Мы в социальных сетях:



Заметили ошибку в тексте?
Выделите её мышкой и
нажмите Ctrl + Enter

Сайт о паранормальных явлениях и уфологии

«Истина где-то рядом»

Время межзвёздных переходов вселенной / Dm.Tau
-----
Мистические тайны Гурджиева. Часть вторая: Гурджиев и Сталин / РГО
-----
Перемещения во времени. Создание богов. Магия / Тот.
-----
Все наши авторы

Если Вы стали очевидцем НЛО или любого другого паранормального явления, или у Вас есть история из жизни связанная с необъяснимыми явлениями, то присылайте материал на e-mail: info@salik.biz или через форму обратной связи, или регистрируйтесь на сайте и разместите свою историю сами на форуме. А так же Вы можете размещать свои статьи (Как разместить статью)

10 главных вопросов к ученым

10 главных вопросов к ученым

Есть вопросы, актуальные на сегодняшний день. Кто станет следующим президентом? Кто победит на чемпионате мира по футболу? Чем пятый iPhone лучше четвертого? А есть вопросы, которые актуальны всегда. Откуда появился человек? Есть ли жизнь среди звезд? Где кончается наша Вселенная?

«Вечных вопросов» не так много, но именно их люди задавали и задают себе с начала времен и по сей день. Ответы на них менялись из века в век. Одно лишь оставалось неизменным: разгадку к тайнам Вселенной всегда искали самые умные, самые талантливые, самые интересные люди своего времени.

Именно таких людей мы попросили вкратце обрисовать современные представления об устройстве мироздания. Это десять светил современной науки, текущие исследования которых формируют самую актуальную и самую точную на сегодняшний день картину мира.


Одиноки ли мы во Вселенной?

Майкл Мумма,директор Годдардовского астробиологического центра NASA, старший научный сотрудник отделения изучения Солнечной системы Центра изучения космических полетов NASA имени Годдарда.Майкл Мумма,директор Годдардовского астробиологического центра NASA, старший научный сотрудник отделения изучения Солнечной системы Центра изучения космических полетов NASA имени Годдарда.

Если поставить вопрос ребром, есть ли во Вселенной другие обители жизни?

Давайте прежде всего вспомним, что наше эволюционное древо буквально усеяно точками соприкосновения с другими живыми существами, передавшими нам часть своей наследственной информации.

ДНК человека содержит великое множество фрагментов, унаследованных от бактерий и вирусов. В теории можно допустить, что среди них есть и участки геномов внеземных организмов. Более того, возможность подобной транспортировки уже доказана. В наших коллекциях есть не менее тридцати метеоритов, выброшенных с поверхности Марса.

Не исключено, что в прошлом таким путем на Землю могли попасть марсианские микроорганизмы, которые не только выжили, но и оставили о себе генетическую память в земных организмах.


Суровая школа

Сейчас известны разные виды бактерий-экстремофилов, которые не погибают при высоких температурах и давлениях, не нуждаются в кислороде и вообще благополучно размножаются в условиях, которые еще не так давно считались абсолютно непригодными для жизни.

Скажем, лет десять назад на юге Африки, в горных породах глубоко под слоем почвы, были обнаружены микроорганизмы, которые используют в качестве источника энергии молекулярный водород.

Колонии этих бактерий как минимум 200 млн лет полностью изолированы от любых контактов с земной поверхностью.

В свете этого открытия возможность пережить космическое путешествие внутри метеорита не кажется чем-то немыслимым.

Вероятность заимствования внеземной генетической информации очень мала, но все же отлична от нуля.

Если когда-нибудь оно подтвердится, можно будет допустить, что в определенном смысле человеческий вид возник через симбиоз с чужой жизнью, зародившейся не на нашей планете, а возможно, даже и не в Солнечной системе.

Тогда окажется, что прием информации от внеземных отправителей уже состоялся — только на генетическом уровне.


Сигнал из космоса

Наше космическое неодиночество было бы доказано куда более радикально, если бы мы получили из космоса сигналы, которые бы поддавались дешифровке или хотя бы распознавались в качестве искусственно созданных событий, а не просто природных процессов. Разумеется, они могут быть переданы только через межзвездные расстояния, поскольку за пределами Земли в Солнечной системе нет разумной жизни.

Но для этого надо, чтобы не слишком далеко от нас возникла хотя бы одна цивилизация, находящаяся на сопоставимой стадии технологического развития.

Я не хочу догматически утверждать, что такое вообще невозможно:

* Однако с точки зрения наших представлений о темпах и сложности биологической и социальной эволюции и сегодняшних знаний о внутригалактических окрестностях Солнца, существование даже одной такой цивилизации представляется исключительно маловероятным.

* И вряд ли надо специально уточнять, что никаких сигналов от внеземных цивилизаций мы никогда не получали.

* О летающих тарелках и прочих измышлениях говорить не буду, это из области фантазий и суеверий, а не науки.


Другие звезды

Разумеется, межзвездные контакты не единственный способ демонстрации существования внеземной жизни.

Как бы ни оценивались шансы возникновения продвинутых цивилизаций в глубинах космоса, не приходится сомневаться, что вероятность появления хотя бы примитивных живых организмов окажется куда выше. Более того, последующие космические экспедиции позволят однозначно ответить на вопрос, есть ли (или хотя бы была ли) жизнь на Марсе.

То же самое относится и к поиску жизни на спутниках планет-гигантов Юпитера и Сатурна, хотя это дело более отдаленного будущего. Иное дело — внесолнечные планеты (экзопланеты), мы ведь не только не планируем отправлять туда хотя бы автоматические зонды, но и не располагаем технологиями, которые позволили бы надеяться на осуществимость таких полетов.

И все же дело не безнадежно.

Мы уже собираем информацию об атмосферах этих планет, а в будущем сможем получать сведения и об их поверхности. Существуют признаки, по которым можно заподозрить наличие жизни на том или ином небесном теле.

Скажем, 2 млрд. лет назад содержание кислорода в земной атмосфере резко выросло благодаря жизнедеятельности фотосинтезирующих бактерий.

Если обнаружится планета с кислородной атмосферой, ее можно будет считать кандидатом на получение статуса обитаемого мира. Эти подозрения укрепятся, если в ее воздушном бассейне найдутся заметные количества углекислого газа и метана.

Есть и другие химические маркеры, которые тоже указывают на возможность биологических процессов.  Их поиск представляет собой важную часть исследования экзопланет.


Культурный шок

Теперь допустим, что мы более или менее убедительно доказали наличие  жизни на Марсе или даже за пределами Солнечной системы.

Интересно подумать о том, как человечество отреагирует на такое открытие. Тут есть разные точки зрения, но мне кажется, что никакого культурного шока не последует, воздействие будет минимальным. Такое открытие мало кого поразит, поскольку мы уже привыкли считать, что рано или поздно оно случится.

Нечто в этом роде уже произошло, когда были открыты первые внесолнечные планеты. Эта информация была воспринята с большим интересом, но без экзальтации, поскольку ее давно ожидали. Точно так же широкая публика ждет от ученых открытия внеземной жизни.

А вот обратная ситуация может привести к более серьезным последствиям. Если в течение нескольких десятилетий астрономы и астробиологи не найдут ни единой хотя бы потенциально обитаемой планеты, общество, пожалуй, испытает сильное разочарование. Такой исход и в самом деле может стать культурным шоком.

Человечество почувствует свое вселенское одиночество, и кто знает, какова будет его реакция. Впрочем, не будем загадывать.


Существуют ли параллельные миры ?

