Сообщество - Популярная наука

Популярная наука

1 042 поста 5 284 подписчика

Популярные теги в сообществе:

13

Космическая "Пребиотическая Бомба": Ученые впервые синтезировали ключевое соединение для жизни

Космическая "Пребиотическая Бомба": Ученые впервые синтезировали ключевое соединение для жизни

В прорывном исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, международная команда ученых впервые успешно синтезировала и идентифицировала метантетрол – крайне неустойчивое органическое соединение, которое может стать ключом к пониманию химических истоков жизни как на Земле, так и, потенциально, в космосе.

Этот научный прорыв стал результатом многолетних усилий. В команду вошли Райан Фортенберри (астрохимик, Университет Миссисипи), Ральф Кайзер (профессор химии, Гавайский университет в Маноа) и Александр М. Мебель (специалист по вычислительной химии, Международный университет Флориды). Их работа позволила "поймать" молекулу, которую называют "пребиотическим концентратом" или "семенем жизни".

Почему Метантетрол Так Важен?

Метантетрол относится к классу ортокислот – соединений, известных своей редкостью и нестабильностью, но считающихся потенциально критическими для ранних химических процессов, ведущих к возникновению жизни. Его уникальность – в четырех гидроксильных группах (OH), присоединенных к одному атому углерода. Как поясняет Ральф Кайзер, лаборатория которого безуспешно пыталась выделить метантетрол более пяти лет, само обнаружение такого соединения "выводит экспериментальные и детектирующие возможности на 'последний рубеж'", открывая новый уровень исследований.

Сложность Синтеза: Имитация Космических Условий

Главная проблема метантетрола – его экстремальная нестабильность. Множество кислородных связей (атомы кислорода "не любят" находиться рядом) делают молекулу похожей, по словам Фортенберри, на "компактную углеродно-кислородную молекулу, которая просто хочет взорваться". При малейшем притоке энергии она распадается на воду и углекислый газ, важные для биохимии. Фортенберри даже называет ее "пребиотической бомбой".

Чтобы обойти эту нестабильность и воспроизвести возможные процессы в межзвездной среде, исследователи пошли на хитрость. Они создали смесь из замороженной воды и углекислого газа, охладив ее почти до абсолютного нуля. Затем, имитируя действие космических лучей, они подвергли лед воздействию высокоэнергетического излучения. Это позволило перевести образовавшийся метантетрол в газообразную форму и, используя мощный ультрафиолетовый свет, впервые надежно его идентифицировать.

Значение для Поисков Жизни во Вселенной

Синтез метантетрола в лабораторных условиях, моделирующих космические, — сильный аргумент в пользу того, что он может образовываться и в реальных межзвездных облаках или на ледяных телах. "Если молекула может образоваться в лаборатории, она может образоваться и в космосе", — подчеркивают авторы.

Это открывает новые горизонты для астрохимии и астробиологии. "Углерод — строительный материал жизни, кислород — то, из чего состоит практически всё остальное", — объясняет Фортенберри. — "Он повсюду и необходим для жизни. Итак, если мы сможем найти места в космосе, где метантетрол образуется естественным образом, мы будем знать, что это место обладает потенциальными строительными блоками для поддержания жизни".

Фортенберри сравнивает метантетрол с желудем: "По сути, это пребиотический концентрат... То, что может привести к более сложным химическим процессам, если дать ему возможность. Представьте себе жёлудь, который вырастет в дерево в Роще. Один лишь жёлудь не может стать деревом; для этого нужны солнечный свет, вода и многое другое. Но он может стать началом процесса".

Исследование, поддержанное грантом Национального научного фонда (AST-2403867), не только расширяет понимание фундаментальной химии, но и дает астрономам новую молекулу-мишень для поисков в глубинах космоса.

Джошуа Х. Маркс, Силин Бай, Анатолий А. Николаев, Цианг Гун, Мейсон МакЭнелли, Цзя Ван, Ян Пань, Райан К. Фортенберри, Александр М. Мебель, Тао Ян, Ральф И. Кайзер. Метантетрол и последний рубеж в изучении ортокислот . Nature Communications , 2025; 16 (1) DOI: 10.1038/s41467-025-61561-z

Показать полностью
3

Энергия из каждого шага (видео)

Представь: ты просто идёшь по улице, а твои шаги превращаются в электричество! Это не фантастика, а технология Pavegen.

Специальные плитки Pavegen V3 немного пружинят под ногами (всего 5–10 мм), и за счёт этого внутри запускаются генераторы. Один шаг — и энергии хватает, чтобы зажечь лампочку на 20 секунд.

Плитки можно устанавливать где угодно — на улице, в аэропортах, школах или стадионах. Они не боятся воды и пыли, не скользят и выдерживают огромный поток людей.

Кроме того, Pavegen передает данные: сколько людей прошло, в какие часы, какие зоны популярны. На основе этого строятся «тепловые карты» движения — это полезно для городов и бизнеса.

Каждый шаг — маленький вклад в чистую энергию будущего.

