?

Log in

No account? Create an account
Оригинал взят у scinquisitor в Когда пригорает: «социологизаторы» против «биологизаторов»

Некоторое время назад у меня #пригорело от критики, которую выложили в сообществе Equality по поводу ролика Евгении Тимоновой «Женские секреты приматов». Я написал довольно эмоциональный комментарий в социальных сетях. Смысл комментария был в том, что критики «докапываются до мышей», игнорируют просьбу автора не относиться к ролику слишком серьезно, а сама критика пронизана идеологией социологизаторства – когда научная честность приносится в жертву новой религии #Equality, а биологические, эволюционные основы человеческого поведения подвергаются несправедливой критике.

Шуточные ролики про религию Equality:


В русской озвучке второй ролик тут.

Ролик Евгении Тимоновой:



Read more...Collapse )

Разум неандертальца

разум неандертальца

Изучая анатомию, ДНК и следы культуры неандертальцев, мы можем проникнуть в загадочный внутренний мир наших вымерших родственников.

В ясный день в Гибралтаре, выглянув из пещеры Горама, можно увидеть смутные очертания северного берега Марокко - фиолетовый силуэт над бирюзовым морем. Внутри пещеры тихо. только волны плещутся о каменистый берег. Но в море, в проливе между южной оконечностью Пиренейского полуострова и Африкой, кипит жизнь. Рыболовные суда прочесывают воды, добывая тунца и марлина, круизные корабли катают туристов смотреть на Гибралтарскую скалу, танкеры возят сырую нефть из Средиземноморья на запад. Быстрые течения с большим количеством съедобной живности, мягкий климат, расположение на входе в Средиземное море - все это тысячелетиями привлекало сюда людей.

Одна удивительная группа гоминидов на протяжении десятков тысяч лет обитала в этом регионе и пережила здесь несколько ледниковых эпох, когда уровень моря понижался. а перед пещерой открывалась просторная прибрежная равнина с большим количеством животных и растений. Эти индивиды умело пользовались местными дарами. Они охотились и на таких крупных животных, как горные козлы и тюлени, и на мелких кроликов и голубей. Они ловили рыбу и находили на берегу морские блюдечки и мидии: в близлежащих вечнозеленых лесах они собирали кедровые орех и. Иногда они ловили воронов и орлов, чтобы украсить себя их красивыми черными перьями. И наконец, они наносили на пол своей пещеры символы, значение которых не сохранилось до наших дней.

Представители этой группы вели себя во всех отношениях так же, как и наши предки (Homo sapiens), в своем современном облике появившиеся сначала в Африке, а затем расселившиеся по всему земному шару. Но анатомически они не были похожи на современного человека. Это были неандертальцы, наши коренастые родственники с нависшими густыми бровями, жившие на территории Евразии в период 350-39 тыс. лет тому назад, ­те самые неандертальцы, которые в современной поп-культуре стали олицетворением тупости и грубости.

Такое негативное мнение имело под собой старую научную основу. Представления об этой группе формировались в начале 1900-х гг., когда был найден первый скелет неандертальца на территории французской коммуны Ла-Шапель-о-Сен: деформацию костей, которую сейчас объясняют старостью особи, тогда рассматривал и как признак дегенеративности и недочеловечности. С тех пор палеоантропологические воззрения неоднократно колебались: одни ученые считал и, что когнитивные способности неандертальцев уступал и дарованиям наших предков, другие признавал и их равными. Сейчас из-за множества новых открытий спор разгорелся вновь. С одной стороны, некоторые ископаемые находки и анализ ДНК древних людей свидетельствуют, что мозг неандертальцев отличался, и в сторону меньших способностей, от мозга человека разумного (Homo sарiепs). С другой стороны, как показывают археологические находки, неандертальцы вели себя очень схоже со своими анатомически более продвинутыми современниками.

Чем больше ученые узнают про мышление неандертальцев, тем непонятнее, почему наши ближайшие родственники вымерли после сотен тысяч лет процветания. Чтобы в этом разобраться, надо выяснить, чем мы отличаемся от других видов людей и почему наш вид оказался столь успешен.

О чем говорят кости

Палеоантропологи довольно долго пытались понять сознание неандертальцев, изучая их окаменелые черепа. Исследователи могут воссоздавать внешнюю форму мозга вымершего человека, размер и форму разных его отделов по слепкам. сделанным с внутренней части черепа (эндокранам). Такой подход не позволил выявить четких различий между мозгом неандертальца и человека разумного. Есть даже мнение, что неандертальцы - это просто отдельная популяция Homo sapiens. В данной статье они будут рассматриваться как разные, хотя и близкородственные виды. Палеоневролог Ральф Холлоуэй (Ralpll Holloway) из Колумбийского университета пишет, что мозг неандертальца более плоский, чем наш, но такого же, а зачастую и большего размера. Судя по внутренней поверхности черепа. их лобные доли мозга, отвечающие среди всего прочего за способность к решению различных задач, во многом схожи с таковыми у человека разумного. Однако это ничего не говорит о внутреннем объеме и строении важных отделов мозга. Хол­лоуэй признает, что хотя эндокраны и служат наиболее прямым доказательством эволюции мозга, но они почти не дают достоверной информации об особенностях поведения.

Эйлунд Пирс (Eiluned Реагсе) вместе с коллегами из Оксфордского университета опубликовал в 2013 г. широко известную статью, в которой вроде бы удалось обойти ограничения, связанные с использованием эндокранов, и предложить способ оценки размера внутренних областей мозга. Исследователи использовали размер глазницы как показатель размера зрительной коры (участка мозга, отвечающего за обработку зрительной информации). Измерения черепов неандертальцев показали, что их глазницы были значительно крупнее, чем у современного человека, следовательно, они имели больший размер зрительной коры по сравнению с ним. Согласно одной о из теории, это помогало им жить в северных широтах, где освещение было хуже.



Ученые полагают, что из-за вовлечения большой части мозга в обработку зрительной информации у неандертальцев оставалось меньше ресурсов мозга на выполнение других задач, в том числе на создание и поддержание обширных социальных связей, способных защищать нас в трудные времена. Однако такая теория не убеждает Холлоуэя. Его собственный опыт работы с эндокранами свидетельствует, что не существует надежного способа описать и измерить зрительную кору. Больший размер глазниц можно объяснить большим размером всего лица неандертальцев по сравнению с Homo sарiens. Более того, у современных людей наблюдается значительная вариабельность в соотношении размеров зрительной коры и других отделов мозга, и не похоже, чтобы с этим были связаны различил в поведении.

Другие исследования ископаемых останков тоже дают неоднозначную информацию о мышлении неандертальцев. Так, изучение асимметрии конечностей, следов износа на инструментах и зубах (зубы могут использоваться для захвата предмета, например при снятии шкуры животного) показало, что неандертальцы, как и мы, были правшами. Сильное стремление пользоваться именно правой рукой - один из признаков, отличающих нас от шимпанзе. Ученые считают, что асимметрия в мозге связана со способностью к языку, важнейшему компоненту поведения современного человека. Исследование черепов, принадлежащих особям разного возраста, свидетельствует, что большой мозг неандертальца развивался по-другому, не так, как у нас.

Во время нахождения ребенка в утробе матери их мозг начинал расти так же, как и у современных людей, а вот после рождения, во время периода критического для когнитивного развития, он уже формировался иначе. Данные различия могут иметь глубокие эволюционные корни. Когда был проведен анализ особенностей 17 черепов, найденных в расщелине Сима-де-лос-­Уэсос в Атапуэрке на севере Испании. которые принадлежали особям, жившим 430 тыс. лет тому назад, выяснилось, что у представителей этой популяции (предположительно, предков неандертальцев) размер мозга был меньше, чем у их потомков. Это означает, что неандертальцы не могли унаследовать большой размер мозга от нашего последнего общего предка, следовательно, эволюция их и нашего мозга шла параллельными путями. И хотя в конечном счете мозг неандертальца развился до такого же объема, как и наш, независимость эволюционных путей могла привести к возникновению различий, не имеющих отношения к размеру, например в связях между разными отделами мозга.

Эффект Homo Sapiens

Неандертальцы господствовали в Европе сотни тысяч лет, пока анатомически современные люди из Африки не взяли территорию под свой контроль, после этого неандертальцы исчезли. Heкоторые эксперты пологают, что они проиграли, поскольку у них не было тех языковых и социальных способностей, технологических и пищедобывательных на­выков, которыми обладали пришедшие люди. Любые намеки на наличие сложных когнитивных способностей, найденные на археологических раскопках неандертальских стоянок, списывались на влияние человека разумного (Homo sapiens). Недавние работы по уточнению возраста многих стоянок в Европе и сроков вымирания неандертальцев свидететельствуют, что у них было достаточно времени, чтобы усвоить образ жизни незваных гостей, т.к. они существовали вместе на протяжении тысяч лет в одних и тех же местах.

Более того, в последние годы появилось множество открытий и находок, начиная от символических предметов и сложных орудий, и заканчивая самыми разнообразными пищевыми отходами, доказывающих, что неандертальцы отличались незаурядным умом, и все это однозначно было еще до прихода человека разумного. Ключевой вопрос, стоящий сейчас перед учеными, заключается в том, вымерли ли неандертальцы потому, что наши предки умели все то же самое, только лучше, или же были другие причины.



На что намекают гены

Анализ ДНК позволил пролить свет на некоторые различия. После публикации первой черновой расшифровки генома неандертальца в 2010 г. генетики собрали образцы древней ДНК, чтобы сравнить неандертальцев и представителей Homo sарiens. Интересно, что ген FOXP2, играющий важную роль в процессах речи, у неандертальцев очень схож с нашим. В то же время некоторые другие гены заметно разнятся. Например, у наших ближайших родственников были найдены иные варианты некоторых генов, ответственных за язык в том числе гена CNTNAP2. Современный человек значительно отличается от неандертальцев и денисовцев (это еще одна ветвь древних людей) по 87 генам, отдельные из которых отвечают за развитие и работу мозга.

Но различил между неандертальцами и современными людьми обусловлены не только наличием разных генов. Отличия могут быть и в активности генов, т.е, в том, с какой интенсивностью и в каких ситуациях запускался синтез белковых продуктов тех или иных генов. И действительно, даже для гена FOXP2 известно, что его экспрессия различна у неандертальца и современного человека, хотя при этом получается одинаковый белок.



Форма мозга у неандертальца (справа) и современного человека (слева) различается, однако неизвестно, как эти различия влияют на мышление

Ученые начали исследовать регуляцию экспрессии генов у неандертальцев и других вымерших людей, определяя расположение в древних геномах метильных групп. Известно, что данные группы влияют на актив­ность генов. Главный вопрос заключается в том, как различия в нуклеотидной последовательности ДНК или в активности генов определяют (и определяют ли) различия в мышлении. Приблизиться к ответу на этот вопрос удалось, исследуя современных людей, несущих небольшую долю неандертальских генов (результат произошедшего много тысяч лет назад скрещивания неандертальцев с Homo sарiens).

