Každé setkání s něčím neobvyklým, nečekaným, podivným způsobuje překvapení. S něčím, co se nehodí do hlavy - i když je to přísně prokázaná vědecká skutečnost.
Evoluce není tělocvičnou ani institucí pro vznešené ženy. Evoluce neosilňuje živé věci chytřejší pouze proto, aby se stala silnější nebo chytřejší, nebo aby jim tyto příležitosti byly v budoucnu užitečné. Evoluce je výsledkem boje o existenci tady a teď. Druhy se mění stejně tak, jak potřebují konkurovat jiným druhům a přežít - právě teď.
Lidský mozek i jeho představy o realitě byly vytvořeny miliony let v poněkud omezených podmínkách. Všichni žijeme na stejné planetě ve velmi úzkém teplotním rozmezí, máme víceméně stejnou velikost, sadu fyziologických potřeb a využíváme podobné zdroje. Člověk v procesu evoluce nikdy nepotřeboval znalosti o hvězdách nebo molekulách.
V přirozené historii vždy hledání jakéhokoli řešení následovalo vznik problému: nejprve - vysoké stromy se sukulentními listy, pak - dlouhé krky v žirafách. Teprve s příchodem člověka se začaly objevovat „poznání pro poznání“, a teprve s příchodem filozofie a vědy začala akumulace poznání předvídat jejich použitelnost. Nejprve prozkoumáme proteiny exotických medúzy - stejně jako to! - a pak se ukáže, že tyto proteiny pomáhají léčit rakovinu.
Výsledkem je, že dnes existuje hmatatelná propast mezi našimi znalostmi a našimi biologickými schopnostmi. Kulturní pokrok je mnohem rychlejší než biologický. A čím více shromažďujeme znalosti o vesmíru, tím více jsme v něm ztraceni: náš mozek to všechno nemůže vnímat.
Kolem nesouladu mezi „srdcem“a „myslí“si dokonce vytvořil svůj vlastní folklór: všechny druhy neuvěřitelných faktů, jejichž cílem je ohromit a ohromit. Ve velké většině případů je „wow efektu“dosaženo jednoduchým způsobem: přepočítáním stupnice.
Žádný člověk na světě nešel do Alpha Centauri. Žádný člověk na světě neviděl elektron. Evoluce nám takové dovednosti nedala. Kultura nás však naučila: víme například, že vzdálenost k Alpha - nejbližší hvězdné soustavě ke Slunci - je něco přes 40 milionů kilometrů, neboli 4,3 světelných let.
Klasický „šílený fakt“pro nás manipuluje s tímto úplně abstraktním množstvím, takže se stává méně abstraktním. Překládá ji do starověkého „jazyka“, se kterým naše myšlení stále funguje. Můžete například převést vzdálenost na Alpha Centauri na fotbalová hřiště nebo na počet kroků, nebo na cenu benzínu při cestování touto vzdáleností autem. I samotný koncept „světelného roku“je příkladem překladu z naprosto nepochopitelného do trochu srozumitelnějšího.
Propagační video:
Složitost vědeckého vnímání reality však zdaleka není omezena na délky, vzdálenosti a množství. Naopak, je mnohem těžší vnímat fakta, která kvalitativně odporují zdravému rozumu v jeho tradiční, stále „opičí“formě.
Fakt číslo 1. Čas závisí na výšce
Snad nejbohatším zdrojem spolehlivých, experimentálně ověřených a prakticky použitelných, ale úplně šílených faktů jsou Einsteinovy teorie.
Pokud dáte hodiny na vrchol hory a stejné hodiny na jeho nohu, a po chvíli je porovnáte, pak hodiny půjdou jinak. Čím dále od povrchu Země, tím slabší je jeho gravitace a rychlejší čas plyne. Nejedná se pouze o teoretické konstrukce, ale o skutečná experimentální data, která jsou známá již sto let. Vědci vyzbrojení hodinami přesněji detekovali časovou dilataci, aniž by šplhali na horu: asi třicet centimetrů stačilo k zaregistrování odchylky. Lidé v desátém patře doslova a docela doslova stárnou rychleji než lidé na prvním.
Tyto účinky jsou samozřejmě tak malé, že v každodenním životě nehrají žádnou roli. Kriticky se však stávají, když se vzdálenost od Země zvětšuje a požadavky na přesnost měření času mnohokrát rostou. Nejznámějším příkladem jsou satelity GPS: bez oprav pro „time warp“by byly naprosto zbytečné.