Больше информации про энергию и энергетику в телеграм-канале ЭнергетикУм

Показать полностью
6

Беседы с ИИ о вечном

Меня всегда занимал вопрос, почему физики придумали такой дурацкий пример, как Кот Шредингера? Я даже не про то что кота жалко, хотя его жалко, котиков я люблю. Но он же явно неправильно показывает принцип суперпозиции? Кот явно не находится в суперпозиции жив-мертв. Он либо жив, либо мертв. Просто мы об этом не знаем. Налицо явный скрытый параметр и никакого коллапса волновой функции.

Я решил выснить мнение об этом китайского ИИ. И вот что выяснил:

Мысленный эксперимент с котом был создан Эрвином Шрёдингером в 1935 году не для объяснения квантовой суперпозиции, а как критика Копенгагенской интерпретации квантовой механики. Шрёдингер намеренно довёл её логику до абсурда: если радиоактивный атом в коробке может находиться в суперпозиции (распался/не распался), а его распад запускает механизм убийства кота, то до открытия коробки вся система (включая кота) формально должна описываться единой волновой функцией в суперпозиции "кот жив + кот мёртв". Физик подчёркивал, что это абсурдно для макроскопического объекта (кот не может быть полумёртвым), демонстрируя, что Копенгагенская интерпретация неполна или некорректна при переходе от квантовых систем к классическим, а понятие "измерения" (коллапс волновой функции) размыто.

Из-за яркости образа парадокс часто неверно подают в научпопе и образовании как "простой пример суперпозиции", создавая миф, будто Шрёдингер утверждал, что кот реально может быть в состоянии "жив-и-мёртв". На деле он использовал кота именно для опровержения этого. Сегодня известно, что макроскопические объекты (коты) не проявляют квантовую суперпозицию из-за мгновенной декогеренции — разрушения хрупких квантовых состояний при взаимодействии с окружающей средой (воздух, свет, стенки коробки). Кот всегда либо жив, либо мёртв, а "парадокс" остаётся мощным инструментом для обсуждения проблемы измерения и границы между квантовым и классическим мирами.

Вот пример неправильной подачи мысленного эксперимента: https://science.mail.ru/articles/2776-kot-shredingera/

В википедии, кстати все правильно написано, но кто ж сегодня верит википедии.

Такая интерпретация эксперимента меня больше устраивает. Есть все-таки польза от нейросетей.

Показать полностью
10

Лишение сна — эксперимент на 11 суток с далекоидущими последствиями

Лишение сна мы, как правило, недооцениваем по последствиям. Глядя на часы за полночь, мы убеждаем себя, что еще пару часов бодрствования — и не случится ничего страшного. Завтра доспим, кофе выпьем побольше, и всё образуется… И так день за днем, неделя за неделей

Но, возможно, если узнать, что бывает с человеком, если отнять у него сон не на несколько часов или на одну ночь, а на целых 11 долгих дней — и отношение к ночному отдыху навсегда меняется.

Что будет если не спать несколько дней

Что будет если не спать несколько дней

История одного безумного эксперимента

Добровольная пытка лишением сна началась в декабре 1963 года, когда 17-летний Рэнди Гарднер решил выиграть научную ярмарку.

Вместе с друзьями он задумал то, что сегодня кажется настоящим безумием: не спать почти 11 суток подряд, чтобы побить уже установленный к томи времени мировой рекорд бодрствования. Парни подбросили монетку, и жребий быть подопытным кроликом пал на самого Гарднера.

Начался эксперимент с лишением сна, растянутый до предела человеческих возможностей.

Поначалу всё казалось даже весёлым: поднятая на уши пресса, первые интервью, школьные друзья рядом, бодрящие напитки и вечный драйв. Но уже через трое суток начали происходить тревожные события. Где-то на четвёртый день Рэнди понял, что реальность словно ускользает сквозь пальцы: забывал, что только что хотел сказать, тяжело было сосредоточиться, а настроение скакало от эйфории до раздражения и обратно.

Галлюцинации и провалы в памяти: что реально происходит при лишении сна

К пятому дню накатили первые галлюцинации и приступы паранойи. Воображение рисовало странные картины, Рэнди путал, что реально, что нет, и даже начал подозревать друзей в каком-то заговоре. «Вы издеваетесь? Это же невозможно!» — так он позже описал свои мысли.

Последние три дня с подростком дежурил доктор Уильям Демент, уже тогда считавшийся одним из ведущих экспертов по сну. Он возил Рэнди в кабриолете с громкой музыкой, предлагал парню сыграть в пинбол — и удивлялся: несмотря на все сбои организма, тот ухитрялся побеждать в игре, будто упрямство берёт верх над усталостью.

Но организм сдавал позиции: речь становилась всё более невнятной, память утекала сквозь пальцы, движения теряли координацию, руки дрожали.

Временами парень впадал в странные микросны — секунды полного отключения. Учёные каждую шестую часть суток тестировали его реакцию, записывали, как быстро деградируют внимание, память, мыслительные способности.

В итоге Гарднер поставил рекорд, продержавшись без сна 11 дней и 25 минут без сна. Его сразу же отправили в госпиталь, где он, наконец, отоспался почти 15 часов подряд. Врачи следили за ним даже во сне: проверяли сердечный ритм, давление, мозговые волны. Казалось бы, победа… Но что было дальше после окончания эксперимента с лишением сна?

Чем всё закончилось? Или не закончилось...

