0 просмотренных постов скрыто
Самые интересные теории об искусственной симуляции мира
Мы привыкли думать, что мир надёжное место: камень бьёт по ноге, кофе горячий, будильник звенит ровно в 7:00. Но есть теории, которые берут эту уверенность и аккуратно ставят её на полку. Что, если мы живём внутри гигантской симуляции? У этих идей есть свои фанаты, аргументы и даже математика.
Аргумент Бострома: три шанса, и один из них - про нас
В 2003 году философ Ник Бостром опубликовал работу, которая стала фундаментом для всех разговоров о симуляции. Его рассуждение простое и пугающее: если цивилизация когда‑нибудь научится создавать реалистичные симуляции жизни, она наверняка запустит их не одну, а тысячи или миллионы. Значит, количество «искусственных» сознаний будет в разы больше, чем «настоящих». Отсюда вывод: вероятность того, что мы, как раз в симуляции, а не в «базовой реальности», очень высока. Бостром строит теорию на строгой логике вероятностей, хотя реальных доказательств не предоставляет.
Эффект Манделы: когда память массово врёт
Ты точно помнишь, что Нельсон Мандела умер в тюрьме в 80‑х? А он умер в 2013 году, на свободе. При этом тысячи людей клялись, что помнят его похороны десятилетиями раньше. Так появился термин «эффект Манделы» - массовые ложные воспоминания.
Сторонники теории симуляции видят в этом баг системы, реальность «переписали», а коллективная память не успела обновиться. Скептики объясняют всё особенностями человеческой памяти: она не видеокамера, а конструктор, который легко собирает детали в неправильном порядке, но когда ты лично уверен в факте, а он оказывается ложным, ощущение будто кто‑то подкрутил настройки мира.
И примеров тут хватает: многие «помнят» фразу Дарта Вейдера «Люк, я твой отец» (на самом деле он говорит «Нет, я твой отец»), или уверены, что в логотипе Monopoly у мистера Монополии есть монокль (его никогда не было).
Квантовое бессмертие: ты уже умирал, но не заметил
Эта теория - микс квантовой механики и мысленного эксперимента. Идея такая: в каждом квантовом событии Вселенная как бы «раздваивается». В одной ветке ты выжил, в другой - нет. А сознание может продолжать существовать только в той ветке, где ты жив. Значит, с точки зрения твоего личного опыта, ты никогда не умрёшь: всегда будет ветка, где ты избежал опасности.
Звучит как билет в вечную жизнь, но на деле это жутко. Ты можешь «переживать» катастрофы, аварии, болезни, и каждый раз оказываться в ветке, где чудом уцелел. А все остальные версии тебя тихо исчезают. Получается, ты не бессмертен, а просто не можешь заметить свою смерть. И эта мысль куда страшнее, чем обещание вечной жизни.
«Глитчи» в реальности: когда мир ведёт себя как игра
Любители теории симуляции собирают коллекцию «багов» реальности. Это могут быть дежавю, странные совпадения, внезапные исчезновения и появления предметов, или моменты, когда люди описывают один и тот же «сбой» в деталях. В играх такое бывает: текстуры не прогрузились, NPC застрял в стене, квест не сработал. А если мир-программа, то и у него могут быть ошибки.
Некоторые идут дальше и связывают с этим паранормальные явления: призраков, НЛО, «зацикленные» места, где время будто течёт иначе. Доказательств, конечно, нет, но сама идея, что твои дежавю - это подгрузка локации, цепляет воображение.
Пиксельная Вселенная: пространство может быть дискретным
Есть гипотеза, что пространство не бесконечно делимо, а состоит из мельчайших «ячеек» - своего рода пикселей реальности. Если это так, то на сверхвысоких энергиях должны проявляться эффекты, похожие на ограничения графики. Физики ищут такие признаки в экспериментах с космическими лучами и в данных ускорителей. Пока ничего не нашли, но идея остаётся: возможно, Вселенная имеет «разрешение», и мы просто ещё не добрались до края экрана.
Математика как доказательство: мир слишком «красиво» устроен
Физик Макс Тегмарк развивает идею, что не только наша Вселенная может быть математической структурой, но и вообще всё, что существует - это математика. По его мнению, законы физики настолько элегантны и непротиворечивы, что это подозрительно похоже на код, написанный кем‑то с отличным вкусом к симметрии.
Показать полностью
3
Работают со скоростью домашнего интернета: ученый Пермского Политеха поделился 10 неожиданными фактами про глаза
Восьмого августа отмечается Международный день офтальмологии – области медицины, которая занимается изучением строения и свойств человеческого глаза. Ученый Пермского Политеха рассказал с какой скоростью зрительные нервы передают информацию в мозг, что общего у роговицы акулы с нашей, какие болезни диагностируют по состоянию сетчатки, как видят люди без хрусталика, почему голубоглазые реже страдают от катаракты и правда ли, что наш сон регулирует «третий глаз».
Глаза работают со скоростью домашнего интернета
Сетчатка глаза содержит около 120 миллионов палочек – рецепторов, отвечающих за черно-белое зрение, и 6 миллионов колбочек, нужных для цветового восприятия. Сначала они улавливают свет, а затем преобразуют его в электрический сигнал, который направляется к зрительным нервам.
– Они ежесекундно передают в мозг около 20 мегабит таких сигналов с информацией – это можно сравнить со скоростью хорошего домашнего интернета. Столь молниеносная реакция достигается за счёт колоссального количества нервных волокон — до 1,7 миллионов штук в каждом глазу, – рассказывает старший научный сотрудник кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат медицинских наук Валерий Литвинов.
В мозге электрические сигналы обрабатываются и превращаются в целостную картинку — именно здесь из набора световых точек формируются объекты и детали, которые мы видим осознанно.
Зрение расходует больше половины ресурсов мозга
На зрение расходуется около 65% ресурсов мозга. Эта цифра отражает колоссальную вычислительную работу, которую орган выполняет постоянно, чтобы преобразовывать хаотичный поток света в осмысленную картину мира.
– Причина кроется в сложности самого процесса. Зрение — это не просто «фотографирование», а активное конструирование реальности на основе предшествующего опыта. Мозг не только принимает сигналы от глаз, но и постоянно строит прогнозы о том, что должно быть увидено, корректируя их на основе поступающих данных. Когда он натыкается на незнакомое место, странное явление или необычный объект, тратится огромное количество энергии — поэтому мы и устаем от новой информации, – объясняет Валерий Литвинов.
