Всяка среща с нещо необичайно, неочаквано, странно предизвиква изненада. С нещо, което не се вписва в главата - дори да е строго доказан научен факт.
Еволюцията не е фитнес или институция за благородни девойки. Еволюцията не прави живите същества по-силни или по-умни само с цел да станат по-силни или по-умни, или така че тези възможности да им бъдат полезни някога в бъдеще. Еволюцията е резултат от борбата за съществуване тук и сега. Видовете се променят точно толкова, колкото им е необходимо, за да се конкурират с други видове и да оцелеят - в момента.
Както човешкият мозък, така и неговите представи за реалността се формират от милиони години при доста ограничени условия. Всички живеем на една и съща планета, в много тесен температурен диапазон, имаме повече или по-малко еднакъв размер, набор от физиологични нужди и използваме подобни ресурси. Човекът в процеса на еволюция никога не е изисквал знания за звездите или молекулите.
В естествената история търсенето на всяко решение винаги е следвало появата на проблем: първо високи дървета със сочни листа, а след това дълги вратове в жирафи. Едва с появата на човека започнаха да се появяват „знания в името на знанието“и едва с навлизането на философията и науката, натрупването на знания започна да предвижда тяхната приложимост. Първо изследваме протеините на екзотичните медузи - просто така! - и тогава се оказва, че тези протеини помагат за лечение на рак.
В резултат на това днес има осезаема разлика между нашите знания и биологичните ни възможности. Културният прогрес е много по-бърз от биологичния. И колкото повече натрупваме знания за Вселената, толкова повече се губим в нея: мозъкът ни просто не може да възприеме всичко това.
Около несъответствието между "сърце" и "ум" дори формира свой собствен фолклор: всякакви невероятни факти, създадени да удивляват и онемяват. В по-голямата част от случаите „ефектът на уау“се постига по прост начин: преизчисляване на кантара.
Нито един човек в света не е ходил до Алфа Кентавър. Никой човек в света не е виждал електрон. Еволюцията не ни е надарила с такива умения. Но културата ни е научила: знаем например, че разстоянието до Алфа - най-близката звездна система до Слънцето - е малко над 40 милиона километра, или 4,3 светлинни години.
Класическият „луд факт“манипулира това напълно абстрактно количество за нас, така че да стане по-малко абстрактно. Той го превежда на древния „език“, с който нашето мислене все още оперира. Можете например да преобразувате разстоянието до Алфа Кентавър до футболни игрища или броя стъпки или в цената на бензина, когато пътувате на това разстояние с кола. Дори самото понятие за „светлинна година“е пример за превод от напълно неразбираем към малко по-разбираем.
Промоционално видео:
Но сложността на научното възприемане на реалността далеч не е ограничена до дължини, разстояния и количества. Напротив, много по-трудно е да възприемаме факти, които качествено противоречат на здравия разум в традиционната му, все още „маймунска“форма.
Факт номер 1. Времето зависи от височината
Може би най-богатият източник на надеждни, експериментално проверени и практически приложими, но напълно безумни факти са теориите на Айнщайн.
Ако поставите часовник на върха на планина и същия часовник в подножието му и след известно време ги сравните, тогава часовникът ще тръгне по различен начин. Колкото по-далече е от повърхността на Земята, толкова по-слаба е нейната гравитация и по-бързо тече времето. Това не са просто теоретични конструкции, а реални експериментални данни, които са добре познати от сто години. Въоръжени с часовник по-точно, учените откриха разминаването във времето, без дори да изкачат планината: около тридесет сантиметра бяха достатъчни, за да регистрират отклонението. Хората на десетия етаж буквално и доста буквално остаряват по-бързо от тези на първия.
Разбира се, тези ефекти са толкова малки, че не играят никаква роля в ежедневието. Но те стават критични, когато разстоянието от Земята се увеличава и изискванията за точността на измерване на времето нарастват многократно. Най-известният пример са GPS сателити: без корекции за „времевата деформация“те биха били напълно безполезни.
Произведенията на Алберт Айнщайн не само дадоха на света най-разпознаваемата физическа формула, но и коренно промениха нашето разбиране за реалността.
