Svaki susret s nečim neobičnim, neočekivanim, čudnim izaziva iznenađenje. S nečim što se ne uklapa u glavu - čak iako je to strogo dokazana znanstvena činjenica.
Evolucija nije teretana ili ustanova za plemenite sluškinje. Evolucija ne čini živa bića jačima ili pametnijima samo radi jačanja ili pametnijeg stanja ili zato što će im ove prilike biti korisne u budućnosti. Evolucija je rezultat borbe za postojanje ovdje i sada. Vrste se mijenjaju upravo onoliko koliko im je potrebno da se nadmeću s drugim vrstama i opstanu - upravo sada.
I ljudski mozak i njegove ideje o stvarnosti oblikovane su milijunima godina u prilično ograničenim uvjetima. Svi živimo na istom planetu, u vrlo uskom temperaturnom rasponu, imamo manje ili više iste veličine, skup fizioloških potreba i koristimo slične resurse. Čovjek u procesu evolucije nikada nije zahtijevao znanje o zvijezdama ili molekulama.
U prirodnoj povijesti potraga za bilo kakvim rješenjem uvijek je pratila nastanak problema: prvo, visoka stabla sa sočnim lišćem, a zatim duge vratove u žirafama. Tek s pojavom čovjeka počelo se pojavljivati "znanje radi znanja", a tek s pojavom filozofije i znanosti, nakupljanje znanja počelo je predvidjeti njihovu primjenjivost. Prvo istražujemo proteine egzotičnih meduza - baš tako! - i tada se ispostavi da ti proteini pomažu u liječenju raka.
Kao rezultat toga, danas postoji opipljiv jaz između našeg znanja i naših bioloških mogućnosti. Kulturni napredak mnogo je brži od biološkog. I što više akumuliramo znanje o Svemiru, to se više u njemu gubimo: naš mozak jednostavno sve to ne može percipirati.
Oko neusklađenosti između "srca" i "uma" čak se formirao vlastiti folklor: svakakve nevjerojatne činjenice, osmišljene da zadivljuju i omamljuju. U velikoj većini slučajeva, "efekt wow" postiže se na jednostavan način: ponovno izračunavanje ljestvica.
Nijedna osoba na svijetu nije pješačila do Alpha Centauri. Nijedna osoba na svijetu nije vidjela elektron. Evolucija nas nije obdarila takvim vještinama. Ali kultura nas je naučila: znamo, na primjer, da je udaljenost do Alfa - najbližeg zvjezdanog sustava Suncu - nešto više od 40 milijuna kilometara, odnosno 4,3 svjetlosne godine.
Klasična "luda činjenica" manipulira ovom potpuno apstraktnom količinom za nas tako da ona postaje manje apstraktna. Prevodi ga na drevni "jezik" s kojim naše mišljenje još uvijek djeluje. Možete, na primjer, pretvoriti udaljenost od Alpha Centauri do nogometnih igrališta ili broja koraka ili troškova benzina kad putujete tom udaljenostom automobilom. Čak je i sam pojam „svjetlosne godine“primjer prijevoda s potpuno nerazumljivog na nešto razumljiviji.
Promotivni video:
Ali složenost znanstvene percepcije stvarnosti daleko je ograničena na duljine, udaljenosti i količine. Naprotiv, mnogo je teže uočiti činjenice koje kvalitativno proturječe zdravom razumu u njegovom tradicionalnom, još uvijek "majmunskom" obliku.
Činjenica broj 1. Vrijeme ovisi o visini
Možda najbogatiji izvor pouzdanih, eksperimentalno provjerenih i praktički primjenjivih, ali potpuno suludih činjenica su Einsteinove teorije.
Ako sat postavite na vrh planine i isti sat u njegovo podnožje, i nakon nekog vremena ih usporedite, sat će ići drugačije. Što je udaljenija od površine Zemlje, slabija je njezina gravitacija i brže vrijeme protječe. To nisu samo teorijske konstrukcije, već stvarni eksperimentalni podaci, koji su dobro poznati već stotinu godina. Naoružani satom preciznije, znanstvenici su otkrili vremensko odstupanje, a da se nisu ni popeli na planinu: nekih trideset centimetara bilo je dovoljno da registriraju odstupanje. Ljudi na desetom katu doslovno i prilično doslovno ostareju brže od onih na prvom.
Naravno, ti su učinci toliko mali da ne igraju nikakvu ulogu u svakodnevnom životu. Ali postaju kritični kada se udaljenost od Zemlje poveća, a zahtjevi za tačnošću mjerenja porastu mnogo puta. Najpoznatiji primjer su GPS sateliti: bez ispravki za „time warp“bili bi potpuno beskorisni.
