Katra tikšanās ar kaut ko neparastu, negaidītu, dīvainu izraisa pārsteigumu. Ar kaut ko tādu, kas neiederas galvā - pat ja tas ir stingri pierādīts zinātnisks fakts.
Evolūcija nav trenažieru zāle vai iestāde cēlām kalponēm. Evolūcija nepadara dzīvās lietas stiprākas vai viedākas tikai tāpēc, lai tās kļūtu stiprākas vai gudrākas, vai arī tāpēc, ka šīs iespējas viņiem kādreiz nākotnē noderēs. Evolūcija ir cīņas par esamību rezultāts šeit un tagad. Sugas mainās tieši tik daudz, cik tām nepieciešams, lai konkurētu ar citām sugām un izdzīvotu - tieši tagad.
Gan cilvēka smadzenes, gan tās idejas par realitāti ir izveidojušās miljoniem gadu diezgan ierobežotos apstākļos. Mēs visi dzīvojam uz vienas planētas, ļoti šaurā temperatūras diapazonā, viņiem ir vairāk vai mazāk vienāds izmērs, fizioloģisko vajadzību kopums un mēs izmantojam līdzīgus resursus. Cilvēks evolūcijas procesā nekad neprasa zināšanas par zvaigznēm vai molekulām.
Dabas vēsturē jebkura risinājuma meklējumi vienmēr ir sekojuši problēmas rašanās brīdim: vispirms augsti koki ar sulīgām lapām, pēc tam žirafās garie kakli. Tikai ar cilvēka ienākšanu sāka parādīties "zināšanas zināšanu labad", un tikai ar filozofijas un zinātnes parādīšanos zināšanu uzkrāšanās sāka paredzēt to piemērojamību. Pirmkārt, mēs pēta eksotisko medūzu olbaltumvielas - tieši tāpat! - un tad izrādās, ka šie proteīni palīdz ārstēt vēzi.
Tā rezultātā šodien ir jūtama plaisa starp mūsu zināšanām un bioloģiskajām iespējām. Kultūras progress ir daudz ātrāks nekā bioloģiskais. Un jo vairāk mēs uzkrājam zināšanas par Visumu, jo vairāk mēs tajā zaudējam: mūsu smadzenes to vienkārši nespēj uztvert.
Apmēram neatbilstība starp "sirdi" un "prātu" pat izveidoja savu folkloru: visa veida neticami fakti, kas radīti, lai pārsteigtu un apjuktu. Lielākajā daļā gadījumu "wow efekts" tiek panākts vienkāršā veidā: pārrēķinot svarus.
Neviens cilvēks pasaulē nav devies uz Alfa Kentauru. Neviens cilvēks pasaulē nav redzējis elektronu. Evolūcija mūs nav apveltījusi ar šādām prasmēm. Bet kultūra mums ir iemācījusi: mēs, piemēram, zinām, ka attālums līdz Alfai - Saulei vistuvākā zvaigžņu sistēma - ir nedaudz vairāk par 40 miljoniem kilometru jeb 4,3 gaismas gadiem.
Klasiskais "trakais fakts" manipulē ar mums šo pilnīgi abstrakto daudzumu, lai tas kļūtu mazāk abstrakts. Viņš to tulko senajā "valodā", ar kuru joprojām darbojas mūsu domāšana. Piemēram, attālumu līdz Alpha Centauri var konvertēt uz futbola laukumiem vai pakāpienu skaitu vai benzīna cenu, ceļojot šo attālumu ar automašīnu. Pat pats jēdziens “vieglais gads” ir piemērs tulkojumam no pilnīgi nesaprotama uz nedaudz saprotamāku.
Reklāmas video:
Bet zinātniskās realitātes uztveres sarežģītība nebūt nav ierobežota ar garumu, attālumu un daudzumu. Tieši otrādi, ir daudz grūtāk uztvert faktus, kas to tradicionālajā, joprojām “pērtiķu” formā, ir kvalitatīvi pretrunā ar veselo saprātu.
Faktu skaits 1. Laiks ir atkarīgs no augstuma
Iespējams, ka bagātākais ticamu, eksperimentāli pārbaudītu un praktiski pielietojamu, bet pilnīgi ārprātīgu faktu avots ir Einšteina teorijas.