Роговицу акулы можно пересаживать людям
– Основу роговицы составляет коллаген — особый белок, который обеспечивает прочность и прозрачность. У акулы он имеет уникально низкую молекулярную массу, как и у человека, что делает наши глаза удивительно похожими по строению, – делится Валерий Литвинов.
Эту особенность учёные связывают с тем, что зрительные органы человека могли достаться нам в наследство от этих подводных хищников, чья конструкция оказалась настолько удачной, что почти не менялась миллионы лет.
– Настолько сильное сходство позволило в некоторых странах, например, в Латинской Америке, использовать роговицу акулы в качестве донорского материала при трансплантациях в тех случаях, когда человеческая ткань была недоступна, а также применять её как модель для тестирования новых лекарств, – отмечает ученый Пермского Политеха.
Без хрусталика глаз разрушился бы от ультрафиолета
– В норме хрусталик выполняет роль естественного фильтра, поглощая большую часть ультрафиолетового излучения. Если его удаляют по медицинским показаниям, то этот барьер исчезает. Рецепторы, которые отвечают за синий цвет, позволяют улавливать и часть УФ-спектра, из-за чего все предметы приобретают бледно-голубой отлив. Самый известный пример — художник Клод Моне, который после подобной операции начал видеть мир в необычных, синеватых оттенках, – рассказывает Валерий Литвинов.
Но из-за агрессивного воздействия такого света чувствительная сетчатка глаза постепенно разрушается. Ультрафиолет повреждает ДНК клеток и запускает каскад воспалительных реакций, что со временем приводит к необратимому ухудшению зрения.
– Поэтому сегодня при операциях по замене хрусталика в имплантируемые искусственные линзы добавляют специальные УФ-фильтры, чтобы сохранить эту защитную функцию и предотвратить повреждение тканей, – добавляет эксперт ПНИПУ.
По состоянию сетчатки глаза диагностируют диабет, гипертонию и опухоли
Сетчатка является единственной частью нервной системы, которую врачи могут увидеть без аппаратных обследований. Ее состояние служит надёжным индикатором многих системных заболеваний.
– Нарушения здоровья неизбежно отражаются на внешнем виде глаз. При гипертонии хроническое повышенное давление приводит к сужению, уплотнению и извитости артерий, а в тяжёлых случаях — к отёку зрительного нерва. При диабете высокий уровень сахара повреждает стенки мельчайших сосудов сетчатки: они истончаются, становятся хрупкими, начинают пропускать жидкость и кровь, что проявляется кровоизлияниями и жёлтыми твёрдыми отложениями — это одна из основных причин слепоты у взрослых. Что касается опухолей, они могут напрямую развиваться в оболочке глаза, изменяя её цвет и структуру, – делится Валерий Литвинов.
Таким образом, глазное дно выступает своеобразным «окном» вглубь организма, позволяя врачу заподозрить серьёзные заболевания задолго до появления выраженных симптомов.
Голубоглазые реже страдают от катаракты, чем кареглазые, но чаще теряют зрение из-за истончения сетчатки
Связь цвета глаз с возрастными заболеваниями объясняется ролью пигмента меланина, который определяет цвет радужки и одновременно служит естественным светофильтром.
– При катаракте хрусталик мутнеет – свет перестаёт проходить через него беспрепятственно, и на сетчатку попадает размытая, нечёткая картинка. Кареглазые чаще сталкиваются с этой проблемой, потому что их плотные, тёмные радужки сильнее нагреваются на солнце. Это может способствовать изменению структуры белков хрусталика, – объясняет Валерий Литвинов.
Голубоглазые защищены от подобных процессов низким содержанием меланина в их светлых радужках, из-за чего солнце не так сильно накаливает ткани зрительного органа. Однако эта же особенность повышает у них риск возрастной макулодистрофии.
– Макула — центральная область сетчатки, отвечающая за остроту зрения и световосприятие. Голубые глаза пропускают больше света, и вредное ультрафиолетовое излучение свободнее достигает сетчатки, с годами повреждая её структуру. В результате в макуле накапливаются жёлтые отложения и постепенно разрушаются светочувствительные клетки, что ведёт к необратимому ухудшению и потере центрального зрения. Именно поэтому людям со светлыми глазами особенно важно защищаться от ультрафиолета с помощью качественных солнцезащитных очков, – отмечает Валерий Литвинов.
Дополнительный третий глаз древних позвоночных превратился у нас в шишковидную железу
Около 500 миллионов лет назад у древних позвоночных существовало три светочувствительных органа — два боковых для навигации и третий, срединный глаз на макушке, который отслеживал уровень освещённости и помогал определять положение в пространстве.
– По мере эволюции боковые глаза исчезли, а структуры центрального органа разделились: одна часть превратилась в сетчатки современных глаз, а другая сохранилась в виде шишковидной железы, которая располагается в самом центре головного мозга. Она получает информацию о смене дня и ночи и регулирует наши суточные ритмы, вырабатывая гормон сна мелатонин, – поделился Валерий Литвинов.
Роговица глаза – единственный орган, который получает кислород прямо из воздуха
– В роговице нет кровеносных сосудов – это уникальная особенность, объясняющая её прозрачность. Иначе она пропускала бы свет с искажениями, тенями и красными «ниточками», что сделало бы зрение нечётким и замутнённым. Поэтому, в отличие от всех остальных органов, роговица получает кислород напрямую из воздуха, – говорит Валерий Литвинов.
Дополнительное питание идёт за счёт слёзной жидкости и влаги из передней камеры глаза, что в норме позволяет ей оставаться абсолютно прозрачной.
– Прорастание сосудов в роговицу считается патологией, которая может возникнуть из-за длительного кислородного голодания, например, при постоянном ношении контактных линз или после травм и воспалений. Это приводит к помутнению и снижению зрения, вплоть до слепоты, и требует серьёзного лечения, иногда даже пересадки тканей, – отмечает ученый ПНИПУ.
Глаза – это часть мозга, вынесенная наружу
Глаза действительно формируются из той же ткани, что и мозг.