В краткосрочной перспективе, казалось, Гарднер быстро вернулся к «нормальной» жизни. Но, по его собственным словам, совсем без последствий такой эксперимент не прошёл: спустя десятилетия Рэнди пожаловался на многолетнюю, невыносимую бессонницу, которую связывал именно с этим безрассудным подвигом.

Кучно пошли

Казалось бы, опыт печальный, но до сих пор находятся другие энтузиасты, вдохновлённые примером Гарднера, которые тоже пытались бодрствовать более полутора недель.

Австралиец по прозвищу Норм, например, бодрствовал 11 дней и час, стримил весь процесс — и под конец настолько вышел из себя, что не отличал галлюцинации от реальности. Только организм защищал его, периодически «отключая» в микроснах на несколько мгновений.

Почему лишение сна — фатально опасный эксперимент

Нарушение сна — это не просто усталость. Уже через 18 часов без отдыха у человека начинает скакать давление, истощаются гормоны, особенно тестостерон, сердце работает с перегрузкой. А когда лишение сна длится сутки и больше, включаются тяжёлые психосоматические реакции: тревога, агрессия, провалы в памяти, заторможенность, депрессия, ухудшение иммунитета.

Длительное бодрствование сродни тяжёлой интоксикации. Симптомы напоминают острое психическое расстройство: люди начинают видеть, слышать и ощущать несуществующее, их одолевает паранойя. Этим и объясняется, почему Книга рекордов Гиннесса отказалась фиксировать подобные рекорды: слишком велик риск необратимых (и даже смертельных) последствий.

Чем опасен хронический недосып — даже если вы не пытаетесь бить рекорды

Конечно, большинство из нас не собирается бодрствовать неделями подряд. Но важно понимать: даже «привычными» недосыпами можно накопить разрушительный эффект.

Хронический недостаток сна увеличивает риск ожирения, диабета, сердечно-сосудистых болезней. Страдает память, снижается способность к обучению, больше шансов столкнуться с тревогой и депрессией, а иммунитет сдаёт позиции перед вирусами и бактериями.

Кратко: что будет, если не спать 11 суток

  • На 3-4 день — сильные проблемы с концентрацией, перепады настроения, первые галлюцинации и провалы в памяти.

  • К концу первой недели — паранойя, расстройства речи и движения, невнятная речь, психоз.

  • После «финиша» — несколько дней организму потребуется на восстановление, возможны долгие годы бессонницы и необратимых последствий для психики.

Берегите свой сон. Это не роскошь, а фундамент хорошего самочувствия, ясной памяти и даже элементарной безопасности вашей жизни. Гонка за впечатляющими рекордами давно закончилась — и победителей в ней не оказалось.

Как у вас со сном? Удается спать рекомендуемые 7-8 часов?

Источник: Кафедра здоровья

Показать полностью 1
10

Изучая геометрию подземного мира: кто такой маркшейдер

В «Табели о рангах» Российской империи маркшейдер относился к IX классу в горном ведомстве, что соответствовало чину «коллежский асессор». Это был чиновник, отвечающий за геодезические измерения и контроль горных работ. Николай Могиленских — главный маркшейдер, но он не чиновник, а сотрудник самого северного разрабатываемого материкового месторождения нефти в России — Восточно-Мессояхского. В беседе с Николаем мы узнали, как он попал в профессию, в чем ее практическая польза и какие стереотипы бытуют вокруг нее.

Легенда о пиратах

В профессию я попал случайно. У меня был друг на год старше, который заявил, что пойдет учиться на маркшейдера. Помню, мы еще посмеялись с товарищами над чудным названием специальности. Но так вышло, что я не поступил туда, куда хотел, и друг пригласил с собой — сдали экзамены по физике, математике и русскому, прошли отбор. Так начался мой путь в маркшейдерии.

Маркшейдер — это профи, который точно знает, что и где находится на месторождениях. Он собирает пространственно-геометрические данные объектов на земной поверхности и в недрах и отвечает за точность передачи координат из чертежей на постоянно обновляемый план месторождения. Маркшейдер участвует в подготовке горно-графической документации и согласовании ее в органах Ростехнадзора, а также оформляет земельные и лесные участки в пользование. Маркшейдеры работают не только в энергетике: без них не сооружают шахты, тоннели и даже метро.

На встречах с современными школьниками, которые регулярно проводит наша компания, я рассказываю другую историю прихода в профессию — более романтичную. Придумал легенду, что в детстве хотел стать пиратом и часто искал клады с помощью карт.

Компас на парте

Вокруг моей технической специальности немало стереотипов и мифов. Один из них связан с тем, что якобы маркшейдер должен хорошо знать географию. В школе я учился в физико-математическом классе, тригонометрию знал на отлично, но со сторонами света была беда. Я понимал, что север сверху, значит — юг снизу, а вот запад и восток давались с трудом.

Вахтовики в диспетчерской на Восточно-Мессояхском месторождении — самом северном материковом нефтепромысле страны

Вахтовики в диспетчерской на Восточно-Мессояхском месторождении — самом северном материковом нефтепромысле страны

Перед контрольными все время рисовал на парте компас. В действительности только такие общие понятия, как широта и долгота, нас объединяют с географами. Все остальное в нашей работе больше связано с тригонометрией и математикой.