Джон Блангеро (John Blangero), генетик из Техасского института биомедицинских исследований, проводит в Сан-Антонио долгосрочное исследование расширенных семей: он ищет гены, отвечающие за такие комплексные заболевания, как, например, диабет. В последние годы он со своими коллегами обратил внимание и на структуру и функции мозга у участников исследования. Будучи по образованию антропологом. Блангеро задумался, как, изучая ныне живущих людей, можно оценить когнитивные способности неандертальцев. Блангеро получил полностью секвенированные геномы и томограммы мозга сотен пациентов. Теперь можно было выявлять разные аллели генов, влияющих на развитие заболеваний, и оценивать, как та или иная аллель связаны с особенностями строения мозга. Блангеро понял, что таким образом можно сопоставить информацию о геноме не­андертальцев и его собственные данные о геномах и мозге современных людей и приблизительно определить, какое влияние на особенности мышления первых могли оказывать найденные у них
аллели.



В пещерах Гибралтара жили прогрессивные неандертальцы

Оказалось, что у неандертальцев был меньший, по сравнению с современным человеком, размер нескольких важных участков мозга, в том числе меньше были площадь поверхности серого вещества (участвует в обработке информации в мозге), зона Брока (область, вовлеченная в управление речью) и миндалина (осуществляет контроль эмоций и мотиваций). Кроме того, у них был снижен объем белого вещества, что означает сокращение внутримозговых связей, соответственно, пониженна способность к обучению и запоминанию новых слов. В апреле 2014 г. на конгрессе Американской ассоциации биологических антропологов в Калгари Блангеро представил свои предварительные результаты, заявив: -Держу пари, что неандертальцы в большинстве своем были значительно слабее в когнитивном развитии.

Поскольку сейчас нет живых неандертальцев, Блангеро не может провести с ними соответствующие тесты, чтобы подтвердить или опровергнуть свое предположение. Однако теоретически существует другой способ проверить догадку. Современные технологии позволяют встроить ДНК неандертальца в клетки современного человека, запрограммировать их на развитие в нейроны и наблюдать за культурой неандертальских клеток в чашках Петри. Ученые, например, могли бы изучить способность этих нейронов генерировать электрические импульсы, мигрировать в различные области мозга, создавать отростки, с помощью которых образуются клеточные соединения.



Рисунки неандертальцев в пещерах Гибралтара, найденные в одной из пещер, свидетельствуют о наличии символического мышления


Не каждый исследователь готов делать выводы о мышлении неандертальцев, опираясь только на последовательность ДНК Джон Хокс (Johll Hawks) из Висконсинского университета в Мадисоне предполагает, что аллели генов, отвечавшие у неандертальцев за строение мозга, могут не иметь аналогов у современного человека. Он отмечает, что если бы сейчас пытались выяснить, какой был цвет кожи у неандертальцев, основываясь на их общих генах с современным человеком, то пришли бы к выводу о темной коже. Тем не менее сегодня ученым известно, что определенные гены неандертальцев, которые сейчас исчезли из популяции, вероятно, делали их кожу более светлой. Хокс говорит, что влияние генов древних людей на особенности их мозга представляет собой еще большую проблему, поскольку исследователи многого не знают о влиянии генов на мышление даже у современного человека.

Археологические открытия

Многие ученые считают, что, поскольку анализ ископаемых остатков дает крайне ограниченную информацию, а анализ древней ДНК пока находится в зачаточном состоянии, самый надежный способ заглянуть в сознание неандертальца - оценить культурные достижения, которые оставили после себя вымершие люди. Долгое время складывающаяся из таких находок картина не льстила нашим исчезнувшим родственникам. Ранние европейцы нашего вида оставили после себя образцы изящного искусства, сложные инструменты и остатки пищи, что свидетельствовало о способности использовать самые разные виды животных и растений и, таким образом, адаптироваться к изменениям среды и климата. У неандертальцев, напротив, не обнаруживалось следов искусства и других символьных систем, их орудия были сравнительно просты, а вся их пищедобывательная стратегия узко нацеливалась на крупную дичь. Мышление, загнанное в такие рамки, привело к тому, что неандертальцы просто не смогли адаптироваться к ухудшению климатических условий и конкурировать с пришедшими людьми.



Костяной инструмент для обработки кожи (показано с четырех разных ракурсов) - одно из самых сложных орудии, сделанных неандертальцами

Однако в 1990-х гг. археологи нашли несколько украшений и сложных орудий принадлежавших нашим исчезнувшим родственникам. С тех пор ученые спорят по поводу этих находок: действительно ли они - изобретение неандертальцев? Сомнения родились из-за того. что предметы относятся к концу времени неандертальцев, когда на той же территории уже жил человек разумный. Люди современного вида появились в Европе примерно 44-41.5 тыс. лет тому назад, через сотни тысяч лет после того, как там поселились неандертальцы. Скептики считают, что такие сложные изделия были выполнены человеком разумным и позднее смешались с останками неандертальцев. Кроме того, предполагают, что последние могли скопировать достижения своих гениальных современников или просто украсть их вещи.

Скептической позиции становится все труднее удержаться перед потоком открытий последних лет, свидетельствующих, что неандертальцы хорошо соображали еще до распространения анатомически современных людей по Европе. Дэвид Фрейер (David F'rayer) из Канзасского университета отмечает, что взгляды кардинально меняются: каждый месяц обнаруживается что-то сделанное неандертальцами, всегда новое и удивительное. И из каждого нового открытия следует, что они отнюдь не были глупы.

Самые поразительные из этих открытий означают, что представления о красоте и абстрактное мышление появились у неандертальцев еще до прихода человека разумного. Находки включают в себя наскальные рисунки и следы использования перьев, обнаруженные в пещере Горама. На самом деле следы такого рода можно встретить на многих археологических объектах в Европе. В пещере Фумане в регионе Венето в Италии были найдены следы использования перьев и окаменелые окрашенные в красный цвет раковины улиток, собранные не менее чем за 100 км. подвешенные на нить и использовавшиеся как бусы по меньшей мере 47.6 тыс. лет назад. В пещерах Куэва-де-лос­-Авионес и Куэва-Антон на юго-востоке Испании также были обнаружены морские раковины со следами красителей. Некоторые из них, по-видимому, служили для хранения и смешивания красной, желтой и черной красок, в других найдены отверстия, что указывает на использование их в качестве ювелирных украшений. Обработанных раковинам 50 тыс. лет.

Другие находки свидетельствуют, что страсть неандертальцев к украшениям уходит в еще более далекое прошлое. Раснопки во Франции и Италии выявили традицию сбора орлиных когтей, относящуюся к периоду 90- 40 тыс, лет тому назад. По следам на костях видно, что усилия неандертальцев были направлены именно на получение когтей, а не мяса. На основе этих данных исследователи заключили, что они использовали орлов не для еды, а в символических целях, возможно, для украшения. Самые древние свидетельства наличия неандертальской эстетики обнаружены на стоянке Маастрихт-Бельведер в Нидерландах. Археологи нашли маленькие пятна красной охры (окись железа), датируемые как минимум периодом 250- 200 тыс. лет тому назад, Алый пигмент мелко размалывали и смешивали с жидкостью, которая и капала на землю, образуя пятна. Исследователи не знают точно что неандертальцы делали с красной жидкостью, вполне возможно, что рисовали.

Когда красная охра была найдена на ранних стоянках современного человека, ученые сразу предположили, что ее использовали в декоративных целях. Благодаря новым открытиям мы можем не только улучшить свое мнение о наших многострадальных родственниках, но еще и заглянуть в их мышление. В археологии уже давно считается, что искусство, в том числе украшение тела. - важнейший показатель когнитивных способностей, поскольку это означает, что изготовитель был способен абстрактно думать и переводить информацию в символы. Символическое мышление лежит в основе важного свойства современного человека способности общаться с помощью языка. Считается, что именно благодаря речи наш вид оказался столь успешен. Если у неандертальцев было символическое мышление (а похоже, что это так), то, возможно. у них был и язык. Абстрактное мышление могло зародиться значительно раньше, может быть даже до появления последнего общего предка неандертальцев и современных людей. В декабре 2014 г. ученые нашли раковины мидий из Индонезии, покрытые геометрическим узором, выполненным около 500 тыс. лет назад нашим примитивным предком - человеком прямоходящим (Homo erectus).

Символическое мышление - не единственное свойство, благодаря которому наш вид преуспел. Другой важный компонент поведения - изготовление орудий, и, по всей видимости, неандертальцы успешно освоили и его. Мари Соресси (Marie Soressi) из Лейденского университета в Нидерландах вместе со своими коллегами объявила в 2013 г. о находке на двух стоянках неандертальцев в Дордони (Франция) костяного орудия - гладильни. Возраст инструмента составляет 41-53 тыс. лет, и он похож на приспособление современных кожевников, с помощью которого они делают кожу более мягкой, блестящей и плотной. Судя по следам износа на орудии, неандертальцы использовали его с той же целью. Они изготовляли гладилку из ребер оленя, придавая закругленную форму концу, который крепился к грудине. Во время использования они надавливали этим концом на сухую шкуру и под нажимом многократно разглаживали и размягчали кожу.

Новые доказательства изобретательности неандертальцев были найдены в пещере Абри-дю­-Марас на юге Франции, где исчезнувшие родственники проживали около 90 тыс. лет тому назад. Брюс Харди (Bruce Hardy) из Кеньон-колледжа вместе со своими коллегами провел микроскопическое исследование поверхности каменных орудий, найденных в этом месте, и обнаружил следы их использования. Они указывают в том числе и на навыки, наличие которых раньше не подозревали у неандертальцев. Например. ученые обнаружили остатки перекрученных растительных волокон, которые могли быть использованы для создания веревки или шнура, чтобы плести сети, ловушки или мешки.

Следы древесины, в том числе и на тыльной стороне орудия, означают, что древние люди делали орудия и из дерева. Анализ пищевых остатков опровергает предположение об узкой пищевой специализации неандертальцев. Раньше, в результате исследований химического состава зубов и анализа останков животных на стоянках неандертальцев, считалось, что они, в отличие от анатомически современных людей, предпочитали охотиться на крупных и опасных животных, таких как мамонт или бизон, а не использовать любую доступную дичь. Неандертальцы из пещеры Абри-дю-Марас, повидимому, употребляли разных животных, в том числе маленьких и быстрых, таких как кролики, и даже рыбу. Раньше считалось, что эта пища была им недоступна из-за низкотехнологичного образа жизни.