Андрей Линде,профессор Стэнфордского университета, один из авторов инфляционной космологии.Андрей Линде,профессор Стэнфордского университета, один из авторов инфляционной космологии.

Двумерное существо, ползающее по плоской поверхности, может заподозрить наличие вертикального измерения, но вряд ли имеет шансы в него выйти. Нельзя ли по аналогии предположить, что рядом с нами существуют параллельные миры, которые мы тоже способны вообразить или вычислить, но пока не в состоянии пощупать ?

Что такое параллельные вселенные, каждый понимает по-своему.

В 1957 году принстонский физик Хью Эверетт развил в своей докторской диссертации идеи, которые позднее легли в основу многомировой интерпретации квантовой механики, предложенной Брайсом Девиттом. Она утверждает, что Вселенная расслоена на квантовом уровне и каждый акт измерения приводит к выбору одного из бесконечного множества таких слоев.

Мне эта мысль кажется чрезвычайно плодотворной и правильной, хотя для большинства физиков это чистая эзотерика.

Вторая возможность состоит в том, что где-то существуют разные вселенные, не имеющие друг с другом ничего общего.

Тут сразу возникает вопрос, где их искать, на который никто толком ответить не может. К тому же многие сторонники данной гипотезы предполагают, что эти миры существуют одновременно, что довольно-таки бессмысленно.

В самом деле, если есть способ вложить их в одно и то же время, то они как-то взаимосвязаны и потому должны считаться частями одной и той же вселенной. А вот в многомировой интерпретации квантовой механики никакой одновременности не предполагается, и там эта гипотеза выглядит убедительней.

Не случайно в последнее время ею заинтересовались многие специалисты по космологии и квантовой теории поля.


Уравнение вселенной

Есть и более утонченная версия, связанная с идеями Эверетта и Девитта. В квантовой космологии можно формально ввести волновую функцию вселенной, позволяющую вычислить вероятности различных состояний, в которых эта вселенная может пребывать. До начала 1980-х годов эта идея была не слишком популярной, поскольку мало кто верил в ее практическую полезность.

Больше вселенной, по определению, ничего быть не может, так что при чем здесь квантовые волновые функции, изобретенные для описания процессов неизмеримо меньших масштабов ?

Но потом возникла инфляционная космология, и ситуация изменилась. Инфляционные модели допускают, что вся наша Вселенная могла родиться менее чем из миллиграмма материи, а в таком масштабе квантовая механика уже работает.

Впервые это осознал академик Зельдович, но больше на интуитивном уровне. Потом Александр Виленкин сделал замечательную работу о возникновении Вселенной буквально из ничего. Аналогичные результаты получили Хартли и Хокинг, которые написали волновую функцию Вселенной, названную их именами, да и другие ученые подключились.

В конце концов эта исследовательская программа получила признание, что укрепило позиции взглядов Эверетта и Девитта.


Многоцветие вселенной

Вернемся к инфляционному механизму, который запускает сверхбыстрый рост вселенной из почти точечного зародыша. Представим себе этот зародыш в виде шарика. Если этот шарик, условно говоря, одинаково окрашен по всему объему, можно предположить, что он сохранит одноцветность и после расширения. Иное дело, если он сделан из фрагментов самых разных цветов, — они растянутся, но сохранят цветовое разнообразие.

В результате вселенная по завершении инфляции будет состоять из множества частей исполинских масштабов, каждая из которых будет окрашена в свой собственный цвет. Любая из этих частей будет настолько велика, что ее разумные обитатели не смогут получить информацию о том, что происходит за ее пределами. Поэтому с их точки зрения она будет полноценной вселенной, всеобъемлющей и самодостаточной.

Такую ситуацию можно описать как сосуществование параллельных вселенных, имеющих общее начало, но уже не взаимодействующих друг с другом. Поскольку от этого начала естественно отсчитывать их возраст, можно физически осмысленно утверждать, что они существуют в одном и том же времени.

Конечно, цветная раскраска — это метафора. На самом деле речь идет о рождении параллельных вселенных с различными физическими законами, которое в инфляционной космологии не только возможно, но попросту необходимо. И для этого вовсе не требуется, чтобы наш родоначальный шарик обладал мозаичной окраской. Как я уже говорил, вроде бы естественно предположить, что монохроматичный зародыш в результате инфляции станет столь же монохроматичной вселенной.

Тридцать лет назад я так и считал — и, как выяснилось, ошибался. Позднее удалось доказать, что инфляция с помощью квантовых фазовых переходов порождает области с разной раскраской, так что изначально одноцветная вселенная становится полихромной.

Таким образом она собственными силами создает миры с разными физическими законами.


Бесконечный ряд миров

Эта модель получила новую жизнь в теории суперструн. На ее основе удалось показать, что общее число способов раскраски вселенной может быть экспоненциально большим, скажем, 10500! Так что разнообразие непохожих друг на друга параллельных миров инфляционного происхождения практически бесконечно.

Можно пойти еще дальше и предположить, что наш мир вложен в другое пространство с большим числом измерений.

Если это так, то рядом с нами могут существовать истинно параллельные миры, отделенные большими или малыми дистанциями в других измерениях. Лет десять назад эта гипотеза была очень популярной, однако в последние годы ее кредит несколько упал. Впрочем, у нее до сих пор есть активно работающие сторонники.

И наконец, сейчас мы впервые в состоянии осмысленно обсуждать шансы рождения других миров с иными законами физики. Однако наше существование привязано к нашей собственной Вселенной и ее физическому устройству.

Поэтому, изучая себя, мы что-то узнаем про ту часть мироздания, где мы обитаем. На основе этой логики можно интерпретировать многие экспериментально измеряемые параметры нашего мира, которые раньше объяснению не поддавались.

Например, органическая жизнь была бы невозможной, если бы разница между массами нейтрона и протона всего на один процент превышала ту, которая реально существует.

Должны ли мы считать, что Бог или природа в наших интересах специально распорядились кварк-глюонными взаимодействиями, чтобы масса этих частиц была именно такой и никакой иной?

 Концепция множественных миров дает куда более разумный ответ: нейтроны и протоны в принципе могут иметь и другие массы, но только во вселенных, непригодных для жизни нашего типа. В этом смысле она уже имеет большое количество экспериментальных подтверждений.


Произошел ли человек от обезьяны ?

Александр Марков,известный российский биолог-эволюционист и палеонтолог, доктор биологических наук, автор более 130 научных статей и монографий. С 1987 года работает в Палеонтологическом институте РАН.Александр Марков,известный российский биолог-эволюционист и палеонтолог, доктор биологических наук, автор более 130 научных статей и монографий. С 1987 года работает в Палеонтологическом институте РАН.

Ближайшими предками человека разумного были не обезьяны, а другие представители рода Homo. Хотя, если следовать строгой зоологической классификации, человек вообще не происходил от обезьян. Он просто и есть самая настоящая обезьяна.

Формулировка «Человек произошел от обезьяны», по-видимому, впервые была высказана Томасом Хаксли (Дарвин так не говорил) и представляет собой несколько вульгаризованную версию реального положения дел, так что без пояснений и оговорок лучше ее не использовать.

Прежде всего, оба понятия — и «человек», и «обезьяна» — весьма расплывчаты, в общественном сознании трактуются по-разному, и для начала необходимо понять, от какого из определений мы будем отталкиваться.

Однозначно предком человека не является ни одна из современных обезьян (шимпанзе, горилла, орангутан), однако мы с ними имеем общих предков.

Человек разумный, в отличие от современных человекообразных обезьян, относится к роду Homo, к нему же принадлежал еще целый ряд вымерших видов, эволюция которых изучена достаточно подробно.

Чем же этот род отличается от ранних гоминидов?