Díla Alberta Einsteina nejen dala světu nejznámější fyzikální vzorec, ale také radikálně změnila naše chápání reality.
Wikimedia Commons
Je to o gravitaci. Podle Einsteina to není jen síla, která musí být „doručena“z jednoho bodu do druhého částicí nebo vlnou. Toto je zakřivení časoprostoru kolem těl, která mají hmotu (a tedy energii). Například, pokud stojíte na zemi a hodíte míč dopředu rovnoběžně s ním, pak ve skutečnosti letí v přímé linii. Ale protože Země je velmi těžký objekt, v její blízkosti přímo znamená zakřivené. Prostor a čas jsou neoddělitelně propojeny a jsou zkresleny pouze společně. Hmota Země proto ohýbá nejen trajektorii míče, ale také deformuje svůj pohyb v čase. Klesá na zem a míč se z našeho pohledu „zpomaluje“.
Fakt číslo 2. Gravitace v desce
S gravitací je spojeno mnoho zvláštností. Zdálo by se, že živé bytosti si od počátku času zvykly na pozemskou gravitaci. Ale pokud se na to podíváte z hlediska vědy, gravitace je jedním z nejzáhadnějších - a podstatných - jevů ve vesmíru.
Gravitace je také důležitá pro lidi, a to nejen na Zemi. Přemýšleli jste někdy, že téměř veškerá energie, kterou živé organismy používají, včetně nás, pochází z gravitace? Ve skutečnosti, s výjimkou některých bakterií a archaea, živé věci přijímají energii buď ze Slunce, nebo tím, že jí kteří dostali energii ze slunce. Ale odkud pochází energie samotného Slunce?
Slunce je obrovský termonukleární reaktor, který dodává energii veškerému životu na Zemi
NASA
Slunce je obrovská koule vodíku a helia. Je tak velká, že gravitace ji stlačuje podle své vlastní váhy. Pro zjednodušení lze říci, že v nitru Slunce tlak dosáhne takových hodnot, že vodíková jádra jsou stlačena do sebe velkou silou a slučují se za vzniku helia. Během této fúze se uvolní velké množství energie. Jádro Slunce je ve stavu nepřetržitého termonukleárního výbuchu, který vyrovnává kontrakci hvězdy pod vlastní hmotou - jinak by povrch Slunce nadále klesal dovnitř a zhroutil se. Po mnoha letech se záření z této velmi dlouhé exploze dostane na povrch a poté na Zemi. Zde je zachycen pigmenty rostlin a bakterií, které ji přeměňují na chemickou energii, tj. Na naše jídlo.
Fakt číslo 3. Žijeme v minulosti
Teorie relativity nezapadá do rámce obvyklého, protože život obecně a zejména náš vývoj pokračují velmi nízkými rychlostmi, kdy se čas, prostor a gravitace zdají být konstantní a stabilní.
Například náš smysl pro aktuální okamžik je spojen se stejnou adaptací na nízké rychlosti. Necítíme pauzu mezi tím, co se děje kolem nás, a okamžikem, kdy vnímáme, co se děje. I při videohovoru do Austrálie máme sklon obviňovat latenci za špatné připojení k internetu.
Ve skutečnosti stejná Speciální teorie relativity stanoví jasnou hranici rychlosti, jakou může cokoli cestovat - včetně například digitálních datových paketů nebo světla z předmětu do našich očí. Není to tak, že internet je v Austrálii vždy špatný - i při okamžitém zpracování signálu je rychlost komunikace omezena rychlostí světla. Za normálních podmínek je to nepostřehnutelné, ale na velké vzdálenosti je to docela patrné.
Pro obchodníky na burze může být kritické i několik milisekund zpoždění. Nejznámějším příkladem je komunikace mezi burzami v Chicagu a New Yorku. Kabel z optických vláken položený v osmdesátých letech se opakoval ze strany na stranu a vydal signál za 14 ms. Dnes může být stejný signál dodán za 8 ms pomocí paprsků mikrovlnných paprsků, ale přístup k vysílačům bude stát mnoho a hodně.
Před půl stoletím bylo obchodování na burze prováděno výkřiky a gesty. Dnešní obchodníci soutěží rychlostí světla
Getty Images
Stejně tak je omezena i naše schopnost vnímat realitu: žádná informace se nepohne okamžitě. Ale mnohem důležitější faktor nás vrhá velmi daleko do minulosti - přenos nervového impulsu. Ve srovnání se světlem se signál podél neuronu pohybuje rychlostí kochley: 0,5 - 100 m / s. Výsledkem je, že jakýkoli signál - z sítnice, ucha, kůže, jazyka, nosu nebo svalů - je zpožděn o poměrně znatelnou dobu: asi 0,1 s. Naše vědomí žije v minulosti. A on o tom ani neví.
