Результаты поиска по запросу «
Наука немцы
»
мозг новости ученые наука лаборатория tjournal Всё самое интересное
Исследователи заявили, что вырастили первый в мире мозг в лаборатории
Ученые из университета Огайо заявили, что смогли вырастить полноценный человеческий мозг в лаборатории.
Мозг, размером с ластик на карандаше, имеет 99% всех клеточных геномов, спинной мозг и сетчатку.
На вопрос этики ученые ответили, что будут использовать мозг для изучения болезней и лекарств, и не будут "оживлять" его, "подключая" органы чувств
Интересный космос Мультивселенная мультимир наука Теория физика Всё самое интересное
Существует ли Мультимир на самом деле?
Доказательство существования параллельных вселенных, совершенно не похожих на нашу, может оказаться за пределом возможностей науки. За последние десятилетия в космологии появилось новое поле научной деятельности, увлекшее многих ученых. Расширяющаяся вокруг нас Вселенная может оказаться не единственной: нас могут окружать миллиарды других вселенных. Возможно, наш мир представляет собой лишь часть Мультимира.
В статьях журнала «В мире науки», а также в книгах, например в последней книге Брайана Грина (Brian Greene) «Скрытая реальность» (The Hidden Reality), ведущие ученые обсуждают эту «сверхкоперниканскую революцию». Не только наша планета одна среди многих, но и сама наша Вселенная - всего лишь песчинка в масштабах космоса; одна среди бесчисленных вселенных, каждая из которых не похожа на другие. Слово «Мультимир» многозначно. Размер космологического горизонта, т.е. области, доступной астрономическим наблюдениям, составляет около 42 млрд световых лет. Однако у нас нет причин полагать, что Вселенная ограничивается этой областью. Дальше могут простираться другие, и их может быть бесконечно много. Каждая обладает различным начальным распределением вещества, но одинаковыми для всех физическими законами. Практически все космологи, включая меня, принимают такую гипотезу строения Мультимира. Космолог Макс Тегмарк (Max Tegmark) называет ее «Уровень 1». Однако нашлись и те, кто придерживается более радикальной гипотезы, которая заключается в том, что вселенные Мультимира могут быть совершенно различными, с разными законами физики, разными историями и, возможно, даже с разным количеством пространственных измерений. Большинство таких вселенных стерильны, но некоторые могут быть пригодны для жизни. Главный вдохновитель этого «Уровня 2» - Александр Виленкин (Alexander Vilenkin). В бесконечном множестве вселенных есть бесконечное множество галактик и, следовательно, бесконечное множество планет и даже бесконечно много людей с вашим именем, читающих сейчас эти строки.
Подобные утверждения делались не раз с античных времен. Однако теперь концепция Мультимира претендует на статус научной теории, положения которой могут быть математически строго сформулированы и экспериментально проверены. Лично я смотрю на это скептически: вряд ли можно доказать существование вселенных, лежащих за пределами нашей. Сторонники теории Мультимира, стремясь расширить наше представление о физической реальности, тем самым меняют смысл понятия «наука».
За горизонтом
Тот, кто разделяет радикальную концепцию Мультимира, может предложить несколько сценариев его возникновения и указать, где размещаются все «дочерние» миры. Так, согласно модели Алана Гута (Alan H. Guth), Андрея Линде (Andrei Linde) и других, многочисленные вселенные могут располагаться очень далеко от нас, в причинно не связанных областях пространства, формирующихся в ходе хаотической инфляции. Другие вселенные могут существовать в различные временные эпохи, как это предложили в модели циклической Вселенной Пол Стейнхард (Paul J. Steinhardt) и Нейл Тюрок (Neil Turok). Они также могут существовать и в одном пространстве с нами, но при различных реализациях квантовой волновой функции, как предполагает Дэвид Дойч (David Deutsch). Они могут вообще не обладать определенной пространственной локализацией, будучи совершенно отделены от нашего пространства-времени, как это предполагают Макс Тегмарк и Дэннис Шьяма (Dennis Sciama).
