Kiekvienas susitikimas su kažkuo neįprastu, netikėtu, keistu sukelia nuostabą. Su tuo, kas netelpa galvoje - net jei tai yra griežtai įrodytas mokslinis faktas.
Evoliucija nėra sporto salė ar įstaiga kilmingoms mergaitėms. Evoliucija nepadaro gyvų dalykų stipresnių ar protingesnių vien tam, kad jie taptų stipresni ar protingesni, arba kad šios galimybės ateityje jiems bus naudingos. Evoliucija yra egzistavimo kovos čia ir dabar rezultatas. Rūšys keičiasi tiek, kiek reikia konkuruoti su kitomis rūšimis ir išgyventi - dabar.
- „Salik.biz“
Žmogaus smegenys ir jo idėjos apie realybę buvo formuojamos milijonus metų gana ribotomis sąlygomis. Mes visi gyvename toje pačioje planetoje, labai siaurame temperatūrų diapazone, turime daugiau ar mažiau vienodą dydį, fiziologinių poreikių rinkinį ir naudojame panašius išteklius. Žmogus evoliucijos procese niekada nereikalavo žinių apie žvaigždes ar molekules.
Gamtos istorijoje, ieškant bet kokio sprendimo, visada buvo atsižvelgiama į problemos atsiradimą: pirmiausia aukšti medžiai su sultingais lapais, paskui žirafų ilgieji kakliukai. Tik atsiradus žmogui, ėmė reikštis „žinios vardan žinių“ir tik atsiradus filosofijai ir mokslui, kaupiantis žinioms pradėta numatyti jų pritaikomumą. Pirmiausia ištiriame egzotinių medūzų baltymus - visai kaip! - ir tada paaiškėja, kad šie baltymai padeda gydyti vėžį.
Todėl šiandien yra akivaizdus atotrūkis tarp mūsų žinių ir biologinių galimybių. Kultūros progresas yra daug spartesnis nei biologinis. Ir kuo daugiau sukaupsime žinių apie Visatą, tuo labiau pasimetame joje: mūsų smegenys paprasčiausiai negali to suvokti.
Aplink „širdies“ir „proto“neatitikimą net susiformavo savasis folkloras: visokių neįtikėtinų faktų, skirtų nustebinti ir nugirsti. Daugeliu atvejų „wow efektas“pasiekiamas paprastu būdu: perskaičiuojant svarstykles.
Ne vienas pasaulio žmogus yra vaikščiojęs į Alfa Kentaurą. Nė vienas pasaulio žmogus nėra matęs elektronų. Evoliucija mums dar nedavė tokių įgūdžių. Bet kultūra mus išmokė: mes, pavyzdžiui, žinome, kad atstumas iki Alfa - artimiausios Saulės žvaigždžių sistemos - yra kiek daugiau nei 40 milijonų kilometrų, arba 4,3 šviesmečio.
Klasikinis „proto faktas“manipuliuoja šiuo visiškai abstrakčiu kiekiu, kad jis taptų mažiau abstraktus. Jis tai verčia į senovės „kalbą“, su kuria vis dar veikia mūsų mąstymas. Pavyzdžiui, atstumą iki „Alpha Centauri“galite konvertuoti į futbolo aikšteles ar laiptelių skaičių arba į benzino kainą, nuvažiavę tą atstumą automobiliu. Net pati „šviesių metų“sąvoka yra vertimo iš visiškai nesuprantamo į šiek tiek suprantamesnį pavyzdys.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Tačiau mokslinio tikrovės suvokimo sudėtingumas toli gražu nėra ribojamas ilgio, atstumo ir dydžio. Priešingai, daug sunkiau suvokti faktus, kurie tradicine vis dar „beždžionės“forma prieštarauja sveikam protui.
Fakto numeris 1. Laikas priklauso nuo aukščio
Turbūt turtingiausias patikimų, eksperimentiškai patikrintų ir praktiškai pritaikytų, tačiau visiškai beprotiškų faktų šaltinis yra Einšteino teorijos.