Охотники за молодежью

За талантливой молодежью — будущими маркшейдерами — сегодня активно охотятся работодатели. Это востребованная профессия. Я преподаю в Высшей инженерной школе Тюменского индустриального университета и вижу, что сегодняшние студенты уже на третьем курсе устраиваются на оплачиваемые производственные практики. На четвертом курсе у них даже есть выбор, в какую компанию пойти за опытом, а многие работают неполный день. Предприятия и проектные институты все чаще сотрудничают с вузами и набирают студентов на работу еще со студенческой скамьи.

Студенты-практиканты на Московском нефтеперерабатывающем заводе

Студенты-практиканты на Московском нефтеперерабатывающем заводе

Когда я учился, профессия тоже была востребованной: производственные практики позволяли студенту достаточно крепко стоять на ногах и быть независимым от родителей материально. Еще у нас было так называемое распределение, и мне сразу после завершения учебы предложили поехать работать в экспедицию.

Вечный студент

Деятельность маркшейдера лицензируема, причем лицензионные требования с каждым годом ужесточаются. Есть серьезные требования к образованию специалистов. Если раньше можно было просто пройти переподготовку за малое количество часов, и, допустим, в маркшейдеры после переподготовки шли геодезисты, то сейчас, чтобы получить лицензию, обязательно нужно получить высшее специальное образование. Это еще одна причина, почему работодатели стараются набирать выпускников вузов.

В ногу с технологиями

Раз в три года мы должны повышать квалификацию по направлению «Маркшейдерское дело», раз в пять лет — по промышленной безопасности. Но есть и другой процесс, связанный с развитием технологий.

Восточно-Мессояхское месторождение — самый северный материковый нефтепромысел страны

Восточно-Мессояхское месторождение — самый северный материковый нефтепромысел страны

Современный маркшейдер просто обязан держать руку на пульсе. Быстрыми темпами обновляется оборудование: казалось бы, мы только недавно освоили спутниковую навигацию, а теперь у нас в профессиональном обиходе все больше сканирующих устройств и программных комплексов.

На земле и под землей

Кстати, маркшейдер работать геодезистом может. С ними у нас много общего, в том числе приборы, но геодезисты в основном работают на поверхности, на стройке, для них главный документ — Градостроительный кодекс.

В нефтяной отрасли тоже много строительства, но главное, с чем мы работаем, — недра. Когда я учился, был даже такой предмет, как геометризация недр. Нам преподавали, как строить подземные 3D-модели тогда еще на бумаге, программных комплексов не было. Мы пытались отрисовать, что творится внизу. Первая часть нашей деятельности как раз связана с геодезией, а вторая — с оформлением документов, получением лицензий. Мы постоянно взаимодействуем с контролирующими и надзирающими органами.

Специалисты энергетической компании анализируют 3D-модель геологической породы

Специалисты энергетической компании анализируют 3D-модель геологической породы

Еще мы с геологами пересекаемся по вопросу размещения кустов скважин, так называемому «кустованию». Геологи размещают кустовые площадки в пространстве так, чтобы достать до геологических целей. Мы же смотрим, чтобы она максимально эффективно размещалась на поверхности: к примеру, убрать ее с косогора, чтобы не потратить большое количество песка на отсыпку, или убедиться, что не затронута водоохранная зона.

И вновь про стереотипы

Моя профессия считается мужской, но успешные женщины маркшейдерами тоже становятся. Конечно, их практически нет среди полевиков-вахтовиков, в большей степени они работают в землеустройстве. Среди моих заместителей — как раз представительница прекрасного пола.

Николай Могиленских во время публичного выступления

Николай Могиленских во время публичного выступления

Когда мы говорим о маркшейдере, то представляем обычно специалиста на месторождении в спецодежде, который, скорее всего, немного испачкался, пока ползал по карьеру. И почти никогда воображение не рисует сотрудника в деловом костюме. Я пришел в офис нефтяной компании из экспедиции, и у меня поначалу тоже вызывало улыбку собственное отражение в зеркале — привык не к галстуку, а к энцефалитке  и раскатанным болотным сапогам.

Потеряться и найтись

У меня есть несколько историй, когда я заблудился. Казалось бы, работаю с картами, схемами, ориентируюсь в пространстве, но сбился с пути на многоуровневой станции метро в Москве, долго пытался найти нужную ветку.

Пейзаж в окрестностях Восточно-Мессояхского месторождения — самого северного материкового нефтепромысла страны

Пейзаж в окрестностях Восточно-Мессояхского месторождения — самого северного материкового нефтепромысла страны

Однажды в тайге прошел лишних 15 километров, потому что с картой не разобрался и пошел в другую сторону. Профессия не столько мне помогает с ориентацией, сколько подкидывает слишком много мыслей в ответственные моменты. Но здесь и другая сторона медали: оценку рисков профессиональная среда научила проводить хорошо.

Сплошная польза в повседневной жизни

Безусловно, есть навыки, которые пригождаются в жизни. Допустим, фундамент собственного дома я разбивал и выносил в натуру сам. Все промерил, с помощью нивелира выставил уровень опалубки. Кстати, рулеткой могу сделать много вещей. Все думают, что ею можно только измерить длину, а с помощью рулетки можно найти местоположение, выставить на месте ровный квадрат, диагональ, угол отложить.

И домашние задания детям помогаю делать. Синусы и косинусы в голове отлично отложились! Рисую от руки, к сожалению, плохо, хотя и люблю.

