Hvert møde med noget usædvanligt, uventet, underligt giver overraskelse. Med noget der ikke passer i hovedet - selvom det er et strengt bevist videnskabeligt faktum.
Evolution er ikke et motionscenter eller en institution for ædle piger. Evolution gør ikke levende ting stærkere eller smartere bare for at blive stærkere eller smartere, eller for at disse muligheder vil være nyttige for dem engang i fremtiden. Evolution er resultatet af kampen for tilværelsen her og nu. Arter ændrer sig lige så meget, som de har brug for at konkurrere med andre arter og overleve - lige nu.
Både den menneskelige hjerne og dens ideer om virkeligheden er blevet dannet i millioner af år under temmelig begrænsede forhold. Vi lever alle på den samme planet i et meget smalt temperaturområde, har mere eller mindre den samme størrelse, sæt fysiologiske behov og bruger lignende ressourcer. Mennesket i udviklingsprocessen krævede aldrig viden om stjerner eller molekyler.
I naturhistorien har søgningen efter enhver løsning altid fulgt op til et problem: først høje træer med saftige blade, derefter lange halse i giraffer. Først med fremkomsten af mennesket begyndte at dukke op som "viden for videnes skyld", og kun med fremkomsten af filosofi og videnskab begyndte akkumuleringen af viden at foregribe deres anvendelighed. Først udforsker vi proteinerne fra eksotiske vandmænd - lige sådan! - og så viser det sig, at disse proteiner hjælper med at behandle kræft.
Som et resultat er der i dag en håndgribelig kløft mellem vores viden og vores biologiske evner. Kulturelle fremskridt er meget hurtigere end biologisk. Og jo mere vi samler viden om universet, jo mere går vi tabt i det: vores hjerne kan simpelthen ikke opfatte alt dette.
Omkring misforholdet mellem "hjerte" og "sind" dannede endda sin egen folklore: alle slags utrolige fakta, designet til at forbløffe og stumme. I langt de fleste tilfælde opnås "wow-effekten" på en enkel måde: genberegning af skalaerne.
Ikke en eneste person i verden er gået til Alpha Centauri. Ingen mennesker i verden har set et elektron. Evolution har ikke givet os sådanne færdigheder. Men kultur har lært os: vi ved for eksempel, at afstanden til Alpha - det nærmeste stjernesystem til Solen - er lidt over 40 millioner kilometer, eller 4,3 lysår.
Den klassiske "gale faktum" manipulerer denne helt abstrakte mængde for os, så den bliver mindre abstrakt. Han oversætter det til det gamle "sprog", som vores tænkning stadig fungerer med. Du kan f.eks. Konvertere afstanden til Alpha Centauri til fodboldbaner eller antallet af trin eller til prisen på benzin, når du rejser den afstand i bil. Selv selve begrebet "lysår" er et eksempel på en oversættelse fra en helt uforståelig til en lidt mere forståelig.
Salgsfremmende video:
Men kompleksiteten i den videnskabelige opfattelse af virkeligheden er langt fra begrænset til længder, afstande og mængder. Tværtimod er det meget sværere at opfatte fakta, der kvalitativt modsiger sund fornuft i sin traditionelle, stadig”abe” -form.
Fakta nummer 1. Tiden afhænger af højden
Einsteins teorier er måske den rigeste kilde til pålidelige, eksperimentelt verificerede og praktisk anvendelige, men helt vanvittige kendsgerninger.
Hvis du lægger et ur på toppen af et bjerg og det samme ur ved dens fod, og efter et stykke tid sammenligner du dem, vil uret gå anderledes. Jo længere der er fra jordens overflade, jo svagere er dens tyngdekraft, og jo hurtigere flyder tiden. Dette er ikke kun teoretiske konstruktioner, men reelle eksperimentelle data, som har været kendt i hundrede år. Bevæbnet med et ur mere præcist, opdagede forskerne tidsudvidelsen uden selv at klatre op på bjerget: omkring tredive centimeter var nok til at registrere afvigelsen. Folk på tiende etage ældres bogstaveligt og bogstaveligt talt hurtigere end dem på første.
Naturligvis er disse effekter så små, at de ikke spiller nogen rolle i hverdagen. Men de bliver kritiske, når afstanden fra Jorden øges, og kravene til nøjagtighed af målingstid vokser mange gange. Det mest berømte eksempel er GPS-satellitter: uden korrektioner for "tidsvarp" ville de være helt ubrugelige.