– В ходе развития эмбриона от передней части будущего головного органа отпочковываются особые пузырьки. Из этих них впоследствии формируются сетчатка и зрительные нервы, – делится Валерий Литвинов.
Поэтому если представить мозг как мощный компьютер, то глаза — это его вынесенные наружу камеры, которые соединены с ним неразрывно и развиваются из одних и тех же клеток.
– Зрительный нерв, в отличие от тех, что идут к рукам или ногам, является прямым продолжением белого вещества мозга. Он окружён теми же оболочками и спинномозговой жидкостью. Именно поэтому любые изменения в головном органе могут отражаться на зрении, ведь они имеют общее происхождение и тесную связь. Например, при рассеянном склерозе иммунная система атакует оболочку нервов, в том числе зрительного, что вызывает внезапное ухудшение зрения, боль при движении глаз и нарушение световосприятия, – добавляет Валерий Литвинов.
Женщины моргают в два раза чаще мужчин
Средняя частота моргания у мужчин составляет около 15 раз в минуту, тогда как у женщин этот показатель может достигать 30 раз.
– Эстроген, женский половой гормон, влияет на все системы организма. Он определяет репродуктивное здоровье, внешность, работу мозга, состояние костей, сердца, настроение и в том числе активно участвует в регуляции центральной нервной системы. Он может увеличивать частоту моргания за счёт повышения чувствительности нервных окончаний к нейромедиаторам, которые передают сигналы от нервов к мышцам. Когда уровень эстрогена высок, любое раздражение, например, сухость глаза или яркий свет, вызывает более частый рефлекторный ответ. Интересно, что при приёме препаратов, содержащих эстроген, женщины начинают моргать еще чаще, что является дополнительным доказательством того, что гормональный фон играет важную роль в регуляции этого, казалось бы, простого рефлекса, – делится Валерий Литвинов.
Показать полностью
Новая эра в биоинженерии: ИИ впервые создал жизнеспособные вирусы
Фото: Shutterstock.
Американские ученые впервые применили нейросети для проектирования полноценных геномов жизнеспособных бактериофагов. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
«Эта работа закладывает основу для проектирования биологических функций с помощью искусственного интеллекта на уровне всего генома», — отмечается в публикации.
Для работы специалисты задействовали передовые языковые модели Evo 1 и Evo 2. За основу взяли природный фаг ΦX174, с помощью которого ИИ сгенерировал тысячи вариантов геномов. Около 300 из них синтезировали химически и протестировали в лаборатории. В результате эксперты получили 16 жизнеспособных вирусов с уникальной структурой и высокой специфичностью к кишечной палочке.
Главным достижением стало то, что искусственно созданные фаги успешно справились со штаммами Escherichia coli, выработавшими устойчивость к исходному вирусу. По словам авторов, это открывает новую эру в биоинженерии и позволяет проектировать сложные биологические функции на уровне целых геномов.
Показать полностью
«В какой момент вы перестали верить?» — 7 самых честных ответов бывших верующих1
Приниматься за эту тему было несколько сложно, так как она содержит весьма интересный парадокс.
Также много спекуляций и мемов на эту тему. Больше, естественно, со стороны верующих, так как их априори больше. Создаётся ощущение (неправильное), что атеисты это такие ущербные люди, которые не ведают, что творят.
Короче, почти любой пост, где я пытаюсь защитить позицию атеиста (его чувства) тут же атакуется дизлайками и толпой религиозных фанатиков (таких немало). Поэтому я решил зайти с другой двери)
Люди любят слушать истории, как человек пришёл к вере, например, после многих лишений и поиска себя. Но если показать человека, который, наоборот, понял, что вера (религиозность) ему больше не нужна. Что он прозрел от религиозного фанатизма и в его голове рассеялся туман религии, то многие воспринимают это в штыки. Даже как некий вид богоборства.
А ведь главное заключается в том, что эти люди совершили, пожалуй, самый смелый поступок в своей жизни. Они выбрали жить по совести, а не по псалмам и обрядам.
«В какой момент вы перестали верить?»
Есть расхожий миф: люди теряют веру резко, после какой-то трагедии — смерти близкого, тяжелой болезни, предательства. На самом деле, если почитать десятки реальных исповедей бывших верующих (форумы, блоги, интервью), выясняется куда более странная вещь: чаще всего вера уходит не со взрывом, а тихо — посреди совершенно обычного утра, во время рутинной проповеди, в момент, который сам человек потом называет «неожиданно будничным».
Я собрал семь реальных, задокументированных историй людей из разных стран и конфессий — без купюр и без драматизации.
«Это была не травма и не удар. Меня удивила именно будничность»
Кирилл Алфёров, крещенный в семь лет тайком от деда-атеиста, годами был искренне верующим человеком. Настоящее сомнение пришло не от трагедии, а от одной маленькой логической зацепки — привычки честно анализировать собственные ощущения:
«Верующие иногда испытывают присутствие Бога или какое-то прикосновение к нему. В один из таких моментов мне подумалось, что я рассуждаю некорректно. Всё, что я знаю, — это что я почувствовал некое блаженство, радость, однако то, что это именно прикосновение Бога — это уже интерпретация. Сначала случаются какие-то ощущения, а затем то, что это Бог, я уже додумываю сам».
Финальное осознание пришло буднично — читая форум бывших христиан:
«Это не было каким-то моментом истины, неожиданностью, травмой или ударом; наоборот, меня удивило будничность этого осознания».
(Источник: FURFUR, «Моя жизнь начиналась заново: как я отказался от веры»)
«Как мне отличить голос Бога от голоса дьявола?»
Пользователь reddit-сообщества r/exchristian описывает не эмоциональный, а сугубо логический слом — простой силлогизм, который он не смог опровергнуть:
«Если Бог — истина, логично, что самый эффективный способ понять, следуешь ли ты за Богом, а не за дьяволом, — это методология, ведущая к истине. Но как мне отличить, это голос Бога или обман дьявола? Если дьявол хочет кого-то обмануть, разве не выгодно ему как раз убедить человека просто верить без сомнений? Если Бог — истина, разве логично требовать от людей верить ему просто на слово?»
Простой вопрос, который, по его словам, он не смог обойти логически, и стал точкой, с которой началась его «деконструкция».