Показать полностью 6

Ответ на пост «Забудьте о Большом взрыве: Вселенную могли создать гравитационные волны»1

В общем, вся современная космология пытается объяснить, почему воздушный шарик внезапно раздулся до размеров Вселенной. Обычно физики говорят: "Внутри был "волшебный газ" - частица под названием инфлатон". Но группа ученых из Италии и Испании, выпив сангрии, решила предположить: "А что если шар раздулся сам по себе, без всякой частицы?" Их идея проста — вместо поиска загадочной частицы-инфлатона, которую никто не может найти, они используют особое кривое пространство-время (де Ситтера), которое само по себе расширяется экспоненциально.

В этой модели роль "строителей" галактик играют гравитационные волны — рябь самого пространства-времени. Эти волны взаимодействуют друг с другом и создают "семена" будущих звезд и галактик. Получается элегантно: нам нужна только гравитация и квантовая механика — два явления, которые мы уже хорошо знаем, без всяких экзотических частиц.

Звучит неплохо, но есть немного но.
Проблема в том, что эта красивая идея сталкивается с жестокой математической реальностью. Критики указывают, что эффекты второго порядка (когда волны создают другие волны) обычно очень слабые — как эхо от эха. Чтобы теория работала, эти слабые эффекты должны быть достаточно сильными, чтобы создать всю структуру Вселенной. С тем же успехом можно требовать, чтобы эхо стало слышно громче крика, его вызвавшего.

Кроме того, при детальных расчетах теория начинает "сходить с ума" — выдавать бесконечные или неопределенные результаты. Также остается нерешенной главная проблема: если не нужен инфлатон, то тогда как вообще возникло это волшебное пространство де Ситтера? Получается, что одну загадку просто заменили другой, не менее сложной.

Вывод
Теория "инфляция без инфлатона" — это попытка решить старую проблему новым способом, но пока она больше похожа на красивое математическое упражнение, чем на реальную физику. Идея заманчивая: избавиться от гипотетических частиц и объяснить происхождение Вселенной только известными силами. Но математика пока не позволяет этой идее работать без серьезных натяжек и нерешенных проблем.

Возможно, через несколько лет ученые найдут способ "починить" эту теорию, решив проблемы с расходимостями и слабыми эффектами. А возможно, окажется, что без загадочного инфлатона все-таки не обойтись. Пока что это интересная попытка, но до революции в космологии еще далеко — нужны либо математические прорывы, либо новые наблюдательные данные, которые подтвердят или опровергнут эту смелую гипотезу.

Так что расходимся, мы снова ничего не знаем.

Показать полностью
9

Забудьте о Большом взрыве: Вселенную могли создать гравитационные волны1

Забудьте о Большом взрыве: Вселенную могли создать гравитационные волны

Группа исследователей во главе с экспертом ICREA профессором Раулем Хименесом (Институт космических наук Университета Барселоны, ICCUB) в коллаборации с Университетом Падуи (Италия) совершила прорыв, опубликовав в журнале Physical Review Research радикально новую теорию рождения Вселенной. Их работа предлагает альтернативу стандартной инфляционной модели, критикуемой за зависимость от множества "свободных параметров" - подгоняемых величин, затрудняющих проверку.

Суть революции:

  1. Отказ от спекуляций: Новая модель обходится без гипотетических полей или частиц, требуемых инфляцией.

  2. Начало из Де Ситтера: Вселенная стартует из фундаментального состояния (пространство Де Ситтера), объясняющего современное ускоренное расширение (темная энергия).

  3. Гравитационные волны как "семена": Квантовые флуктуации самого пространства-времени (гравитационные волны) генерируют начальные неоднородности плотности. Их последующая нелинейная эволюция естественным путем формирует всю наблюдаемую структуру космоса.

  4. Фокус на проверяемости: Модель дает четкие предсказания для наблюдательной проверки гравитационными волновыми детекторами и картами галактик.

"Десятилетия модели опирались на ненаблюдаемое. Наше решение впечатляет простотой и проверяемостью. Мы демонстрируем, что гравитации и квантовой механики может быть достаточно", - заявляет профессор Хименес.

Этот подход не просто отвечает на фундаментальный вопрос "Откуда мы?", но и представляет науку в ее лучшем виде: элегантную, минималистичную теорию с конкретными предсказаниями, которые будущие эксперименты смогут подтвердить или опровергнуть. Подтверждение модели ознаменует новую главу в космологии.

Daniele Bertacca, Raul Jimenez, Sabino Matarrese, Angelo Ricciardone. Inflation without an inflaton. Physical Review Research, 2025; 7 (3) DOI: 10.1103/vfny-pgc2

Показать полностью
1

О сущности сознания

О сущности сознания

В рамках данной статьи я бы хотел предложить своё видение решений одной из самых важных, актуальных и сложных проблем современной науки и философии. Это проблема сущности сознания, в том числе и так называемая "трудная проблема сознания" по Д. Чалмерсу. Актуальности и даже можно сказать "хайпа", этой проблеме, помимо всего прочего, придают и исследования в области ИИ, постепенное внедрение ИИ во все сферы нашей жизни. Расскажу о собственных выводах, к которым пришел, много лет изучая философию в целом, философию сознания в частности, а также анализируя данные современных естественных наук и развитие передовых технологий.