Radovi Alberta Einsteina ne samo da su svijetu dali najprepoznatljiviju fizičku formulu, već su i radikalno promijenili naše razumijevanje stvarnosti.
Wikimedia Commons
Radi se o gravitaciji. Prema Einsteinu, to nije samo sila koju treba česticom ili valom „dostavljati“iz jedne točke u drugu. Ovo je zakrivljenost prostora-vremena oko tijela koja imaju masu (a time i energiju). Na primjer, ako stojite na zemlji i bacate loptu naprijed paralelno s njom, onda ona zapravo leti ravno. No, budući da je Zemlja vrlo težak objekt, u njegovoj blizini izravno znači zakrivljena. Prostor i vrijeme neraskidivo su isprepleteni i izobličeni su samo zajedno. Stoga masa Zemlje savija ne samo putanju kugle, već i deformira svoje kretanje u vremenu. Padajući na zemlju, lopta istovremeno „usporava“s našeg gledišta.
Činjenica broj 2. Gravitacija u tanjuru
Puno je neobičnosti povezanih s gravitacijom. Činilo se da su se živa bića navikla na zemaljsku gravitaciju od početka vremena. Ali ako na to gledate sa stajališta znanosti, gravitacija je jedan od najtajanstvenijih - i bitnih - fenomena u svemiru.
Gravitacija je također važna za ljude, a ne samo na Zemlji. Jeste li ikad pomislili da praktički sva energija koju živi organizmi koriste, uključujući nas, dolazi iz gravitacije? Doista, s izuzetkom nekih bakterija i arheja, živa bića dobijaju energiju ili od Sunca ili jedući one koji su energiju primali od sunca. Ali odakle dolazi energija samog Sunca?
Sunce je džinovski termonuklearni reaktor koji daje energiju čitavom životu na Zemlji
NASA
Sunce je ogromna kugla vodika i helija. Toliko je velika da ga gravitacija komprimira pod vlastitom težinom. Da pojednostavimo, možemo reći da tlak u unutrašnjosti Sunca dostiže takve vrijednosti da se jezgre vodika međusobno pritisnu s velikom snagom i spajaju se kako bi tvorile helij. Tijekom te fuzije oslobađa se puno energije. Jezgra Sunca nalazi se u stanju kontinuirane termonuklearne eksplozije koja uravnotežuje kontrakciju zvijezde pod vlastitom masom - u suprotnom bi Sunčeva površina nastavila padati prema unutra i urušavati se. Nakon mnogih godina, zračenje iz ove vrlo duge eksplozije dospijeva na površinu, a zatim stiže na Zemlju. Ovdje su zarobljeni pigmenti biljaka i bakterija, koji ga pretvaraju u kemijsku energiju, odnosno u našu hranu.
Činjenica broj 3. Živimo u prošlosti
Teorija relativnosti ne uklapa se u uobičajene okvire, jer život općenito, a posebno naša evolucija, odvijaju se vrlo malim brzinama u kojima vrijeme, prostor i gravitacija izgledaju stalni i stabilni.
Na primjer, naš osjećaj trenutnog trenutka povezan je s istom prilagodljivošću malim brzinama. Ne osjećamo stanku između onoga što se događa oko nas i trenutka kad opažamo ono što se događa. Čak i uz videopoziv u Australiju, skloni smo kriviti kašnjenje za lošu internetsku vezu.
Zapravo, ista Specijalna teorija relativnosti nameće jasnu granicu brzine kojom bilo što može putovati - uključujući, na primjer, digitalne pakete podataka ili svjetlost od objekta do naših očiju. Nije da je Internet u Australiji uvijek loš - čak i uz trenutnu obradu signala, brzina komunikacije ograničena je brzinom svjetlosti. U normalnim uvjetima to je neprimjetno, ali na velikim udaljenostima prilično je uočljivo.
Za trgovce na burzi čak i nekoliko milisekundi kašnjenja može biti kritično. Najpoznatiji primjer je komunikacija između burze u Chicagu i New Yorku. Kabel od optičkih vlakana položen je 1980-ih petljao je s jedne na drugu stranu i dostavljao signal za 14 ms. Danas se isti signal može isporučiti u 8 ms snopovima mikrovalova, međutim, pristup odašiljačima će koštati i puno.
Prije pola stoljeća trgovanje na burzi odvijalo se uz povike i geste. Današnji trgovci natječu se brzinom svjetlosti
Getty Images
Isto tako, naša je sposobnost percepcije stvarnosti također ograničena: nijedna se informacija ne kreće odmah. No, mnogo značajniji faktor baca nas vrlo daleko u prošlost - prijenos živčanog impulsa. U usporedbi sa svjetlošću, signal duž neurona kreće se brzinom cohlea: 0,5-100 m / s. Kao rezultat toga, svaki signal - od mrežnice, uha, kože, jezika, nosa ili mišića - kasni s prilično primjetnim vremenom: oko 0,1 s. Naša svijest živi u prošlosti. A on uopće ne zna za to.