Четкой границы нет, и в таких случаях антропологи нередко используют формальные договоренности.

Например, волевым решением принимается правило: все гоминиды с объемом мозга от 600 см3и выше будут относиться к роду Homo, а те, у кого мозг меньше, — к роду австралопитеков. Если мы отталкиваемся от этого правила и считаем человеком любого представителя рода Homo, то ответ на наш вопрос будет таким: предком человека были двуногие африканские обезьяны, относящиеся к ныне вымершему роду австралопитеков.

Это был род необычных двуногих обезьян, которые, однако, являются родственниками других крупных человекообразных африканских обезьян, прежде всего гориллы и шимпанзе.


Человек от человека

Если включать в понятие «человек» только Homo sapiens, современного человека со всеми его уникальными особенностями, прежде всего такими, как развитие культуры, накопление огромного количества информации в чреде поколений, то человек происходит от… человека, а точнее — от африканских популяций так называемого гейдельбергского человека (в широком смысле этого понятия).

Представители этой предковой популяции 500–400 тысяч лет назад широко расселились из Африки по всему Старому Свету.

Та часть популяции, которая поселилась в Европе, дала начало неандертальцам. Те, что остались в Африке, стали предкамиHomo sapiens, а ушедшие в Азию с течением поколений превратились в денисовцев.

Денисовцы — недавно открытая популяция людей, ДНК которой исследована по костным останкам, обнаруженным в Денисовской пещере на Алтае.

Наконец, если подходить с точки зрения формальной зоологической классификации, то по научным правилам человека нельзя считать произошедшим от обезьяны, ибо он обезьяной и является.

Дело в том, что естественными группами видов могут считаться только группы монофилетические. Монофилетическая группа включает в себя всех потомков какого-то известного предка.

Из этого следует, что род Homo нельзя вычленить из обезьян, так как он ответвился от эволюционного древа значительно позже, чем началась дивергенция собственно обезьян, уже изнутри обезьяньей «кроны».

Таким образом, человек по зоологической классификации относится к отряду приматов, к обезьянам, к узконосым обезьянам, к человекообразным обезьянам, к большим человекообразным обезьянам, к большим африканским человекообразным обезьянам и, наконец, к представителям рода Homo.


Найдено ли «недостающее звено» ?

Как только Дарвин выдвинул свою гипотезу о родстве человека и обезьяны, наука занялась поисками так называемого недостающего звена, связывающего человека с животным миром: ведь в те времена практически не было накоплено никаких палеоантропологических данных.

 Однако открытия последнего столетия, в том числе и совсем недавние находки, сняли вопрос о недостающем звене с повестки дня. Сейчас, напротив, существует другая проблема: антропологи часто спорят о том, какая именно из обнаруженных форм ближе к человеку, а какая — дальше.

Например, известно много видов поздних грацильных австралопитеков, которые жили 2,5 млн лет назад в Восточной Африке. И не совсем понятно, от какого конкретно вида ведут свою родословную первые Homo —Homo habilis.


Медленный путь разума

Наиболее существенный фактор, отделяющий человека от обезьяны, — наличие разума. Много раз исследователи пытались выделить скачки в антропогенезе, качественные переломы, приведшие к резкому росту интеллектуальных способностей у наших предков. Но чем больше данных получает наука, тем эти «переломы» кажутся все более плавными и постепенными.

Рост мозга начался около 2,5 млн лет назад уHomo habilis — изменчивость по размеру мозга у них уже была довольно большая — от 500 до 700 см3(по сравнению с 400 см3у австралопитеков, что сопоставимо с мозгом шимпанзе).

К этому времени относится начало изготовления каменных орудий, для чего нужна очень четкая координация движений, хороший контроль за действием руки и пальцев.

Мозг шимпанзе для этого не приспособлен — нужен более развитый мыслительный аппарат.


Образ клыка

Второй период быстрого роста мозга случился 1,8–1,7 млн лет назад, вскоре после того, как помимо habilis в Африке появились еще более продвинутые люди —Homo erectus. «Эректусы» изобрели более сложную технологию обработки камня (ашельская каменная индустрия). Камням стали придавать заранее продуманную форму: двусторонние симметричные рубила, напоминающие клык зверя. Именно тогда стали развиваться участки мозга, которые отвечали за планирование, создание образа будущего изделия. В этот период в течение нескольких сотен тысяч лет мозг вырастает до среднего размера 900 cм3.

Спустя еще миллион лет мозг вырос почти до современного уровня у поздних «эректусов» и гейдельбергских людей.

И около 400 000 лет назад поздний гейдельбергский человек наконец вырастил мозг, практически идентичный нашему.

А 40 000 лет назад появились первые рисунки и музыкальные инструменты (флейты), и, вероятно, именно к этому моменту психический и интеллектуальный облик человека в целом обрел свое завершение.


Что взорвалось в Большом взрыве ?

Александр Виленкин,директор Института космологии при Университете Тафтса, автор книги «Мир многих миров. Физики в поисках иных вселенных»Александр Виленкин,директор Института космологии при Университете Тафтса, автор книги «Мир многих миров. Физики в поисках иных вселенных»

С чего и как началось мироздание?

Ответы на этот старый как мир вопрос предлагают едва ли не все религии, вероучения и культы. А вот наука всерьез занялась им совсем недавно — только в XX веке.

Самый простой ответ будет и самым коротким — все началось с Большого взрыва. Об этом свидетельствуют решения всех разумных моделей эволюции Вселенной, построенных на базе общей теории относительности.

Если их прокрутить назад во времени, мы неминуемо упремся в момент, когда плотность и температура материи делаются бесконечными. Его и приходится брать за начало отсчета, нулевую временную точку. Продолжить решения в область предшествующих времен невозможно: математика не позволяет.


Единственный выход

Физикам эта ситуация никогда не нравилась.

С тех пор, как они научились строго просчитывать мировые модели, не исчезали надежды избавиться от бесконечностей и заглянуть, если так можно выразиться, в прошлое Большого взрыва.

Но все попытки найти разумные модели «безначальной», иначе говоря, вечной Вселенной оказывались безуспешными.

Такое положение дел сохранилось и после того, как в начале 1980-х годов были разработаны модели инфляционного расширения ранней Вселенной, которые опирались не только на ОТО, но и на гипотезу ложного вакуума, позаимствованную у квантовой теории поля.

Инфляция — сверхбыстрое расширение Вселенной в самом начале ее существования. Оно возникает из-за того, что вакуум в этот момент находится в состоянии с очень большой положительной плотностью энергии, неизмеримо превышающей ее минимальное значение.

Вакуум с наименьшей плотностью энергии называется истинным, с более высокой — ложным. Любой положительный вакуум действует как антигравитация, то есть заставляет пространство расширяться. Ложный вакуум с экстремально высокой плотностью энергии к тому же и крайне нестабилен, он быстро распадается, а его энергия идет на образование радиации и частиц, нагретых до чрезвычайно высоких температур.

Этот вакуумный распад и есть то, что называют Большим взрывом. Он оставляет за собой обычное пространство, заполненное гравитирующей материей, которое расширяется с умеренной скоростью.

Однако существует один сценарий, который позволяет преодолеть тупик математических бесконечностей.

Согласно этому сценарию, Вселенная возникла из ничего, точнее, из состояния, где нет ни времени, ни пространства, ни материи в классическом смысле этих терминов.

 Эта идея на первый взгляд кажется нелепой — как может ничто породить нечто?

Или, если перейти от метафор к физике, как можно обойти фундаментальные законы сохранения?

Скажем, закон сохранения энергии, который считается абсолютным.