Небольшое предисловие

Философией сознания я занимаюсь уже довольно давно и это одна из моих любимых и наиболее интересных для меня тем в философии и современной науке. В скором времени я планирую опубликовать также и собственное большое исследование со ссылками на авторитетные исследования, осуществленные у нас и за рубежом. А пока я бы хотел, не перегружая статью сносками и технической терминологией, сделать общий обзор основных выводов, к которым пришел лично я в ходе своих исследований.

Разумеется мои выводы не претендуют на истинность в последней инстанции. Я пишу эту статью скорее как приглашение к конструктивной дискуссии. Ранее здесь я уже делал небольшой обзор тех некоторых современных исследований, которые могут помочь нам пролить свет на природу сознания. Сейчас я бы хотел развить несколько выводов, опираясь на эти и другие исследования.

Для начала на всякий случай напомню, почему проблема сознания вообще так сложна и актуальна, и в чем заключается "трудная проблема сознания", сформулированная Д. Чалмерсом.

Дело в том, что на данном этапе развития науки сознание является несводимым к физикалистской картине мира. Иными словами, весь материальный мир, вся материальная Вселенная, описываемая естественными науками, представляет собой весьма самодостаточную, в некотором смысле замкнутую систему, для которой сознание в целом и субъективный опыт в частности не нужны. Для функционирования Вселенной в рамках всех физических, химических, билогических процессов сознание не требуется нигде, никогда и никому ни на каком этапе. И тем не менее, оно почему-то есть, и оно не вписывается в эту картину мира. Сознание - это как пятое колесо для физической реальности.

Да, ученые говорят, что раз сознание появилось, значит это было как-то обусловлено природой и необходимо с точки зрения эволюции. Но всё это - лишь предположения. Сознание не выводится из физической реальности. Оно ей буквально не нужно. То есть мы не объясняем сознание как бы неким естественным образом из всей эволюции природы, но вынуждены придумывать объяснения того, почему сознание оказалось эволюционно необходимо лишь потому, что сознание просто есть как факт.

Да, ученые также научились объяснять как определенные процессы в мозге связаны с сознательным опытом, но это как раз-таки "легкая проблема сознания", потому что в рамках таких исследований если еще не всё до конца понятно, то, по-крайней мере, ясен общий путь исследований и их методология. А вот вопрос о том, почему у определенных существ во Вселенной вообще в принципе есть сознательный опыт, почему физические, химические, биологические процессы сопровождаются субъективным опытом и чем он вообще является по сути - это как раз трудная, до сих пор нерешенная, проблема сознания.

Вкратце, элементы субъективного сознательного опыта в философии сознания принято называть "квалиа". Вкус кофе, ощущение красного цвета, восприятие музыки - всё это примеры квалиа. Удивительно то, что квалиа невозможно передать другому человеку и невозможно их формализовать. Да, из физики мы знаем, что длина волны красного цвета составляет примерно 650 нм. Но мы не можем знать, как эту волну видит другой человек. Вы и ваш друг, воспринимая такую волну, называете ее "красный цвет", но вы не можете знать, что именно видит ваш друг. Возможно тот цвет, который видит он, совершенно не похож на ваше восприятие красного. Но вы не можете посмотреть на красный его глазами, а ваш друг не может описать свое квалиа.

Да, человек безусловно может привести множество эпитетов для описания вкуса, цвета, звука, но все эти эпитеты - это его квалиа. Любые описания от другого человека вы считываете через свои собственные квалиа, поэтому через чужие описания вы, на самом деле, не можете понять, каковы квалиа другого человека в действительности. Отсюда берет свое начало и знаменитая статья Т. Нагеля "Что значит быть летучей мышью?". Название статьи говорит само за себя: мы можем изучить абсолютно все физические, химические, биологические факты о летучих мышах, но это не дает нам ровно ничего для понимания субъективного опыта (квалиа) этого существа.

Но вот к каким вывода, пытаясь ответить на вопросы о сущности квалиа и сознания, я пришел:

1) вероятно панпсихизм верен,

2) сознание, скорее всего, тесно связано с математикой и представляет собой определенную математическую структуру или имеет математическую сущность.

Первый вывод пока оставим в стороне. Скажу лишь в общем виде, что панпсихизм - это концепция, согласно которой сознание является универсальным и фундаментальным явлением природы. То есть оно присуще всему, примерно так же, как в Классической механике всему присуще нахождение в пространстве и во времени. Не стоит думать, что панпсихизм - это какая-то мистическая философия. Сегодня различные версии панпсихизма разделяют и разрабатывают академические ученые из сферы физики, математики и нейробиологии, а также многие философы, как тот же Д. Чалмерс.

Давайте сосредоточимся на втором выводе.

Код реальности

Я считаю, что квалиа - это способ, которым Вселенная или сама природа, если угодно, кодирует большие объемы данных. Мир вне нашего восприятия - это огромная совокупность объектов и явлений, которые мы не видим, потому что если бы мы их видели, то это была бы неоправданно большая нагрузка на мозг. Это было бы слишком, даже чересчур энергозатратно для эволюции. Мы не видим квантовые поля, элементарные частицы, волны, молекулы, темную материю и темную энергию, не воспринимаем звуки в определенном диапазоне и так далее, но ведь всё это есть. Реальность - это не совокупность предметов, которые мы видим. Реальность - это всё, что мы видим плюс всё, чего мы не видим и никак не воспринимаем в единой совокупности везде и сразу.