Некоторые ученые утверждают. что умение питаться растительной пищей дало преимущество человеку разумному над неандертальцами, поскольну позволило получать больше еды с участка земли того же размера. Прожить на растительном рационе людям сложнее, чем другим приматам, поскольку нашим большим мозгам нужно много энергии, а наш маленький кишечник плохо приспособлен к перевариванию клетчатки. Обнаружилось. что неандертальцы из пещеры Абри-дю­-Марас тоже собирали съедобные растения, в том числе пастернак и лопух, и кроме того еще и съедобные грибы. И в этом они были не одиноки, по данным исследований, проведенных под ру­ководством Аманды Хенри (Аmаndа Неnrу) из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка, неандертальцы по всей Евразии (от Ирана до Бельгии) питались самыми разными растениями. Изучая зубной камень и остатки на каменных орудиях, она установила, что они потребляли растения, родственные ячменю и пшенице. Она обнаружила также кусочки крахмала из клубней и характерные фрагменты плодов финиковой пальмы. Сходство с находками на стоянках человека разумного было просто поразительным. По словам Хенри "взгляды изменились: значимых различий между этими группами теперь нет". Она отмечает, что, по их данным, у анатомически современного человека не было преимущества в доступе к растительной пище.

Длительное расставание

Если и в самом деле поведение неандертальцев не отличалось от того, которое позволило нашим предкам получить мировое господство, то причины их вымирания становятся все более загадочными. В самом деле, почему они исчезли, а человек разумный выжил? По одной из теорий, у Homo sapiens были более разнообразные орудия, что могло позволить эффективно собирать пищу. Хен­ри объясняет, что объем популяций людей в Африке, где они и появились, был больше, чем у неандертальцев. Появлялось все больше желающих получать легко доступную еду, и нашим предкам пришлось создать новые орудия, чтобы добывать другие виды пищи. Когда люди принесли эти передовые технологии в Евразию, возможно, они смогли более эффективно использовать окружающую среду, чем это делали местные неандертальцы. Другими словами, анатомически современные люди по сравнению с неандертальцами оттачивали свои навыки выживания в условиях более жесткой конкуренции и, придя на новую территорию, сразу получили преимущество над хозяевами.

Большая численность человена разумного не только побуждала к изобретениям. но и позволяла новшествам сохраняться, а не исчезать вместе со смертью последнего члена маленькой изолированной группы. Крис Стингер (Chris Stringer) из Музея естествознания в Лондоне сравнивает крупное, с большим числом родственных связей, общество Homo sарiens с храповым механизмом, позволяющим эффективно увеличивать и закреплять знания в сопоставлении с другими видами людей, в том числе и неандертальцами. Тем не менее приход современных людей не был мгновенным приговором неандертальцам. Недавно Томас Хайем (Тhоmаs Нighаm) из Оксфорда с коллегами провел исследование нескольких десятков неандертальских стоянок и стоянок человека разумного на территории от России до Испании, применив улучшенные методы датировки, с целью точно отследить процесс вымирания. В результате оказалось, что обе группы сосуществовали на континенте в течение 2.6-5.4 тыс. лет, до того как около 39 тыс. лет тому назад неандертальцы вымерли окончательно.

Столь долгий срок дал достаточно времени для скрещивания между двумя видами. Анализ ДНК показывает, что современные люди несут по меньшей мере от 1.5 до 2,1% неандертальских генов ­наследство любовных интрижек между неандертальцам и и нашими предками. Некоторые эксперты даже полагают, что, возможно, смешение большой популяции человека разумного и меньшей популяции неандертальцев привело к упадку последних путем растворения их генов в общей массе. По мнению Фрейера, неандертальцев никогда не было много, поэтому когда пришли люди, из других районов и начали смешиваться с ними, то неандертальцы просто растворились в них. Вся история живых существ заканчивается тем, что они вымирают. Это не всегда признак глупости, культурной неполноценности или неспособности адаптироваться. Это просто дело случая.

Перевод: М.С. Багоцкая

Автор: Кейт ВОНГ (Kate wong) - старший редактор журнала Scientific American.

Источник: Журнал "В мире науки" (04) 2015

Ссылка на источник:

Переживет ли «самостийная» долгий мировой кризис? 

В условиях мирового финансового кризиса стала очевидной беспомощность украинской экономики. Экономический кризис экономический усиливается политической нестабильностью. Украинская политическая «элита» не способна ни на что, кроме борьбы за власть и поливания друг друга грязью. 

В такой атмосфере апатия народа к происходящему в киевских правительственных структурах набирает критическую массу. Люди не верят власти и не ждут от нее решения проблем, смотрят на речи «элиты» с иронией и ненавистью. Складывается впечатление, что Киев – государство в государстве, которое живёт своей жизнью за счет простых граждан и выкачки средств из регионов-доноров, которые сконцентрированы на Юго-Востоке. 


 

ТЕРПЕНИЕ ЛОПАЕТСЯ

Граждане, имеющие доступ не только к массовой киевской пропаганде, способные анализировать информацию, понимают, что кредиты МВФ и бравурные речи с трибун о скором окончании кризиса, о том, что «Запад нам поможет», являются лишь предсмертной агонией власть имущих. Граждане попроще на интуитивном уровне понимают, что все действия президента и премьера пагубны для страны. Лимит доверия исчерпан! Складывается классическая картина: «Верхи не могут, низы не хотят». 

В очередной раз становится ясно, что государственное образование под названием «Украина» нежизнеспособно, так как оно неоднородно культурно, исторически, идеологически и экономически. 

Кроме того, вся деятельность Ющенко и его ставленников – это сознательное и планомерное ухудшение отношений с Россией. Согласно отчету американского Совета по международным отношениям по Украине (январь 2008 г.), США планирует прямо влезть во внутренние дела Украины и подвести её к еще более сильной конфронтации с Москвой: «Вашингтону следует спокойно давать рекомендации президенту Виктору Ющенко, как вести борьбу с Россией в сложном политическом году… Вашингтону следует внести абсолютную ясность в Киеве относительно того, сколько поддержки Киев может ожидать, если он вступит в конфронтацию с Москвой».Что, в свою очередь, не может не оставить равнодушными большую часть русскоязычного населения, особенно в новороссийских регионах. Так же подливает масла в огонь насаждение «мовы», национальных «героев», «истории» Украины административно-командными методами. В свою очередь русский язык, советская и российская символика становятся символами свободолюбия и извечной оппозиции к власти.

Что характерно, за последнюю неделю участились известия об отключении отопления именно в Юго–Восточных регионах: Крым, Днепропетровск, Херсон, Харьков, Луганск. На очереди, говорят, Донецк. Это не может не наводить на определенные размышления. Стало быть, по взглядам украинской политической «элиты», русские тепла недостойны, хотя именно из этих регионов, в основном, и пополняется бюджет. 

 

РАЗОЗЛЕННАЯ НОВОРОССИЯ


В такой обстановке логическим следствием является появление в Новороссии народного стремления к федерализации (как минимум) – с последующим отделением Юго-Восточных областей от собственно Украины. Причин для этого накопилось достаточно. Но самая главная и весомая – историческая справедливость.

Так что же мы имеем за годы независимости? Мы имеем расколотое общество. Причем одна часть общества не приемлет другую. Мало того, эти части общества настроены по отношению друг к другу враждебно. У них разные, взаимоисключающие истории. Разная религия. Разные геополитические пристрастия и векторы развития. Разная идеология. Западная часть Украины уже давно потеряла связь с Русью. Восточная часть Украины эту связь пока сохраняет и не желает ее терять. 

Чем же является эта самая Новороссия? Это ряд русскоязычных, культурно и ментально идентичных с Россией регионов, где проживает порядка 15 миллионов человек, считающих себя русскими. В этот список входят: Харьковская, Луганская, Донецкая, Днепропетровская, Запорожская, Херсонская, Николаевская, Одесская области и Крым. Стало быть, не только крымчане считают себя русскими и свою территорию по праву принадлежащей России.

 

ГОРНОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ НОВОРОССИЯ

Главный источник доходов экономики Новороссии - горно-металлургический комплекс. Он состоит из криворожских горно-обогатительных комбинатов, шахт Донбасса, порядка пяти коксохимических заводов, выпускающих коксующийся уголь, десятка металлургических комбинатов, Запорожской АЭС, железной дороги Донбасс-Кривбасс, Мариупольского порта, огромного числа вспомогательных предприятий. Также не стоит забывать про ряд крупных машиностроительных заводов, которые плотно сотрудничают с Россией. К примеру, это запорожская авиационная корпорация, объединяющая в себе двигателестроительный гигант «Мотор-Сич» и машиностроительное конструкторское бюро «Прогресс». Ну, и, конечно же, это судостроительные верфи и порты Николаева, Одессы и Мариуполя.

Новороссийский ГМК находится в более выгодном положении, чем ГМК РФ или Китая: за счет меньшего транспортного плеча к сырью и потребителям, хотя основные фонды комплекса, увы – в худшем положении. И все-таки именно география дает металлургам Новроссии шанс на будущее. Одно дело - грузить металл сразу в Мариуполе на корабль и везти его на мировой рынок. Другое – если везти продукцию приходится из Челябинска и Магнитогорска. Даже Липецк (НЛМК) и «Северсталь» - в худшем транспортном положении.

 

ОДНА УКРАИНА – НО ДВЕ СТРАНЫ

Но, кроме экономики, есть и политический фактор: Новороссии придется идти на разрыв с Киевом, чтобы выжить экономически, получив российских потребителей. То есть слияние Новороссийского и Российского ГМК в одну суперкорпорацию – дело времени.

Видимость, что существует одна Украина, а не две страны , исчезла. Сложно представить, как Киев будет способен удержать свою власть в Новороссии. Выход представителей новороссийских регионов из власти в Киеве автоматически сделает представителей украинской власти на территории Русской Новороссии оккупантами. 

Если брать экономику, культуру и ментальность – налицо именно две страны. И экономический кризис заставит их разойтись. Возможности сохранения страны нет. Нынешний статус – это просто ограбление «элитой», засевшей в Киеве, всех регионов. И эта «элита» прикрывается пропагандой украинства под защитой Запада. 

Сейчас нужно понять: единственный шанс Киева на выживание в условиях финансового кризиса: либо идти с Новороссией (Донецко-Криворожская Республика плюс Одесса, Николаев и Крым – всё то, что осваивала Российская империя) на компромисс и обречь на нищету чисто украинские регионы, либо быть обреченным на нищету совместно со «справжними» украинскими регионами. Народ будет отброшен за грань выживания в любом случае. 

В отличие от кризиса 90-х, грандиозных советских «запасов прочности» в стране больше нет. Но, как показывает практика, Киев силовыми методами попытается удержать власть. Примером тому служат события в Макеевке, когда граждан, бастовавших против отключения воды, невыплат заработной платы, попросту избило спецподразделение милиции «Беркут». В ход идут провокации в виде отключения тепло- и водоснабжения, о которых говорилось выше. Таким образом, официальные власти пытаются заставить массово выйти людей на улицы, чтобы был повод ввести чрезвычайное положение и прямое президентское правление. 