Ja jūs novietojat pulksteni kalna virsotnē un to pašu pulksteni tā pakājē, un pēc brīža jūs tos salīdzināsit, tad pulkstenis ies atšķirīgi. Jo tālāk no Zemes virsmas, jo vājāks ir tās smagums un jo ātrāk plūst laiks. Tās nav tikai teorētiskas konstrukcijas, bet arī reāli eksperimentāli dati, kas ir labi zināmi simts gadus. Bruņojušies ar precīzāku pulksteni, zinātnieki atklāja laika izplešanos, pat neuzkāpjot kalnā: novirzes reģistrēšanai pietika ar aptuveni trīsdesmit centimetriem. Cilvēki desmitajā stāvā burtiski un diezgan burtiski noveco ātrāk nekā cilvēki, kas atrodas pirmajā stāvā.
Protams, šie efekti ir tik mazi, ka ikdienā tiem nav nozīmes. Bet tie kļūst kritiski, kad palielinās attālums no Zemes, un prasības mērīšanas laika precizitātei pieaug vairākas reizes. Visslavenākais piemērs ir GPS satelīti: bez "laika šķēru" labojumiem tie būtu pilnīgi bezjēdzīgi.
Alberta Einšteina darbi ne tikai sniedza pasaulei atpazīstamāko fizisko formulu, bet arī radikāli mainīja mūsu izpratni par realitāti.
Wikimedia Commons
Tas ir par smagumu. Pēc Einšteina teiktā, tas nav tikai spēks, kas jādaudzina no viena punkta uz otru ar daļiņu vai vilni. Tas ir telpas un laika izliekums ap ķermeņiem, kuriem ir masa (un līdz ar to arī enerģija). Piemēram, ja jūs stāvat uz zemes un metat bumbu uz priekšu paralēli tam, tad tas faktiski lido taisnā līnijā. Bet, tā kā Zeme ir ļoti smags priekšmets, tā tuvumā tieši nozīmē izliektu. Telpa un laiks ir nesaraujami savstarpēji saistīti, un tie tiek izkropļoti tikai kopā. Tāpēc Zemes masa liekas ne tikai ar bumbiņas trajektoriju, bet arī savlaicīgi deformē tās kustību. Nokrītot zemē, bumba vienlaikus "palēninās" no mūsu viedokļa.
Faktiskais skaitlis 2. Smagums plāksnē
Ar smagumu ir saistīta ļoti daudz savādību. Šķiet, ka dzīvās būtnes jau kopš laika sākuma ir pieradušas pie zemes gravitācijas. Bet, ja paskatās uz to no zinātnes viedokļa, gravitācija ir viena no visnoslēpumainākajām un būtiskākajām parādībām Visumā.
Smagums ir svarīgs arī cilvēkiem, un ne tikai uz Zemes. Vai esat kādreiz domājuši, ka praktiski visa enerģija, ko izmanto dzīvie organismi, ieskaitot mūs, nāk no gravitācijas?.. Patiešām, izņemot dažas baktērijas un arhaju, dzīvās lietas enerģiju saņem vai nu no Saules, vai ēdot tās kas saņēma enerģiju no saules. Bet no kurienes nāk pati Saules enerģija?
Saule ir milzu termoelektriskais reaktors, kas nodrošina enerģiju visai dzīvībai uz Zemes
NASA
Saule ir milzīga ūdeņraža un hēlija bumba. Tas ir tik liels, ka gravitācija to saspiež zem sava svara. Vienkāršojot, mēs varam teikt, ka Saules iekšienē spiediens sasniedz tādas vērtības, ka ūdeņraža kodoli tiek piespiesti viens otram ar lielu spēku un saplūst, veidojot hēliju. Šīs saplūšanas laikā tiek atbrīvota daudz enerģijas. Saules kodols atrodas nepārtraukta kodoltermiskā sprādziena stāvoklī, kas līdzsvaro zvaigznes saraušanos zem savas masas - pretējā gadījumā Saules virsma turpina krist uz iekšu un sabrukt. Pēc daudziem gadiem šī ļoti ilgā sprādziena radītais starojums nonāk virsmā un pēc tam nonāk līdz Zemei. Šeit to uztver augu un baktēriju pigmenti, kas to pārvērš ķīmiskajā enerģijā, tas ir, mūsu pārtikā.