Jei pastatysite laikrodį ant kalno viršaus ir tą patį laikrodį jo papėdėje, o po kurio laiko palyginsite juos, laikrodis pasisuks kitaip. Kuo toliau nuo Žemės paviršiaus, tuo silpnesnis jos sunkis ir tuo greičiau teka laikas. Tai nėra tik teorinės konstrukcijos, bet ir realūs eksperimentiniai duomenys, gerai žinomi šimtą metų. Apsiginklavę tiksliau laikrodžiu, mokslininkai nustatė laiko išsiplėtimą net neįkopdami į kalną: nukrypimui užregistruoti pakako kokių trisdešimt centimetrų. Dešimtajame aukšte žmonės pažodžiui ir gana pažodžiui sensta greičiau nei žmonės, esantys pirmame aukšte.
Žinoma, šie efektai yra tokie maži, kad kasdieniniame gyvenime jie neatlieka jokio vaidmens. Bet jie tampa kritiški, kai padidėja atstumas nuo Žemės, o matavimo laiko tikslumui keliami reikalavimai kartojasi daugybę kartų. Garsiausias pavyzdys yra GPS palydovai: be „laiko metmenų“pataisų jie būtų visiškai nenaudingi.
Alberto Einšteino darbai ne tik pateikė pasauliui labiausiai atpažįstamą fizinę formulę, bet ir radikaliai pakeitė mūsų supratimą apie tikrovę.
„Wikimedia Commons“
Kalbama apie gravitaciją. Pasak Einšteino, tai nėra vien tik jėga, kurią dalelė ar banga turi „pristatyti“iš vieno taško į kitą. Tai erdvės-laiko kreivė aplink kūnus, kurie turi masę (taigi ir energiją). Pvz., Jei jūs stovite ant žemės ir mesti kamuolį į priekį lygiagrečiai su juo, tada jis iš tikrųjų skraido tiesia linija. Bet kadangi Žemė yra labai sunkus objektas, tai netoliese reiškia išlenktą. Erdvė ir laikas yra neatsiejamai susipynę, ir jie yra iškraipomi tik kartu. Todėl Žemės masė sulenkia ne tik rutulio trajektoriją, bet ir deformuoja jo judesį laike. Kritdamas ant žemės, rutulys tuo pačiu metu „sulėtėja“mūsų požiūriu.
Fakto numeris 2. Sunkumas plokštėje
Su gravitacija yra daugybė keistų dalykų. Atrodytų, kad gyvos būtybės nuo laiko pradžios priprato prie žemės gravitacijos. Bet jei pažvelgsite į tai mokslo požiūriu, gravitacija yra vienas paslaptingiausių ir būtiniausių reiškinių visatoje.
Gravitacija taip pat svarbi žmonėms, ir ne tik žemėje. Ar kada pagalvojote, kad praktiškai visa energija, kurią naudoja gyvieji organizmai, taip pat ir mes, gaunama iš gravitacijos?.. Iš tikrųjų, išskyrus kai kurias bakterijas ir archają, gyvieji dalykai energiją gauna iš saulės arba valgydami tuos kurie energiją gaudavo iš saulės. Tačiau iš kur atsiranda pati Saulės energija?
Saulė yra milžiniškas termobranduolinis reaktorius, teikiantis energiją visam gyvenimui Žemėje
NASA
Saulė yra didžiulis vandenilio ir helio rutulys. Jis yra toks didelis, kad gravitacija jį suspaudžia pagal savo svorį. Norėdami supaprastinti, galime pasakyti, kad Saulės viduje slėgis pasiekia tokias vertes, kad vandenilio branduoliai yra suspaudžiami vienas su kitu didele jėga ir susilieja, kad sudarytų helį. Šios sintezės metu išsiskiria daug energijos. Saulės šerdis yra nuolatinio termobranduolinio sprogimo būsenoje, kuri subalansuoja žvaigždės susitraukimą pagal savo masę - kitaip Saulės paviršius toliau kristų į vidų ir žlugtų. Po daugelio metų šio labai ilgo sprogimo radiacija pasiekia paviršių, o paskui ir Žemę. Čia jį sugauna augalų ir bakterijų pigmentai, kurie paverčia ją chemine energija, tai yra, mūsų maistu.
Faktas numeris 3. Mes gyvename praeityje
Reliatyvumo teorija netelpa į įprastus rėmus, nes gyvenimas apskritai ir ypač mūsų evoliucija vyksta labai mažu greičiu, tokiu metu erdvė ir gravitacija atrodo pastovi ir stabili.