Činjenica broj 4. U sredini pregleda - prazna
Općenito, mozak je iznenađujuće sposoban pojednostaviti stvarnost, inače bi život bio krajnje neugodan. Na primjer, ako biste oči odmah povezali s TV ekranom, dobili biste obrnutu sliku s praznim mrljama u sredini. Ovo je doista "sirova slika" koju mozak prima od očiju. A kad ga primite, retušira se zbog vaše udobnosti.
Evolucija nas poboljšava koliko je potrebno. Ona nema apstraktni osjećaj savršenstva. Naše oči rade dobro - zašto ih nadograđivati dalje? Na primjer, zašto ukloniti optički živac na stražnjoj strani mrežnice ako je lakše naučiti mozak da ga ne primijeti?
Mozak ne samo da retušira "praznine" na slikama koje dobiva oko. Iz optičkog uređaja oka vidljivo je da slika udara u zaslon mrežnice naopako. Mozak također ispravlja ovu tehnološku nesavršenost. A ako neko vrijeme nosite poseban uređaj koji okreće sliku, mozak će se uskoro ponovno prilagoditi: slika će se ponovno okrenuti i postati normalna, ne donoseći neugodnosti. A ako se tada vratite normalnom vidu, tada će se neko vrijeme primijetiti suprotan učinak - mozak će vidjeti sve u svom izvornom, obrnutom obliku.
Problem Monty Hall-a: dva od tri vrata skrivaju kozu, a jedno auto. Igrač nasumično bira vrata # 1. Međutim, voditelj otvori vrata # 3 iza kojih stoji koza i sugerira da igrač promijeni mišljenje na # 2. Pridržavajući se savjeta voditelja, igrač će udvostručiti svoje šanse
Wikimedia Commons
Činjenica br. 5. Matematika je teža nego što mislimo
Pojednostavljivanje stvarnosti u mozgu ne mora biti fizičko. Osoba je razvila jedinstvene sposobnosti za apstraktno razmišljanje, uključujući matematičke proračune. Ali "biološka aritmetika" nije uvijek točna. Zbog toga, stroge, s gledišta znanosti, ali "lude", s gledišta svakodnevne logike, mogu nastati i činjenice.
Općenito govoreći, čak i biljke mogu "računati". Oni obično pohranjuju energiju tijekom dana, a noću ju troše za rast i metabolizam. Procjenjujući količinu uskladištene energije i dijeleći je s vremenom preostalim do zore, postrojenje "izračunava" optimalnu stopu potrošnje rezervi.
Pa, naš mozak se kontinuirano bavi aritmetikom, računa vjerojatnosti, brzine, sile, ravnotežu itd. Ali tijekom proteklih stoljeća, "kulturna" matematika svojim brojevima i formulama znatno je nadmašila takvo nesvjesno, "biološko".
Statistički paradoksi su klasičan primjer. Zamislite, na primjer, igranu TV emisiju. Ispred igrača nalaze se tri vrata, iza jednog od kojih je automobil, iza dva druga su glupe koze. Voditelj traži od igrača da nasumično odabere jedno od vrata kako bi pronašao automobil. On bira, primjerice, prvu. No iskusni voditelj odlučuje još više pojačati strasti u studiju i umjesto prvog otvara treća vrata, pokazujući svima da iza njega stoji jarac. A zatim voditelj pita igrača: "Želite li se predomisliti?"
Čini se da se ništa nije promijenilo: automobil još uvijek može biti iza prvih i drugih vrata. Zašto se predomisliti? - misli igrač. Osjeća nepokolebljivu odlučnost - tijekom evolucije mozak ga je povezivao u svakoj teškoj situaciji. Većina ljudi će odbiti ponudu domaćina.
Ali jednostavan matematički izračun pokazuje: paradoksalno je, ali ako se u ovoj situaciji prebacite na druga vrata, šansa za pobjedu automobila je dvostruka! Analiza razloga paradoksa Monty Hall-a nadilazi opseg našeg članka, ali to možete eksperimentalno provjeriti - jednostavnim ponavljanjem „igre“više puta i izračunavanjem učestalosti pobjede u svakoj od situacija.
Mnogo je sličnih primjera. Na primjer, vrlo je teško objasniti našem matematički naivnom mozgu da ako kombinirate dvije različite skupine podataka u jednu, interpretacija tih podataka može se promijeniti u suprotno.
