Vsako srečanje z nečim nenavadnim, nepričakovanim, čudnim povzroči presenečenje. Z nečim, kar ne gre v glavo - pa čeprav gre za strogo dokazano znanstveno dejstvo.
Evolucija ni telovadnica ali ustanova za plemenite deklice. Evolucija ne bo živih biti močnejša ali pametnejša samo zato, da bi postala močnejša ali pametnejša, ali zato, da bi jim te priložnosti koristile kdaj v prihodnosti. Evolucija je rezultat boja za obstoj tukaj in zdaj. Vrste se spremenijo ravno toliko, kolikor jih potrebujejo, da konkurirajo drugim vrstam in preživijo - prav zdaj.
Tako človeški možgani kot njegove predstave o resničnosti se oblikujejo milijone let v precej omejenih pogojih. Vsi živimo na istem planetu, v zelo ozkem temperaturnem območju, imamo bolj ali manj enako velikost, skupek fizioloških potreb in uporabljamo podobne vire. Človek v procesu evolucije nikoli ni zahteval znanja o zvezdah ali molekulah.
V naravoslovju je iskanje kakršne koli rešitve vedno sledilo nastanku težave: najprej visoka drevesa s sočnimi listi, nato dolge vratove v žirafi. Šele s prihodom človeka se je začelo pojavljati "znanje zaradi znanja", in šele s prihodom filozofije in znanosti je začelo kopičenje znanja predvidevati njihovo uporabnost. Najprej raziskujemo beljakovine eksotičnih meduz - kar tako! - in potem se izkaže, da ti proteini pomagajo pri zdravljenju raka.
Posledično je danes viden razkorak med našim znanjem in našimi biološkimi zmožnostmi. Kulturni napredek je veliko hitrejši od biološkega. In bolj ko nabiramo znanje o Vesolju, bolj se v njem izgubimo: naši možgani preprosto vsega tega ne morejo zaznati.
Okoli neskladja med "srcem" in "umom" je celo oblikovala svojo folkloro: vse vrste neverjetnih dejstev, zasnovanih za osupanje in omamljanje. V veliki večini primerov je "učinek vau" dosežen na preprost način: preračunavanje lestvic.
V Alfo Centauri se ni sprehodila niti ena oseba na svetu. Nobena oseba na svetu še ni videla elektrona. Evolucija nas ni obdarila s takšnimi znanji. Toda kultura nas je naučila: vemo na primer, da je razdalja do Alfe - najbližjega zvezdnega sistema do Sonca - nekaj več kot 40 milijonov kilometrov, oziroma 4,3 svetlobnih let.
Klasično "noro dejstvo" manipulira s to popolnoma abstraktno količino za nas, tako da postane manj abstraktna. Prevaja ga v starodavni "jezik", s katerim naše razmišljanje še vedno deluje. Na primer, lahko razdaljo do Alpha Centauri pretvorite v nogometna igrišča ali število korakov ali pa na stroške bencina, ko to razdaljo potujete z avtomobilom. Že sam koncept "svetlobnega leta" je primer prevoda iz nečesa povsem nerazumljivega na malo bolj razumljivo.
Promocijski video:
Toda kompleksnost znanstvenega dojemanja resničnosti še zdaleč ni omejena na dolžine, razdalje in količine. Nasprotno, veliko težje je zaznati dejstva, ki kakovostno nasprotujejo zdravi pameti v njeni tradicionalni, še vedno »opičji« obliki.
Dejstvo številka 1. Čas je odvisen od višine
Morda najbogatejši vir zanesljivih, eksperimentalno preverjenih in praktično uporabnih, a povsem noro dejstev so Einsteinove teorije.
Če postavite uro na vrh gore in isto uro ob njenem vznožju in čez nekaj časa jih primerjate, bo ura šla drugače. Dlje od površine Zemlje je šibkejša njena gravitacija in hitrejši čas teče. To niso samo teoretične konstrukcije, ampak resnični eksperimentalni podatki, ki so dobro znani že sto let. Natančneje oboroženi z uro so znanstveniki zaznali časovno dilatacijo, ne da bi se povzpeli na goro: približno trideset centimetrov je bilo dovolj, da so registrirali odklon. Ljudje v desetem nadstropju dobesedno in dobesedno starejo hitreje kot tisti na prvem.
Seveda so ti učinki tako majhni, da v vsakdanjem življenju ne igrajo nobene vloge. Kljub temu postanejo kritične, ko se oddaljenost od Zemlje povečuje, zahteve po natančnosti merjenja časa pa naraščajo večkrat. Najbolj znan primer so sateliti GPS: brez popravkov za "time warp" bi bili popolnoma neuporabni.