Идея о параллельных вселенных перекочевала со страниц фантастических романов в научные журналы в 1990-е гг. Многие ученые утверждают, что миллионы других вселенных, каждая со своими законами физики, лежат за пределами нашего горизонта. Все вместе они называются Мультимир.
Беда в том, что никогда не удастся увидеть эти вселенные при помощи астрономических наблюдений. Аргументы в их пользу в лучшем случае косвенные. Но даже если Мультимир существует, это не поможет нам разгадать глубокие тайны природы.
Из всех перечисленных вариантов самый популярный – подход в рамках модели хаотической инфляции. Далее я буду говорить именно о нем, хотя ряд замечаний можно отнести и к другим моделям Мультимира. Идея заключается в том, что мир в целом представляет собой вечно расширяющуюся пустоту, в которой из-за квантовых эффектов непрерывно рождаются новые вселенные; этот процесс напоминает выдувание мыльных пузырей. Идея инфляции восходит к 1980-м гг.; работавшие над ней физики опирались на самую всеобъемлющую теорию природы – теорию струн. Согласно ей, пузыри сильно отличаются друг от друга: не только различным распределением вещества, но и различным типом вещества. В нашей Вселенной такие частницы, как электроны и кварки, взаимодействуют друг с другом посредством разных сил, например электромагнитных. В других вселенных могут быть совсем другие частицы, подчиняющиеся иным взаимодействиям; т.е. физические законы в разных частях Мультимира могут быть различны. Всю совокупность этих законов называют ландшафтом (смотри статью Рафаэля Буссо (Raphael Bousso) и Йозефа Полчински (Joseph Polchinski). В некоторых интерпретациях струнной теории ландшафт гарантирует громадное многообразие вселенных.
Многие физики, рассуждающие о Мультимире, защищают концепцию ландшафта струнной теории, не заботясь о других возможных интерпретациях параллельных миров. Для них не важны фундаментальные возражения против Мультимира как научной концепции. Теория признается жизнеспособной или нет в зависимости от внутренней непротиворечивости своих положений или, по возможности, в зависимости от экспериментальных исследований. Концепция Мультимира задается при таком подходе аксиоматически. Сторонников подобного подхода не заботят вопросы о происхождении самого Мультимира. Но для космологов это важно.
С точки зрения космолога главная проблема всех теорий, связанных с Мультимиром, – наличие космологического горизонта, ограничивающего область применения астрономических инструментов. Горизонт существует, потому что сигналы, идущие отовсюду к наблюдателю, распространяются с конечной скоростью, не превышающей скорости света. С момента рождения нашей Вселенной сигналы успели пройти определенный путь. Все параллельные вселенные лежат за пределами этого горизонта и остаются вне нашего поля зрения ныне и вовеки, вне зависимости от будущего технического прогресса человечества. Иными словами, параллельные вселенные слишком далеки от нас, чтобы оказать на нас когда-нибудь хоть какое-то влияние.
Когда астрономы вглядываются во Вселенную, они видят до расстояния около 42 млрд световых лет; это наш космический горизонт, который определяется тем, как далеко смог уйти свет с момента Большого взрыва (а можно сказать -насколько расширилась Вселенная с того момента). Считая, что пространство не ограничено этим размером и вполне может быть бесконечным, космологи делают предположения о том, как выглядят остальные части мира.