 

ТРЕЩИТ НЕНЬКА ПО ШВАМ И НА ЗАПАДЕ

В другой части Украины активизировались русины. 25 октября прошлого года делегаты Конгресса подкарпатских русин объявили о воссоздании русинской государственности и потребовали преобразовать Закарпатскую область Украины в национальную автономию. Под влиянием косовского прецедента в русинских кругах активно обсуждался вопрос о легитимности Конституции Украины на территории Закарпатья, жители которого, принимая на референдуме 1991 года основной закон страны, высказались также и за восстановление своей национальной автономии. Однако итоги волеизъявления закарпатских русинов до сих пор игнорируются официальным Киевом. До этого, в начале ХХ века и в годы Первой мировой войны, русины, поддерживавшие Россию, подверглись геноциду со стороны Австро-Венгрии, который был спровоцирован и осуществлён при участии действовавших в соседней Галиции украинских националистов. Правительство Республики Подкарпатская Русь в конце декабря обратилось к России с просьбой признать независимость Подкарпатской Руси от Украины.

Как видно, на данный момент в украинском обществе усиливаются резонансные колебания. Как изнутри, так и под воздействием внешних факторов. А в таких случаях любая система выходит из равновесия и рушится. Вопрос не стоит: разрушится она или нет. Вопрос в том, потянет ли она на дно всех или же части системы (такие, как Новороссия, Крым, Подкарпатская Русь) останутся целы и станут союзниками Российской Федерации, как того хочет народ этих территорий согласно исторической и культурной справедливости.

Стоит заметить, что в данной ситуации активизируются народные движения, не относящиеся к какой либо политической партии, способные изменить ситуацию в сторону, выгодную, прежде всего, народу этих земель. Вместе с Крымскими движениями «Русский фронт», «Севастополь-Крым-Россия», уже более двух лет народное движение действует и в Новороссии. Основной силой, отстаивающей подобные идеи в Юго-Восточных регионах, выступает движение Донецкой федеративной республики, уже принявшей декларацию о государственном суверенитете. Предшественником ДФР считается Донецко–Криворожская советская республика. Инициаторы народного движения свою главную цель видят в воссоединении распавшихся в 1991 году русских земель и в перспективе – воссоединение с Российской Федерацией. 

Нынешние события только увеличат ряды сторонников движения и его поддержку со стороны народа Новороссии. Если раньше стремления к этому были чисто духовные и идеологические, то сейчас добавляется грубый и зримый экономический фактор. Ведь на грани банкротства и остановки оказался целый горно-металлургический комплекс и сеть машиностроительных предприятий. С перспективой появления миллионов безработных. В большинстве своем – русских людей!

Александр СОБОЛЕВ



Ссылка на источник:

Быстрее, чем суперкомпьютер

Новосибирские ученые сконструировали плату, дающую ускорение вычислительным процессам в 20 тысяч раз по сравнению с обычным компьютером.

Плата, разработанная в Институте автоматики и электрометрии СО РАН, представляет собой сопроцессор, монтируемый в корпус стандартного ПК. Основным элементом платы является кристалл кремния реконфигурируемой логики серии Xilinx. В лаборатории программных систем машинной графики ИАиЭ занимаются описанием конфигурации этих кристаллов.

"Описания структуры кристалла, его внутренних соединений это, допустим, 5 толстых книжек. Но если использовать полученную информацию при написании программ, быстродействие программы увеличивается в разы", поясняет заведующий лабораторией Михаил Лаврентьев.


Алгоритм работы платы прописывается при каждой загрузке ПК, он ориентирует вмонтированный сопроцессор на решение конкретной проблемы. Пока с платой ускорения совместимы лишь несколько программ. Например, новосибирские ученые первые в мире применили кристаллы кремния в биоинформатике, создав алгоритм поиска мотивов в геномных последовательностях.


Геном это десятки тысяч нуклеотидов. В них нужно отыскать последовательности из восьми нуклеотидов, которые отвечают за формирования того или иного признака. Подобные просчеты называют расшифровкой генома. Над этой задачей в Новосибирске работает Институт цитологии и генетики СО РАН. 


Расчеты производятся на кластере суперкомпьютера и занимают 1,5 дня. Для сравнения: если задачу по поиску геномных последовательностей перенести на обычный персональный компьютер, просчет займет две недели. Если использовать дополнительные вычислительные мощности в виде графического ускорителя, время решения задачи сокращается до 9 часов, что уже превосходит кластер. На специальном графическом процессоре просчет займет 6 часов. А с помощью среднего кристалла серии Xilinx эта же задача решается 20 минут. И ее можно просчитать на обычном ПК, если в процессор будет вмонтирован кристалл.


Пока новосибирские ученые не готовы воплотить впечатляющие результаты в крупный проект.

"Есть плата и алгоритм поиска мотивов, мы владеем технологией создания отдельных элементов. Но создать компьютер нового поколения к этому мы еще не готовы, это силы не одного института", подытоживает Михаил Лаврентьев.

От Максима Калашникова: 
Будь это в СССР - прорыв был ы немедленно поддержан и развит. А вот что будет с этим в Эрэфии?



Ссылка на источник:


Группа ученых — Аарон Кей, Кристиан Уилер, Джон Баргхэнд и Ли Росс — в 2003 году провела исследование, которое в ряду многих других продемонстрировало, как сильно подсознательная психическая деятельность влияет в целом на мыслительные и поведенческие процессы и в какой степени они зависят от прайминга. Испытуемых разделили на две группы, каждую попросили соединить линиями фотографии и словесные описания. Первой группе выдали нейтральные изображения: воздушные змеи, киты, индюки; участникам второй группы предоставили снимки деловых аксессуаров: портфели, авторучки и тому подобное. Затем испытуемых развели по отдельным кабинкам и сказали, что теперь они будут играть в паре, причем в роли партнеров выступали организаторы эксперимента.

Выигрыш мог составить десять долларов. Испытуемый получал чашу с двумя лежащими в ней бумажками; на одной было написано «предложение», на другой — «решение». Предоставлялся выбор: вытянуть клочок бумаги вслепую самому или позволить это сделать своему партнеру. В чем подвох? Тот, кто вытаскивал бумажку «предложение», получал десять долларов и решал, как их разделить. Партнер, со своей стороны, мог принять предложение или отказаться. В случае отказа оба оставались ни с чем. Эта игра «Ультиматум» весьма популярна среди психологов и экономистов, которые ценят ее за предсказуемость. Обычно предложение ниже 20% от общей суммы отвергают не раздумывая.

Большинство людей предпочитали сами тянуть жребий. На самом деле «предложение» писалось на обеих бумажках, так что если кто-то и предоставлял честь тянуть жребий партнеру, последний (то есть сам экспериментатор) заявлял, будто вытащил бумажку с надписью «решение», и испытуемому все равно приходилось подбирать взаимоприемлемое предложение, иначе оба пролетали с деньгами. Результаты не у всех оказались одинаковыми, но предположения ученых насчет прайминга они вполне подтвердили. В первой группе, которая перед игрой занималась нейтральными изображениями, предложили делить деньги поровну (каждому по пять долларов) 91% испытуемых; во второй группе, среди тех, кто имел дело с картинками из делового мира, делить деньги поровну предложили всего 33%, остальные пытались придержать копеечку для себя.

Затем тот же эксперимент повторили, но уже не с фотографиями, а с реальными предметами. Участники снова играли в «Ультиматум», первой группе выдали нейтральные предметы: рюкзак, картонную коробку, деревянный карандаш; у второй группы на столах лежали: у кого — перьевая ручка, у кого — портфель или кожаная папка. На этот раз в первой группе предложили поровну разделить сумму все 100% участников; во второй группе на это пошли лишь 50%; другая половина старалась обойти своих партнеров по игре.

Затем всех участников опросили о причинах их поведения, и никто не вспомнил о находившихся в комнате предметах. Вместо этого руководителям эксперимента пришлось выслушивать о том, что такое хорошо и что такое плохо, сентенции о справедливости и описания чувств, которые вызывали у игроков их партнеры, — причем испытуемые признавались, что их отношение к партнеру служило сильной мотивацией.

<...>

Каждый вещественный объект вызывает у вас мгновенный поток ассоциаций. Вы — не компьютер, оснащенный видеокамерами, а реальная действительность — не пустое пространство, где можно объективно оценивать все происходящее. Вы ежеминутно конструируете реальность, наполняя ее своими воспоминаниями и эмоциями, выстраивая свои чувства и мысли, — и таким образом возникает некий коллаж сознания, который существует лишь в вашей черепной коробке.

Какие-то предметы имеют сугубо личное значение, как талисман, подаренный лучшим школьным другом, или варежки, связанные сестрой; какие-то объекты несут в себе универсальный, культурный смысл: луна, карандаш, букет полевых цветов. Они воздействуют на вас независимо от того, сознаете ли вы их силу, зачастую действуя в таких глубинах рассудка, о которых и понятия не имеете.

Еще несколько версий того же эксперимента. Ханк Артс из Утрехтского университета в 2005 году использовал исключительно запахи: испытуемых просили заполнить анкету и угощали их печеньем, причем одна группа находилась в помещении со слабым запахом чистящего вещества, другая — в комнате, где ничем не пахло. Те, кто прошел прайминг «запахом чистоты», убирали за собой втрое чаще. В эксперименте Рона Фридмана людям только показывали бутылки с напитками: одной группе — спортивные, другой — простую питьевую воду. Участники, смотревшие на бутылки со спортивным напитком, дольше и упорнее делали физические упражнения.

Лучше всего прайминг работает, когда человек действует автоматически, не обдумывая, какую линию поведения выбрать. Вы не знаете, как лучше поступить, и вдруг изнутри поднимаются какие-то версии, густо окрашенные подсознательным праймингом. Ваш мозг терпеть не может состояния неопределенности и в любой ситуации спешит ее устранить, в том числе срезая любые углы. Если отсутствуют разумные доводы, он воспользуется тем, что под рукой. Когда нет готовых схем, вы создаете их сами. В описанных экспериментах мозг каждого испытуемого не располагал данными, чтобы подготовиться к тому или иному типу поведения, и он ухватился за изображения деловых аксессуаров или за свежий запах недавней уборки и тут же принялся продуцировать идеи. Сознание участников понятия не имело, что творит их подсознание.

Самопрайминг невозможен, во всяком случае, прямого эффекта он не дает. Это процесс глубоко подсознательный, происходящий в области, куда трудно проникнуть, — психологи называют ее адаптивным бессознательным. Когда вы за рулем, адаптивное бессознательное без устали ведет подсчеты, предсказывает каждый момент и приспосабливается, управляя вашим настроением и мелкой моторикой. Оно выполняет черную работу, предоставляя сознанию сосредоточиться на серьезных решениях. В каждую минуту в вас действует два разума: на высоком уровне — ваше рациональное «я», на глубинном — ваше эмоциональное «я».