Dela Alberta Einsteina niso samo dajala svetu najbolj prepoznavne fizične formule, temveč so tudi korenito spremenila naše razumevanje resničnosti.
Wikimedia Commons
Gre za gravitacijo. Po Einsteinu ne gre samo za silo, ki jo je treba z delca ali vala "prenašati" iz ene točke v drugo. To je ukrivljenost prostora in časa okoli teles, ki imajo maso (in s tem tudi energijo). Če na primer stojite na tleh in vržete žogo vzporedno z njo, potem dejansko leti v ravni črti. Ker pa je Zemlja zelo težek predmet, v njegovi bližini neposredno pomeni ukrivljen. Prostor in čas sta neločljivo prepletena in se izkrivljata le skupaj. Zato masa Zemlje ne upogiba samo poti kroglice, ampak tudi pravočasno deformira svoje gibanje. Padla na tla, žoga hkrati z našega vidika "upočasni".
Dejstvo številka 2. Gravitacija plošče
Z gravitacijo je veliko nenavad. Zdi se, da so se živa bitja že od začetka navadila na zemeljsko gravitacijo. Toda če na to pogledate z vidika znanosti, je gravitacija eden najbolj skrivnostnih - in bistvenih - pojavov v vesolju.
Gravitacija je pomembna tudi za ljudi in ne samo na Zemlji. Ste že kdaj pomislili, da praktično vsa energija, ki jo živi organizmi porabijo, vključno z nami, izvira iz gravitacije?.. Dejansko z izjemo nekaterih bakterij in arhej živa bitja dobivajo energijo bodisi od Sonca bodisi z uživanjem teh ki so energijo prejemali od sonca. Toda od kod prihaja energija samega Sonca?
Sonce je velikanski termonuklearni reaktor, ki zagotavlja energijo vsem življenjem na Zemlji
NASA
Sonce je ogromna kroglica vodika in helija. Tako velik je, da ga gravitacija stisne pod lastno težo. Za poenostavitev lahko rečemo, da tlak v notranjosti Sonca doseže take vrednosti, da se vodikova jedra med seboj pritisnejo z veliko silo in se združijo, da tvorijo helij. Med to fuzijo se sprosti veliko energije. Jedro Sonca je v stanju nenehne termonuklearne eksplozije, ki uravnava krčenje zvezde pod svojo lastno maso - v nasprotnem primeru bi Sončeva površina še naprej padala navznoter in propadala. Po dolgih letih sevanje iz te zelo dolge eksplozije doseže površje in nato doseže Zemljo. Tu ga zajamejo pigmenti rastlin in bakterij, ki ga pretvorijo v kemično energijo, torej v našo hrano.
Dejstvo številka 3. Živimo v preteklosti
Teorija relativnosti se ne ujema z okvirom običajnega, saj življenje na splošno in zlasti naša evolucija potekata z zelo nizkimi hitrostmi, v katerih se čas, prostor in gravitacija zdita stalna in stabilna.
Na primer, naš občutek trenutnega trenutka je povezan z enako prilagodljivostjo nizkim hitrostim. Ne čutimo pavze med tem, kar se dogaja okoli nas, in trenutkom, ko zaznamo, kaj se dogaja. Tudi z video klicem v Avstralijo smo ponavadi krivi za zamudo pri slabi internetni povezavi.
Pravzaprav ista posebna teorija relativnosti postavlja jasne meje hitrosti, s katero se lahko premika karkoli - tudi na primer digitalni podatkovni paketi ali svetloba od predmeta do naših oči. Ne gre za to, da je internet v Avstraliji vedno slab - tudi pri takojšnji obdelavi signalov je hitrost komunikacije omejena s svetlobno hitrostjo. V normalnih pogojih je to neopazno, na velikih razdaljah pa je precej opazno.
Za trgovce na borzi je lahko celo nekaj milisekund zamude kritično. Najbolj znan primer je komunikacija med čikaško in newyorško borzo. Kabel iz optičnih vlaken, položenih v osemdesetih letih, se je zvijal od strani do strani in oddajal signal v 14 ms. Danes lahko isti signal pošljemo v 8 ms z žarki mikrovalovnih žarkov, vendar bo dostop do oddajnikov stala in veliko.