(Источник: «The argument that got me to deconstruct»)
Воскресная школа во Вьетнамской церкви в Техасе
Пользователь SteadfastEnd вспоминает утро в декабре 2021 года с почти фотографической точностью — момент, когда 34 года привычной веры разрушились за одну проповедь:
«Это было очень четко — я, наверное, никогда не забуду этот момент. Учитель на воскресной школе раздал материалы урока и начал вести занятие. Ничего необычного — то же самое, что я слышал тысячу раз до этого с рождения. Но в то утро меня вдруг пронзило с абсолютной ясностью, насколько фальшивым, поддельным и мошенническим было всё это учение — как карточный домик. То, что говорила учительница, звучало примерно так же, как говорит продавец подержанных машин или мошенник со змеиным маслом. Это было леденяще и одновременно потрясло и разозлило меня».
(Источник: reddit «How clearly do you remember the moment you realized you no longer believed?»)
4. Жить христианкой, будучи внутри атеисткой
История Ребекки Кольхепп — редкий пример того, как вера может «уйти» задолго до того, как человек решится в этом признаться даже самому себе:
«Я была атеисткой, но жила как христианка. Весь день я жила, действовала и говорила как христианка, слушая о том, насколько ужасен атеизм».
Момент истины наступил не тогда, когда она перестала верить, а тогда, когда наконец нашла в себе смелость произнести это вслух:
«Вплоть до пары недель назад я не могла произнести эти четыре слова подряд: “Я — атеистка”. Это звучало фальшиво».
А потом всё стало на свои места. Человек годами терпевший религиозную ложь (прекрасно понимая это) просто вздохнул спокойно и почувствовал облегчение (ту самую благодать).
(Источник: sheseeksnonfiction.blog, «My Real Atheist Deconversion Story»)
Постепенный уход без единой точки
Не у всех есть четкий «момент». На том же форуме r/exchristian десятки людей отвечают на прямой вопрос «когда именно вы перестали верить» одинаково:
«Не было единого момента, когда я перестал верить, — это было постепенно, пока я однажды не понял: хорошо, я определенно в это больше не верю. Библия это действительно сказки древнего народа и ко мне их бог не имеет никакого отношения, потому что мне его навязали».
Этот ответ важен сам по себе: он разрушает главный стереотип о том, что потеря веры обязательно связана с драматическим разрывом. Иногда это больше похоже на медленное выцветание фотографии, чем на внезапную вспышку.
(Источник: reddit , «Tell Me About Your Loss of Beliefs»)
6. Выход из «Свидетелей Иеговы»: цена сомнения — потеря всех, кого ты знал
Эми (Эмбер) Скора, бывшая проповедница Свидетелей Иеговы, в интервью для подкаста Mormon Stories описывает уход из религии не как интеллектуальное событие, а как социальную смерть заживо. Проблема закрытых религиозных структур в том, что сомнение там стоит несоизмеримо дороже, чем в обычной церкви — оно означает потерю буквально всех родственников и друзей одномоментно, из-за практики «разобщения» (шуннинга). Её история — важное напоминание, что для многих людей момент, когда они «перестали верить» интеллектуально, и момент, когда они наконец нашли в себе смелость на это решиться, могут быть разделены годами страха потерять всех, кого они любят.
У свидетелей Иеговы очень сильная община, которая буквально запрещает вышедшим из неё общаться с действующими адептами. Многие видят в этом яркие признаки тоталитарных сект, которые ограничивают общение с внешним миром во избежание конфузов и лишних вопросов.
(Источник: подкаст Mormon Stories, «Leaving the Witness: Exiting Religion and Finding a Life — Amber Scorah»)
7. Постепенное недоверие к языку церкви, а не к самой вере
Возвращаясь к монологу Кирилла Алфёрова, отдельного внимания заслуживает описанный им механизм — не разовое событие, а накопление разочарований в институте, при сохранении веры в идею:
«Я подмечал всё больше деталей в церковной практике и риторике, которые казались мне неверными и неправильными, и всё больше вещей относил к “земному” измерению Церкви в противовес “небесному”».
Это тонкое, но принципиальное отличие: сначала уходит доверие не к Богу, а к людям, которые говорят от его имени, — и уже потом рушится всё остальное.
(Источник: FURFUR)
Выходит, настоящий атеист — это не тот, кто отрицает Бога, а тот, кто считает, что всё, что мы знаем о Боге, выдумано человечеством. А так как никаких реальных доказательств его присутствия нет, кроме субъективных ощущений, то атеист выбирает просто не думать об этом, следуя пути собственной совести и ответственности за свои поступки.
Что объединяет все семь историй
Если сравнить эти признания, бросается в глаза одна общая деталь: почти никто не описывает единый апокалиптический момент прозрения. Вера в подавляющем большинстве случаев не взрывается — она либо тихо гаснет от накопления маленьких логических неувязок, либо рушится в совершенно бытовой обстановке (на воскресной школе, за чтением форума, в разговоре с самим собой), а не в момент трагедии, как принято думать. В этом нет ничего удивительного, потому что веру нужно кормить. Постоянно доказывать себе, что ты веришь. Если этого не делать, то логика и критическое мышление рано или поздно вольются в твою голову.
Наконец, я перестал быть религиозным человеком, наблюдая за своими друзьями. Я увидел двуличие, лицемерие и какие-то торговые отношения с богом. Я никогда не понимал, почему некоторые друзья и подруги смиренно идут на рождество стоять службу в храмах, а после этого целый год делать вид, что бога нет. Ни разу так и не прочитавшие ни одной страницы Библии, они выстраивают свою личную религию, так и не осознав, что она у каждого разная. Они возвращаются к богу только когда это выгодно именно им. Это странно. И это больше проявление двойных стандартов, а не истинной веры. Здесь атеист будет куда гораздо честнее.
Если среди вас есть те, кто пережил подобный опыт (в любую сторону — потери или обретения веры) — каким был именно ваш момент?
Показать полностью
4
Взломанная эволюция: почему без древних смертоносных вирусов мы бы не умели думать и до сих пор откладывали яйца
В массовом сознании вирусы — это абсолютное зло, космическая несправедливость и досадный баг биологии, от которого человечество мечтает избавиться. Мы тратим миллиарды долларов на борьбу с ними, но если бы завтра по взмаху волшебной палочки все вирусы на Земле исчезли, человечество… вымерло бы за несколько поколений. Точнее, нас бы вообще никогда не существовало.