Мультимир первого уровня: вероятный. Самое простое предположение состоит в том, что наш объем пространства типичен для мира в целом. Далекие наблюдатели видят другие объемы, но все они выглядят в целом одинаково за исключением случайных вариаций в распределении вещества. Вместе эти области - наблюдаемые и ненаблюдаемые - составляют Мультимир основного типа
Мультимир второго уровня: сомнительный. Многие космологи идут дальше и предполагают, что на достаточно большом расстоянии все выглядит совсем не так, как у нас. Наши окрестности могут быть лишь одним из множества пузырей, плавающих в пустоте. Законы физики могут различаться от пузыря к пузырю, что привело бы к немыслимому разнообразию явлений. Те другие пузыри могут быть даже в принципе ненаблюдаемыми. Автор и другие скептики полагают сомнительным этот тип Мультимира
Таким образом, ни одно из утверждений сторонников существования Мультимира невозможно проверить путем наблюдений. Существуют возражения против этой точки зрения: всю необходимую информацию о процессах, происходящих сколь угодно далеко от нас, можно получить, находясь в рамках горизонта. Это экстраполяция совершенно особо рода, ведь в действительности мы не знаем и не можем знать, что происходит в областях за горизонтом. Быть может, наша Вселенная замкнута на сверхбольших расстояниях, и бесконечности вообще не существует. Быть может, все вещество во Вселенной где-то заканчивается, и дальше до бесконечности идет совершенно пустое пространство. Быть может, сами пространство и время завершают свое существование в сингулярности – на границе нашей Вселенной.
Семь сомнительных аргументов
Почти все сторонники гипотезы Мультимира знают об упомянутой проблеме и осторожны в своих суждениях, но они полагают, что можно сделать разумные предположения о важнейших свойствах Мультимира. Их аргументы делятся на семь основных типов, каждый из которых приводит к нерешенным проблемам. Пространство безгранично. Пространство простирается за наш космологический горизонт, и многие другие домены, подобные нашей Вселенной, лежат вне области, доступной нашим наблюдениям. Если такой ограниченный тип Мультимира существует, то мы можем экстраполировать то, что видим, на лежащие за горизонтом домены. По мере удаления наша экстраполяция будет все менее и менее определенной. Легко вообразить себе множество разнообразных доменов, в том числе и таких, в которых могут нарушаться законы физики, - но это будет так далеко, что мы этого никогда не увидим. Проблема подобной экстраполяции состоит в том, что никто не может определить, правы мы или нет. Как ученые смогут решить, верна представленная ими на основе экстраполяции имеющихся наблюдений картина далеких частей Мультимира или нет? Могут ли другие домены-вселенные обладать различными начальными распределениями вещества, или они также могут обладать различными значениями фундаментальных физических постоянных, таких как константы ядерного взаимодействия? В зависимости от наших предположений оказывается возможным получить все что угодно.
Известные законы физики предсказывают другие домены. В современных теориях объединения физических взаимодействий возникают новые сущности, такие как гипотетические скалярные поля, которые могут заполнять пространство и определять его свойства. Например, поле инфлатона может быть ответственно за инфляцию - экспоненциальное расширение вселенных. В модели хаотической инфляции процесс рождения и расширения вселенных может быть вечным. Модели со скалярными полями имеют хорошее теоретическое обоснование, однако физическая природа таких полей остается неизвестной. Кроме того, физики не могут привести достаточно оснований для доказательства того, что динамика таких полей способна приводить к появлению различных физических законов, действующих в различных вселенных.
Теория, предсказывающая бесконечное количество вселенных, проходит ключевой наблюдательный тест. Космическое микроволновое фоновое (т.е. реликтовое) излучение характеризует раннюю горячую Вселенную и демонстрирует, как она выглядела в конце инфляционной стадии первичного расширения. Детали этой картины показывают, что наша Вселенная действительно прошла стадию экспоненциального расширения. Но не все теоретически возможные варианты инфляции длятся вечно и порождают бесконечное число дочерних вселенных. Наблюдения не могут выявить единственную модель инфляции среди многих других. Некоторые космологи, например Стейнхард, даже согласны с тем, что вечная инфляция должна привести к другим «отпечаткам» на реликтовом излучении, нежели это наблюдается. Линде и некоторые другие космологи не согласны с такой точкой зрения. Кто же из них прав? Ответ зависит от того, какими мы предполагаем физические свойства поля, вызывающего инфляцию.