Энергии вещества и излучения всегда положительны, так как же они могли возникнуть из состояния с нулевой энергией ?


О пользе замкнутости

К счастью, это затруднение вполне разрешимо — правда, не для любых вселенных, а только для замкнутых.

Можно доказать, что полная энергия любой замкнутой вселенной в точности равна нулю.

Как это может быть, коль скоро вселенная заполнена веществом и излучением?

Однако есть еще энергия гравитации, которая, как известно, отрицательна. Оказывается, что в замкнутой вселенной положительный энергетический вклад частиц и электромагнитных полей точно компенсируется равным по величине и обратным по знаку вкладом поля тяготения, так что полная энергия всегда равна нулю.

Этот вывод относится не только к энергии, но и к электрическому заряду. В замкнутой вселенной любому положительному заряду непременно сопутствует такой же заряд со знаком минус, так что полная сумма всех зарядов опять-таки оказывается нулевой.

То же самое можно сказать и о прочих физических величинах, подчиняющихся строгим законам сохранения.

Что же из этого следует? Если замкнутая вселенная возникает из абсолютной пустоты, все сохраняющиеся величины как были, так и остаются нулевыми. Выходит, что фундаментальные законы сохранения вовсе не запрещают такого рождения.

Теперь вспомним, что любой квантово-механический процесс, не запрещенный этими законами, может произойти, пусть даже и с очень малой вероятностью.

 Так что рождение замкнутой вселенной из ничего в принципе возможно. Этим квантовая механика отличается от класcической, где пустота сама по себе ничего рождать не может.


К началу времен

Шансы спонтанного рождения различных вселенных по такому сценарию можно вычислить: у физики есть для этого математический аппарат. Интуитивно очевидно, что они падают с увеличением размера вселенной, и уравнения это подтверждают: вселенные-лилипуты возникают с большей вероятностью, нежели вселенные покрупнее.

При этом размер вселенной связан со свойствами ложного вакуума, который ее заполняет: чем выше плотность его энергии, тем меньше вселенная. Так что максимальные шансы на спонтанное рождение получают замкнутые микровселенные, начиненные высокоэнергетичным вакуумом.

Теперь допустим, что вероятность сработала в пользу этого сценария и на свет из ничего родилась замкнутая вселенная. Ложный вакуум создает отрицательную гравитацию, которая вынуждает новорожденную вселенную не сжиматься, а расширяться.

В результате она будет эволюционировать от начального момента, который фиксирует ее спонтанное рождение.

При подходе к этому моменту со стороны будущего мы не упираемся в бесконечности. Но вопрос о том, что было перед этим моментом, не имеет смысла, поскольку тогда не существовало ни времени, ни пространства.


Обязан иметь начало

Несколько лет назад я вместе с двумя соавторами доказал теорему, которая имеет прямое отношение к нашей проблеме. Грубо говоря, она утверждает, что любая вселенная, которая в среднем расширяется, обязательно имеет начало.

 Уточнение «в среднем» имеет тот смысл, что на каких-то этапах вселенная может сжиматься, но на протяжении всего своего существования она все-таки преимущественно расширяется.

А вывод о существовании начала означает, что у этой вселенной есть истории, которые при продолжении в прошлое обрываются, их мировые линии имеют определенные начальные точки. Напротив, любая вселенная, которая существует вечно, таких мировых линий иметь не может, все ее истории непрерывно уходят в прошлое на бесконечную глубину.

А поскольку вселенные, которые рождаются в результате инфляционных процессов, удовлетворяют условиям теоремы, они обязаны иметь начало.

Можно также математически смоделировать замкнутую вселенную, которая бесконечно долго находилась в статичном состоянии, а потом стала расширяться.

Понятно, что наша теорема к ней не относится, ведь усредненная по времени скорость ее расширения равна нулю. Однако у такой вселенной всегда будут шансы сколлапсировать: этого требует квантовая механика.

Вероятность коллапса может быть очень малой, но поскольку вселенная пребывает в статичном состоянии бесконечное время, он непременно произойдет, и такая вселенная просто не доживет до расширения.

Так что мы вновь приходим к выводу, что расширяющаяся вселенная обязана иметь начало. Естественно, что он относится и к нашей собственной Вселенной.


Будет ли человек жить 150 лет?

Ян Вич,профессор и руководитель отделения генетики нью-йоркского Медицинского колледжа имени Альберта Эйнштейна, автор книги «Старение генома. Двойная роль ДНК в жизни и смерти» (Aging of the Genome, The dual role of DNA in life and death)Ян Вич,профессор и руководитель отделения генетики нью-йоркского Медицинского колледжа имени Альберта Эйнштейна, автор книги «Старение генома. Двойная роль ДНК в жизни и смерти» (Aging of the Genome, The dual role of DNA in life and death)

Людям с незапамятных времен хотелось продлить срок своего земного существования, и эти мечты вовсе не были беспочвенными. Даже во времена, когда мало кто доживал и до пятидесяти лет, отдельные индивидуумы пересекали столетний рубеж. Сейчас ожидаемая продолжительность жизни новорожденных японских девочек превышает 85 лет, и, согласно неплохо обоснованным прогнозам, к середине XXI века то же самое можно будет сказать о жителях всех развитых стран (независимо от пола).

Значит ли это, что человечество приближается к эпохе мафусаилов? Что такое старение ?

 Я бы дал такое определение: постепенное прогрессирующее накопление сбоев в работе тканей и органов, которое увеличивает риск развития патологических процессов.

Скажем, в тех или иных клетках с возрастом могут аккумулироваться мутации, которые в конце концов приводят к их злокачественному перерождению и превращению в зародыши раковых опухолей.

Или, например, почечная ткань начинает все хуже справляться с очисткой крови от мочевины и других шлаков, что тоже чревато опасными последствиями для организма.


Старение и эволюция

Смерть абсолютно необходима с точки зрения биологической эволюции, которая без нее не смогла бы работать. Иное дело старение. Естественный отбор держит под контролем жизненные процессы с рождения до резкого ослабления способности к размножению, а все, что происходит потом, его уже не касается.

Будь иначе, прекращение возможности иметь потомство автоматически приводило бы к быстрой смерти. Эволюция не закладывает в нас бомбы замедленного действия, настроенные на время отмирания репродуктивных функций, однако и не защищает нас в преклонном возрасте. Естественный отбор не создает давления, направленного на продление жизни на этом этапе, и потому не благоприятствует умножению долгожителей.

Вспомним хотя бы такие патологии, как сахарный диабет и сердечно-сосудистые заболевания, которые куда чаще встречаются в старости, нежели в молодые годы.

Это нередко обусловлено генетическими особенностями, которые способствуют репродуктивному успеху впервой половине жизни. А когда эти гены выполняют требования естественного отбора, он теряет к ним интерес.

Конечно, эволюция работает по-разному для разных биологических видов, и неудивительно, что слоны живут куда дольше мышей. Однако в пределах каждого вида индивидуальные колебания проживаемого возраста не слишком велики и в основном определяются условиями существования как отдельных особей, так и популяций.


Излечима ли старость

Надо отметить, что и с животными не все так просто. Возьмем карликовых мышей, которые отличаются от нормальных лишь одной генной мутацией. Они в среднем живут на 30% дольше своих обычных сородичей, но лишь в том случае, если их держать в тепличных условиях. Эти мыши особенно уязвимы в первое время после рождения, когда они могут умереть буквально без всяких видимых причин. Такие мутации никогда не станут инструментом продления человеческой жизни.