Популяризатор науки Джона Лерер подробно описывает это распределение обязанностей в книге «Как мы принимаем решением (How We Decide). Он рассматривает два «я» как равных партнеров, способных понимать друг друга и даже спорить. С простыми проблемами, но имеющими незнакомые человеку факторы, лучше справляется рациональное начало. Задачи не должны быть чересчур сложными: рациональный мозг способен одновременно манипулировать не более чем четырьмя — девятью элементами информации. Взгляните, например, на эту последовательность букв и попытайтесь запомнить ее и повторить вслух: КГБФБРЦРУСННСССР. Если вы не поняли, в чем тут загвоздка, вряд ли у вас получится. А теперь разделите эту последовательность на аббревиатуры: КГБ — ФБР — ЦРУ — Си-эн-эн — СССР. Повторите опыт, и на этот раз он должен удастся. Вы сумели свести 15 элементов информации к пяти. И таким образом мы все время делим и организуем наш мир. Бесконечный поток информации мы превращаем в конспект реальности. Вот почему в истории человечества, как и отдельного человека, столь важную роль играет письменная речь. Появляется возможность делать пометки и сохранять данные за пределами ограниченной вместимости рационального ума. Что делал бы рациональный мозг без ручки, логарифмической линейки, компьютера?

Эмоциональный мозг, по мнению Лерера, древнее и потому гораздо более развит, чем рациональный. Он способен к сложным решениям и автоматически совершает труднейшие операции: управляет выполнением акробатических кувырков и движениями брейк-данса‚ пением по нотам и перетасовкой карт в колоде. С виду эти действия могут показаться простыми и привычными, однако они включают слишком много факторов и последовательных шагов, чтобы рациональный мозг сумел с ними справиться. Он перепоручает их адаптивному бессознательному. Животные с маленькой или вовсе отсутствующей корой головного мозга живут на «автопилоте», за все отвечает их древний эмоциональный мозг. Эмоциональный мозг стар и могущественен, и это такое же «я», как рациональный мозг, хотя его функции не удается наблюдать непосредственно, и данные из него не поступают в сознание, разве что в виде интуиции или чувств. Но он всегда тут, на заднем плане, соучаствует в вашем мышлении. Важнейший аргумент Лерера: «Вы знаете больше, чем вам известно». Вы уверены, что рациональный разум держит все под контролем, но обычно он не замечает того влияния, которое исходит от бессознательного. И утверждение Лерера я дополню следующей мыслью: «Вы не знаете, сколь многое вам неизвестно».

В тайниках подсознания ваш опыт всегда перерабатывается и в удобном для потребления виде передается сознанию. В знакомой ситуации вы можете целиком положиться на интуицию, но как только возникает нечто непривычное, включается рациональный мозг. Дорожный гипноз — полудрема долгого пути — мгновенно рассеивается, как только вы попадаете в незнакомое место. Это относится и к другим сферам жизни. Мы постоянно колеблемся от эмоций к разуму, от автоматизма к контролю.

Наше «я» куда значительнее и сложнее, чем мы осознаем в конкретный момент времени. Наши поступки зачастую обусловлены праймингом, подсказками, поступающими из адаптивного бессознательного, но мы придумываем для своих чувств, мыслей и решений рациональные основания, потому что не замечаем своего закулисного разума.

Когда вы обнимаете друга и чувствуете прилив тепла и радости, все понятно: разум принял определенное решение, передал его в древние отделы мозги, которые тут же выделили соответствующие гормоны. Решение передается сверху вниз, как и следует, и в данном порядке нас ничего не тревожит. А вот обратный процесс настораживает. Если вы, посидев рядом с портфелем, превращаетесь в алчного человека, то, значит, ваш разум действует согласованно со своим невидимым консультантом, неустанно что-то нашептывающим вам на ухо. Таинственно и жутко — жутко именно по-тому, что таинственно. Люди, старающиеся влиять на вас, в том числе и руководители эксперимента, знают, насколько это неприятно, и пытаются не допустить тревожного открытия, что вами манипулируют. Прайминг срабатывает лишь в том случае, когда вы понятия о нем не имеете, и те, чей хлеб с маслом зависит от прайминга, приложат максимум усилий, лишь бы скрытое влияние осталось тайным.

<...>

Вопрос, кто же на самом деле стоит у руля, еще более усложнился в 1996 году, когда в Journal of Personality появился ряд статей Джона Барга. По его просьбе студенты Нью-Йоркского университета расшифровывали 30 фраз из пяти слов каждая. Барг сказал, что проверяет их лингвистические способности, хотя на самом деле его интересовал именно эффект прайминга. Студенты были разделены на три группы: одна расшифровывала предложения со словами, которые своим звучанием вызывали ассоциации с грубостью и агрессией, например наглый, нарушать, резко. Другая группа получила «вежливые» слова: любезный, благовоспитанный. Третья группа, контрольная, разбиралась с набором слов радостно, готовиться, затруднительный.

Студентам объяснили, что от них требуется, и просили по выполнении задания прийти в кабинет за второй частью. На самом деле в этом и заключался сам эксперимент. Заглянув в кабинет, испытуемый обнаруживал, что ведущий занят разговором с подставным участником, который делал вид, будто не в силах справиться со словесными играми. На протяжении десяти минут ведущий полностью игнорировал появление студента, пока последний не перебивал беседы.

Вас интересует результат? Группа, работавшая с «вежливыми» словами, ждала в среднем 9,3 минуты, контрольная группа ждала в среднем 8,7 минуты; а те, кому досталась агрессивная лексика, выдерживали в среднем 5,4 минуты. Более 80% «вежливой» группы ждали все десять минут так и не вмешиваясь в чужой разговор, из группы «невежливых» предпочли не мешать всего лишь 35%. После эксперимента ребятам задавали вопросы, чтобы выяснить, почему они предпочли ждать или почему проявили нетерпение однако нащупать разумною причину не удавалось. Самим им даже в голову не пришло, что могло бы повлиять на их поведение, — во всяком случае, меньше всего они подумали бы на фразы с перепутанными словами.

Во втором эксперименте Барг поручил участникам разбирать фразы, тематически связанные со старостью куда входили слова вроде пенсионер, морщины, домино. Барг замерил скорость, с какой студенты шли к нему в кабинет за вторым заданием, и сравнил ее со скоростью, с какой они покидали кабинет. Оказалось, что молодым людям понадобилось на одну-две секунды больше, чтобы вернуться из кабинета к лифту. точно так же, как на их поведение повлияли грубые и вежливые слова, так и слова, относящиеся к старости, пробудили определенные ассоциации. чтобы убедиться какую действительно роль играл прайминг, Барг повторил эксперимент — результат тот же. В третий раз контрольная группа работала со словами, означающими печаль — таким образом Барг смог подтвердить, что снижение темпа не было вызвано простой усталостью и расстройством от выполнения задания. И снова медленнее возвращалась группа, чьи слова ассоциировались со старостью.

В другом исследовании Барга белые участники эксперимента заполняли в компьютере скучные анкеты. Перед началом каждого раздела на экранах появлялись на 13 миллисекунд фотографии или чернокожих, или белых людей, они мелькали так быстро, что сознание не успевало их воспринять. По завершении работы компьютер выдавал ошибку и требовал начать всю эту утомительную работу сначала. Те участники, которым предъявляли фотографии чернокожих, реагировали на сбой программы с большей досадой и даже злобой, чем те, кому показывали человека одной с ними расы. Никто из этих людей не назвал бы себя расистом, никто даже не замечал за собой склонности к негативным стереотипам, но в подсознании эти идеи присутствовали и побуждали их вести себя иначе, нежели в обычной жизни.

Исследования эффекта прайминга показывают, что даже при глубинном анализе причин своего поведения вы упускаете множество и даже большинство стимулов, которые облепляют личность, как моллюски — днище корабля. Прайминг не сработает, если заранее к нему подготовиться, но вы не можете выставить часовых по всему периметру. Почти все мысли, чувства, поступки и надежды подталкиваются в ту или иную сторону праймингом, не улавливаемым вашим сознанием, — слова, краски, предметы, личности и прочие разнородные и случайные факторы, наполняющие смыслом либо ваш непосредственный опыт, либо ваши культурные установки. Прайминг может случаться непреднамеренно, но иногда он происходит по воле человека, пытающегося манипулировать вашим сознанием. Думается, вы тоже предпочитаете быть манипулятором, а не манипулируемым. Одеваясь соответствующим образом, вы влияете на потенциального работодателя. Задавая определенное настроение на вечеринке, вы воздействуете на эмоции гостей. Стоит вам осознать, какую роль в жизни играет прайминг‚ и вы постигнете мощь и жизнестойкость разных ритуалов, особенно обрядов инициации, общепринятых норм и идеологий. Системы, работающие на прайминг, сохраняются из поколения в поколение именно потому, что они работают. Попробуйте пустить в ход приветливую улыбку и слова благодарности — и вы уже повлияете на чувства других людей — скорее всего, к лучшему.

Учтите, что более всего мы открыты влияниям, когда движемся с помощью системы автоматического регулирования или когда оказываемся в незнакомой ситуации. Если вы заранее составите список покупок, вам не придется, стоя у кассы, удивляться, почему у вас полная корзина ненужных предметов и продуктов. Если вы не ограждаете личное пространство, впуская в него суету и хаос, то это влияет на вас, способствуя все более пренебрежительному отношению к жизни”.

Отрывок из книги: Макрэйни Д. «Психология глупостей. Заблуждения, которые мешают нам жить». М.: «Альпина Бизнес Букс», 2012. Стр. 18-28.

Ссылка на источник:

Работают очки от встроенного аккумулятора, которого хватает на 2-3 дня, а заряжается он за два часа (фото с сайта gizmag.com).

Очки emPower! способны автоматически либо по желанию владельца переводить фокус с дальней обстановки на ближнюю. Новинка призвана заменить традиционные бифокальные очки с составными линзами, правда, стоит она немало.

Американская компания PixelOptics показала предсерийные образцы emPower! на прошлой неделе в Лас-Вегасе на выставке бытовой электроники CES 2011.

В основе устройства лежат композитные линзы, состоящие, упрощённо говоря, из двух слоёв стекла с набором жидких кристаллов между ними. Поворот кристаллов служит не для затемнения очков, а для изменения длины оптического пути через стёкла.

Эта технология, около пяти лет назад разработанная и испытанная в Аризонском университете (UA), позднее была куплена и развита PixelOptics, а теперь доведена до конвейера.

Электроника, управляющая переключением фокуса, спрятана в дужках. Касаясь их рукой, человек может произвольно менять настройку линз. Но, кроме того, очки работают и в автоматическом режиме. В дужках спрятан акселерометр, который определяет наклон головы владельца. Предполагается, что если он держит её прямо, то смотрит вдаль, а если наклоняет вниз, то читает или разглядывает какие-то ближние предметы.