То есть атомы и молекулы, поля и волны - это не реальность какого-то иерархически более низкого или второстепенного уровня, чем тот, который мы воспринимаем. Это такая же реальность, как и всё остальное, что мы воспринимаем. Более того. Барионная материя (вещество), которую мы способны воспринимать в принципе, составляет меньшую часть от всей доступной нам Вселенной (примерно 5%). Но даже эту барионную материю мы не воспринимаем непосредственно полностью.

Мало того, что барионная материя - это 5% от доступной нам Вселенной, так в рамках этих 5% мы можем видеть непосредственно лишь то, что находится в очень узкой полосе видимого света, составляющей примерно 1% от всего электромагнитного спектра.

Всё это я говорю к тому, что реальность как бы переполнена огромными объемами данных, которые мы не можем воспринимать непосредственно, иначе наш "внутренний компьютер" был бы просто перегружен и не мог бы функционировать. И вот возможно, что природа и создает квалиа именно как способ удобного "кодирования" огромного объема данных. Эти данные как бы упаковываются в компактную форму, которую мы и называем "квалиа".

И ведь действительно, любое квалиа - это прежде всего математические данные:

  • форма - это длина, ширина, высота,

  • цвет и звук - это длина волны,

  • запах и вкус - это определенное количество атомов определенных химических элементов, которые различаются между собой так же количественно через вес атомного ядра и т.д.

  • вес, плотность предмета - это так же в конечном счете определенные числовые данные, математика.

Таким образом, любой предмет или явление - это единая совокупность различных математических данных, компактно упакованных в субъективный опыт.

И вот это как раз и подтверждается этим, этим и вот этим исследованиями, где ИИ кормят цифровыми данными, как например фМРТ мозга человека, воспринимающего или представляющего определенные образы, а ИИ через эти цифровые данные восстанавливает то, что видел или представлял человек. Иными словами, если квалиа - это код, то наш мозг с его сознательным восприятием - это "декодер", понимающий загруженный в него код как конкретный предмет с определенными качественными характеристиками, хотя фундаментально никаких предметов с их качествами не существует самих по себе, а существуют только квантовые поля, волны и энергии.

Вероятно природа создала много разных "декодеров", каждый из которых по-своему считывает и преобразует некий единый код реальности. Отсюда и биологическое понятие умвельта - субъективной картины мира того или иного существа. Собаки, люди, кошки, клещи, амебы - все видят мир по-разному, каждый живет в собственном умвельте, потому что у каждого существа стоит своя определенная "операционная система", по-своему считывающая и преобразующая код реальности. То есть каждая такая "операционная система" по-своему упаковывает большие объемы данных в квалиа, эти квалиа разные в разных умвельтах ("операционных системах"), поэтому мы и не можем узнать, что значит быть летучей мышью, ведь для этого нам нужен её декодер, её ОС. Или всё-таки можем?

Так каково же это - быть летучей мышью?

Опираясь на упомянутые выше исследования, а также на ряд других исследований и новостей о возможностях современных технологий (например, успехи чипов от Илона Маска, биосинтетический ИИ и т.п.), я думаю, что недалек тот день, когда мы сможем "увидеть" чужие квалиа и наконец понять, "что же значит быть летучей мышью". Технология по "перекодированию" чужих квалиа будет примерно следующей.

Определенные образы человека или другого живого и сознательного существа считываются и оцифровываются как в тех же экспериментах с фМРТ, затем эти цифровые данные направляются в чип, вживленный в мозг человека (как те же чипы от Илона Маска) и через этот чип в мозг идет раскодирование чужих квалиа и вы начинаете чувствовать, воспринимать и понимать как видит цвета ваш друг или как видит мир летучая мышь.

Возникает вопрос, как проверить достоверность такого восприятия? Технология такой экспериментальной проверки тоже может быть разработана и возможно будет выглядеть примерно следующим образом. Вам вживляют чип. Через чип вы видите красный цвет так, как его видит ваш друг. Затем ваше видение красного через призму чипа, настроенного на квалиа вашего друга снимается при помощи того же фМРТ, оцифровывается и направляется в чип, вживленный в мозг вашего друга и ваш друг как бы видит то, что видели вы, смотря на мир глазами вашего же друга. Таким образом, ваш друг как бы проверяет, валидирует: действительно ли вы видели красный именно так же как и он.

Теперь давайте вернемся к первому моему выводу о панпсихизме.

Почему панпсихизм?

Как видно из вышесказанного, я считаю, что сознание носит математический характер. А саму математику, как вы могли заметить из других моих статей, я считаю не просто языком науки, но онтологической реальностью. То есть, есть математика как язык со своими символами, а есть математика как объективная реальность, для которой мы и придумали все эти символы. Приведу основные аргументы, почему вслед за Пифагором, Платоном и М. Тегмарком, я считаю математику онтологической реальностью:

1) Феноменальная эффективность в научном познании мира. Математика - это не язык, придуманный людьми. Обычные языки, как немецкий, английский или русский, не позволяют нам совершать открытия и находить то, что ранее было скрыто, узнавать, что происходит на субатомном уровне или далеко во Вселенной. Математика позволяет. Формулы и символы - это язык. Но сама математика - не язык, так как она позволяет априори открывать нечто, что лишь через много лет удается подтвердить экспериментально. Математика не описывает мир внешне. Она задает сами законы, по которым мир живет.