Fakt číslo 4. Uprostřed recenze - prázdný
Obecně je mozek překvapivě schopen zjednodušit realitu, jinak by byl život nesmírně nepohodlný. Pokud byste například právě teď připojili své oči k televizní obrazovce, dostali byste obrácený obraz s prázdným místem uprostřed. To je opravdu „syrový obraz“, který mozek dostává z očí. A po jeho obdržení se retušuje pro vaše pohodlí.
Evoluce nás zlepšuje, jak je třeba. Nemá žádný abstraktní smysl pro dokonalost. Naše oči fungují dobře - proč je upgradovat dále? Například proč odebrat zrakový nerv do zadní části sítnice, pokud je snazší naučit mozek, aby si toho nevšiml?
Mozek nejen retušuje „mezery“na obrázcích dodaných okem. Z optického zařízení oka je zřejmé, že obraz zasáhne sítnici obrazovkou vzhůru nohama. Mozek také opravuje tuto technologickou nedokonalost. A pokud na nějakou dobu budete nosit speciální zařízení, které převrátí obraz, mozek se brzy znovu přizpůsobí: obraz se znovu převrátí a stane se normální, aniž by způsoboval nepříjemnosti. A pokud se pak vrátíte k normálnímu vidění, pak na nějakou dobu bude pozorován opačný efekt - mozek uvidí vše ve své původní obrácené podobě.
Monty Hallův problém: dva ze tří dveří skrývají kozu, jedno auto. Hráč náhodně vybere dveře # 1. Moderátor však otevře dveře # 3, za kterými je koza, a navrhuje, aby hráč změnil názor na # 2. Na základě doporučení vůdce hráč zdvojnásobí své šance
Wikimedia Commons
Fakt č. 5. Matematika je těžší, než si myslíme
Mozkové zjednodušení reality nemusí být fyzické. Osoba vyvinula jedinečné schopnosti pro abstraktní myšlení, včetně matematických výpočtů. Ale „biologická aritmetika“není vždy přesná. Z tohoto důvodu, přísné, z hlediska vědy, ale „šílené“, z hlediska každodenní logiky, mohou také vyvstávat fakta.
Obecně lze říci, že i rostliny mohou „počítat“. Obvykle ukládají energii během dne a tráví ji v noci za růst a metabolismus. Odhadováním množství uložené energie a jejím rozdělením podle zbývajícího času do úsvitu zařízení „vypočítává“optimální rychlost spotřeby rezerv.
Náš mozek se neustále zabývá aritmetikou, počítá pravděpodobnosti, rychlosti, síly, rovnováhu atd. Ale v průběhu minulých století „kulturní“matematika svými čísly a vzorci výrazně překonala takové bezvědomí „biologické“.
Statistické paradoxy jsou klasickým příkladem. Představte si například herní televizní pořad. Před hráčem jsou tři dveře, za jedním z nich je auto, za dvěma dalšími jsou hloupé kozy. Předvádějící žádá hráče, aby náhodně vybral jednu z dveří, aby našel auto. Například si vybere první. Zkušený moderátor se však rozhodne ještě více prohloubit vášně ve studiu a namísto prvního otevírá třetí dveře, což všem ukazuje, že za ním je koza. A pak se moderátor zeptá hráče: „Chtěli byste změnit názor?“
Zdálo by se, že se nic nezměnilo: auto může být stále za prvními a druhými dveřmi. Proč změnit názor? - hráč si myslí. Cítí neotřesitelné odhodlání - během evoluce jej mozek používal v jakékoli obtížné situaci. Většina lidí nabídku hostitele odmítne.
Ale jednoduchý matematický výpočet ukazuje: je to paradoxní, ale pokud v této situaci přepnete na druhé dveře, šance vyhrát auto se zdvojnásobí! Analýza důvodů paradoxu Monty Hall je nad rámec našeho článku, ale můžete to experimentálně ověřit - jednoduše opakováním „hry“mnohokrát a vypočítáním frekvence vítězství v každé ze situací.