PixelOptics подготовила для emPower! 36 разных стилей оправы. Новинка станет доступна покупателям позднее в нынешнем году. Цена — $1000-1200.

Ссылка на источник:



Новый прибор использует своего рода обман или иллюзию. Он помогает слепому человеку выстраивать картину мира по набору звуков. Изобретение это раскрыло перед исследователями новые грани пластичности мозга человека.

Доктор Амир Амеди (Amir Amedi) и его коллеги из Еврейского университета в Иерусалиме создали устройство подмены восприятия (sensory substitution device — SSD), которое позволяет слепым людям в некотором смысле видеть окружающую обстановку.



Доктор Амеди (на снимке) не только лично испытал новый прибор, но и провёл серию тестов со слепыми добровольцами. Результаты оказались интересны для медицины и нейрофизиологии (фото Institute for Medical Research Israel-Canada, Hebrew University of Jerusalem).

В основе SSD лежит миниатюрная камера на очках, подключённая к небольшому компьютеру либо смартфону. Программа, разработанная группой Амеди, преобразует визуальную информацию в набор звуковых сигналов.



Минувшим летом доктор Амеди (справа) представил свой проект президенту Израиля Шимону Пересу (в центре) и президенту Еврейского университета в Иерусалиме Менахему Бен-Сасону (Menachem Ben-Sasson)
(фото Hebrew University of Jerusalem).


Базовые правила их формирования довольно просты. Скажем, контрастная линия, идущая слева направо и вверх, может быть отражена сигналом с нарастающим тоном, а линия, идущая вниз, – звуком с постепенно понижающейся частотой.

После непродолжительных тренировок человек может научиться понимать, о чём ему сообщает прибор, утверждают разработчики системы.

Испытания показали, что с SSD слепой способен распознавать бытовые предметы, находить людей и определять их позы, различать простенькую компьютерную графику (типа «лицо», «дом») и даже читать крупные буквы и целые слова.



Это достижение – существенное продвижение вперёд по сравнению с предыдущим проектом Амеди – портативной «виртуальной тростью» (Virtual Cane), представленной летом 2011 года.



Привыкая к восприятию обстановки по звуку, слепой человек учится формировать в голове картинку, которую с некоторой степенью достоверности можно было бы назвать зрительной
(иллюстрация Hebrew University of Jerusalem, Amir Amedi’s Lab).


Ещё в тот раз Амир и его соратники отметили, что слепые люди пользуются таким прибором более ловко, чем обычные испытатели с чёрной повязкой на глазах.

Причина вроде бы лежит на поверхности: слух у незрячих развит намного сильнее, чем у видящих, потому слепые лучше чувствуют тонкие вариации в звуке, его тональности, пространственном расположении источников.

Однако исследования, проведённые недавно Амеди, показали, что дело обстоит не совсем так.

Работа мозга в случае такой замены — куда сложнее.



Ресурс Inhabitat логично сравнивает SSD с прибором VISOR (Visual Instrument and Sensory Organ Replacement) из фантастического сериала Star Trek: The Next Generation. Его носил слепой от рождения инженер Джорди Ла Форж (Geordi La Forge). Правда, VISOR передавал сигналы в мозг через нейроимплантат. Но общая идея схожа: нужно отснять картинку местности, преобразовать по неким правилам и доставить по назначению в каком-либо доступном виде (кадры memory-alpha.org, Paramount Pictures/ Paramount Television, CBS Studios).

Амир и его коллеги задались целью не просто создать разные электронные помощники для инвалидов, а разобраться, как они взаимодействуют с мозгом владельца. В частности, учёных интересовала… зрительная кора.

Один из феноменов, изучаемых группой Амеди, – мультисенсорное восприятие. Это интегрированная обработка разных каналов информации, помогающая формировать целую картину мира. Особенности взаимодействия разных зон мозга в этом процессе до сих пор не поняты в полной мере. В частности, в одной из предыдущих работ Амеди нашёл интересные пересечения в путях обработки информации при обычном чтении книги и чтении шрифта Брайля слепым человеком, хотя в одном случае работают глаза, а во втором – кончики пальцев.

Нейрофизиологам известно, что визуальная обработка в мозге идёт двумя параллельными путями. В коре имеется затылочно-височной путь, или «вентральный поток», связанный с обработкой форм, идентификацией объектов, их цвета. Он отвечает на вопрос «что я вижу?».

И ещё есть затылочно-теменной путь («дорсальный поток»), который анализирует пространственную информацию о месте расположения объекта (вопросы «где?» и «как?»).



Работа Амеди не первая, в которой инженеры и учёные попробовали формировать в голове слепого человека «зрительную картину» при помощи звуков. Вспомним европейский опытный проект CASBLiP, реализованный в 2009 году (фото CASBLiP/ Universitat Politècnica de València).

Амеди и его коллеги провели сканирование мозга 9 зрячих людей и 11 слепых от рождения. Зрячие выполняли задачи на визуальное распознавание, а слепые – аналогичные упражнения с использованием SSD.



Проект SSD вообще-то объединяет несколько вариантов помощников для слепых. Это и уже упоминавшаяся карманная «виртуальная трость», и различные прототипы систем ориентации с очками-камерами и стереонаушниками, получившие также имя vOICe
(фото Hebrew University of Jerusalem, Amir Amedi’s Lab).


К удивлению экспериментаторов, у слепых активировались те же два потока. То есть зрительная кора точно так же начинала расшифровывать форму вещей и их пространственное расположение, когда человек пользовался «слуховым зрением».

Об этом исследовании рассказывает статья в журнале Cerebral Cortex.

Выходило, что такое фундаментальное разделение объёма работ может возникать даже без всякого предшествующего зрительного опыта. И что это разделение – не визуальное по своей природе.

Израильтяне сделали вывод, что мозг организует зоны коры по принципу специфики обработки информации (условно – по типу необходимых вычислений), вне зависимости от вида сенсорных каналов — зрительного, слухового или тактильного. О последнем стоит рассказать особо.



Перекладка на зрительную зону коры обязанности по составлению «визуальной картины» по одному лишь звуку – ещё один пример потрясающей нейропластичности мозга (иллюстрация Hebrew University of Jerusalem, Amir Amedi’s Lab).

Четыре десятка лет назад американский нейрофизиолог Пол Бачирита (Paul Bach-y-Rita) впервые попробовал переводить зрительную информацию в сигналы другой природы, и начал он как раз с тактильных ощущений.

Уже тогда стало ясно, что человек (как слепой, так и просто с закрытыми глазами) непохо приспосабливается к пространственной ориентации по необычному для себя принципу. Так, вибрации или слабые электрические покалывания на разных участках тела помогали испытуемым строить в голове мысленную картину обстановки, заменяя зрительное восприятие.



Вверху слева – один из ранних аппаратов Пола Бачириты, в котором сигнал с камеры преобразовывался в вибрацию массива контактов, закрепляемых на животе. Сила вибрации соответствовала яркости пикселей. Справа и внизу: уже в конце XX века и начале XXI эти исследования привели к появлению «языкового дисплея», а ещё – похожего по принципу устройства, передающую тактильную картинку на лоб человека (фото Bach-y-Rita et al., sarahangliss.com, ens-lyon.fr).

Опыты Амеди идеологически продолжают эксперименты Бачириты. И они показывают, что мозг слепых потенциально может быть разбужен для обработки визуальных задач даже в том случае, если человек был слепым всю жизнь.

Это открывает хорошие перспективны не только для обсуждаемой технологии подмены отсутствующего сенсорного канала другим, но и для электронных систем, возвращающих человеку зрение в прямом смысле, вроде разнообразных сетчаток-имплантатов.

Источник

Ссылка на источник:

Tags:

Супер очки

Учёным Университета Флориды удалось разработать плёнку, умеющую сделать инфракрасный свет видимым! Вследствие продолжения их работ, на свет могут появиться мобильные телефоны, очки и даже ветровые автомобильные стёкла с функцией ночного видео!

Один из учёных – Френки Соу (Franky So), который принимал непосредственное участие в разработке так рассказывает об изобретении: “устройство способно превращать любые инфракрасные лучи в видимые глазу человека изображения, а самое главное – это небольшой вес , примерно 10 грамм.” Статья об изобретении вышла в печать в журнале “Advanced Materials”, частичная финансовая поддержка оказывалась со стороны Министерства Обороны США – “DARPA”.

Большая часть современных приборов ночного видения выглядят громоздко и потребляют большое количество электроэнергии, больше тысячи вольт! Новинка же использует тонкий пластик и работает посредством органических светодиодов, заменяющих вакуум между громоздкими линзами.

Попадая на первый слой семислойной плёнки, инфракрасный свет генерируется в слабый электрический заряд. Для того, чтобы получить видимое изображение, дополнительный заряд усиливает сигнал от 3 до 5 вольт и конвертирует его.

Как и другие устройства данного типа, новинка выдаёт изображение в зелёном цвете, при весе 10 грамм его толщина сопоставима с человеческим волосом. В итоге, на место увесистых и некомфортных очков ночного видения, можно произвести замену на плёнку.

Для доработки устройства потребуется ещё порядка полутора лет. Спустя этот срок, на рынках, возможно появятся привычные нам предметы, но с нововведённым прибором ночного видения.

 

Источник: evolutiontechnical.com



Ссылка на источник:

Ложный вакуум

ложный вакуум

"А ты можешь из ничего что-нибудь сделать, дяденька?" — "Нет, дружок, из ничего не выйдет ничего".
Шекспир, "Король Лир" (пер. Т.Л. Щепкиной-Куперник)


Вакуум — это пустое пространство. Его часто используют как синоним слова "ничто". Вот почему идея энергии вакуума показалась такой странной, когда ее впервые выдвинул Эйнштейн. Однако под влиянием достижений теории элементарных частиц за последние три десятилетия отношение физиков к вакууму коренным образом поменялось. Исследования вакуума продолжаются, и чем больше мы узнаем о нем, тем он кажется сложнее и удивительнее.

Согласно современным теориям элементарных частиц, вакуум — это физический объект; он может быть заряжен энергией и может находиться в разнообразных состояниях. В терминологии физиков эти состояния называют разными вакуумами. Типы элементарных частиц, их массы и взаимодействия определяются лежащим в основе вакуумом. Взаимосвязь между частицами и вакуумом подобна той, что существует между звуковыми волнами и материалом, по которому они распространяются. Вакуум, в котором мы живем, находится в наинизшем энергетическом состоянии, его называют "истинным вакуумом". Вполне возможно, что наш вакуум не является самым низкоэнергетическим. Теория струн, которая на сегодня является основным кандидатом на роль самой фундаментальной физической теории, предполагает существование вакуумов с отрицательной энергией. Если они действительно существуют, то наш вакуум спонтанно распадется с катастрофическими последствиями для всех содержащихся в нем материальных объектов.