Pvz., Mūsų dabartinio momento jausmas yra susijęs su tuo pačiu prisitaikymu prie mažo greičio. Nejaučiame pauzės tarp to, kas vyksta aplink mus, ir to momento, kai suvokiame, kas vyksta. Net su vaizdo skambučiu į Australiją esame linkę kaltinti delsimą dėl prasto interneto ryšio.
Iš tikrųjų ta pati Specialioji reliatyvumo teorija aiškiai nusako greitį, kuriuo gali judėti bet kas, įskaitant, pavyzdžiui, skaitmeninius duomenų paketus ar šviesą iš objekto į mūsų akis. Nėra taip, kad Australijoje internetas visada yra blogas - net naudojant momentinį signalo apdorojimą, ryšio greitį riboja šviesos greitis. Normaliomis sąlygomis tai nepastebima, tačiau dideliais atstumais tai gana pastebima.
Biržoje prekiaujantiems prekiautojams net kelios milisekundės vėlavimas gali būti kritinis. Garsiausias pavyzdys yra Čikagos ir Niujorko vertybinių popierių biržų bendravimas. Devintajame dešimtmetyje nutiestas šviesolaidinis kabelis kilpojo iš vienos pusės į kitą ir signalą perdavė per 14 ms. Šiandien tas pats signalas gali būti perduodamas per 8 ms su mikrobangų pluošto pluoštais, tačiau prieiga prie siųstuvų kainuos daug ir daug.
Prieš pusę amžiaus prekyba biržoje buvo vykdoma šūksniais ir gestais. Šiandien prekybininkai konkuruoja šviesos greičiu
„Getty“vaizdai
Taip pat yra riboti mūsų gebėjimai suvokti realybę: jokia informacija nejuda akimirksniu. Bet daug reikšmingesnis veiksnys nustumia mus į praeitį - nervinio impulso perdavimą. Palyginti su šviesa, signalas išilgai neurono juda kochlejos greičiu: 0,5–100 m / s. Dėl to bet koks signalas - iš tinklainės, ausies, odos, liežuvio, nosies ar raumenų - atidedamas gana pastebimu laiku: maždaug 0,1 s. Mūsų sąmonė gyvena praeityje. Ir jis net apie tai nežino.
Faktas numeris 4. Apžvalgos viduryje - tuščia
Apskritai smegenys stebėtinai geba supaprastinti realybę, kitaip gyvenimas būtų nepaprastai nepatogus. Pvz., Jei dabar akis prijungtumėte prie televizoriaus ekrano, gautumėte apverstą vaizdą su tuščia vieta viduryje. Tai iš tikrųjų yra „neapdorotas paveikslas“, kurį smegenys gauna iš akių. Ir gavę ją retušuos jūsų patogumui.
Evoliucija tobulina mus tiek, kiek reikia. Ji neturi jokio abstraktaus tobulumo jausmo. Mūsų akys gerai dirba - kodėl jas atnaujinti toliau? Pavyzdžiui, kodėl reikia pašalinti regos nervą į tinklainės nugarą, jei smegenis lengviau išmokyti nepastebėti?
Smegenys ne tik retušuoja akies pateiktų paveikslėlių „tarpus“. Žiūrint iš akies optinio prietaiso, akivaizdu, kad vaizdas atsitrenkia į tinklainės ekraną aukštyn kojomis. Smegenys taip pat ištaiso šį technologinį netobulumą. Ir jei kurį laiką nešiojate specialų prietaisą, kuris atlenkia vaizdą, tada smegenys netrukus vėl prisitaikys: vaizdas vėl apvers ir taps normalus, nesukeldamas jokių nepatogumų. Ir jei jūs tada grįšite prie normalaus regėjimo, tada kurį laiką bus pastebimas priešingas poveikis - smegenys matys viską originalioje, apverstoje formoje.