Fakts Nr. 3. Mēs dzīvojam pagātnē
Relativitātes teorija neietilpst ierastajā ietvarā, jo dzīve kopumā un jo īpaši mūsu evolūcija notiek ar ļoti mazu ātrumu, kurā laiks, telpa un smagums šķiet nemainīgi un stabili.
Piemēram, mūsu pašreizējā mirkļa izjūta ir saistīta ar tādu pašu pielāgošanās spēju zemiem ātrumiem. Mēs nejūtam pauzi starp apkārt notiekošo un brīdi, kad uztveram notiekošo. Pat ar videozvanu uz Austrāliju mēs mēdzam vainot novēloto interneta savienojuma kavēšanos.
Faktiski šī pati īpašā relativitātes teorija skaidri nosaka robežu ātrumam, ar kādu jebkurš var pārvietoties, ieskaitot, piemēram, digitālas datu paketes vai gaismu no objekta mūsu acīm. Nav tā, ka Austrālijā internets vienmēr ir slikts - pat ar tūlītēju signālu apstrādi komunikācijas ātrumu ierobežo gaismas ātrums. Normālos apstākļos tas nav pamanāms, bet lielos attālumos tas ir diezgan pamanāms.
Biržas tirgotājiem pat dažu milisekundžu kavēšanās var būt kritiska. Visslavenākais piemērs ir komunikācija starp Čikāgas un Ņujorkas biržām. 1980. gados uzliktais optiskās šķiedras kabelis izveidojās no vienas puses uz otru un signālu piegādāja 14 ms. Mūsdienās to pašu signālu var piegādāt 8 ms ar mikroviļņu staru stariem, taču piekļuve raidītājiem maksās daudz un daudz.
Pirms pusgadsimta tirdzniecība biržā tika veikta ar kliedzieniem un žestiem. Mūsdienu tirgotāji sacenšas gaismas ātrumā
Getty attēli
Tāpat ir ierobežotas arī mūsu iespējas uztvert realitāti: neviena informācija nepārvietojas uzreiz. Bet daudz nozīmīgāks faktors mūs ļoti tālu ievelk pagātnē - nervu impulsa pārraidē. Salīdzinot ar gaismu, signāls gar neironu pārvietojas ar gliemeņu ātrumu: 0,5–100 m / s. Rezultātā jebkurš signāls - no tīklenes, auss, ādas, mēles, deguna vai muskuļiem - tiek aizkavēts ar diezgan pamanāmu laiku: apmēram 0,1 s. Mūsu apziņa dzīvo pagātnē. Un viņš par to pat nezina.
Fakts Nr. 4. Pārskata vidū - tukšs
Kopumā smadzenes pārsteidzoši spēj vienkāršot realitāti, pretējā gadījumā dzīve būtu ārkārtīgi neērta. Piemēram, ja acis tūlīt savienotu ar televizora ekrānu, jūs iegūtu apgrieztu attēlu ar tukšu vietu vidū. Tas tiešām ir “neapstrādāts attēls”, ko smadzenes saņem no acīm. Pēc saņemšanas tas retušējas jūsu ērtībai.
Evolūcija uzlabo mūs tik daudz, cik nepieciešams. Viņai nav abstraktas pilnības sajūtas. Mūsu acis darbojas labi - kāpēc tās vēl vairāk uzlabot? Piemēram, kāpēc noņemt redzes nervu tīklenes aizmugurē, ja smadzenēm ir vieglāk iemācīt to nepamanīt?
Smadzenes ne tikai retušē "spraugas" attēlos, ko piegādā acs. No acs optiskās ierīces ir acīmredzams, ka attēls nonāk tīklenes ekrānā otrādi. Smadzenes arī labo šo tehnoloģisko nepilnību. Un, ja kādu laiku nēsājat īpašu ierīci, kas apvērš attēlu, tad smadzenes drīz atkal pielāgojas: attēls atkal uzsist un kļūs normāls, neradot neērtības. Un, ja jūs pēc tam atgriezīsities normālā redzē, tad kādu laiku tiks novērots pretējs efekts - smadzenes redzēs visu sākotnējā, apgrieztā formā.