Если размотать спираль нашей ДНК, выяснится поразительный факт: мы — химеры. Около 8% человеческого генома состоят не из человеческих генов, а из осколков древних ретровирусов. Это так называемые эндогенные ретровирусы человека (HERVs). Наш организм не просто хранит этот «мусор» — он активно использует его для ключевых процессов жизнедеятельности.
Без вирусного вмешательства мы бы до сих пор не умели рожать живых детей и обладать долговременной памятью.
Часть 1. Иммунологический кошмар, или Почему ребенок — это паразит
Давайте вернемся на 150-200 миллионов лет назад. Наши далекие предки, ранние млекопитающие, были весьма консервативными ребятами и, подобно современным утконосам, откладывали яйца. Яйцо — отличный эволюционный бронежилет. Оно защищает эмбрион от внешней среды, а главное — от собственной матери.
Дело в том, что с точки зрения иммунной системы матери, плод — это чужеродный трансплантат, паразит и захватчик. Плод наполовину состоит из ДНК отца. Как только млекопитающие попытались вынашивать потомство внутри себя, они столкнулись с иммунологическим адом: материнский организм немедленно обнаруживал чужие белки эмбриона и отправлял армию Т-киллеров, чтобы уничтожить его.
Чтобы живорождение стало возможным, природе требовалось создать плаценту — орган-посредник. Плацента должна была решать невозможную задачу: качать из материнского организма кислород и питательные вещества, но при этом намертво блокировать проход для материнских иммунных клеток.
Для этого нужен был особый барьер — слой клеток, которые слились в единую сплошную стенку без зазоров (так называемый синцитиотрофобласт). Но клетки млекопитающих не умели сливаться подобным образом. У них просто не было такого генетического механизма.
Часть 2. Как наш предок переболел «мезозойским СПИДом»
Решение проблемы нашлось около 100 миллионов лет назад. Наш чешуйчатый или шерстистый предок подхватил древний ретровирус.
Ретровирусы (к которым относится, например, современный ВИЧ) — это мастера молекулярного шпионажа. Они не просто разрушают клетку. Они проникают в её ядро, разрезают хозяйскую ДНК и вставляют туда свой генетический код. Клетка начинает копировать вирус, принимая его за свой собственный ген.
Обычно такие заражения заканчиваются смертью организма. Но иногда случается редчайший сбой: вирус заражает половую клетку (яйцеклетку или сперматозоид). Если этот организм выживает и дает потомство, вирусный код навсегда прописывается в геноме его детей, внуков и всех последующих видов.
У того древнего вируса был конкретный ген, кодирующий белок синцитин.
В теле вируса этот белок решал две задачи:
Он склеивал оболочку вируса с мембраной здоровой клетки, чтобы вирус мог проникнуть внутрь.
Он временно «вырубал» иммунную систему хозяина, чтобы та не заметила вторжения.
Часть 3. Великое эволюционное ограбление
Эволюция посмотрела на этот вирусный механизм и совершила один из самых гениальных грабежей в истории планеты.
Организм млекопитающих взял вирусный ген синцитина и заставил его работать на себя. Теперь этот белок используется при беременности: он склеивает клетки плаценты в единый защитный барьер и локально подавляет иммунитет матери вокруг матки, не давая ей убить собственного ребенка.
Если сегодня искусственно «выключить» вирусный ген синцитина в организме мыши, беременность мгновенно прервется — плацента не сформируется, а иммунная система уничтожит эмбрионы.
Каждый раз, когда на свет рождается человек, это происходит только потому, что миллионы лет назад его предок переболел тяжелейшей вирусной инфекцией, сумел её обуздать и заставил работать на благо будущих поколений.
Часть 4. Наша память — это тоже вирус
Думаете, на плаценте всё закончилось? Как бы не так. Вирусы создали не только наше тело, но и наш разум.
Нейробиологи долгое время пытались понять, как работает наша долговременная память. Каким образом мозг умудряется хранить воспоминания о детстве в течение 80 лет, если белки в синапсах между нейронами живут от силы несколько часов или дней?
В 2018 году ученые исследовали ген под названием Arc. Этот ген критически важен для высшей нервной деятельности: без него мы не способны к обучению, а новые воспоминания просто стираются через несколько минут.
Когда биологи детально изучили структуру белка Arc, они испытали шок.
Этот белок собирается в полые сферы, которые один в один похожи на капсид — защитную оболочку вируса. Более того, нейроны используют Arc точно так же, как вирусы используют свои капсиды: они упаковывают туда свою генетическую информацию (РНК) и «выстреливают» ею в соседние нейроны, передавая информацию напрямую от клетки к клетке.
Ген Arc — это тоже одомашненный ретровирус, который встроился в геном наших предков около 350-400 миллионов лет назад, когда те еще только выползали из океана на сушу. Мы научились думать, используя вирусные почтовые капсулы для передачи мыслей между клетками мозга.
Эпилог. Границы человеческого
Биология учит нас удивительной скромности. Мы привыкли проводить четкую границу между «собой» и «окружающей средой», между человеком и патогеном. Но на молекулярном уровне этой границы не существует.
Человек — это не монолитный организм. Мы — сложнейший черновик, собранный из обрывков древних программ, бактерий-симбионтов и прирученных вирусов, которые когда-то пытались нас убить, но в итоге стали нашей частью.
.S. Если вам близка такая подача и вы любите качественные разборы научных, исторических и космических фактов без кликбейта и «желтизны» — приглашаем заглянуть в наш скромный проект в МАКС: https://max.ru/channel_ffakty Там мы ежедневно публикуем короткие и емкие разборы того, как устроен этот безумный мир. Будем рады умным людям в комментариях.
Показать полностью
«WHAT IS REAL?» (АДАМ БЕККЕР, 2018)
Есть книги, которые бросают вызов не столько научной теории, сколько тому, как эта теория живёт в сознании научного сообщества - какие идеи считаются допустимыми, какие вопросы позволительно задавать, а какие - нет. Книга Адама Беккера «What Is Real?» («Что есть реальность?»), вышедшая в 2018 году, - как раз такая. Это расследование, исторический детектив о том, как одна интерпретация квантовой теории, известная как копенгагенская, стала фактической ортодоксией и как это повлияло на развитие физики на протяжении почти всего XX века.