То же с лекарствами. Если подкармливать мышей рапамицином, можно увеличить срок их жизни в среднем примерно на одну пятую против нормы. Однако этот препарат дает ряд опасных осложнений — например, способствует росту катаракт и ослабляет иммунную систему. Очевидно, что его нельзя испытывать на людях.

Правда, отсюда не следует, что продолжительность жизни нельзя увеличить терапевтическими методами. Скажем, можно снижать уровень холестерина с помощью статинов и держать под контролем артериальное давление, принимая бета-блокаторы. Все эти меры вкупе со здоровым образом жизни, рациональным питанием и физическими упражнениями увеличивают шансы обретения долгой и, что не менее важно, полноценной жизни, не слишком отягощенной возрастными заболеваниями.

Но нет никаких данных за то, что таким способом можно приблизиться к возрасту долгожителей-рекордсменов и тем более его превзойти. Не уверен, что здесь поможет даже множественная пересадка органов, тем более что мы считаем этичным использовать ее только для лечения смертельных заболеваний, но отнюдь не для преодоления старческого одряхления.

Я хотел бы подчеркнуть, что старение — чрезвычайно сложный процесс, к адекватному пониманию которого мы только начинаем приближаться. Необходимо изучать самые разные факторы и механизмы старения, и это работа на много десятилетий. Если она даст ощутимые результаты, появится реальная надежда на создание действенных стратегий значительного продления полноценной жизни.


Отмерено эволюцией

В течение XX века средняя продолжительность жизни ощутимо выросла во всем мире. Причины этой тенденции известны — это успехи медицины, санитарно-гигиенический прогресс и улучшение питания. Сейчас процент людей старше 90–100 лет в населении Земли выше, чем когда бы то ни было за всю историю человечества. Однако сверхдолгожителей мы пока не видим.

Максимальный надежно документированный смертный возраст составляет 122 с половиной года. Столько прожила француженка Жанна Луиза Кальман, которая родилась в феврале 1875 года и скончалась в августе 1997-го. Американке Бесс Купер в конце августа будет 116 лет, еще двоим в этом году исполнилось 115. Однако многочисленные истории о том, что кому-то удалось прожить от 150 до 200 лет, ни на чем не основаны.

 Поэтому многие специалисты, включая и меня, считают 125-летний возраст практическим пределом человеческой жизни. Допускаю, что успехи науки могут его повысить, но разве что на годы, а не на десятилетия. Не думаю, что в нашем веке хотя бы один человек доживет до 140–150 лет, не говоря уже о еще больших сроках.

Этот прогноз может показаться пессимистическим, но он отражает нашу биологическую природу.

Темпы старения человеческого организма зависят от согласованной работы великого множества генов.

Время жизни червей, насекомых и даже мышей можно серьезно увеличить с помощью локальных мутаций, но с человеком так не получится, мы устроены гораздо сложнее. Для радикального продления жизни нам потребовались бы лекарственные препараты или иные способы воздействия на организм, способные вызвать тысячи согласованных изменений в работе органов и при этом не дать патологических побочных эффектов.

Я не думаю, что такое практически возможно в предвидимом будущем. Эта задача по плечу только биологической эволюции, да и у нее она занимает сотни тысяч и миллионы лет.

В частности, не стоит рассчитывать на скорое появление каких-то чудодейственных таблеток от старости.


Возможны ли путешествия во времени?

Кен Олум,профессор физики Университета Тафтса.Кен Олум,профессор физики Университета Тафтса.

С тех пор, как Герберт Уэллс опубликовал свою «Машину времени», прогулки в прошлое либо в будущее с непременным возвращением в свою собственную эпоху прочно вошли в фантастическую литературу.

Но вот возможны ли они с точки зрения современной науки, хотя бы чисто теоретически ?

Путешествиями во времени я вместе с группой единомышленников занимаюсь в контексте общей теории относительности с определенными квантовыми поправками.

Конкретно проблема ставится так:

Mожно ли с помощью тех или иных квантовых полей сконструировать искривленное пространство-время ОТО, содержащее замкнутые мировые линии?

Если мировая линия выходит из определенной пространственно-временной точки и в нее же и возвращается, то движение по этой петле как раз и будет путешествием во времени.

Для тех, кто знаком с теорией относительности, уточню, что мировая линия обязана быть времени подобной.

Это означает, что никакие перемещения вдоль нее не должны превышать скорость света.


Полуклассика

Наш подход к постановке проблемы темпоральных путешествий можно назвать полуклассическим, так как он основан на объединении классической теории тяготения Эйнштейна с квантовой теорией поля.

Кое-кто говорит, что эту проблему путешествий надо изучать на базе чисто квантовой теории гравитации, но она пока не создана и мы не знаем, как она будет выглядеть.

Эйнштейновские уравнения симметричны относительно времени, их решения можно продолжать как в будущее, так и в прошлое. Поэтому из них не следует необратимость времени, которая наложила бы запрет на путешествия во времени.

Однако геометрическая структура пространства-времени определяется свойствами материи, заполняющей пространство, ее энергией и давлением.

Так что нашу основную проблему можно переформулировать так:

Kакая именно материя допускает петли мировых линий?

Оказывается, что привычная нам материя, состоящая из частиц и излучения, для этого никак не подходит. Нужна материя иного рода, обладающая отрицательной массой, а следовательно, если вспомнить знаменитую формулу Эйнштейна E=mc2, и отрицательной энергией (кстати, не стоит путать такую материю с античастицами — их массы и энергии положительны).

Это давно доказано несколькими физиками, например Стивеном Хокингом.


Эффект Казимира

Материя с отрицательной массой и энергией может показаться нелепицей, однако она отработана теорией и даже подтверждена экспериментом. Правда, классическая физика ее не допускает, однако с точки зрения квантовой теории поля она вполне законна. Об этом свидетельствует физический эффект, названный в честь голландского физика Хендрика Казимира.

Если взять две отполированные металлические пластины и поместить строго параллельно друг другу на дистанции в несколько микрометров, они будут притягиваться с силой, которую вполне можно измерить (что и было впервые сделано еще 15 лет назад). Это притяжение объясняется как раз тем, что пространство между пластинами имеет отрицательную энергию.

Откуда она берется?

Будем для простоты считать, что пластины расположены в идеальном вакууме. Согласно квантовой теории, там все время рождаются и исчезают самые разные флуктуации квантовых полей, например виртуальные фотоны. Все они вносят вклад в среднюю энергию свободного вакуума, которая равна нулю. Чтобы это было возможным, часть флуктуаций должна иметь положительную энергию, а часть — отрицательную.

Но вблизи физических тел этот баланс может и не соблюдаться.

В частности, в пространстве между пластинами «минусовые» флуктуации доминируют над «плюсовыми». Поэтому плотность вакуумной энергии там ниже плотности энергии свободного вакуума, то есть меньше нуля. Эта плотность обратно пропорциональна четвертой степени ширины щели между пластинами, в то время как объем межпластинного пространства пропорционален самой ширине.

Так что их произведение имеет отрицательный знак и обратно пропорционально кубу ширины щели. В результате при сближении пластин полная ваккумная энергия межпластинного пространства все сильнее проваливается ниже нулевой отметки, и поэтому им энергетически выгодно притягиваться друг к другу.


Патруль времени

Но вернемся к путешествиям во времени. Коль скоро обычная материя имеет положительную массу, из нее невозможно изготовить устройство, способное перемещаться во времени. Если эта задача разрешима, то только с помощью каких-то конфигураций квантовых полей, обеспечивающих отрицательную энергию на всем протяжении замкнутой мировой линии.