Сторонники идеи Мультимира часто приводят как аргумент плотность темной энергии, доминирующей в нашей Вселенной. Процесс вечной инфляции наделяет каждую вселенную в Мультимире случайной плотностью темной энергии. У немногих вселенных ее значение нулевое или малое, у большинства - высокое (синяя зона). Но слишком плотная темная энергия разрушит сложные структуры, необходимые для поддержания жизни (красная зона). Так что у большинства пригодных для жизни вселенных должна быть средняя плотность (пик в области перекрытия), точь-в-точь как у нашей Вселенной. Но критики идеи Мультимира говорят, что это замкнутый круг: такое рассуждение справедливо, только если вы уверены, что Мультимир существует.
Фундаментальные константы тонко настроены для существования жизни. Важное замечание относительно нашей Вселенной заключается в том, что все физические постоянные имеют такие значения, которые делают возможным существование сложных структур, включая живые организмы. Стивен Вайнберг (Steven Weinberg), Мартин Рис (Martin Rees), Леонард Сасскинд (Leonard Susskind) и другие полагают, что концепция бесконечно многообразного Мультимира дает превосходное объяснение имеющимся значениям фундаментальных физических констант. Коль скоро мир бесконечен и допускает все что угодно, то рано или поздно случайным образом возникнет мир, приспособленный для нашего существования. Такой аргумент, в частности, применялся для объяснения наблюдаемой плотности темной энергии, которая вызывает современное ускоренное расширение Вселенной. Я согласен с тем, что концепция Мультимира дает нам одно из возможных объяснений значения плотности темной энергии, причем это единственное научно обоснованное предположение о значении этой плотности, которое мы сегодня имеем. Но у нас нет надежды проверить это предположение путем наблюдений. Кроме того, теоретические исследования этого вопроса показывают, что основные уравнения физики остаются неизменными для всех областей Мультимира, что отличия присутствуют только в значениях фундаментальных постоянных. Однако если принимать концепцию Мультимира серьезно, то в этом нет необходимости.
Фундаментальные константы делают Мультимир предсказуемым. Этот аргумент улучшает предыдущий за счет предположения о том, что наша Вселенная приспособлена к жизни минимальным образом. Сторонники такого подхода оценили вероятности различных значений плотности темной энергии. Чем больше это значение, тем более оно вероятно; но при этом менее вероятно появление жизни. Значение плотности темной энергии, которое мы наблюдаем, балансирует на грани благоприятных для нас значений. Проблема этого аргумента в том, что мы не можем применить вероятностный подход, если не существует Мультимира для применения самой концепции вероятностей. Таким образом, этот аргумент позволяет получить желаемое, заложив его как начальное условие цепочки рассуждений. Этот аргумент неприменим, если существует лишь одна вселенная. Вероятностный подход доказывает согласованность гипотезы Мультимира, но не само его существование.
Струнная теория предсказывает разнообразие вселенных. Изначально струнная теория была призвана объяснить все на свете, а теперь стала теорией, в которой может реализоваться практически все. В своем текущем состоянии теория струн предсказывает, что многие из основных свойств нашей Вселенной чисто случайны. Если Вселенная единственна в своем роде, то ее свойства необъяснимы. Например, как мы можем понять тот факт, что физика обладает ровно теми свойствами, которые нужны для существования жизни? Если наша Вселенная - одна из многих, то ее свойства обладают смыслом. Эти свойства - единственно возможные в нашей области пространства. Если бы мы жили в других областях, то наблюдали бы другие свойства, если, конечно, они оказались бы совместимы с нашим существованием. Однако теория струн пока не проверяема экспериментальными методами; до сих пор она не полностью сформулирована даже теоретически. Если мы сможем доказать, что теория струн верна, то все ее предсказания станут обоснованными, и таким образом гипотеза Мультимира получит поддержку. Но пока мы не располагаем доказательствами.