Беккер, американский астрофизик, получивший докторскую степень и работающий научным журналистом в ведущих изданиях вроде The New York Times, BBC, Scientific American и Quanta, взялся за амбициозную задачу: рассказать историю, которая долгое время оставалась в тени. Он получил грант от фонда Слоуна на исследование истории и развития квантовых оснований - той области, где физика встречается с философией и где задаётся самый главный вопрос: а что же всё это на самом деле значит?.
В основе книги лежит простая, но взрывная мысль: копенгагенская интерпретация, которую обычно связывают с именем Нильса Бора, не является ни единственно возможной, ни даже внутренне непротиворечивой. Это скорее «смесь запутанных и противоречивых инструкций», как пишет в своей рецензии физик Дэвид Уоллес, скреплённая исторической случайностью и политической целесообразностью. Беккер утверждает, что эта интерпретация, по сути, объявила бессмысленными вопросы о фундаментальной природе реальности, скрывшись за позитивистским лозунгом: всё, что ненаблюдаемо, не имеет значения. А те немногие смельчаки, которые осмелились задать эти вопросы - Дэвид Бом, Хью Эверетт, Джон Белл, - заплатили за это профессиональную цену.
Вот здесь и кроется главная ересь книги Беккера. Он не просто предлагает альтернативный взгляд на квантовую механику. Он утверждает, что сам путь, по которому пошла физика, был в значительной степени определён не объективной истиной, а человеческими факторами: харизмой Бора, его запутанным и трудным для критики стилем письма, институциональным давлением, идеологией холодной войны, когда физиков, заподозренных в симпатиях к марксизму (как Бом), оттесняли на обочину, и даже банальной ошибкой в математической теореме.
Беккер посвящает целые главы трём ключевым фигурам, которые стали «квантовыми бунтарями». Дэвид Бом, разработавший теорию скрытых переменных, показывающую, что квантовый мир может быть детерминированным, подвергся травле не только за свои научные взгляды, но и за политические убеждения, и был вынужден эмигрировать. Хью Эверетт, предложивший в своей диссертации многомировую интерпретацию, был вынужден переписывать её, чтобы сохранить отношения своего научного руководителя с Бором. А Джон Белл, чьё знаменитое неравенство показало, что квантовая механика фундаментально нелокальна, десятилетиями оставался в тени, и его работы не получали должного признания. Беккер также обращает внимание на трагическую фигуру Греты Херманн - женщины-математика, которая первой обнаружила фатальную ошибку в «доказательстве» Джона фон Неймана, якобы запрещающем любые скрытые переменные, но чья работа была проигнорирована, отчасти из-за сексизма того времени. Эта ошибка фон Неймана, как показывает Беккер, использовалась десятилетиями как непререкаемый аргумент против любых альтернатив, хотя на самом деле теорема была неверна.
Беккер пишет ярко и увлекательно. Его главная заслуга - он вернул человеческое измерение в, казалось бы, чисто абстрактный спор. Он показывает, что наука - это не беспристрастный поиск истины, а живой, политизированный и часто жестокий процесс, где репутации и карьеры зависят не только от правильности идей, но и от того, насколько эти идеи удобны для мейнстрима.
Именно эта, казалось бы, бесспорная для гуманитария мысль оказалась настоящей ересью для многих физиков, которые привыкли видеть в истории своей науки триумфальное шествие объективной истины. Реакция профессионального сообщества была бурной и крайне неоднозначной. Книгу хвалили за доступность и увлекательность, но её основной тезис и, что важнее, метод были подвергнуты сокрушительной критике.
Одним из самых яростных критиков выступил физик Кристофер Фукс в рецензии для American Journal of Physics. Он обвинил Беккера в том, что тот «недостаточно глубоко изучил предмет» и что его «тщательно исследованная книга» на самом деле таковой не является. Фукс указывает на то, что Беккер строит свои аргументы на цитате «Нет квантового мира. Существует только абстрактное квантово-физическое описание», подавая её как слова самого Бора. Однако, как выясняется из примечаний, эта цитата принадлежит не Бору, а его коллеге Оге Петерсену, который пересказывал слова Бора уже после его смерти. Это обвинение в недобросовестности - «приманка в тексте и подмена в сносках» - стало одним из главных аргументов противников книги. Другой критик, Питер Войт, автор блога Not Even Wrong, назвал книгу «историей о хороших и плохих парнях» и раскритиковал её за упрощённое представление копенгагенской интерпретации как «смеси солипсизма и плохих рассуждений». Он также указал на то, что Беккер предлагает многомировую интерпретацию как панацею, но сам не объясняет её фундаментальных проблем, например, того, как именно «расщепляется волновая функция Вселенной».
Таким образом, книга Беккера сама стала полем битвы. Она, как и её предмет, спровоцировала яростные споры о том, что такое «хорошая наука» и кто имеет право рассказывать её историю.
Прошло несколько лет. Что же из этой ереси можно считать сегодня общепризнанным? Удивительно, но многое. Во-первых, сама идея о том, что копенгагенская интерпретация не является единственной и незыблемой, уже давно не маргинальна. Как признаёт в своей рецензии Дэвид Уоллес, «вещи изменились». Декогеренция - процесс, объясняющий, как квантовые системы переходят в классические, - стала «философски ортодоксальной интерпретацией перехода от квантового к классическому масштабу». Физики всё чаще говорят о «проблеме измерения» не как о чём-то решённом, а как о центральном вызове. Во-вторых, фигуры Бома, Эверетта и Белла сегодня - это не забытые изгои, а признанные классики. Их работы лежат в основе таких активно развивающихся областей, как квантовая информатика и квантовая криптография. В-третьих, исторический подход Беккера, который показывает влияние социальных и политических факторов на развитие физики, стал гораздо более привычным. Даже если его конкретная интерпретация спорна, сам вопрос о том, как «военно-промышленный комплекс и политическая целесообразность» повлияли на выбор интерпретации, сегодня уже не кажется кощунственным.