Pretpostavimo da postoji upis na Filološko-matematički fakultet. Na filološki fakultet prijavilo se 80 žena, od toga 30, a 20 muškaraca, od kojih 5, 15 od 20 žena i 50 od 80 muškaraca upisalo je Matematički fakultet. Ako računamo sve podnositelje zahtjeva zajedno, ispada da je prihvaćeno 45% podnositelja zahtjeva i 55% podnositelja zahtjeva. Postoji spolna diskriminacija! Usput, Sveučilište u Kaliforniji u Berkeleyu suočilo se sa sličnim problemom 1973. godine - slučaj je čak otišao na suđenje.
Sud je, srećom, to shvatio: ako podatke pogledate zasebno, situacija se dramatično mijenja. Filologija je u našem primjeru upisala 37,5% žena nasuprot 25% muškaraca, a matematiku - 75% žena naspram 62,5% muškaraca. Žene su svuda bolje prolazile od muškaraca - ali bez podjele na odjele, podaci izgledaju suprotno.
Svake sekunde analiziramo, izračunavamo i tumačimo svijet oko nas. Čak i ako se nešto čini potpuno očitim, ne smijemo zaboraviti da je naš mozak, bez obzira na sve njegove zasluge, daleko od savršenog.
Činjenica broj 6. Naš najbliži rođak je jednostanični mikrob
Konačno, zasebna skupina "prženih činjenica" može se temeljiti na žongliranju s poznatim, iako potpuno umjetnim kategorijama - proizvodima naše vlastite kulture.
Biolozi se više od stotinu godina svađaju o značenju pojma "vrsta". Kod viših organizama problem je nešto jednostavniji: tijekom spolne reprodukcije lako je provjeriti mogu li se vrste križati jedna s drugom i stvoriti plodno potomstvo. Ali što je s bakterijama i drugim jednoćelijskim organizmima koji se razmnožavaju jednostavnim dijeljenjem vlastitih stanica?
Odgovor na to pitanje nikada neće biti, jer priroda nema nikakve veze s našom definicijom vrsta. Sami dolazimo do definicija, a onda se raspravljamo o njima kad se stvarnost ne želi uklopiti u njihov okvir.
1951. uzorak stanica tumora maternice uzet je iz Afroamerikanke Henrietta Lacks. Pacijentica je umrla od raka nekoliko mjeseci kasnije, ali njezine su stanice nastavile živjeti u epruveti - ovo je bio prvi put da su znanstvenici uspjeli u takvom eksperimentu (o ovoj nevjerojatnoj priči pisali smo u broju za siječanj 2014., u članku "Vječni život Henrietta nedostaje") …
Od tada je nastao ogroman broj drugih besmrtnih staničnih linija, ali HeLa stanice i dalje žive u kulturi, a tisuće laboratorija ih koriste u znanstvenim istraživanjima. Za 60 godina njihov se broj već počeo brojati u tonama, nagomilali su hrpu mutacija i kromosomskih nepravilnosti (HeLa obično ima 76 do 80 kromosoma, u usporedbi s 46 kod ljudi), i općenito su otišli prilično daleko od uobičajene ljudske stanice.
Mnogi biolozi vjeruju da HeLa stanice i slično ne predstavljaju vrstu Homo sapiens, već druge jednoćelijske vrste koje su nam genetski vrlo bliske, ali postoje odvojeno i neovisno o osobi. Drugi se ne slažu s njima: takva vrsta (za HeLa stanice nazvana je Helacyton gartleri) ne uklapa se u skladno evolucijsko stablo u kojem su se jednocelični mikrobi odvajali od životinja prije nekoliko milijardi godina i od tada su slijedili različite staze s njima. Ako prepoznamo HeLa kao zasebnu vrstu, pojavljivanje bilo kojeg karcinoma tumora morat će se smatrati evolucijskim događajem!
HeLa stanice
Alamy
Međutim, zašto ne? Stanice raka rezultat su mutacija koje im omogućuju da se brzo dijele. U većini slučajeva to suzbija imunološki sustav. No neke se stanice uspijevaju "probiti" i nastaviti se razmnožavati ne osvrćući se na ostatak organizma. Zašto ovo nije prirodan izbor posebno uspješnih buntovnih stanica koje su odjednom odlučile napustiti višećeličnost?
Znanstvena stvarnost može biti nerazumljiva, čudna, oprečna. Za to je kriv naš vlastiti mozak: njegova ograničenja, konvencije, navike i biološka „podešavanja“. S druge strane, čini li to znanost manje zabavnom? Shvaćanje vlastitih ograničenja uvijek je prvi korak prema nečem prokleto zanimljivom.
Nikolaj Kukuškin