Albert Einsteins værker gav ikke kun verden den mest genkendelige fysiske formel, men ændrede også radikalt vores forståelse af virkeligheden.
Wikimedia Commons
Det handler om tyngdekraft. Ifølge Einstein er det ikke kun en kraft, der skal "leveres" fra et punkt til et andet af en partikel eller bølge. Dette er krumningen af rumtid omkring kroppe, der har masse (og dermed energi). For eksempel, hvis du står på jorden og kaster bolden parallelt med den, så flyver den faktisk i en lige linje. Men da Jorden er en meget tung genstand, betyder det i sin nærhed direkte buet. Rum og tid er uløseligt sammenflettet, og de forvrænges kun sammen. Derfor bøjer jorden massen ikke kun kuglens bane, den deformerer også dens bevægelse i tide. Når han falder ned til jorden, "bremser bolden" samtidig fra vores synspunkt.
Fakta nummer 2. Tyngdekraft i pladen
Der er en masse mænd, der er forbundet med tyngdekraften. Det ser ud til, at levende væsener er vant til jordisk tyngdekraft siden tidens begyndelse. Men hvis man ser på det fra videnskabens synspunkt, er tyngdekraften et af de mest mystiske - og essentielle - fænomener i universet.
Tyngdekraften er også vigtig for mennesker og ikke kun for Jorden. Har du nogensinde troet, at praktisk talt al den energi, som levende organismer bruger, inklusive os, kommer fra tyngdekraften?.. Faktisk, med undtagelse af nogle bakterier og archaea, modtager levende ting energi enten fra solen eller ved at spise dem der modtog energi fra solen. Men hvor kommer solens energi selv fra?
Solen er en kæmpe termonuklear reaktor, der leverer energi til alt liv på Jorden
NASA
Solen er en kæmpe kugle af brint og helium. Den er så stor, at tyngdekraften komprimerer den under sin egen vægt. For at forenkle kan vi sige, at i det indre af Solen når trykket sådanne værdier, at brintkernerne presses ind i hinanden med stor kraft og smelter sammen for at danne helium. Der frigives meget energi under denne fusion. Solens kerne er i en tilstand af kontinuerlig termonuklear eksplosion, som afbalancerer stjernens sammentrækning under sin egen masse - ellers ville solens overflade fortsat falde indad og kollapse. Efter mange år når stråling fra denne meget lange eksplosion overfladen og når derefter jorden. Her er det fanget af pigmenter af planter og bakterier, der omdanner det til kemisk energi, det vil sige til vores mad.
Fakta nummer 3. Vi lever i fortiden
Relativitetsteorien passer ikke inden for rammerne af det sædvanlige, fordi livet generelt og vores evolution især fortsætter med meget lave hastigheder, hvor tidspunkt, rum og tyngdekraft forekommer konstant og stabil.
For eksempel er vores fornemmelse af det aktuelle øjeblik forbundet med den samme tilpasningsevne til lave hastigheder. Vi føler ikke en pause mellem hvad der sker omkring os og det øjeblik, vi opfatter, hvad der sker. Selv med et videoopkald til Australien har vi en tendens til at skylde forsinkelsen på dårlig internetforbindelse.
Faktisk pålægger den samme specielle relativitetsteori en klar grænse for hastigheden, hvormed alt kan bevæge sig - inklusive for eksempel digitale datapakker eller lys fra et objekt til vores øjne. Det er ikke, at Internettet altid er dårligt i Australien - selv med øjeblikkelig signalbehandling er kommunikationshastigheden begrænset af lysets hastighed. Under normale forhold er dette umærkelig, men i store afstande er det ganske mærkbart.
For de handlende på børsen kan selv et par millisekunder forsinkelse være kritisk. Det mest berømte eksempel er kommunikation mellem børserne i Chicago og New York. Et fiberoptisk kabel, der blev lagt i 1980'erne, sløjfede fra side til side og leverede signalet på 14 ms. I dag kan det samme signal leveres på 8 ms med bjælker i mikrobølgeovn, men adgang til senderne vil koste og meget.
For et halvt århundrede siden blev handel på børsen udført med råben og bevægelser. Dagens handlende konkurrerer med lysets hastighed
Getty Images
Ligeledes er vores evne til at opfatte virkeligheden også begrænset: ingen oplysninger bevæger sig med det samme. Men en meget mere markant faktor kaster os meget langt ind i fortiden - transmission af en nerveimpuls. Sammenlignet med lys bevæger signalet langs neuron sig med cochleaens hastighed: 0,5-100 m / s. Som et resultat er ethvert signal - fra nethinden, øre, hud, tunge, næse eller muskler - forsinket med et ret mærkbart tidspunkt: ca. 0,1 sek. Vores bevidsthed lever i fortiden. Og han ved ikke engang om det.