„Monty Hall“problema: dvi iš trijų durų slepia ožką, viena - mašiną. Žaidėjas atsitiktinai pasirenka duris Nr. 1. Tačiau vedėjas atveria duris Nr. 3, už kurių slypi ožka, ir siūlo žaidėjui persigalvoti į Nr. 2. Vykdydamas lyderio patarimus, žaidėjas padvigubins savo galimybes
„Wikimedia Commons“
Faktas # 5. Matematika yra sunkesnė, nei mes manome
Smegenų tikrovės supaprastinimas neprivalo būti fizinis. Asmuo išsiugdė unikalius abstrakčiojo mąstymo gebėjimus, įskaitant matematinius skaičiavimus. Tačiau „biologinė aritmetika“ne visada yra tiksli. Dėl to griežtas, mokslo požiūriu, bet „beprotiškas“, kasdieninės logikos požiūriu, taip pat gali kilti faktų.
Apskritai, net augalai gali „suskaičiuoti“. Paprastai jie kaupia energiją dienos metu, o naktį praleidžia augimui ir medžiagų apykaitai. Įvertindamas sukauptos energijos kiekį ir padalydamas ją iš laiko, kuris liko iki aušros, augalas „apskaičiuoja“optimalų atsargų sunaudojimo koeficientą.
Na, o mūsų smegenys nuolat užsiima aritmetika, skaičiuodamos tikimybes, greitį, jėgas, pusiausvyrą ir kt. Tačiau per pastaruosius šimtmečius „kultūrinė“matematika savo skaičiais ir formulėmis žymiai pranoko tokią nesąmoningą, „biologinę“.
Statistiniai paradoksai yra klasikinis pavyzdys. Įsivaizduokite, pavyzdžiui, žaidimų TV laidą. Priešais grotuvą yra trys durys, už kurių vienos yra automobilis, už dviejų kitų - kvailos ožkos. Laidos vedėjas prašo žaidėjo atsitiktinai pasirinkti vieną iš durų, kad rastų automobilį. Jis pasirenka, pavyzdžiui, pirmąjį. Tačiau patyręs laidų vedėjas nusprendžia dar labiau sustiprinti aistras studijoje ir vietoj pirmojo atveria trečiąsias duris, visiems parodydamas, kad už jo yra ožka. Ir tada vedėjas klausia žaidėjo: "Ar norėtumėte persigalvoti?"
Atrodytų, niekas nepasikeitė: automobilis vis tiek gali būti už pirmųjų ir antrųjų durų. Kodėl verta apsigalvoti? - galvoja žaidėjas. Jis jaučia nenumaldomą apsisprendimą - evoliucijos metu smegenys jį jungė bet kokioje sudėtingoje situacijoje. Daugelis žmonių atsisako šeimininko pasiūlymo.
Bet paprastas matematinis skaičiavimas rodo: paradoksalu, bet jei šioje situacijoje pasukate į antrąsias duris, galimybė laimėti automobilį padvigubėja! „Monty Hall“paradokso priežasčių analizė nepatenka į šio straipsnio taikymo sritį, tačiau galite tai patikrinti eksperimentiškai - paprasčiausiai pakartodami „žaidimą“daugybę kartų ir apskaičiuodami pergalės dažnį kiekvienoje iš situacijų.
Yra daug panašių pavyzdžių. Pavyzdžiui, labai sunku paaiškinti savo matematiškai naivioms smegenims, kad jei sujungsime dvi skirtingas duomenų grupes į vieną, šių duomenų interpretacija gali pasikeisti į priešingą pusę.
Tarkime, kad yra priėmimas į Filologijos ir matematikos fakultetą. Į filologijos fakultetą kreipėsi 80 moterų, iš jų stojo 30, iš jų - 20, iš jų 5. Matematikos fakultete stojo 15 iš 20 moterų ir 50 iš 80 vyrų. Jei suskaičiuotume visus pareiškėjus, paaiškėja, kad buvo priimti 45% pareiškėjų ir 55% pareiškėjų. Yra lyčių diskriminacija! Beje, Kalifornijos universitetas Berkeley 1973 m. Susidūrė su panašia problema - byla netgi buvo perduota teismui.
Laimei, teismas tai išsiaiškino: jei pažiūrėsite į duomenis atskirai, situacija kardinaliai pasikeis. Mūsų pavyzdyje filologijoje dalyvavo 37,5% moterų, palyginti su 25% vyrų, o matematikos - 75% moterų, palyginti su 62,5% vyrų. Moterims visur sekasi geriau nei vyrams, tačiau neskirstant į skyrius, duomenys atrodo priešingai.