Однако создать такую конфигурацию, по всей видимости, просто невозможно. Этому препятствует очень важное ограничение, которое называется условием усредненной нулевой энергии (Averaged Null Energy Condition, сокращенно ANEC). Математически оно выражается довольно сложным интегралом, а на простом общечеловеческом языке утверждает, что любые вклады со стороны отрицательной энергии вдоль мировых линий фотонов должны точно или даже с избытком компенсироваться добавками положительной энергии.

По всем имеющимся данным, природа соблюдает ANEC без всяких исключений. Можно показать, что этому условию подчиняется и эффект Казимира.

Например, если сделать в пластинах два отверстия напротив друг друга и извне через них пропустить через межпластинное пространство световой луч, полная сумма изменений энергии вдоль его мировой линии будет положительной.

Прыжок в будущее


Согласно специальной теории относительности (СТО) Эйнштейна, время в космическом корабле, летящем со скоростью, близкой к скорости света, течет значительно медленней, чем на планете, которую он покинул (с точки зрения ее обитателей). Экипаж звездолета может возвратиться назад через тысячи лет и оказаться в далеком будущем.


Поэтому путешествие в будущее — это чисто техническая задача.


Кое-кто из нынешних космонавтов его уже совершил: Сергей Авдеев, который провел на орбите в общей сложности 747 суток, 14 часов и 16 минут, прыгнул в будущее на 20 миллисекунд. 


Правда, уравнения общей теории относительности (ОТО) предписывают часам замедлить ход при увеличении силы тяготения: на поверхности Земли время течет медленнее, чем на МКС (что тоже давно подтверждено). И если бы не этот эффект, «прыжок» Авдеева был бы немножечко длиннее.

Как это влияет на путешествия во времени?

Можно доказать, что если в искривленном пространстве ОТО действует определенный аналог ANEC, то такие путешествия оказываются невозможными.

Иначе говоря, эта версия ANEC, которую мы назвали ахрональной, накладывает запрет на любые проекты машин времени, изготовленных с помощью материи с отрицательной массой.

Сейчас я вместе с моими студентами работаю над математическим доказательством этой версии, и, как мне кажется, мы уже кое-чего добились.

Если удастся построить искомое доказательство, принципиальная неосуществимость машины времени будет продемонстрирована — во всяком случае, в рамках полуклассического подхода.

А поскольку полной квантовой теорией гравитации мы пока не располагаем, этот вывод придется принять как минимум до ее создания.


Что происходит в мозге, когда рождается мысль?

Константин Владимирович Анохин,российский ученый, нейробиолог, профессор, член-корреспондент РАН и РАМН. Лауреат премий Ленинского комсомола, имени Де Вида Нидерландской академии наук, Президиума Российской академии медицинских наук и Национальной премии «Человек года» в номинации «Потенциал и перспектива в науке»Константин Владимирович Анохин,российский ученый, нейробиолог, профессор, член-корреспондент РАН и РАМН. Лауреат премий Ленинского комсомола, имени Де Вида Нидерландской академии наук, Президиума Российской академии медицинских наук и Национальной премии «Человек года» в номинации «Потенциал и перспектива в науке»

Для того чтобы достичь полного понимания биологических основ сознания, понадобится, возможно, еще несколько столетий.

Но если всего лишь пару десятков лет назад к решению этой задачи приступать даже не решались, сегодня появились научные методы исследований в данной области.

Если отвечать вкратце, то ответ будет таков:

Hаука пока не имеет удовлетворительного объяснения этого процесса.

Удовлетворительного в том смысле, который имел в виду Ричард Фейнман, когда говорил :

 «То, что я не могу построить, я не могу понять». Мы не можем пока создать устройство, которое мыслит, и это в значительной степени связано не с техническими сложностями, а с тем, что мы не способны пока понять, как устроен мозг.

Что известно сейчас?

Мы не можем сказать, как рождается мысль, но мы уже очень много знаем о том, что происходит в мозге при ее рождении, какие уникальные условия работы мозга создаются, когда возникает мысль. Исследуется это в специальных экспериментах, когда сравнивают предъявление мозгу каких-то осознаваемых ситуаций (рождающих мысль) и тех же ситуаций, которые он осознать не может.

Например, если событие слишком коротко: зрительные и слуховые компоненты происходящего поступают в мозг, но до уровня сознания не доходят. Когда ученые сравнивают, что происходит в мозге при сознательной и неосознаваемой переработке информации, оказывается, что осознание связано с несколькими вещами.


Что происходит при осознании:

во-первых, когда мы осознаем что-то, в коре головного мозга работает значительно больше нейронов в тех зонах, которые уже участвовали в обработке неосознанной информации.

во-вторых, в момент осознания активируются те зоны, которые раньше не участвовали в неосознаваемой обработке сенсорных данных. Это зоны, связанные с передними областями мозга.

в-третьих, между зонами, которые активируются в момент появления сознания (мысли), и зонами, которые связаны с нашим восприятием окружающего мира, начинают устанавливаться быстрые циклические взаимодействия — реверберации.

в-четвертых, только после того как начинается циркуляция возбуждений по этой сети, появляется момент осознания.

Мы не всегда понимаем это, но наше сознание очень сильно отстает от момента реакции мозга на какие-то события.

Если точно известно, в какую миллисекунду предъявлена на экране фотография или слово, можно убедиться, что осознание появляется примерно через полсекунды (200–400 миллисекунд) после показа. А реакция областей мозга, которые воспринимают информацию неосознанно (ранняя реакция), возникает заметно раньше, то есть через 60–100 миллисекунд.

Все эти четыре компонента складываются в общую картину. Когда у нас появляется вспышка сознания, это происходит из-за того, что разные области мозга — и те, которые связаны с умственным напряжением, вниманием (передние), и те, которые связаны с восприятием внешнего мира — синхронизуются вместе в специальных циклах циркуляции информации.

Синхронизация устанавливается на поздних фазах действия внешнего сигнала (через полсекунды), и в этот момент появляется сознание.


Тайны нервного кода

Мы также знаем, что воздействие на разные этапы этих четырех компонентов (иногда они наблюдаются в медицине, при травмах, кроме того, их можно вызывать искусственно при магнитной симуляции) способно разрушить сознание, и человек окажется в области подсознательного либо попросту в коме.

Мозг часто сравнивают с компьютером, но это очень грубая и неточная аналогия. Нервный код устроен совсем по-другому, нежели коды Тьюринговской машины.

Мозг не работает на бинарной логике, он не работает как тактовый процессор, он функционирует как массивная параллельная сеть, где основным элементом кода является момент синхронизации разных клеток с их опытом, в результате чего и возникает то субъективное ощущение, мысль или действие, которые занимают в этот миг театр сознания, поле нашего внимания.

Это код синхронизации многих элементов, а не ход пошаговых вычислений.


Нейроны и образы

В момент образования связей между клетками не передается что-то похожее на психическую информацию. Между ними передаются химические вещества, которые позволяют нейронам объединиться в ту или иную систему. Каждая из этих систем уникальна, потому что клетки специализированы.

Например, это клетки, воспринимающие образ синего неба, белой оконной рамы, лица и т. д. Все вместе они дают на какое-то короткое время тот осознаваемый образ, который и занимает наше внимание. Такие «кадры» могут очень быстро меняться, и следующие несколько десятков миллисекунд в мозгу появится другая конфигурация клеток, которая связана с другим набором нейронов.

И это постоянный поток, лишь небольшая часть которого осознается посредством возникающих синхронизаций.

Есть масса вещей, которые работают при этом параллельно центральному звену. Они не осознаются и построены на автоматизированных процессах. Я сижу, балансирую, поддерживаю температуру тела, давление, дыхание. Это всё управляется массой функциональных систем, которые не должны идти в широковещание на весь мозг.