Wikimedia Commons
Става въпрос за гравитацията. Според Айнщайн това не е просто сила, която трябва да бъде „предадена“от една точка в друга чрез частица или вълна. Това е кривината на пространството и времето около телата, които имат маса (а оттам и енергия). Например, ако стоите на земята и хвърляте топката напред успоредно на нея, тогава тя всъщност лети по права линия. Но тъй като Земята е много тежък обект, в близост до нея директно означава извита. Пространството и времето са неразривно преплетени и се изкривяват само заедно. Следователно масата на Земята огъва не само траекторията на топката, но и деформира движението си във времето. Падайки на земята, топката едновременно „забавя” от нашата гледна точка.
Факт номер 2. Гравитация в чинията
Има много странности, свързани с гравитацията. Изглежда, че живите същества са свикнали със земната гравитация от началото на времето. Но ако го погледнете от гледна точка на науката, гравитацията е едно от най-загадъчните - и съществени - явления във Вселената.
Гравитацията е важна и за хората, и не само на Земята. Замисляли ли сте се, че почти цялата енергия, която живите организми използват, включително и нас, идва от гравитацията?.. Всъщност, с изключение на някои бактерии и археи, живите същества получават енергия или от Слънцето, или като ядат тези получили енергия от слънцето. Но откъде идва самата енергия на Слънцето?
Слънцето е гигантски термоядрен реактор, който осигурява енергия за целия живот на Земята
НАСА
Слънцето е огромна топка от водород и хелий. То е толкова голямо, че гравитацията го компресира под собствената си тежест. За опростяване можем да кажем, че във вътрешността на Слънцето налягането достига такива стойности, че водородните ядра се притискат едно в друго с голяма сила и се сливат, за да образуват хелий. По време на този синтез се отделя много енергия. Ядрото на Слънцето е в състояние на непрекъснат термоядрен взрив, който балансира свиването на звездата под собствената си маса - в противен случай повърхността на Слънцето ще продължи да пада навътре и да се срива. След много години радиацията от тази много дълга експлозия достига до повърхността и след това достига до Земята. Тук той е пленен от пигментите на растенията и бактериите, които го превръщат в химическа енергия, тоест в нашата храна.
Факт номер 3. Живеем в миналото
Теорията на относителността не се вписва в рамките на обичайното, защото животът като цяло и в частност нашата еволюция протичат с много ниски скорости, при което времето, пространството и гравитацията изглеждат постоянни и стабилни.
Например, нашето усещане за текущия момент е свързано със същата приспособимост към ниските скорости. Не усещаме пауза между това, което се случва около нас, и момента, в който възприемаме това, което се случва. Дори и с видеообаждане в Австралия, ние сме склонни да обвиняваме закъснението на лошата интернет връзка.
Всъщност същата Специална теория на относителността налага ясна граница на скоростта, с която всичко може да пътува - включително например цифрови пакети данни или светлина от обект пред очите ни. Не е, че в Австралия винаги е лошо - дори при моментална обработка на сигнала, скоростта на комуникация е ограничена от скоростта на светлината. При нормални условия това е незабележимо, но на големи разстояния е доста забележимо.
За търговците на борсата дори няколко милисекунди забавяне могат да бъдат от решаващо значение. Най-известният пример е комуникацията между фондовите борси в Чикаго и Ню Йорк. Оптичен кабел, положен през 80-те години, се прекачваше отстрани и доставяше сигнала за 14 ms. Днес същият сигнал може да бъде подаден за 8 ms с лъчи на микровълнови лъчи, обаче достъпът до предавателите ще струва и много.
Преди половин век търговията на фондовата борса се извършваше с викове и жестове. Днешните търговци се състезават със скоростта на светлината
Гети изображения
По същия начин нашата способност да възприемаме реалността също е ограничена: никоя информация не се движи моментално. Но много по-значим фактор ни хвърля много далеч в миналото - предаването на нервен импулс. В сравнение със светлината, сигналът по протежение на неврона се движи със скоростта на кохлеята: 0,5-100 m / s. В резултат на това всеки сигнал - от ретината, ухото, кожата, езика, носа или мускулите - се забавя с доста забележимо време: около 0,1 s. Нашето съзнание живее в миналото. И той дори не знае за това.