Pred pol stoletja je trgovanje na borzi potekalo s kriki in kretnjami. Današnji trgovci tekmujejo s svetlobno hitrostjo
Getty slike
Prav tako je tudi naša sposobnost zaznavanja resničnosti omejena: nobena informacija se ne premakne v trenutku. Toda veliko bolj pomemben dejavnik nas vrže zelo daleč v preteklost - prenos živčnega impulza. V primerjavi s svetlobo se signal vzdolž nevrona giblje s hitrostjo kohleje: 0,5-100 m / s. Kot rezultat, se vsak signal - od mrežnice, ušesa, kože, jezika, nosu ali mišic - zavleče dokaj opazen čas: približno 0,1 s. Naša zavest živi v preteklosti. In sploh ne ve za to.
Dejstvo številka 4. Sredi pregleda - prazno
Na splošno so možgani presenetljivo sposobni poenostaviti resničnost, sicer bi bilo življenje izjemno neprijetno. Na primer, če bi oči takoj povezali s TV zaslonom, bi dobili obrnjeno sliko s praznim mestom na sredini. To je res "surova slika", ki jo možgani dobijo iz oči. In ko ga prejmete, se za vaše udobje retušira.
Evolucija nas izboljša, kolikor je potrebno. Nima abstraktnega občutka za popolnost. Naše oči dobro delujejo - zakaj jih nadgraditi še naprej? Zakaj na primer odstraniti optični živec na zadnji strani mrežnice, če je možgane lažje naučiti, da tega ne opazijo?
Možgani ne samo retuširajo "vrzeli" na slikah, ki jih nudi oko. Z očesne optične naprave je razvidno, da slika zadene zaslon mrežnice na glavo. Možgani prav tako popravijo to tehnološko nepopolnost. In če nekaj časa nosite posebno napravo, ki posnema sliko, potem se bodo možgani kmalu spet prilagodili: slika se bo spet spremenila in postala normalna, ne da bi prinesla neprijetnosti. In če se potem vrnete k običajnemu vidu, potem boste nekaj časa opazili nasprotni učinek - možgani bodo videli vse v prvotni, obrnjeni obliki.
Težava Monty Hall-a: dve od treh vrat skriva kozo, eno pa avto. Igralec naključno izbere vrata št. 1. Vendar pa voditelj odpira vrata # 3, za katerimi stoji koza, in predlaga, da se igralec premisli na # 2. Z upoštevanjem nasvetov voditelja igralec podvoji svoje možnosti
Wikimedia Commons
Dejstvo # 5. Matematika je težja, kot si mislimo
Poenostavitev resničnosti možganov ne mora biti fizična. Oseba je razvila edinstvene sposobnosti za abstraktno razmišljanje, vključno z matematičnimi izračuni. Toda "biološka aritmetika" ni vedno natančna. Zaradi tega lahko nastanejo stroga, z vidika znanosti, a "nora" z vidika vsakdanje logike tudi dejstva.
Na splošno lahko celo rastline "štejejo". Običajno čez dan hranijo energijo in jo porabijo ponoči za rast in presnovo. Z oceno količine shranjene energije in delitvijo s časom, ki ostane do zore, obrat "izračuna" optimalno stopnjo porabe rezerv.
No, naši možgani se nenehno ukvarjajo z aritmetiko, računajo verjetnosti, hitrosti, sile, ravnotežje itd. Toda v preteklih stoletjih je "kulturna" matematika s svojimi številkami in formulami občutno presegla tako nezavedno, "biološko".
Statistični paradoksi so klasičen primer. Zamislite si na primer igrano TV oddajo. Pred igralcem so tri vrata, za enim je avto, za dvema pa so neumne koze. Voditelj prosi igralca, da naključno izbere eno od vrat, da najde avto. Izbere na primer prvega. Toda izkušeni voditelj se odloči, da bo še bolj okrepil strasti v studiu in namesto prve odpre tretja vrata, ki vsem pokažejo, da je zadaj koza. In potem voditelj vpraša igralca: "Bi se rad premislil?"
Zdi se, da se ni nič spremenilo: avtomobil je še vedno lahko za prvimi in drugimi vrati. Zakaj bi se premislili? - igralec razmišlja. Čuti neomajno odločenost - med evolucijo so ga možgani navajeni uporabljati v vseh težkih razmerah. Večina ljudi bo ponudbo gostitelja zavrnila.
Toda preprost matematični izračun kaže: paradoksalno je, a če v tej situaciji preklopite na druga vrata, se priložnost za zmago avtomobila podvoji! Analiza razlogov za paradoks Monty Hall je zunaj obsega našega članka, vendar to lahko preverite eksperimentalno - preprosto tako, da večkrat ponovite "igro" in izračunate pogostost zmage v vsaki od situacij.
Podobnih primerov je veliko. Na primer, našim matematično naivnim možganom je zelo težko razložiti, da če združite dve različni skupini podatkov v eno, se lahko razlaga teh podatkov spremeni v nasprotno.
