "läbi murda" ja jätkata paljunemist, vaatamata ülejäänud organismile. Miks pole see eriti edukate mässuliste rakkude loomulik valik, kes äkki otsustasid mitmekihilisusest loobuda?
Teaduslik reaalsus võib olla arusaamatu, kummaline, vastuoluline. See on meie enda aju süü: selle piirangud, konventsioonid, harjumused ja bioloogilised "seaded". Teisest küljest, kas see muudab teaduse vähem lõbusaks? Enda piirangute mõistmine on alati esimene samm millegi neetud huvitava poole.
Nikolai Kukushkin