Мозг под управлением ОС

Однако при всей несхожести нервного и бинарного кодов некие параллели между мозгом и компьютером все же можно провести.

Мозг обладает подобием операционной системы, и на этот счет существует несколько гипотез.

В одной из них — теории функциональных систем — существует понятие операционной архитектоники системы. Это некий синтез сенсорных и мотивационных сигналов, извлечений из памяти, который вовлекает все эти компоненты в единое рабочее пространство — то, где ставится цель и принимается решение.

Есть также теория сознания как глобального рабочего пространства. Согласно ей существует определенная операциональная архитектура, которая как операционная система способна вовлекать разные клетки в процессы осознания. Она вовлекает нейроны передних областей коры, которые имеют длинные проекции во все остальные области коры, и когда происходит «зажигание» этих нейронов, они начинают «крутить» информацию по всем остальным областям.

Это некий центральный процессор, и он включается, только когда есть сознание. Во всем остальном мозг может работать автоматически. Вы можете вести машину, а ваше сознание будет занято некими внутренними вопросами, и «процессор» будет работать для них.

И лишь в тот момент, когда происходит что-то неожиданное (кто-то перебегает дорогу, например), операционная система начинает работать на режим внешнего мира.


Когда наступит конец света ?

Ави Лёб,профессор, заведующий отделением астрономии Гарвардского университета, директор Института теории и компьютерного моделирования Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.Ави Лёб,профессор, заведующий отделением астрономии Гарвардского университета, директор Института теории и компьютерного моделирования Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.

Если мы что-то в точности знаем о нашей Вселенной, так это то, что она нестатична, меняется со временем. А что ее ожидает в будущем?

Сегодня у нас есть стандартная космологическая модель, которая хорошо описывает историю Вселенной почти с момента ее рождения вплоть до нашего времени.

Более того, сейчас нет серьезных оснований считать, что эта модель не может служить основой для прогнозирования последующей эволюции нашего мира. Правда, у нее есть конкуренты, которые предлагают совсем иные сценарии будущих событий. Однако мы пока не располагаем данными наблюдений, которые указывали бы на реальную необходимость не только пересмотра стандартной модели, но даже ее серьезной коррекции.


Пустота или клочья

Теперь о будущем. Из стандартной модели следует, что в очень отдаленной перспективе роль гравитации практически сойдет на нет и скорость расширения Вселенной станет увеличиваться по экспоненте. Космическое пространство будет пустеть, причем все быстрее и быстрее. Однако эта скорость всегда будет возрастать монотонно, от нынешней эпохи вплоть до скончания времен.

Стандартная модель исключает сценарии, по которым вакуум теряет стабильность и плотность его энергии за конечное время подскакивает до бесконечности. В этом случае скорость расширения Вселенной тоже устремится к бесконечности, что приведет к разрыву и исчезновению всех материальных объектов — от галактик и звезд до атомов и атомных ядер.

Некоторые конкуренты стандартной модели предсказывают именно такой исход, но у астрономов нет данных в пользу этих теорий. Честно говоря, я и сам их всерьез не принимаю, они основаны на очень уж необычной физике.

Стандартная модель прекрасно согласуется с результатами наблюдений, и отказываться от нее нет никакого смысла.

Ускоряющееся расширение Вселенной будет означать только увеличение темпов разлета галактик. Поскольку плотность темной энергии не изменится, она не сможет разрушить галактики и другие гравитационно устойчивые структуры, которым она не мешает существовать в нынешнюю эпоху.

Конечно, это не означает, что сами галактики сохранятся в том виде, в каком существуют сегодня. Со временем все звезды сожгут термоядерное топливо и превратятся в белые карлики, нейтронные звезды или черные дыры.

Дыры будут расти, сливаясь друг с другом и поглощая звездные остатки и межзвездный газ. Однако эти и другие деструктивные процессы будут проходить без участия темной энергии.


Местные новости

А что же ожидает нашу собственную Галактику, Млечный Путь?

Она сближается с соседней крупной спиральной галактикой Андромеды — сейчас со скоростью 110 км/с. Через 6 млрд. лет обе галактики сольются и образуют новое звездное скопление, Милкомеду. Солнце останется внутри Милкомеды, только сдвинется на ее периферию по сравнению со своим нынешним положением в Млечном Пути.

По занятному совпадению как раз тогда оно сожжет водородное топливо и вступит на путь катаклизмических изменений, который закончится его превращением в белый карлик.

Пока что мы говорили о довольно близком будущем.

Милкомеда после стабилизации сохранит гравитационную устойчивость в течение гигантских сроков, как минимум в тысячи раз превышающих нынешний возраст Вселенной.

А вот в одиночестве она окажется гораздо раньше.

Где-то через 100 млрд. лет или немногим позднее все далекие галактики, которые мы сегодня можем наблюдать, исчезнут с ее небосвода. К тому времени скорость их разлета, вызванного расширением Вселенной, превысит скорость света, так что испущенные ими фотоны никогда не достигнут Милкомеды.

На языке космологии, галактики необратимо уйдут за ее горизонт событий. Их видимая яркость будет падать, и в конце концов все они потускнеют и погаснут. Так что наблюдатели в Милкомеде увидят только ее собственные звезды — конечно, лишь те, которые к тому времени еще будут излучать свет. Дольше всего сохранят активность самые легкие красные карлики, однако максимум через 10 трлн лет начнут умирать и они.


Стандартная Вселенная

Стандартная модель утверждает, что в наше время Вселенная изменяется под воздействием двух основных факторов: гравитации обычной и темной материи и антигравитирующего воздействия ненулевой энергии вакуума, которую принято называть темной энергией.

В ранней юности Вселенной серьезный вклад в ее эволюцию также вносила энергия электромагнитных излучений и нейтринных потоков. Сейчас ее роль очень невелика, поскольку плотность лучистой энергии крайне мала и к тому же постоянно падает из-за расширения космического пространства.

В то же время плотность темной энергии, как она фигурирует в стандартной модели, остается постоянной. Она не уменьшается по мере расширения Вселенной и уже сейчас втрое превосходит монотонно падающую плотность обычной и темной материи. Поэтому темная энергия вызывает ускоряющееся расширение Вселенной, которое не может сдержать слабеющая гравитация галактик и межгалактической среды.


Стратегические планы

Когда возраст Вселенной достигнет триллиона лет, длина волны реликтового излучения сравняется с ее размером. Тогда, и тем более позже, никакие детекторы уже не смогут зарегистрировать эти сверххолодные фотоны. Поэтому любые наблюдатели, как бы совершенны ни были их приборы, не смогут использовать реликтовое излучение в качестве источника астрономической информации.

Сейчас пик спектра этих фотонов лежит в микроволновом диапазоне, и они легко детектируются нашей аппаратурой, поставляя важнейшие сведения о ранней истории Вселенной. Совсем уж далекое будущее выходит за рамки стандартной космологической модели. Мы можем разумно предположить, что растущие черные дыры поглотят значительную часть и барионной, и темной материи, но что будет с ее остатком, рассеянным по безбрежным пространствам космоса ?

Физика утверждает, что электроны не подвержены никаким формам распада, однако в отношении протонов такой уверенности нет. По современным данным, период полураспада протона не может быть меньше 1034 лет — это много, но все же не вечность. Мы также не знаем долговременную судьбу частиц темной материи, которые и вообще еще не открыты.

Самый вероятный прогноз сверхотдаленного будущего сводится к тому, что Вселенная предельно опустеет и охладится почти до абсолютного нуля.