Recimo, da gre za sprejem na Filološko-matematično fakulteto. Na filološko fakulteto se je prijavilo 80 žensk, od tega 30 moških, 20 moških, od tega 5 moških, 15 od 20 žensk in 50 od 80 moških se je vpisalo na matematično fakulteto. Če štejemo vse prijavljene skupaj, se izkaže, da je bilo sprejetih 45% prosilcev in 55% prosilcev. Obstaja spolna diskriminacija! Mimogrede, leta 1973 se je s podobno težavo spopadla kalifornijska univerza v Berkeleyju - primer je šel celo v sojenje.
Sodišče je na srečo to ugotovilo: če podatke pogledate ločeno, se situacija dramatično spremeni. Filologija je v našem primeru vključila 37,5% žensk v primerjavi s 25% moških, matematika pa 75% žensk v primerjavi z 62,5% moških. Ženske so bile povsod boljše kot moški - vendar brez delitve na oddelke podatki izgledajo nasprotno.
Vsako sekundo analiziramo, izračunamo in razlagamo svet okoli nas. Tudi če se zdi nekaj povsem očitnega, ne smemo pozabiti, da naši možgani zaradi vseh svojih zaslug še zdaleč niso popolni.
Dejstvo številka 6. Naš najbližji sorodnik je enocelični mikrob
Končno lahko ločena skupina "ocvrtih dejstev" temelji na žongliranju z znanimi, čeprav povsem umetnimi kategorijami - proizvodi naše lastne kulture.
Biologi se že več kot sto let prerekajo o pomenu pojma "vrste". Pri višjih organizmih je težava nekoliko enostavnejša: med spolnim razmnoževanjem je enostavno preveriti, ali se vrste lahko med seboj križajo in ustvarjajo rodovitne potomce. Kaj pa bakterije in drugi enocelični organizmi, ki se razmnožujejo s preprosto delitvijo lastnih celic?
Odgovor na to vprašanje ne bo nikoli, saj narava nima nobene zveze z našo definicijo vrste. Sami prihajamo do definicij in se potem prerekujemo z njimi, ko se resničnost noče umestiti v njihov okvir.
Leta 1951 so od afroameriške Henriette Lacks odvzeli vzorec materničnih tumorskih celic. Bolnica je umrla za rakom nekaj mesecev pozneje, vendar so njene celice še naprej živele v epruveti - to je bilo prvič, da je znanstvenikom uspel takšen poskus (več o tej neverjetni zgodbi smo pisali v številki iz januarja 2014, v članku "Večno življenje Henriette primanjkuje") …
Od takrat se je pojavilo ogromno drugih nesmrtnih celičnih linij, vendar HeLa celice še naprej živijo v kulturi in jih na tisoče laboratorijev uporablja v znanstvenih raziskavah. Za 60 let se je njihovo število že začelo šteti v tonah, nabrali so kup mutacij in kromosomskih nepravilnosti (HeLa ima običajno 76 do 80 kromosomov v primerjavi s 46 pri ljudeh), na splošno pa so šli precej daleč od običajne človeške celice.
Številni biologi menijo, da celice HeLa in podobno ne predstavljajo vrste Homo sapiens, temveč druge enocelične vrste, ki so nam gensko zelo blizu, vendar obstajajo ločeno in neodvisno od človeka. Drugi se z njimi ne strinjajo: takšna vrsta (za celice HeLa so jo poimenovali Helacyton gartleri) ne ustreza harmoničnemu evolucijskemu drevesu, v katerem so se enocelični mikrobi ločili od živali pred milijardami let in od takrat so z njimi sledili različnim potam. Če HeLa prepoznamo kot ločeno vrsto, bo treba pojav kakršnega koli rakavega tumorja šteti za evolucijski dogodek!
HeLa celice
Alamy
Vendar zakaj ne? Rakaste celice so posledica mutacij, ki jim omogočajo hitro delitev. V večini primerov to zavira imunski sistem. Toda nekatere celice se uspejo "prebiti" in nadaljevati razmnoževanje, ne da bi se ozrli na preostali del organizma. Zakaj to ni naravni izbor posebej uspešnih uporniških celic, ki so se nenadoma odločile opustiti večceličnost?
Znanstvena resničnost je lahko nerazumljiva, čudna, nasprotujoča si. Za to smo krivi lastni možgani: njegove omejitve, konvencije, navade in biološke »nastavitve«. Po drugi strani pa to dela znanost manj zabavno? Uresničevanje lastnih omejitev je vedno prvi korak k nečem prekleto zanimivemu.
Nikolaj Kukuškin