Все, что может случиться, случается. В попытках объяснить, почему в природе реализуются именно такие, а не иные законы природы, некоторое физики и философы полагают, что природа не делает выбора, не отдает предпочтения тем или иным законам: все возможные законы где-нибудь да реализуются. Отчасти эта идея идет от квантовой механики. Как сказал когда-то Мюррей Гелл-Манн (Murray Gell-Mann), «все, что не запрещено, разрешено». В квантовой теории частица перемещается по всем возможным путям, а наблюдатель фиксирует некую усредненную траекторию. Возможно, то же самое верно и для поведения вселенных применительно к Мультимиру. Но астрономы не имеют возможности наблюдать все возможные варианты. Мы не можем даже знать, есть ли эти варианты. Мы можем только представить себе эти предложения как некие непроверяемые принципы или правила, говорящие, что верно, а что нет. Например, что все возможные математические структуры обязаны быть реализованы в некотором физическом домене (так предлагает М. Тегмарк). Однако мы не знаем, какой тип существования влекут за собой эти принципы, которые должны включать и наш мир. Кроме того, у нас нет способа проверить, есть ли такие принципы организации. Приложение их к реальному миру выглядит чистой спекуляцией.
Отсутствие доказательств
Карта (панорама) анизотропии реликтового излучения (горизонтальная полоса — засветка от галактики Млечный Путь). Красные цвета означают более горячие области, а синие цвета — более холодные области.
Восстановленная карта (панорама) анизотропии реликтового излучения с исключённым изображением Галактики, изображением радиоисточников и изображением дипольной анизотропии. Красные цвета означают более горячие области, а синие цвета — более холодные области.
Несмотря на слабость теоретических аргументов, космологи предложили несколько эмпирических тестов для проверки существования параллельных вселенных. Реликтовое излучение может содержать следы других вселенных, если наша Вселенная когда-либо сталкивалась с ними согласно сценарию хаотической инфляции. Это излучение может содержать и следы вселенных, которые были до Большого взрыва в рамках сценария бесконечного цикла вселенных. Так что есть способы обнаружить реальные доказательства существования других миров. Некоторые космологи утверждают, что они уже видят искомые знаки. Но наблюдения и их интерпретация очень спорны; к тому же многие гипотетически возможные типы мультимиров не способны проявлять себя таким образом. Иными словами, наблюдатели могут проверить только узкий класс моделей. Еще один наблюдательный тест – поиск изменений одной или нескольких фундаментальных констант, чтобы подтвердить, что законы физики не так уж неизменны. Некоторые астрономы утверждают, что уже нашли такие изменения. Но большинство считают эти доказательства сомнительными. Третий тест – измерение формы наблюдаемой Вселенной: она сферическая (положительная кривизна), гиперболическая (отрицательная кривизна) или «плоская»? Модели Мультимира обычно предсказывают, что Вселенная не сферическая, поскольку сфера замкнута на себя, а значит, имеет конечный объем. К сожалению, это ненадежный тест: Вселенная за пределами нашего горизонта может иметь иную форму, чем у наблюдаемой ее части. Более того, не все теории Мультимира исключают сферическую геометрию. Эффективный тест – топология Вселенной: искривлена ли она как пончик или крендель? Если да, то ее размер конечен, что, несомненно, опровергает большинство версий инфляции, в частности сценарии Мультимира, основанные на хаотической инфляции. Такая форма проявится в повторяющихся узорах на небе, таких как гигантские круги в распределении реликтового излучения. Наблюдатели искали, но не нашли такие узоры. Впрочем, этот отрицательный результат нельзя рассматривать как аргумент в пользу Мультимира. Наконец, физики могут надеяться доказать или опровергнуть некоторые теории, предсказывающие Мультимир. Они могли бы найти наблюдательные доказательства против хаотической версии инфляции или обнаружить математические либо эмпирические нестыковки, которые заставят их отказаться от ландшафта теории струн. Это подорвало бы их энтузиазм в отношении идеи Мультимира, хотя и не исключило бы эту идею окончательно.