Monty Hall problēma: divas no trim durvīm slēpj kazu, viena - automašīnu. Spēlētājs izlases veidā izvēlas 1. durvis. Tomēr vadītājs atver trešās durvis, aiz kurām ir kaza, un iesaka spēlētājam mainīt savas domas uz 2. numuru. Sekojot līdera ieteikumiem, spēlētājs dubultos savas iespējas
Wikimedia Commons
Fakts Nr. 5. Matemātika ir grūtāka, nekā mēs domājam
Smadzeņu realitātes vienkāršošanai nav jābūt fiziskai. Persona ir attīstījusi unikālas abstraktās domāšanas spējas, ieskaitot matemātiskos aprēķinus. Bet "bioloģiskā aritmētika" ne vienmēr ir precīza. Sakarā ar to, stingri, no zinātnes viedokļa, bet "traki", no ikdienas loģikas viedokļa var rasties arī fakti.
Vispārīgi runājot, pat augus var “saskaitīt”. Parasti viņi enerģijas uzkrāj dienas laikā un pavada to naktī augšanai un metabolismam. Novērtējot uzkrāto enerģijas daudzumu un dalot to ar laiku, kas atlicis līdz rītausmai, iekārta "aprēķina" optimālo rezervju patēriņa līmeni.
Nu, mūsu smadzenes nepārtraukti nodarbojas ar aritmētiku, aprēķinot varbūtības, ātrumu, spēkus, līdzsvaru utt. Bet pēdējo gadsimtu laikā "kultūras" matemātika ar saviem skaitļiem un formulām ir ievērojami pārspējusi šādu neapzinātu, "bioloģisku".
Statistikas paradoksi ir klasisks piemērs. Iedomājieties, piemēram, spēļu TV šovu. Spēlētāja priekšā ir trīs durvis, aiz kurām viena ir automašīna, aiz divām citām ir stulbas kazas. Prezidents lūdz spēlētāju nejauši izvēlēties vienu no durvīm, lai atrastu automašīnu. Viņš izvēlas, piemēram, pirmo. Bet pieredzējušais vadītājs nolemj vēl vairāk pastiprināt kaislības studijā un pirmā vietā atver trešās durvis, parādot visiem, ka aiz tā ir kaza. Un tad vadītājs jautā spēlētājam: "Vai jūs vēlētos mainīt savas domas?"
Šķiet, ka nekas nav mainījies: automašīna joprojām var atrasties aiz pirmajām un otrajām durvīm. Kāpēc jāmaina savas domas? - spēlētājs domā. Viņš jūtas nesatricināma apņēmība - evolūcijas laikā smadzenes to izmantoja, lai savienotu to jebkurā grūtā situācijā. Lielākā daļa cilvēku atteiksies no saimnieka piedāvājuma.
Bet vienkāršs matemātiskais aprēķins parāda: tas ir paradoksāli, bet, ja šajā situācijā jūs pārslēdzaties uz otrajām durvīm, iespēja laimēt automašīnu divkāršojas! Monty Hall paradoksa cēloņu analīze pārsniedz mūsu raksta darbības jomu, taču jūs to varat pārbaudīt eksperimentāli - vienkārši atkārtojot "spēli" vairākas reizes un aprēķinot uzvaras biežumu katrā no situācijām.
Ir daudz līdzīgu piemēru. Piemēram, mūsu matemātiski naivajām smadzenēm ir ļoti grūti izskaidrot, ka, ja jūs apvienojat divas dažādas datu grupas vienā, šo datu interpretācija var mainīties uz pretējo.
Pieņemsim, ka ir uzņemšana Filoloģijas un matemātikas fakultātē. Filoloģijas fakultātē pieteicās 80 sievietes, no kurām 30 iestājās, un 20 vīrieši, no kuriem 5. iestājās 15. Matemātikas fakultātē iestājās 15 no 20 sievietēm un 50 no 80 vīriešiem. Ja saskaita visus pretendentus kopā, izrādās, ka tika pieņemti 45% pretendentu un 55% pretendentu. Pastāv dzimumu diskriminācija! Starp citu, Kalifornijas universitāte Bērklijā 1973. gadā saskārās ar līdzīgu problēmu - lieta pat nonāca tiesā.
Tiesa, par laimi, to izdomāja: ja datus aplūkojat atsevišķi, situācija dramatiski mainās. Filoloģijā mūsu piemērā piedalījās 37,5% sieviešu salīdzinājumā ar 25% vīriešu, bet matemātikā - 75% sieviešu salīdzinājumā ar 62,5% vīriešu. Sievietes visur ir guvušas labākus panākumus nekā vīrieši, bet dati nav sadalīti nodaļās, bet dati ir pretēji.