Главный урок книги Беккера, возможно, заключается в том, что наука - это не просто набор уравнений и экспериментов. Это ещё и сообщество людей со своими слабостями, амбициями и страхами. И иногда самые важные вопросы отодвигаются в сторону не потому, что на них нет ответа, а потому, что их неудобно задавать. «What Is Real?» напоминает нам, что самые фундаментальные научные споры могут длиться десятилетиями и даже веками, и что «незавершённый квест» за смыслом квантовой физики - это не признак провала, а сама суть науки. Беккер, возможно, не убил «короля» - он показал, что король-то, возможно, и голый, но даже это знание - уже немалое достижение. И книга, несмотря на всю свою полемичность, выполняет важнейшую миссию: она возвращает в физику философию, а в историю науки - человеческое лицо.
Показать полностью
1
БОЛЬШОЙ ВЗРЫВ: ЧТО ЭТО ТАК БУМКНУЛО?
Мы привыкли жить в мире, где время течёт от прошлого к будущему, где звёзды зажигаются и гаснут, а галактики разбегаются во все стороны. Но если задаться вопросом, с чего всё это началось, мы неизбежно упираемся в стену, за которой наша обычная интуиция и привычные законы физики перестают работать. Вопрос о том, что же произошло в момент Большого взрыва, - это, пожалуй, самый амбициозный вопрос, который только может задать себе человечество. И современная наука, вооружившись общей теорией относительности, физикой элементарных частиц и наблюдательной астрономией, нарисовала картину, которая по своей грандиозности и парадоксальности превосходит любые мифы о сотворении мира.
Сама идея о том, что Вселенная не вечна, а имела начало, поначалу казалась настолько крамольной, что даже Эйнштейн, получив из своих уравнений расширяющуюся Вселенную, поспешил ввести в них космологическую постоянную, чтобы сохранить статичную картину мира. Первым, кто осмелился воспринять уравнения всерьёз, был бельгийский священник и астроном Жорж Леметр. В 1927 году он, уже после советского математика Александра Фридмана, тоже пришёл к выводу, что Вселенная должна расширяться, и предположил, что в далёком прошлом она была сжата в одну точку - «первичный атом». Долгое время это была лишь смелая гипотеза, пока в 1929 году Эдвин Хаббл не обнаружил, что галактики действительно разбегаются, и чем дальше галактика, тем быстрее она удаляется. Вселенная была не статичной, а расширялась, а значит, в прошлом она действительно была гораздо плотнее и горячее. Так родилась концепция «горячей Вселенной», или Большого взрыва.
Однако чтобы эта концепция превратилась в стройную теорию, потребовались десятилетия и несколько ключевых открытий. Тремя главными столпами, на которых стоит современная космология, стали расширение Вселенной, первичный нуклеосинтез и реликтовое излучение. Первый столп мы уже упомянули. Второй связан с предсказанием того, что в первые минуты после Большого взрыва во Вселенной должны были синтезироваться лёгкие элементы. Этот процесс, получивший название первичного нуклеосинтеза, начинается примерно через три минуты после «начала». В тот момент соотношение нейтронов и протонов составляло примерно один к семи, и в течение последующих двадцати минут из этого первичного «бульона» образовались ядра водорода, гелия и совсем немного дейтерия и лития. Теория предсказывала, что по массе Вселенная должна состоять примерно на 75% из водорода и на 25% из гелия, и что других тяжёлых элементов в заметных количествах быть не может - они должны были появиться гораздо позже, в недрах звёзд. Удивительно, но наблюдения за самыми старыми звёздами и газовыми облаками подтвердили эти цифры с поразительной точностью, что стало одним из самых веских доказательств того, что теория горячей Вселенной верна. Правда, с литием-7 возникла небольшая загвоздка - его наблюдаемое содержание оказалось в несколько раз меньше предсказанного, и эта «литиевая проблема» остаётся одной из загадок, над которыми бьются физики до сих пор.
Третий столп, реликтовое излучение, стал, пожалуй, самым эффектным подтверждением. В 1940-х годах Георгий Гамов и его коллеги предсказали, что после того, как Вселенная остыла до температуры около 3000 К, протоны и электроны смогли объединиться в нейтральные атомы водорода, и излучение перестало рассеиваться на свободных электронах. Вселенная стала прозрачной, и это первичное излучение, которое тогда было горячим и ярким, с тех пор лишь остывало вместе с расширением пространства, превратившись в слабый микроволновый «шум», заполняющий всё небо. И вот в 1965 году американские радиоинженеры Арно Пензиас и Роберт Вильсон, пытаясь избавиться от помех в своей антенне, наткнулись на неустранимый фоновый сигнал, идущий со всех сторон. Они не сразу поняли, что именно открыли, но астрофизики быстро опознали в этом сигнале тот самый «реликтовый отпечаток» Большого взрыва. Температура этого излучения оказалась равна 2,725 К - ровно столько, сколько предсказывала теория. За это открытие Пензиас и Вильсон получили Нобелевскую премию, а теория горячей Вселенной окончательно утвердилась в качестве научного мейнстрима.
Однако, как это часто бывает, триумф теории породил новые, ещё более сложные вопросы. Стандартная модель Большого взрыва, несмотря на все свои успехи, столкнулась с тремя серьёзными проблемами, которые требовали принципиально нового мышления. Первая - проблема горизонта. Реликтовое излучение удивительно однородно: его температура почти одинакова во всех направлениях, с отклонениями всего в одну стотысячную долю градуса. Но в рамках стандартной модели Большого взрыва разные участки неба никогда не могли быть в причинной связи друг с другом - они находятся слишком далеко, чтобы свет успел пройти между ними за всё время существования Вселенной. Как же тогда они «договорились» иметь одну и ту же температуру? Это всё равно что обнаружить, что два человека, никогда не встречавшихся и разделённых океаном, знают один и тот же секрет.
Вторая проблема - проблема плоскостности. Наблюдения показывают, что наша Вселенная с огромной точностью является пространственно плоской, то есть её геометрия близка к евклидовой. Но из уравнений Эйнштейна следует, что любое, даже самое крошечное отклонение от плоскостности в ранней Вселенной должно было бы катастрофически разрастись за миллиарды лет расширения. Чтобы сегодня Вселенная была такой плоской, как мы её видим, в момент Большого взрыва она должна была быть плоской с точностью, которую невозможно представить - отклонение должно было составлять одну часть на 10^60. Почему начальные условия были подобраны с такой невероятной точностью?