Факт номер 4. В средата на прегледа - празен
Като цяло мозъкът е изненадващо способен да опрости реалността, в противен случай животът би бил изключително неудобен. Например, ако сте свързали очите си в момента с телевизионен екран, ще получите обърнато изображение с празно петно в средата. Това наистина е „сурова картина“, която мозъкът получава от очите. И като го получите, той ретушира за ваше удобство.
Еволюцията ни подобрява толкова, колкото е необходимо. Тя няма абстрактно чувство за съвършенство. Очите ни работят добре - защо да ги надграждаме допълнително? Например, защо да премахвате зрителния нерв към задната част на ретината, ако е по-лесно да научите мозъка да не го забелязва?
Мозъкът не само ретушира „пропуските“в картините, предоставени от окото. От оптичното устройство на окото се вижда, че изображението удря екрана на ретината с главата надолу. Мозъкът също коригира това технологично несъвършенство. И ако носите известно време специално устройство, което обръща образа, тогава мозъкът скоро отново ще се адаптира: изображението отново ще се преобърне и ще стане нормално, без да носи неудобства. И ако след това се върнете към нормалното зрение, тогава за известно време ще се наблюдава обратният ефект - мозъкът ще види всичко в първоначалния си, обърнат вид.
Проблемът на Монти Хол: две от трите врати крият козата, едната - колата. Играчът избира врата №1 на случаен принцип. Водещият обаче отваря врата №3, зад която има козел, и предлага играчът да промени мнението си на №2. Следвайки съветите на лидера, играчът ще удвои шансовете си
Wikimedia Commons
Факт № 5. Математиката е по-трудна, отколкото си мислим
Опростяването на реалността на мозъка не трябва да е физическо. Лицето е развило уникални способности за абстрактно мислене, включително математически изчисления. Но "биологичната аритметика" не винаги е точна. Поради това, строги, от гледна точка на науката, но „луди“, от гледна точка на ежедневната логика, могат да възникнат и факти.
Най-общо казано, дори растенията могат да "преброят". Обикновено съхраняват енергия през деня и я изразходват през нощта за растеж и метаболизъм. Чрез оценка на количеството на съхранената енергия и разделяне на времето, останало до зори, централата „изчислява“оптималната норма на потребление на резервите.
Е, мозъкът ни се занимава непрекъснато с аритметика, изчислява вероятности, скорости, сили, баланс и т.н. Но през последните векове „културната“математика с нейните числа и формули значително надминава такова несъзнавано, „биологично“.
Статистическите парадокси са класически пример. Представете си например игрова телевизионна програма. Пред играча има три врати, зад едната от които е кола, зад две други са глупави кози. Водещият моли играча да избере произволно една от вратите, за да намери колата. Той избира например първия. Но опитният водещ решава да засили още повече страстите в студиото и вместо първата отваря третата врата, показвайки на всички, че зад нея има коза. И тогава водещият пита играча: "Бихте ли искали да промените мнението си?"
Изглежда, че нищо не се е променило: автомобилът все още може да бъде зад първата и втората врата. Защо да промените мнението си? - мисли играчът. Той чувства непоколебима решителност - по време на еволюцията мозъкът го използва за свързване във всяка трудна ситуация. Повечето хора ще откажат офертата на домакина.
Но обикновено математическо изчисление показва: парадоксално е, но ако в тази ситуация преминете към втората врата, шансът да спечелите колата се удвоява! Анализ на причините за парадокса на Монти Хол е извън обхвата на нашата статия, но можете да потвърдите това експериментално - просто като повторите „играта“много пъти и изчислите честотата на победата във всяка от ситуациите.
Има много подобни примери. Например, е много трудно да обясним на нашия математически наивен мозък, че ако комбинирате две различни групи данни в една, интерпретацията на тези данни може да се промени до обратното.