Kiekvieną sekundę analizuojame, skaičiuojame ir aiškiname mus supantį pasaulį. Net jei kažkas atrodo visiškai akivaizdu, neturime pamiršti, kad dėl visų jo privalumų mūsų smegenys toli gražu nėra tobulos.
Fakto numeris 6. Artimiausias mūsų giminaitis yra vienaląstis mikrobas
Galiausiai, atskira „keistų faktų“grupė gali būti pagrįsta žongliravimu su pažįstamomis, nors ir visiškai dirbtinėmis, kategorijomis - mūsų pačių kultūros produktais.
Biologai daugiau nei šimtą metų ginčijasi apie „rūšies“sąvokos reikšmę. Esant aukštesniems organizmams, problema yra šiek tiek paprastesnė: lytinio dauginimosi metu lengva patikrinti, ar rūšys gali keistis tarpusavyje ir duoti derlingus palikuonis. O kaip bakterijos ir kiti vienaląsčiai organizmai, kurie dauginasi tiesiog padaliję savo ląsteles?
Atsakymo į šį klausimą niekada nebus, nes gamta neturi nieko bendra su mūsų rūšies apibrėžimu. Mes patys sugalvojame apibrėžimus, o tada ginčijamės dėl jų, kai tikrovė nenori tilpti į jų rėmus.
1951 m. Iš afroamerikietės Henrietta Lacks buvo paimtas gimdos naviko ląstelių pavyzdys. Pacientė mirė nuo vėžio po kelių mėnesių, tačiau jos ląstelės toliau gyveno mėgintuvėlyje - tai buvo pirmas kartas, kai mokslininkams pavyko atlikti tokį eksperimentą (daugiau apie šią nuostabią istoriją parašėme 2014 m. Sausio mėn. Numeryje, straipsnyje „Henrietos Lacks amžinasis gyvenimas“). …
Nuo to laiko atsirado daugybė kitų nemirtingų ląstelių linijų, tačiau HeLa ląstelės ir toliau gyvena kultūroje ir yra naudojamos moksliniams tyrimams tūkstančiuose laboratorijų. Per 60 metų jų skaičius jau pradėtas skaičiuoti tonomis, jie turi sukaupę krūvą mutacijų ir chromosomų anomalijų („HeLa“paprastai turi nuo 76 iki 80 chromosomų, palyginti su 46 žmonėms), ir apskritai jie nuėjo gana toli nuo įprastos žmogaus ląstelės.
Daugelis biologų mano, kad HeLa ląstelės ir panašiai ne atstovauja Homo sapiens rūšiai, bet kitoms vienaląstelėms rūšims, kurios genetiškai yra labai artimos mums, tačiau egzistuoja atskirai ir nepriklausomai nuo žmogaus. Kiti su jais nesutinka: tokia rūšis („HeLa“ląstelėms ji buvo pavadinta „Helacyton gartleri“) netinka prie darnaus evoliucijos medžio, kuriame vienaląsčiai mikrobai nuo gyvūnų atsiskyrė prieš milijardus metų ir nuo to laiko su jais ėjo skirtingais keliais. Jei mes pripažinsime „HeLa“kaip atskirą rūšį, tada bet kokio vėžinio naviko atsiradimas turės būti laikomas evoliucijos įvykiu!
„HeLa“ląstelės
Alamy
Tačiau kodėl gi ne? Vėžinės ląstelės atsiranda dėl mutacijų, leidžiančių joms greitai pasiskirstyti. Daugeliu atvejų tai slopina imuninė sistema. Tačiau kai kurioms ląstelėms pavyksta „pralaužti“ir toliau daugintis nežiūrint į likusį organizmą. Kodėl tai nėra natūrali ypač sėkmingų maištaujančių ląstelių atranka, staiga nusprendusi atsisakyti daugialąsčio?
Mokslinė tikrovė gali būti nesuprantama, keista, prieštaringa. Tai yra mūsų pačių smegenų kaltė: jos apribojimai, įpratimai, įpročiai ir biologiniai „parametrai“. Kita vertus, ar tai daro mokslą mažiau smagų? Suprasti savo apribojimus visada yra pirmas žingsnis link kažko velniškai įdomaus.
Nikolajus Kukuškinas