Fakta nummer 4. Midt i gennemgangen - tom
Generelt er hjernen overraskende i stand til at forenkle virkeligheden, ellers ville livet være ekstremt ubehageligt. For eksempel, hvis du tilsluttede øjnene lige nu til en tv-skærm, ville du få et inverteret billede med et tomt sted i midten. Dette er virkelig et "råt billede", som hjernen modtager fra øjnene. Og efter at have modtaget det, retoucheres det for din bekvemmelighed.
Evolution forbedrer os så meget som nødvendigt. Hun har ingen abstrakt følelse af perfektion. Vores øjne fungerer godt - hvorfor opgradere dem yderligere? Hvorfor fjerne f.eks. Synsnerven på bagsiden af nethinden, hvis det er lettere at lære hjernen at ikke lægge mærke til det?
Hjernen retoucherer ikke kun "huller" på billederne leveret af øjet. Fra den optiske enhed på øjet er det tydeligt, at billedet rammer nethindeskærmen på hovedet. Hjernen korrigerer også denne teknologiske ufuldkommenhed. Og hvis du bærer en speciel enhed, der vender billedet i nogen tid, tilpasser hjernen sig snart igen: billedet vil vende om igen og blive normalt, uden at det medfører nogen ulemper. Og hvis du derefter vender tilbage til normalt syn, vil i nogen tid blive observeret den modsatte effekt - hjernen vil se alt i sin originale, omvendte form.
Monty Halls problem: to af de tre døre skjuler geden, den ene er bilen. Spilleren vælger dør nr. 1 tilfældigt. Præsentanten åbner dog dør nr. 3, bag hvilken der er en ged, og foreslår, at spilleren skifter mening til nr. 2. Ved at følge lederens råd vil spilleren fordoble deres chancer
Wikimedia Commons
Fakta nr. 5. Matematik er sværere, end vi tror
Hjernens forenkling af virkeligheden behøver ikke at være fysisk. Personen har udviklet unikke evner til abstrakt tænkning, inklusive matematiske beregninger. Men "biologisk aritmetik" er ikke altid nøjagtig. På grund af dette kan der også opstå fakta fra streng videnskabssynspunkt, men "vanvittig", set fra hverdagens logik.
Generelt kan selv planter "tælle". De lagrer normalt energi i løbet af dagen og bruger den om natten til vækst og stofskifte. Ved at estimere mængden af lagret energi og dividere den med den resterende tid indtil daggry, "beregner" anlægget den optimale forbrugshastighed for reservene.
Nå, vores hjerne beskæftiger sig kontinuerligt med aritmetik, beregner sandsynligheder, hastigheder, kræfter, balance osv. Men gennem de sidste århundreder har "kulturel" matematik med dens antal og formler betydeligt overgået sådan ubevidst, "biologisk".
Statistiske paradokser er et klassisk eksempel. Forestil dig for eksempel et spil-tv-show. Der er tre døre foran spilleren, bag den ene er en bil, bag to andre er dumme geder. Præsentanten beder spilleren om at vælge en af dørene tilfældigt for at finde bilen. Han vælger for eksempel den første. Men den erfarne programleder beslutter at intensivere lidenskaberne i studiet endnu mere, og i stedet for den første åbner den tredje dør og viser alle, at der er en ged bag. Og så spørger programlederen spilleren: "Vil du skifte mening?"
Det ser ud til, at intet har ændret sig: bilen kan stadig være bag den første og den anden dør. Hvorfor skifte mening? - spilleren tænker. Han føler en urimelig beslutsomhed - under udviklingen brugte hjernen til at forbinde den i enhver vanskelig situation. De fleste mennesker vil afvise værtens tilbud.
Men en simpel matematisk beregning viser: det er paradoksalt, men hvis du i denne situation skifter til anden dør, fordobles chancen for at vinde bilen! En analyse af årsagerne til Monty Hall-paradokset er uden for vores artikel, men du kan verificere dette eksperimentelt - blot ved at gentage "spillet" mange gange og beregne sejrfrekvensen i hver af situationerne.
Der er mange lignende eksempler. For eksempel er det meget vanskeligt at forklare vores matematisk naive hjerne, at hvis du kombinerer to forskellige datagrupper i en, kan fortolkningen af disse data ændres til det modsatte.