И наконец, третья проблема - проблема магнитных монополей. Многие теории объединения фундаментальных взаимодействий предсказывают, что в ранней горячей Вселенной должны были рождаться чрезвычайно тяжёлые стабильные частицы - магнитные монополи. Согласно расчётам, их должно было образоваться так много, что сегодня они должны были бы доминировать во Вселенной, но мы не наблюдаем ни одного. Куда же они подевались?
Ответ на все три проблемы оказался настолько же дерзким, насколько и элегантным. В 1981 году молодой американский физик Алан Гут предложил теорию космической инфляции. Согласно этой идее, в первые невообразимо малые доли секунды после Большого взрыва (между 10^-35 и 10^-32 секунды) Вселенная пережила период чудовищно быстрого, экспоненциального расширения. Это расширение было вызвано не обычной материей, а особым состоянием вакуума, обладающим отрицательным давлением и создающим эффект антигравитации, который раздувал пространство со скоростью, намного превышающей скорость света. За этот крошечный промежуток времени крошечный кусочек пространства, в котором царило тепловое равновесие, раздулся до размеров, намного превышающих наблюдаемую сегодня Вселенную. Именно это мгновенное «растягивание» и решает все три проблемы разом: проблема горизонта исчезает, потому что весь наблюдаемый нами мир произошёл из одной крошечной, термически сбалансированной области; проблема плоскостности решается, потому что экспоненциальное расширение сглаживает любую кривизну, как надувание воздушного шарика сглаживает складки на его поверхности; а магнитные монополи становятся настолько редкими, что их просто невозможно обнаружить - они «размазаны» по гигантскому объёму.
Но самое гениальное в теории инфляции - это не только то, как она решает старые проблемы, но и то, что она предсказывает новое. Квантовые флуктуации, которые неизбежно возникают в любом поле, в том числе и в поле инфлатона (так назвали поле, ответственное за инфляцию), в процессе этого гигантского растяжения были «заморожены» и превратились в крошечные неоднородности плотности. Эти неоднородности стали теми самыми «семенами», из которых впоследствии, под действием гравитации, выросли галактики, скопления галактик и вся та крупномасштабная структура, которую мы наблюдаем сегодня. То есть инфляция не просто объясняет, почему Вселенная такая гладкая и плоская, но и объясняет, почему в ней вообще есть структура - почему существуют звёзды, планеты и мы с вами. Этот удивительный мостик между квантовым микромиром и космическим макромиром стал одним из величайших триумфов теоретической физики.
Теорию инфляции развивали не только Гут, но и советские, а затем российские физики Алексей Старобинский, Андрей Линде и Вячеслав Муханов. Именно Линде предложил модель «хаотической инфляции», которая оказалась наиболее естественной и привела к идее, что инфляция может происходить не один раз, а в разных местах в разное время, порождая бесконечное множество «пузырей» - вселенных с разными свойствами. Так родилась идея мультивселенной, которая до сих пор вызывает жаркие споры: является ли она физической реальностью или лишь математической спекуляцией?
И здесь мы подходим к самому острому и драматичному противостоянию в современной космологии. В 2014 году группа физиков во главе с Анной Иджас и Полом Стейнхардтом опубликовала статью, в которой заявила, что инфляционная теория, по сути, ненаучна, потому что она не делает уникальных предсказаний. В ответ на это 33 ведущих космолога мира, включая самого Алана Гута и Стивена Хокинга, выступили с резкой отповедью, защищая инфляцию как проверяемую и экспериментально подтверждённую теорию. Они указывали на то, что инфляция предсказала плоскую геометрию Вселенной и форму спектра первичных флуктуаций, и эти предсказания с блеском подтвердились данными спутников WMAP и Planck. Спор, начавшийся тогда, не утихает и поныне. Критики инфляции, такие как Стейнхардт, предлагают альтернативу - циклическую модель Вселенной.
Эта модель, основанная на теории струн, предлагает радикально иной взгляд. Согласно ей, наш Большой взрыв был не началом всего, а лишь переходом, «отскоком» от предыдущей фазы сжатия. В этой картине наша Вселенная - лишь одна из фаз бесконечного цикла расширения и сжатия. В рамках теории струн это выглядит как столкновение двух трёхмерных «бран» (многомерных мембран) в пространстве более высокого измерения. При таком столкновении выделяется колоссальная энергия, которая и создаёт видимость Большого взрыва, а затем браны расходятся, Вселенная расширяется, а через триллионы лет они снова сближаются и сталкиваются, порождая новый цикл. Эта модель не отрицает сам Большой взрыв как событие, но отказывает ему в уникальности и в статусе «начала времени». Она также предлагает объяснение для темной энергии и решает некоторые проблемы, которые инфляция решает по-своему.
Так что же всё-таки произошло в тот самый момент, который мы называем Большим взрывом? Правда в том, что мы не знаем и, возможно, никогда не узнаем точно. Современная наука с огромной уверенностью описывает то, что случилось спустя 10^-32 секунды после «начала» - инфляцию, затем остывание, нуклеосинтез, рекомбинацию и рождение структур. Но что было до инфляции, в тот самый момент, когда пространство и время, возможно, родились из квантовой пены? Для этого нам нужна теория квантовой гравитации, которой у нас пока нет. Некоторые модели, такие как «предложение о безначальной Вселенной» Хокинга и Хартла, предполагают, что время как таковое исчезает в сингулярности, и вопрос «что было до?» теряет смысл, подобно тому, как теряет смысл вопрос «что находится севернее Северного полюса?».
Тем не менее, мы живём в удивительное время. Мы можем с уверенностью сказать, что Вселенная началась с состояния невероятно высокой плотности и температуры, что она пережила период чудовищно быстрого расширения, что квантовые флуктуации в этом расширении стали семенами всех галактик и звёзд, и что мы сами - продукт этой грандиозной космической эволюции. Мы можем спорить о деталях, о том, была ли инфляция или «отскок», был ли Большой взрыв началом или лишь переходом. Но сам факт того, что мы можем задавать эти вопросы и искать на них ответы, опираясь не на догадки, а на данные наблюдений и строгие математические модели, - это, пожалуй, самое поразительное чудо во всей этой истории. Мы - часть Вселенной, которая пытается понять себя, и Большой взрыв - это наша общая точка отсчёта, наше космическое родство, наша самая далёкая и самая захватывающая тайна.
Показать полностью