Слишком много неопределенности
В целом идея Мультимира не выглядит продуктивной. Главная причина – чрезвычайная гибкость предположений: это скорее концепция, нежели четкая теория. Большинство ее положений – больше смесь различных идей, чем нечто цельное. Основной механизм вечной инфляции сам по себе не приводит к тому, что в разных доменах Мультимира возникает разная физика; для этого к нему нужно добавить другую спекулятивную теорию. Хотя их можно было бы объединить, в этом нет острой необходимости.
Ключевой шаг в оправдании Мультимира – это экстраполяция от известного к неизвестному, от проверяемого к непроверяемому. Вы получите разные ответы в зависимости от того, что выберете для экстраполяции. Поскольку теории, использующие Мультимир, могут объяснить почти все что угодно, любое наблюдение можно согласовать с каким-либо вариантом Мультимира. Фактически эти «доказательства» толкают нас к тому, чтобы принять теоретическое объяснение и не настаивать на проверке путем наблюдений. Но до сих пор именно такая проверка была важнейшим требованием научного метода, и мы сильно рискуем, отказываясь от нее. Если мы ослабим требование к надежности данных, то лишимся основы успеха науки в течение последних столетий.
Разумеется, единое объяснение некоторого круга явлений предпочтительнее, чем набор отдельных толкований для того же массива явлений. Если объединяющее объяснение предполагает наличие ненаблюдаемых сущностей, таких как параллельные миры, мы могли бы с этим смириться. Но ключевой вопрос здесь в том, сколько этих ненаблюдаемых сущностей требуется. А именно, предполагаем ли мы количество этих сущностей больше или меньше числа явлений, которые хотим объяснить? В случае Мультимира мы постулируем существование огромного быть может, даже бесконечного - числа ненаблюдаемых сущностей, чтобы объяснить лишь одну реальную Вселенную. Вряд ли это согласуется с советом английского философа XIV в. Уильяма Оккама не умножать сущностей сверх необходимого.
Защитники идеи Мультимира приводят последний аргумент: для нее нет достойной альтернативы. Хоть ученым и неприятна мысль о параллельных мирах, но если это наилучшее объяснение, то мы вынуждены его принять. И наоборот, если мы хотим отказаться от Мультимира, то должны предложить идею получше. Оценка альтернатив зависит от того, объяснение какого типа мы готовы принять. У физиков всегда была надежда, что законы природы неизбежны, что все происходит так, потому что не может происходить иначе. Но мы не смогли это доказать. Другие варианты тоже возможны. Вселенная может быть чистой случайностью, которая реализовалась именно таким образом. Или же в основе всего сущего лежит некая цель, замысел? Наука не может определить, где здесь истина, поскольку это уже область метафизики.
Ученые предложили Мультимир как способ решения глубоких вопросов о природе бытия, но это предложение оставило важнейшие проблемы нерешенными. Все те же вопросы, которые возникают в отношении Вселенной, вновь встают и в отношении Мультимира. Если он существует, то возник ли он по необходимости, случайно или в результате замысла? Это вопрос метафизический, и никакая физическая теория не ответит на него ни в отношении Вселенной, ни в отношении Мультимира.
Чтобы двигаться вперед, мы должны помнить, что в науке практика - критерий истины. Нам нужна некая причинная связь между теми сущностями, которые мы рассматриваем, иначе все размывается. Эта связь может быть косвенной. Если нечто ненаблюдаемо, но абсолютно необходимо для свойств других сущностей, которые надежно проверены, то и само оно может считаться проверенным. Но в этом случае обязательно нужна цепь надежных доказательств. Защитникам идеи Мультимира я бросаю вызов: сможете ли вы доказать, что ненаблюдаемые параллельные вселенные жизненно необходимы для объяснения того мира, который мы видим?