Физики собрали массу знаний о частицах, который населяют этот тип вакуума, и силах, действующих между ними. Сильное ядерное взаимодействие, например, связывает протоны и нейтроны в атомных ядрах, электромагнитные силы удерживают электроны на их орбитах вокруг ядер, а слабое взаимодействие отвечает за поведение неуловимых легких частиц, называемых нейтрино. В соответствии со своими именами эти три взаимодействия обладают очень разной силой, причем электромагнитное взаимодействие занимает промежуточное положение между сильным и слабым.

Свойства элементарных частиц в других вакуумах могут быть совершенно иными. Неизвестно, сколько существует разных вакуумов, но физика элементарных частиц позволяет предположить, что их, вероятно, должно быть еще по крайней мере два, причем обладающих большей симметрией и меньшим разнообразием частиц и взаимодействий. Первый из них — это так называемый электрослабый вакуум, в которое электромагнитное и слабое взаимодействия имеют одинаковую силу и проявляются как составляющие одной объединенной силы. Электроны в этом вакууме имеют нулевую массу и неотличимы от нейтрино. Они движутся со скоростью света и не могут удерживаться внутри атомов. Неудивительно, что мы живем не в этом типе вакуума.

Второй — это вакуум Великого объединения, в котором сливаются все три типа взаимодействий между частицами. В этом высокосимметричном состоянии нейтрино, электроны и кварки (из которых состоят протоны и нейтроны) становятся взаимозаменимыми. Если электрослабый вакуум почти наверняка существует, то вакуум Великого объединения — гораздо более умозрительная конструкция. Теории элементарных частиц, которые предсказывают его существование, привлекательны с теоретической точки зрения, но задействуют чрезвычайно высокие энергии, а их наблюдательные подтверждения немногочисленны и в основном носят косвенный характер.

Каждый кубический сантиметр электрослабого вакуума содержит колоссальную энергию и — согласно соотношению Эйнштейна между массой и энергией — громадную массу, около десяти миллионов триллионов тонн (это примерно масса Луны). Сталкиваясь с такими огромными числами, физики переходят на сокращенную запись чисел, выражая их степенями десятки. Триллион — это единица, за которой следует 12 нулей; его записывают как 10^12. Десять миллионов триллионов — это единица с 19 нулями; то есть плотность массы электрослабого вакуума составляет 10^19 тонн на кубический сантиметр. Для вакуума Великого объединения плотность массы оказывается еще больше, причем чудовищно больше — в 10^48 раз. Излишне упоминать, что этот вакуум никогда не создавался в лаборатории: на это потребовалось бы много больше энергии, чем доступно при современных технологиях.

По сравнению с этими ошеломляющими величинами энергия обычного истинного вакуума ничтожна. Долгое время считалось, что она в точности равна нулю, однако недавние наблюдения указывают на то, что вакуум может обладать небольшой положительной энергией, которая эквивалентна массе трех атомов водорода на кубический метр. Значение этого открытия прояснится в главах 9, 12 и 14. Высокоэнергичные вакуумы называют "ложными", поскольку, в отличие от истинного вакуума, они неустойчивы. Спустя короткое время, обычно малую долю секунды, ложный вакуум распадается, превращаясь истинный, а его избыточная энергия высвобождается в виде огненного шара из элементарных частиц. В следующих главах мы гораздо подробнее рассмотрим процесс распада вакуума.

Если вакуум обладает энергией, то, согласно Эйнштейну, он должен иметь и натяжение. Этот вывод легко понять из простых энергетических соображений. Сила всегда действует на физический объект в направлении уменьшения его энергии. (Точнее, потенциальной энергии, которая представляет собой составляющую энергии, не связанную с движением.) Например, сила гравитации тянет объекты вниз, в направлении убывания их энергии. (Гравитационная энергия растет с высотой над землей.) Для ложного вакуума энергия пропорциональна объему, который он занимает, и может быть уменьшена только сокращением объема. Поэтому должна существовать сила, вызывающая сжатие вакуума. Эта сила и есть натяжение.

Но натяжение создает отталкивающий гравитационный эффект. В случае вакуума отталкивание в три раза сильнее, чем гравитационное притяжение, вызванное его массой, так что в сумме получается очень сильное отталкивание. Эйнштейн использовал эту антигравитацию вакуума, чтобы уравновесить гравитационное притяжение обычной материи в своей стационарной модели мира. Он обнаружил, что баланс достигается, когда плотность массы материи в два раза превосходит вакуумную. Гут предложил другой план: вместо уравновешивания Вселенной он хотел ее раздуть. Поэтому он позволил отталкивающей гравитации ложного вакуума господствовать, не встречая сопротивления.

Космическая инфляция



Алан Гут в своем кабинете в Массачусетском технологическом институте. Гут — гордый победитель конкурса на самый захламленный кабинет, организованный в 1995 году газетой Boston Globe.

Что бы случилось, если бы в далеком прошлом пространство Вселенной находилось в состоянии ложного вакуума? Если плотность материи в ту эпоху была меньше, чем требуется для уравновешивания Вселенной, тогда доминировала бы отталкивающая гравитация. Это вызвало бы расширение Вселенной, даже если бы первоначально она не расширялась.
Чтобы сделать наши представления более определенными, будем считать, что Вселенная замкнута. Тогда она раздувается подобно воздушному шару на рисунке 3.1. С ростом объема Вселенной материя разрежается, и ее плотность падает. Однако плотность массы ложного вакуума является фиксированной константой; она всегда остается одинаковой. Так что очень быстро плотность материи становится пренебрежимо малой, мы остаемся с однородным расширяющимся морем ложного вакуума.

Расширение вызывается натяжением ложного вакуума, превосходящим притяжение, связанное с плотностью его массы. Поскольку ни одна из этих величин не меняется со временем, темп расширения остается с высокой точностью постоянным. Этот темп характеризуют пропорцией, в которой Вселенная расширяется за единицу времени (скажем, за одну секунду). По смыслу эта величина очень похожа на темп инфляции в экономике — процентное увеличение цен за год. В 1980 году, когда Гут вел семинар в Гарварде, уровень инфляции в США составлял 14%. Если бы это значение оставалось неизменным, цены удваивались бы каждые 5,3 года. Аналогично, постоянный темп расширения Вселенной подразумевает, что существует фиксированный интервал времени, на протяжении которого размер Вселенной увеличивается вдвое.

Рост, который характеризуется постоянным временем удвоения, называют экспоненциальным. Известно, что он очень быстро приводит к гигантским числам. Если сегодня кусок пиццы стоит 1 доллар, то через 10 циклов удвоения (53 года в нашем примере) его цена составит 1024 доллара, а через 330 циклов достигнет 10^100 долларов. Это колоссальное число, единица, за которой следует 100 нулей, имеет специальное название — гугол. Гут предложил использовать в космологии термин инфляция для описания экспоненциального расширения Вселенной.

Время удвоения для вселенной, заполненной ложным вакуумом, невероятно короткое. И чем выше энергия вакуума, тем оно короче. В случае электрослабого вакуума вселенная расширится в гугол раз за одну тридцатую микросекунды, а в присутствии вакуума Великого объединения это случится в 10^26 раз быстрее. За столь короткую долю секунды область размером с атом раздуется до размеров, намного превосходящих всю наблюдаемую сегодня Вселенную.

Поскольку ложный вакуум нестабилен, он в конце концов распадается, и его энергия зажигает огненный шар из частиц. Это событие обозначает конец инфляции и начало обычной космологической эволюции. Тем самым, из крошечного исходного зародыша мы получаем громадных размеров горячую расширяющуюся Вселенную. А в качестве дополнительного бонуса в этом сценарии удивительным образом исчезают проблемы горизонта и плоской геометрии, характерные для космологии Большого взрыва.

Суть проблемы горизонта состоит в том, что расстояния между некоторыми частями наблюдаемой Вселенной таковы, что они, по-видимому, всегда были больше расстояния, пройденного светом с момента Большого взрыва. Это предполагает, что они никогда не взаимодействовали друг с другом, а тогда трудно объяснить, как они достигли почти точного равенства температур и плотностей. В стандартной теории Большого взрыва путь, пройденный светом, растет пропорционально возрасту Вселенной, тогда как расстояние между областями увеличивается медленнее, поскольку космическое расширение замедляется гравитацией. Области, которые не могут взаимодействовать сегодня, смогут влиять друг на друга в будущем, когда свет покроет наконец разделяющее их расстояние. Но в прошлом пройденное светом расстояние становится еще короче, чем надо, так что, если области не могут взаимодействовать сегодня, они тем более не были способны к этому раньше. Корень проблемы, таким образом, связан с притягивающей природой гравитации, из-за которой расширение постепенно замедляется.

Однако во вселенной с ложным вакуумом гравитация отталкивающая, и вместо того, чтобы замедлять расширение, она ускоряет его. При этом положение меняется на противоположное: области, которые могут обмениваться световыми сигналами, в будущем потеряют эту возможность. И, что более важно, те области, которые сегодня недосягаемы друг для друга, должны были взаимодействовать в прошлом. Проблема горизонта исчезает!

Проблема плоского пространства разрешается столь же легко. Оказывается, что Вселенная удаляется от критической плотности, только если ее расширение замедляется. В случае ускоренного инфляционного расширения все обстоит наоборот: Вселенная приближается к критической плотности, а значит, становится более плоской. Поскольку инфляция увеличивает Вселенную в колоссальное число раз, нам видна лишь крошечная ее часть. Эта наблюдаемая область выглядит плоской подобно нашей Земле, которая тоже кажется плоской, если смотреть на нее, находясь вблизи поверхности. Итак, короткий период инфляции делает Вселенную большой, горячей, однородной и плоской, создавая как раз такие начальные условия, которые требуются для стандартной космологии Большого взрыва...

Отрывок из книги Александра Виленкина "Мир многих миров"

Ссылка на источник:

Ложный вакуум

ложный вакуум

Энергия E выше, чем в состоянии истинного вакуума (основное состояние), но потенциальный барьер препятствует переходу поля. Таким образом, переход возможен лишь при высокой энергии поля или путём квантовомеханического туннелирования

"А ты можешь из ничего что-нибудь сделать, дяденька?" — "Нет, дружок, из ничего не выйдет ничего".
Шекспир, "Король Лир" (пер. Т.Л. Щепкиной-Куперник)


Вакуум — это пустое пространство. Его часто используют как синоним слова "ничто". Вот почему идея энергии вакуума показалась такой странной, когда ее впервые выдвинул Эйнштейн. Однако под влиянием достижений теории элементарных частиц за последние три десятилетия отношение физиков к вакууму коренным образом поменялось. Исследования вакуума продолжаются, и чем больше мы узнаем о нем, тем он кажется сложнее и удивительнее.