Как именно это произойдет, пока неизвестно, здесь дело за фундаментальной физикой. Однако будущее в масштабе триллионов лет вполне прогнозируемо на базе стандартной модели. Конечно, если у вакуума откроются какие-то новые свойства, этот сценарий придется пересмотреть, но это уже из области предположений.


Когда компьютеры смогут мыслить, как люди?

Дэвид Ферруччи,специалист в области искусственного интеллекта, руководитель отдела семантического анализа и интеграции Исследовательского центра IBM имени Томаса Уотсона, почетный сотрудник IBM, создатель суперкомпьютера IBM Watson.Дэвид Ферруччи,специалист в области искусственного интеллекта, руководитель отдела семантического анализа и интеграции Исследовательского центра IBM имени Томаса Уотсона, почетный сотрудник IBM, создатель суперкомпьютера IBM Watson.

В фантастических романах 1960-х годов в качестве героя появился искусственный интеллект. В книгах компьютеры не только общались с людьми на обычном естественном языке и принимали сложные решения, но и осознавали себя как личности.

Останется ли это вечной мечтой, или все же компьютеры рано или поздно смогут сравняться с человеком ?

Смогут ли компьютеры мыслить как люди?

Это захватывающий и очень интересный вопрос, и чем больше мы изучаем его, тем больше узнаем о самих себе и о процессах нашего мышления.

Несмотря на всю уникальность человеческого мышления, в отдельных задачах компьютеры могут сильно превосходить людей. Немногие из нас могут перемножить в уме два десятизначных числа, обыграть чемпиона мира в шахматы или даже проложить самый оптимальный маршрут по забитому пробками городу.

 Но когда доходит до взаимодействия компьютера с человеком, дела обстоят далеко не столь блестяще. Не говоря уже о вопросах, требующих для своего решения человеческого восприятия и интуиции, — здесь компьютеры и вовсе могут быть бесполезны.


Способность учиться

Компьютеры обладают огромной вычислительной мощностью, но у них нет человеческих чувств и эмоций, нет человеческой чувственности. Это основное фундаментальное отличие между компьютером и человеком.

Разница заложена не на уровне разума, а на уровне чувств и эмоций, которые как раз и определяют, как именно и почему мы мыслим. А это, в свою очередь, дает нам возможность самообучаться под действием каких-то внутренних стимулов — в отличие от компьютера, способность которого к обучению более или менее жестко ограничена рамками программного обеспечения. Компьютер решает отдельные задачи гораздо эффективнее человека, но мыслить как человек машина не может.

Одним из характерных примеров отражения нашего способа мышления является язык. Практически любой естественный язык зачастую неоднозначно определяет различные понятия, поэтому для компьютера распознавание смысла даже обычного текста представляет серьезную проблему.

Чтобы компьютер мог обработать такую информацию, приходится прибегать к «переводу» — формализации речи, текста или любой другой информации. Но мы не можем ожидать от компьютера, чтобы он сделал это самостоятельно.

Конечно, с помощью программ он сможет сформировать для нас ответ, который будет иметь смысл и казаться вполне человеческим. Но на самом деле это имитация, а не настоящее человеческое мышление.

Компьютер в этом случае — обычный инструмент обработки информации.


Почти точная имитация

Современные программные алгоритмы и вычислительные мощности позволяют компьютерам сегодня настолько точно имитировать поведение человека, что многие СМИ всерьез пишут о «мышлении».

Широкую известность получил наш компьютер IBMWatson, который в телевикторине Jeopardy(российский аналог — «Своя игра») превзошел человека, причем и вопросы игры, и ответы компьютера были сформулированы на естественном языке.

Тем не менее Watsonне является моделью человеческого мозга, а представляет собой специализированную систему обработки информации, разбирающую с помощью алгоритмов вопросы на естественном языке и оценивающую вероятность того или иного ответа из обширной базы данных на основе накопленной статистики.

И хотяWatsonв настоящее время является самой совершенной системой, способной «понимать» запросы на естественном языке и отвечать на них, но, уверяю, внутри нашего компьютера вы не найдете человека — ни в каком смысле этого слова.


Механистический путь

Чтобы перейти от внешней имитации к настоящему моделированию человеческого мышления, требуется решить совсем другую задачу. Создание компьютера, который будет не просто действовать в рамках заданной программы, но и на самом деле мыслить как человек, требует повторения биологического пути, которым уже прошла природа.

Фактически нужно построить аналог человеческого мозга и дать машине все те каналы общения с внешним миром, которыми обладает человек. Разумеется, все это умозрительно, поскольку практическую реализацию такого проекта пока невозможно даже представить. И не столько из-за несовершенства технологий или недостатка вычислительной мощности, сколько по той причине, что мы до сих пор не понимаем, как именно работают человеческий мозг и наше восприятие.

Человеческое восприятие — это огромная загадка.

Пока никто даже примерно не представляет, как оно устроено, в научном изучении этого вопроса (этим занимаются и психологи, и биологи, и кибернетики) мы находимся в начале пути. Попробуйте представить себе те объемы данных, которые поступают в мозг: визуальные (с огромным разрешением), аудио-данные, тактильные, температурные, вкусовые, обонятельные, эмоциональные.

Вся эта информация сказывается на эмоциональном состоянии, которое влияет на анализ, обработку данных и принятие решений. Это гигантское количество информации мозг обрабатывает параллельно и в реальном времени.

Сейчас у нас даже нет никаких идей, как можно было бы смоделировать подобную схему целиком в железе (хотя, конечно, отдельные элементы уже используются при разработке новых архитектур).


Нужен ли нам супермозг

Немаловажный аспект моделирования — энергетическая эффективность. Человеческий мозг массой около 1,5 кг потребляет порядка 30 Вт. Современные суперкомпьютеры занимают целые здания, а потребляемая мощность исчисляется мегаваттами.

Это означает, что если бы нам удалось построить механистическую модель человеческого мозга, то она была бы огромного размера и потребляла бы энергии на много порядков больше, чем оригинал, не говоря об охлаждении.

Впрочем, технологии не стоят на месте — и IBM, и другие компании работают над новыми архитектурами процессоров, над новыми полупроводниковыми материалами, которые позволят уменьшить потребление и размеры компьютеров.

Кроме того, повышению эффективности поможет и распараллеливание вычислительных процессов. Довольно перспективны в этом отношении квантовые компьютеры.

Когда это будет ?

Если мы сегодня поставим перед собой такую задачу и обеспечим достаточное финансирование, может понадобиться лет сто (это довольно оптимистический прогноз). Но будет ли такая цель оправдана? Создание модели человеческого мозга не даст чего-то принципиально нового для решения повседневных задач, с которыми могут справиться традиционные компьютеры.

К тому же придется столкнуться не только с технологическими, но и с этическими проблемами. Впрочем, они возникнут в любом случае, ведь и обычные компьютеры проникают во все новые ключевые области человеческой деятельности.

Скажем, уже нет сомнений, что вскоре компьютеры будут управлять автомобилями, и тут мы заходим в область этики — кто будет нести ответственность в случае аварии?

Но я не испытываю страха перед новыми технологиями.

Ведь компьютер — это просто инструмент, помогающий делать мир удобнее для нас, людей.

Интервью брали: Алексей Левин, Олег Макаров, Дмитрий Мамонтов

Источник:

Поделиться в социальных сетях:


+16
180
Распечатать
RSS
21:40
Интервью у самыx талантливыx, самыx интересныx людeй своего времени.брали:

* Алексей Левин,
* Олег Макаров,
* Дмитрий Мамонтов

«Популярная механика» №11, 2012
Загрузка...
Читайте еще
Пишут в блогах
Интересное видео