Будучи скептиком, я считаю, что размышление о Мультимире - это прекрасная возможность задуматься о природе науки и о природе нашего бытия: почему мы здесь. Это наводит на новые интересные мысли и служит плодотворной исследовательской программой. Размышлять об этой концепции мы должны непредвзято, но и не слишком увлекаясь. Здесь важно не сбиться с пути. Параллельные вселенные могут быть или не быть; проверить это невозможно. Нам придется жить с этой неопределенностью. Нет ничего плохого в научно обоснованной философской концепции, какова и есть идея о Мультимире. Однако мы должны называть вещи своими именами.
Перевод: В.Г. Сурдин
Об авторе
Джордж Эллис (George F. R. Ellis) - космолог и почетный профессор математики Кейптаунского университета (ЮАР), один из крупнейших в мире специалистов по общей теории относительности Эйнштейна и соавтор, вместе со Стивеном Хокингом, новаторской книги «Крупномасштабная структура пространства-времени» (М.: Мир, 1977).
SSD технологии intel Micron накопитель tjournal наука Всё самое интересное
Новый накопитель памяти от Intel может работать в 1000 раз быстрее SSD
Intel и Micron разработали новый способ хранения данных, который может показывать скорость до 1000 раз быстрее чем у SSD и других твердотельных накопителей. Новая архитектура обходится без транзисторов, опираясь на объемные изменения свойств материала для переключения битов из состояния с низким сопротивлением в состояние с высоким сопротивлением.
наука космос История космические станции Интересный космос Всё самое интересное
А вот не много истории
Вы меня любите?
реактор образовательный Реактор познавательный парадокс ферми наука инопланетяне песочница #Реактор познавательный Всё самое интересное фэндомы
Парадокс Ферми
Парадокс Ферми — отсутствие видимых следов деятельности инопланетных цивилизаций, которые должны были бы расселиться по всей Вселенной за миллиарды лет своего развития. Парадокс был предложен физиком Энрико Ферми, который подверг сомнению возможность обнаружения внеземных цивилизаций, и связан с попыткой ответить на один из важнейших вопросов современности: "Является ли человечество единственной технологически развитой цивилизацией во Вселенной?".
А вот и сам Ферми (http://novopetrivske-osoba.edukit.mk.ua/vidatni_fiziki/enriko_fermi):
Этот парадокс не имеет решения. Самое лучшее, что мы можем сейчас предложить, — это возможные объяснения. И если вы спросите у десяти различных учёных, какое из них они считают наиболее близким к истине, то получите десять различных ответов. Сейчас нам забавно читать, как мыслители прошлого всерьёз обсуждали форму Земли, вращается ли Солнце вокруг Земли, метает ли Зевс молнии. Эти измышления кажутся нам такими примитивными и невежественными. Так вот, сейчас мы примерно на том же уровне обсуждаем и нашу тему.
Есть такое понятие, как шкала Кардашева (http://tobetop.ru/node/434), которая делит разумные цивилизации на 3 обширные категории, основываясь на количестве энергии, используемой ими:
– цивилизация типа 1 имеет возможность использовать всю энергию своей планеты. Мы с вами не вполне тип 1, но близко (Карл Саган вывел формулу на основе этой шкалы, согласно которой мы — цивилизация типа 0.7);
– цивилизация типа 2 способна использовать всю энергию своей звезды. Наши ничтожные мозги первого типа не способны представить, как это можно осуществить, но мы стараемся изо всех сил, воображая вещи наподобие сферы Дайдсона (www.astronet.ru/db/msg/1180322);
Рассматривая подробнее наиболее известные объяснения для парадокса Ферми, можно разделить их на две большие группы:
1) объяснения, исходя из которых, отсутствие признаков существования цивилизаций второго и третьего типов указывает на отсутствие таких цивилизаций;
2) объяснения, которые подразумевают, что такие цивилизации существуют, но мы не видим и не слышим ничего по каким-то другим причинам.