Согласно современным теориям элементарных частиц, вакуум — это физический объект; он может быть заряжен энергией и может находиться в разнообразных состояниях. В терминологии физиков эти состояния называют разными вакуумами. Типы элементарных частиц, их массы и взаимодействия определяются лежащим в основе вакуумом. Взаимосвязь между частицами и вакуумом подобна той, что существует между звуковыми волнами и материалом, по которому они распространяются. Вакуум, в котором мы живем, находится в наинизшем энергетическом состоянии, его называют "истинным вакуумом". Вполне возможно, что наш вакуум не является самым низкоэнергетическим. Теория струн, которая на сегодня является основным кандидатом на роль самой фундаментальной физической теории, предполагает существование вакуумов с отрицательной энергией. Если они действительно существуют, то наш вакуум спонтанно распадется с катастрофическими последствиями для всех содержащихся в нем материальных объектов.

Физики собрали массу знаний о частицах, который населяют этот тип вакуума, и силах, действующих между ними. Сильное ядерное взаимодействие, например, связывает протоны и нейтроны в атомных ядрах, электромагнитные силы удерживают электроны на их орбитах вокруг ядер, а слабое взаимодействие отвечает за поведение неуловимых легких частиц, называемых нейтрино. В соответствии со своими именами эти три взаимодействия обладают очень разной силой, причем электромагнитное взаимодействие занимает промежуточное положение между сильным и слабым.

Свойства элементарных частиц в других вакуумах могут быть совершенно иными. Неизвестно, сколько существует разных вакуумов, но физика элементарных частиц позволяет предположить, что их, вероятно, должно быть еще по крайней мере два, причем обладающих большей симметрией и меньшим разнообразием частиц и взаимодействий. Первый из них — это так называемый электрослабый вакуум, в которое электромагнитное и слабое взаимодействия имеют одинаковую силу и проявляются как составляющие одной объединенной силы. Электроны в этом вакууме имеют нулевую массу и неотличимы от нейтрино. Они движутся со скоростью света и не могут удерживаться внутри атомов. Неудивительно, что мы живем не в этом типе вакуума.

Второй — это вакуум Великого объединения, в котором сливаются все три типа взаимодействий между частицами. В этом высокосимметричном состоянии нейтрино, электроны и кварки (из которых состоят протоны и нейтроны) становятся взаимозаменимыми. Если электрослабый вакуум почти наверняка существует, то вакуум Великого объединения — гораздо более умозрительная конструкция. Теории элементарных частиц, которые предсказывают его существование, привлекательны с теоретической точки зрения, но задействуют чрезвычайно высокие энергии, а их наблюдательные подтверждения немногочисленны и в основном носят косвенный характер.

Каждый кубический сантиметр электрослабого вакуума содержит колоссальную энергию и — согласно соотношению Эйнштейна между массой и энергией — громадную массу, около десяти миллионов триллионов тонн (это примерно масса Луны). Сталкиваясь с такими огромными числами, физики переходят на сокращенную запись чисел, выражая их степенями десятки. Триллион — это единица, за которой следует 12 нулей; его записывают как 10^12. Десять миллионов триллионов — это единица с 19 нулями; то есть плотность массы электрослабого вакуума составляет 10^19 тонн на кубический сантиметр. Для вакуума Великого объединения плотность массы оказывается еще больше, причем чудовищно больше — в 10^48 раз. Излишне упоминать, что этот вакуум никогда не создавался в лаборатории: на это потребовалось бы много больше энергии, чем доступно при современных технологиях.

По сравнению с этими ошеломляющими величинами энергия обычного истинного вакуума ничтожна. Долгое время считалось, что она в точности равна нулю, однако недавние наблюдения указывают на то, что вакуум может обладать небольшой положительной энергией, которая эквивалентна массе трех атомов водорода на кубический метр. Значение этого открытия прояснится в главах 9, 12 и 14. Высокоэнергичные вакуумы называют "ложными", поскольку, в отличие от истинного вакуума, они неустойчивы. Спустя короткое время, обычно малую долю секунды, ложный вакуум распадается, превращаясь истинный, а его избыточная энергия высвобождается в виде огненного шара из элементарных частиц. В следующих главах мы гораздо подробнее рассмотрим процесс распада вакуума.

Если вакуум обладает энергией, то, согласно Эйнштейну, он должен иметь и натяжение. Этот вывод легко понять из простых энергетических соображений. Сила всегда действует на физический объект в направлении уменьшения его энергии. (Точнее, потенциальной энергии, которая представляет собой составляющую энергии, не связанную с движением.) Например, сила гравитации тянет объекты вниз, в направлении убывания их энергии. (Гравитационная энергия растет с высотой над землей.) Для ложного вакуума энергия пропорциональна объему, который он занимает, и может быть уменьшена только сокращением объема. Поэтому должна существовать сила, вызывающая сжатие вакуума. Эта сила и есть натяжение.

Но натяжение создает отталкивающий гравитационный эффект. В случае вакуума отталкивание в три раза сильнее, чем гравитационное притяжение, вызванное его массой, так что в сумме получается очень сильное отталкивание. Эйнштейн использовал эту антигравитацию вакуума, чтобы уравновесить гравитационное притяжение обычной материи в своей стационарной модели мира. Он обнаружил, что баланс достигается, когда плотность массы материи в два раза превосходит вакуумную. Гут предложил другой план: вместо уравновешивания Вселенной он хотел ее раздуть. Поэтому он позволил отталкивающей гравитации ложного вакуума господствовать, не встречая сопротивления.

Космическая инфляция



Алан Гут в своем кабинете в Массачусетском технологическом институте. Гут — гордый победитель конкурса на самый захламленный кабинет, организованный в 1995 году газетой Boston Globe.

Что бы случилось, если бы в далеком прошлом пространство Вселенной находилось в состоянии ложного вакуума? Если плотность материи в ту эпоху была меньше, чем требуется для уравновешивания Вселенной, тогда доминировала бы отталкивающая гравитация. Это вызвало бы расширение Вселенной, даже если бы первоначально она не расширялась.
Чтобы сделать наши представления более определенными, будем считать, что Вселенная замкнута. Тогда она раздувается подобно воздушному шару на рисунке 3.1. С ростом объема Вселенной материя разрежается, и ее плотность падает. Однако плотность массы ложного вакуума является фиксированной константой; она всегда остается одинаковой. Так что очень быстро плотность материи становится пренебрежимо малой, мы остаемся с однородным расширяющимся морем ложного вакуума.

Расширение вызывается натяжением ложного вакуума, превосходящим притяжение, связанное с плотностью его массы. Поскольку ни одна из этих величин не меняется со временем, темп расширения остается с высокой точностью постоянным. Этот темп характеризуют пропорцией, в которой Вселенная расширяется за единицу времени (скажем, за одну секунду). По смыслу эта величина очень похожа на темп инфляции в экономике — процентное увеличение цен за год. В 1980 году, когда Гут вел семинар в Гарварде, уровень инфляции в США составлял 14%. Если бы это значение оставалось неизменным, цены удваивались бы каждые 5,3 года. Аналогично, постоянный темп расширения Вселенной подразумевает, что существует фиксированный интервал времени, на протяжении которого размер Вселенной увеличивается вдвое.

Рост, который характеризуется постоянным временем удвоения, называют экспоненциальным. Известно, что он очень быстро приводит к гигантским числам. Если сегодня кусок пиццы стоит 1 доллар, то через 10 циклов удвоения (53 года в нашем примере) его цена составит 1024 доллара, а через 330 циклов достигнет 10^100 долларов. Это колоссальное число, единица, за которой следует 100 нулей, имеет специальное название — гугол. Гут предложил использовать в космологии термин инфляция для описания экспоненциального расширения Вселенной.

Время удвоения для вселенной, заполненной ложным вакуумом, невероятно короткое. И чем выше энергия вакуума, тем оно короче. В случае электрослабого вакуума вселенная расширится в гугол раз за одну тридцатую микросекунды, а в присутствии вакуума Великого объединения это случится в 10^26 раз быстрее. За столь короткую долю секунды область размером с атом раздуется до размеров, намного превосходящих всю наблюдаемую сегодня Вселенную.

Поскольку ложный вакуум нестабилен, он в конце концов распадается, и его энергия зажигает огненный шар из частиц. Это событие обозначает конец инфляции и начало обычной космологической эволюции. Тем самым, из крошечного исходного зародыша мы получаем громадных размеров горячую расширяющуюся Вселенную. А в качестве дополнительного бонуса в этом сценарии удивительным образом исчезают проблемы горизонта и плоской геометрии, характерные для космологии Большого взрыва.

Суть проблемы горизонта состоит в том, что расстояния между некоторыми частями наблюдаемой Вселенной таковы, что они, по-видимому, всегда были больше расстояния, пройденного светом с момента Большого взрыва. Это предполагает, что они никогда не взаимодействовали друг с другом, а тогда трудно объяснить, как они достигли почти точного равенства температур и плотностей. В стандартной теории Большого взрыва путь, пройденный светом, растет пропорционально возрасту Вселенной, тогда как расстояние между областями увеличивается медленнее, поскольку космическое расширение замедляется гравитацией. Области, которые не могут взаимодействовать сегодня, смогут влиять друг на друга в будущем, когда свет покроет наконец разделяющее их расстояние. Но в прошлом пройденное светом расстояние становится еще короче, чем надо, так что, если области не могут взаимодействовать сегодня, они тем более не были способны к этому раньше. Корень проблемы, таким образом, связан с притягивающей природой гравитации, из-за которой расширение постепенно замедляется.

Однако во вселенной с ложным вакуумом гравитация отталкивающая, и вместо того, чтобы замедлять расширение, она ускоряет его. При этом положение меняется на противоположное: области, которые могут обмениваться световыми сигналами, в будущем потеряют эту возможность. И, что более важно, те области, которые сегодня недосягаемы друг для друга, должны были взаимодействовать в прошлом. Проблема горизонта исчезает!

Проблема плоского пространства разрешается столь же легко. Оказывается, что Вселенная удаляется от критической плотности, только если ее расширение замедляется. В случае ускоренного инфляционного расширения все обстоит наоборот: Вселенная приближается к критической плотности, а значит, становится более плоской. Поскольку инфляция увеличивает Вселенную в колоссальное число раз, нам видна лишь крошечная ее часть. Эта наблюдаемая область выглядит плоской подобно нашей Земле, которая тоже кажется плоской, если смотреть на нее, находясь вблизи поверхности. Итак, короткий период инфляции делает Вселенную большой, горячей, однородной и плоской, создавая как раз такие начальные условия, которые требуются для стандартной космологии Большого взрыва...

Отрывок из книги Александра Виленкина "Мир многих миров"

Ссылка на источник:

Latest Month

June 2016
S M T W T F S
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930  

Tags

Syndicate

RSS Atom
Powered by LiveJournal.com
Designed by yoksel