Да предположим, че има прием във Филологико-математическия факултет. 80 жени кандидатстваха във филологическия факултет, от които 30 влязоха, и 20 мъже, от които 5 влязоха. 15 от 20 жени и 50 от 80 мъже влязоха в Математическия факултет. Ако броим всички кандидати заедно, се оказва, че са приети 45% от кандидатите и 55% от кандидатите. Има дискриминация по пол! Между другото, Калифорнийският университет в Беркли се сблъсква с подобен проблем през 1973 г. - случаят дори премина в съдебен процес.
Съдът, за щастие, разбра: ако погледнете данните отделно, ситуацията се променя драстично. Филологията в нашия пример включва 37,5% от жените срещу 25% от мъжете, а математиката - 75% от жените срещу 62,5% от мъжете. Жените са се справили по-добре навсякъде от мъжете - но без разделение на отдели, данните изглеждат обратното.
Ние анализираме, изчисляваме и интерпретираме света около нас всяка секунда. Дори ако нещо изглежда напълно очевидно, не трябва да забравяме, че поради всичките му достойнства мозъкът ни далеч не е съвършен.
Факт номер 6. Най-близкият ни роднина е едноклетъчен микроб
И накрая, отделна група от „пържени факти“може да се основава на жонглиране с познати, макар и напълно изкуствени категории - продукти на нашата собствена култура.
Биолозите спорят за значението на понятието „вид“повече от сто години. При по-висшите организми проблемът е малко по-прост: по време на сексуално възпроизвеждане е лесно да се провери дали видовете могат да се кръстосват един с друг и да произвеждат плодородно потомство. Но какво да кажем за бактериите и други едноклетъчни организми, които се размножават, като просто делят собствените си клетки?
Отговорът на този въпрос никога няма да бъде, защото природата няма нищо общо с нашето определение за вида. Ние сами измисляме определения и тогава спорим за тях, когато реалността не иска да се впише в техните рамки.
През 1951 г. проба от маточни туморни клетки е взета от афроамериканката Хенриета Лакс. Пациентът умира от рак няколко месеца по-късно, но клетките й продължават да живеят в епруветка - това е първият път, когато учените са успели в подобен експеримент (писахме повече за тази невероятна история в броя от януари 2014 г., в статията „Вечният живот на Хенриета липсва“) …
Оттогава се появиха огромен брой други безсмъртни клетъчни линии, но клетките на HeLa продължават да живеят в културата и се използват в научни изследвания от хиляди лаборатории. За 60 години техният брой вече е започнал да се брои в тонове, те са натрупали куп мутации и хромозомни аномалии (HeLa обикновено има 76 до 80 хромозоми, в сравнение с 46 при хората) и като цяло те са отишли доста далеч от обичайната човешка клетка.
Много биолози смятат, че клетките на HeLa и други подобни не представляват вид Homo sapiens, а други едноклетъчни видове, които са много близки до нас генетично, но съществуват отделно и независимо от човек. Други не са съгласни с тях: такъв вид (за клетките на HeLa, той беше наречен Helacyton gartleri) не се вписва в хармоничното еволюционно дърво, в което едноклетъчните микроби се отделяха от животните преди милиарди години и оттогава следват различни пътища с тях. Ако разпознаем HeLa като отделен вид, тогава появата на всеки раков тумор ще трябва да се счита за еволюционно събитие!
HeLa клетки
Alamy
Защо обаче не? Раковите клетки са резултат от мутации, които им позволяват да се разделят бързо. В повечето случаи това се потиска от имунната система. Но някои клетки успяват да "пробият" и да продължат да се възпроизвеждат, без да поглеждат назад към останалата част от организма. Защо това не е естествена селекция от особено успешни бунтовнически клетки, които изведнъж решиха да се откажат от многоклетъчната?
Научната реалност може да бъде неразбираема, странна, противоречива. Това е по вина на нашия собствен мозък: неговите ограничения, условности, навици и биологични „настройки“. От друга страна, прави ли това науката по-малко забавна? Осъзнаването на собствените си ограничения винаги е първата стъпка към нещо проклето интересно.
Николай Кукушкин