Existuje mnoho podobných příkladů. Například je velmi obtížné vysvětlit našemu matematicky naivnímu mozku, že pokud zkombinujete dvě různé skupiny dat do jedné, interpretace těchto dat se může změnit opačně.
Předpokládejme přijetí na Filologickou fakultu. Na filologickou fakultu se přihlásilo 80 žen, z toho 30 přihlášených a 20 mužů, z toho 5 přihlášených, 15 z 20 žen a 50 z 80 mužů vstoupilo na Matematickou fakultu. Pokud spočítáme všechny žadatele dohromady, ukáže se, že bylo přijato 45% žadatelů a 55% žadatelů. Existuje diskriminace na základě pohlaví! Mimochodem, v roce 1973 čelila University of California v Berkeley podobnému problému - případ dokonce šel před soud.
Soud naštěstí na to přišel: pokud se podíváte na údaje samostatně, situace se dramaticky změní. Filologie v našem příkladu zahrnovala 37,5% žen oproti 25% mužů a matematika - 75% žen versus 62,5% mužů. Ženy fungovaly všude lépe než muži - ale bez rozdělení na oddělení vypadají data opačně.
Každou sekundu analyzujeme, vypočítáváme a interpretujeme svět kolem nás. I když se něco jeví zcela zřejmé, nesmíme zapomenout, že náš mozek není zdaleka dokonalý.
Fakt číslo 6. Náš nejbližší příbuzný je jednobuněčný mikrob
A konečně, samostatná skupina „smažených faktů“může být založena na žonglování se známými, byť zcela umělými kategoriemi - produkty naší vlastní kultury.
Biologové se hádají o významu pojmu „druh“více než sto let. U vyšších organismů je problém poněkud jednodušší: během sexuální reprodukce je snadné zkontrolovat, zda se druhy mohou navzájem křížit a produkovat plodné potomstvo. Ale co bakterie a další jednobuněčné organismy, které se rozmnožují pouhým rozdělením vlastních buněk?
Odpověď na tuto otázku nikdy nebude, protože příroda nemá nic společného s naší definicí druhu. S definicemi přicházíme sami a pak se o nich dohadujeme, když se realita nechce zapadnout do jejich rámce.
V roce 1951 byl odebrán vzorek děložních nádorových buněk z afroamerické henriety Lacks. O několik měsíců později pacientka na rakovinu zemřela, ale její buňky nadále žily ve zkumavce - to bylo poprvé, kdy vědci uspěli v takovém experimentu (o tomto úžasném příběhu jsme psali více v lednu 2014, v článku „Věčný život Henrietty postrádá“). …
Od té doby se objevilo velké množství dalších nesmrtelných buněčných linií, ale HeLa buňky nadále žijí v kultuře a jsou používány ve vědeckém výzkumu tisíci laboratořemi. Za 60 let se jejich počet začal počítat v tunách, nahromadili hromadu mutací a chromozomálních abnormalit (HeLa má obvykle 76 až 80 chromozomů ve srovnání se 46 u lidí) a obecně se dostaly daleko od obvyklých lidských buněk.
Mnoho biologů věří, že HeLa buňky a podobně nepředstavují druh Homo sapiens, ale jiné jednobuněčné druhy, které jsou geneticky velmi blízké, ale existují odděleně a nezávisle na člověku. Jiní s nimi nesouhlasí: takový druh (pro HeLa buňky se nazýval Helacyton gartleri) nezapadá do harmonického evolučního stromu, ve kterém se jednobuněčné mikroby oddělují od zvířat před miliardami let a od té doby s nimi sledovaly různé cesty. Pokud rozpoznáme HeLa jako samostatný druh, pak výskyt jakéhokoli rakovinného nádoru bude muset být považován za evoluční událost!
HeLa buňky
Alamy
Proč ne? Rakovinové buňky jsou výsledkem mutací, které jim umožňují rychle se dělit. Ve většině případů je to potlačeno imunitním systémem. Některé buňky však dokážou „prorazit“a pokračovat v reprodukci, aniž by se ohlédly zpět na zbytek organismu. Proč to není přirozený výběr zvláště úspěšných vzpurných buněk, které se najednou rozhodly opustit mnohobuněčnost?
Vědecká realita může být nepochopitelná, podivná, protichůdná. To je chyba našeho vlastního mozku: jeho omezení, konvence, zvyky a biologická „nastavení“. Na druhé straně, dělá to vědu méně zábavnou? Realizace vlastních omezení je vždy prvním krokem k něčemu zatraceně zajímavému.
Nikolay Kukushkin