Katru sekundi mēs analizējam, aprēķinām un interpretējam apkārtējo pasauli. Pat ja kaut kas šķiet pilnīgi acīmredzams, mēs nedrīkstam aizmirst, ka, ņemot vērā visus nopelnus, mūsu smadzenes ir tālu no pilnības.
Fakts skaitlis 6. Mūsu tuvākais radinieks ir vienšūnu mikrobs
Visbeidzot, atsevišķa "ceptu faktu" grupa var balstīties uz žonglēšanu ar pazīstamām, kaut arī pilnīgi mākslīgām kategorijām - mūsu pašu kultūras produktiem.
Biologi vairāk nekā simts gadus diskutē par jēdziena "suga" nozīmi. Ar augstākiem organismiem problēma ir nedaudz vienkāršāka: seksuālās reprodukcijas laikā ir viegli pārbaudīt, vai sugas var savstarpēji krustoties un radīt auglīgus pēcnācējus. Bet kā ir ar baktērijām un citiem vienšūnu organismiem, kas vairojas, vienkārši dalot savas šūnas?
Atbilde uz šo jautājumu nekad nebūs, jo dabai nav nekā kopīga ar mūsu sugas definīciju. Mēs paši izstrādājam definīcijas, un tad mēs par tām strīdamies, kad realitāte nevēlas iekļauties viņu ietvarā.
1951. gadā no afroamerikāņu Henrietta Lacks tika ņemts dzemdes audzēja šūnu paraugs. Paciente nomira no vēža dažus mēnešus vēlāk, bet viņas šūnas turpināja dzīvot mēģenē - šī bija pirmā reize, kad zinātniekiem ir izdevies šāds eksperiments (mēs vairāk par šo apbrīnojamo stāstu rakstījām 2014. gada janvāra numurā, rakstā “Henrietta Lacks mūžīgā dzīve”). …
Kopš tā laika ir parādījies milzīgs skaits citu nemirstīgu šūnu līniju, bet HeLa šūnas turpina dzīvot kultūrā un tūkstošiem laboratoriju tos izmanto zinātniskos pētījumos. 60 gadu laikā to skaits jau ir sākts skaitīt tonnās, viņi ir uzkrājuši mutāciju un hromosomu anomāliju kaudzi (HeLa parasti ir 76 līdz 80 hromosomas, salīdzinot ar 46 cilvēkiem), un kopumā viņi ir aizgājuši diezgan tālu no parastās cilvēka šūnas.
Daudzi biologi uzskata, ka HeLa šūnas un tamlīdzīgi nepārstāv Homo sapiens sugu, bet gan citas vienšūnu sugas, kas mums ģenētiski ir ļoti tuvas, bet pastāv atsevišķi un neatkarīgi no cilvēka. Citi viņiem nepiekrīt: šāda suga (HeLa šūnām tā tika nodēvēta par Helacyton gartleri) neiederas harmoniskā evolūcijas kokā, kurā vienšūnu mikrobi no dzīvniekiem atdalās pirms miljardiem gadu un kopš tā laika ar viņiem ir veduši dažādi ceļi. Ja mēs atzīsim HeLa kā atsevišķu sugu, tad jebkura vēža audzēja parādīšanās būs jāuzskata par evolūcijas notikumu!
HeLa šūnas
Alamy
Tomēr kāpēc gan ne? Vēža šūnas rodas mutāciju rezultātā, kas tām ļauj ātri sadalīties. Vairumā gadījumu to nomāc imūnsistēma. Bet dažām šūnām izdodas "izlauzties cauri" un turpināt vairoties, neatskatoties uz pārējo organismu. Kāpēc šī nav dabiski sevišķi veiksmīgu dumpīgo šūnu atlase, kuras pēkšņi nolēma atteikties no daudzšūnu?
Zinātniskā realitāte var būt nesaprotama, dīvaina, pretrunīga. Tā ir mūsu pašu smadzeņu vaina: to ierobežojumi, konvencijas, ieradumi un bioloģiskie "iestatījumi". No otras puses, vai tas zinātni padara mazāk jautru? Savu ierobežojumu realizēšana vienmēr ir pirmais solis ceļā uz kaut ko sasodīti interesantu.
Nikolajs Kukuškins