Antag, at der er adgang til Fakultet for Filologi og Matematik. 80 kvinder ansøgte om det filologiske fakultet, hvoraf 30 gik ind, og 20 mænd, hvoraf 5 gik ind. 15 ud af 20 kvinder og 50 ud af 80 mænd kom ind på Det Matematiske Fakultet. Hvis vi tæller alle ansøgere samlet, viser det sig, at 45% af ansøgere og 55% af ansøgere blev accepteret. Der er kønsdiskriminering! Forresten stod University of California i Berkeley over for et lignende problem i 1973 - sagen gik endog til retssag.
Retten regnede heldigvis ud: Hvis man ser på dataene separat, ændrer situationen sig dramatisk. I vores eksempel indgik filologi 37,5% af kvinder mod 25% af mænd og matematik - 75% af kvinder mod 62,5% af mænd. Kvinder har gjort det bedre overalt end mænd - men uden opdeling i afdelinger ser dataene modsat ud.
Vi analyserer, beregner og fortolker verden omkring os hvert sekund. Selv hvis noget forekommer helt åbenlyst, må vi ikke glemme, at vores hjerne for alle dens fordele langt fra er perfekt.
Fakta nummer 6. Vores nærmeste pårørende er en encellet mikrob
Endelig kan en separat gruppe af "stegt fakta" være baseret på jonglering med velkendte, omend helt kunstige kategorier - produkter fra vores egen kultur.
Biologer har diskuteret betydningen af begrebet "arter" i mere end hundrede år. Hos højere organismer er problemet noget enklere: under seksuel reproduktion er det let at kontrollere, om arter kan opdrætte hinanden og producere frugtbart afkom. Men hvad med bakterier og andre encellede organismer, der formerer sig ved blot at dele deres egne celler?
Svaret på dette spørgsmål vil aldrig være, fordi naturen ikke har noget at gøre med vores definition af arten. Vi kommer selv med definitioner, og så diskuterer vi om dem, når virkeligheden ikke ønsker at passe ind i deres rammer.
I 1951 blev en prøve af uterine tumorceller taget fra afroamerikansk Henrietta Lacks. Patienten døde af kræft et par måneder senere, men hendes celler levede fortsat i et reagensglas - dette var første gang, at videnskabsmænd har fået succes med et sådant eksperiment (vi skrev mere om denne fantastiske historie i udgaven af januar 2014, i artiklen "Det evige liv i Henrietta Lacks") …
Siden da er der opstod et stort antal andre udødelige cellelinjer, men HeLa-celler lever fortsat i kultur og bruges i videnskabelig forskning af tusinder af laboratorier. I 60 år er deres antal allerede begyndt at blive talt i tons, de har samlet en masse mutationer og kromosomafvigelser (HeLa har normalt 76 til 80 kromosomer sammenlignet med 46 hos mennesker), og generelt er de gået langt fra den sædvanlige menneskelige celle.
Mange biologer mener, at HeLa-celler og lignende ikke repræsenterer en art af Homo sapiens, men andre, unicellulære arter, der er meget tæt på os genetisk, men findes separat og uafhængigt af en person. Andre er uenige med dem: en sådan art (for HeLa-celler blev den kaldet Helacyton gartleri) passer ikke ind i det harmoniske evolutionære træ, hvor enkeltcelle-mikrober adskilt fra dyr for milliarder af år siden og siden da har fulgt forskellige veje med dem. Hvis vi anerkender HeLa som en separat art, skal udseendet af enhver kræftsvulst betragtes som en evolutionær begivenhed!
HeLa-celler
Alamy
Hvorfor ikke? Kræftceller er resultatet af mutationer, der sætter dem i stand til hurtigt at dele sig. I de fleste tilfælde undertrykkes dette af immunsystemet. Men nogle celler formår at "bryde igennem" og fortsætte med at reproducere uden at se tilbage på resten af organismen. Hvorfor er dette ikke en naturlig markering af specielt vellykkede oprørske celler, der pludselig besluttede at opgive multicellularitet?
Den videnskabelige virkelighed kan være uforståelig, underlig, selvmodsigende. Dette er vores egen hjerne skyld: dens begrænsninger, konventioner, vaner og biologiske "indstillinger". På den anden side gør dette videnskaben mindre sjov? At realisere dine egne begrænsninger er altid det første skridt hen imod noget forbandet interessant.
Nikolay Kukushkin