2) Универсальность математики. Математика действует одинаково во всех уголках известной Вселенной, для всех людей и культур и во все времена. Она в этом смысле предельно объективна, так как не зависит буквально ни от чего, кроме самой себя.

3) Фундаментальная основа мира должна быть больше и сложнее всего того, что мы видим в мире. Если в мире есть материя и идея, основа должна быть вне их. Если в мире есть причины и следствия, основа должна быть беспричинной. Если в мире есть пространство и время, основа должна быть независимой от них. Математика идеально подходит под все эти условия. Более того, только математика под них и подходит. Какова причина того, что 2+2=4?

4) Независимость от опыта и разума. Математические объекты, константы и законы существует и действуют независимо от того знаем мы о них или нет, открыли мы их или нет. Как сказал однажды А.М. Семихатов: "Я не понимаю, каким образом вся Вселенная во всех уголках знает о собственных константах". Число пи существует и играет свою роль в площади окружности, независимо от наших знаний об этом. Как и теорема Пифагора. То есть сами соотношения между длиной окружности и её диаметром, между катетами и гипотенузой абсолютно никак не связаны с нашей осведомленностью о них.

5) Некоторые явления, как например, волновая функция или квантовое поле описываются только математикой. Мы не можем ни визуализировать и никак иначе достаточно точно передать, что происходит на Квантовом уровне. Математика может. Волновая функция и квантовое поле не существуют как нечто осязаемое. Они существует лишь как математические объекты, но лежат в основе реальности.

6) Асимметрия между математикой и другими науками. Другие науки (например, биология, химия, социальные науки) зависят от наблюдений и экспериментов, тогда как математика основана на логических доказательствах и аксиомах. Это делает математику более универсальной и фундаментальной, чем другие науки поскольку она не зависит от эмпирических данных.

7) Замкнутость на саму себя. Если все другие науки вынуждены обращаться к математике и часто доказывают или опровергают собственные положения при помощи математики, то математические концепции доказываются или опровергаются только средствами самой математики. Нет ничего более фундаментального, чем математика, нет ничего вне математики, нет системы, большей, чем сама математика. Другие науки опираются на математику, математика опирается на саму себя и замыкается на себе же.

8) Мир без математики непредставим. Вы не можете даже вообразить себе Вселенную, в которой нет никакой математики, её пропорций, правил и законов, нет логики. Любая даже самая сумасшедшая фантазия незримо предполагает наличие ну хоть какой-то логики (читай - математики), определяющей облик этого фантазийного мира.

Математика - это просто более глубокий слой реальности, к осмыслению которого мы постепенно подходим. Мы привыкли мыслить в категориях времени, пространства, размера, осязаемой вещественности, но уже Квантовая механика показала нам, что мир гораздо сложнее, чем кажется, и те же элементарные частицы могут быть нульмерными точками и не иметь никакой протяженности в пространстве, а сами пространство и время, как считает, например физик Нима Аркани-Хамед, и вовсе могут быть не фундаментальными, а производными от чего-то иного структурами.

В течение 20 века ученым пришлось менять парадигму мышления и учиться мыслить квантово-механически. В 21 веке нам предстоит пойти еще дальше и научиться понимать мир онтологично-математически. И действительно всё к этому идет, ведь мы по сути уже живем в цифровом мире, цифровой цивилизации, практически полностью созданной математикой, на базе математики. Кстати, говоря языком математики и Квантовой физики, можно сказать, что квалиа как способ компактно упаковать большие объемы данных есть эрмитов проекционный оператор в гильбертовом пространстве.

На самом деле в этой картине мира нет ничего невероятного или мистического. Всё просто: мы как биологические организмы обусловлены химией, химия - физикой, а физика - математикой. Простая иерархия "уровней бытия".

Так вот. Раз сознание математично, а математика онтологична и фундаментальна, то я делаю простой вывод о том, что и сознание может носить фундаментальный характер. На самом деле между математикой и сознанием очень много общего. И то и то - по сути лишь "формы пустоты". Математики нет в вещественном форме, как и сознания. Математика не материальна, но идеальна, то есть она словно имеет свое бытие лишь в сознании, но при этом ей подчиняется абсолютно вся физическая реальность. Ученые и философы на протяжении многих веков размышляли над тем, что вообще из себя может представлять чистая математика и чем на самом деле является сознание. Так может чистая математика и сознание как таковое - это тождественные явления, это одно и то же: лишь формы пустоты, порождающие по определенным правилам всю остальную реальность?

***

Данную свою концепцию о тождестве онтологичной чистой математики и фундаментального сознания я назвал "панпсихистским математизмом".

Да, всё это звучит контринтуитивно, странно и может даже пугающе, но как же много раз в истории уже бывало так, что реальность оказывалась даже еще удивительнее и неожиданно страннее, чем предполагала казалось бы академическая наука на самом высоком уровне.

Мой научно-философский проект

Показать полностью 1
Отличная работа, все прочитано!