Объяснения первой группы: отсутствие признаков существования цивилизаций 2-го и 3-го типов указывает на отсутствие таких цивилизаций.
Те мыслители, которые разделяют объяснения первой группы, указывают на так называемую "проблему не-исключительности", которая отвергает любые теории наподобие "Высокоразвитые цивилизации существуют, но ни одна из них не сделала попытки контакта с нами, потому что бла-бла-бла...". Сторонники первой группы, исходя из рассчитанного значительного количества (многих тысяч или даже миллионов) высокоразвитых цивилизаций, полагают, что хотя бы одна из них должна стать исключением из такого правила. Даже если теория верна для 99,99% цивилизаций, то даже 0,01% так или иначе проявили бы себя, и мы были бы осведомлены об их существовании.
Из этого следует, утверждают сторонники первой группы, что ни одной высокоразвитой цивилизации просто не существует. А поскольку расчёты предполагают, что тысячи подобных цивилизаций должны присутствовать только в нашей галактике, то, возможно, существует что-то ещё.
Это "что-то ещё" называется тотальный пиздец всему живому Большой фильтр.
Теория Большого фильтра утверждает, что в какой-то точке процесса эволюции от примитивных бактерий до цивилизации типа 3 существует барьер, в который упираются все или почти все формы жизни. Этакий скачок в неторопливом эволюционном развитии, совершить который для формы жизни крайне маловероятно или вообще невозможно. Этот скачок и является Большим фильтром.
Если эта теория верна, то возникает вопрос: в каком именно месте временной шкалы находится Большой фильтр?
Как-то так получается, что когда речь заходит о судьбе человечества, этот вопрос вдруг становится самым важным. В зависимости от возможного расположения Большого фильтра мы сталкиваемся с тремя различными сценариями:
1) мы необычные,
2) мы первые,
3) мы обречены.
1) Итак, допустим, что мы необычные (Большой фильтр позади нас)
Есть надежда, что Большой фильтр уже позади, мы умудрились преодолеть его, а это может означать, что, в общем, для форм жизни крайне необычно достигать нашего уровня развития. Шкала снизу показывает только два вида жизни, преодолевших Фильтр, и мы — один из них.
Этот сценарий объясняет, почему нет признаков цивилизаций типа 3; но также это означает, что мы можем быть одним из редчайших исключений, продвинувшихся настолько далеко.
Это даёт нам некоторую надежду. На первый взгляд вышесказанное звучит примерно как утверждения пятисотлетней давности о том, что Земля — центр Вселенной, и намекает на то, что мы какие-то особенные, необычные. Тем не менее, так называемый эффект "систематической ошибки отбора" как раз объясняет любые утверждения о собственной уникальности: это неотъемлемая часть "истории успеха" любой разумной жизни и, — вне зависимости от того, является ли разумная жизнь действительно необычной либо напротив, вполне распространённой, — умозаключения и выводы, к которым она придёт, будут идентичными. Всё это вынуждает нас признать, что быть особенными — действительно одна из возможных вероятностей.
И если мы уникальные, то когда именно мы стали такими, то есть какой именно этап, остановивший почти всех, мы всё же преодолели?
Одна из возможностей: Большой фильтр был в самом начале (возможно, для жизни чрезвычайно необычно вообще зародиться). Эта возможность — вполне реальная, поскольку на Земле процесс зарождения жизни занял примерно миллиард лет, а также по той причине, что, несмотря на то, что мы очень давно стараемся повторить этот процесс в лабораториях, успеха так и не достигли. Если тут действительно был Большой фильтр, то вполне вероятно не только отсутствие другой разумной жизни, но и отсутствие любой другой жизни в целом.
Другая возможность: Большим фильтром был переход от простых доядерных клеток-прокариотов к сложным ядерным клеткам-эукариотам. После возникновения, прокариоты оставались в неизменном виде на протяжении почти двух миллиардов лет, пока не произошёл эволюционный скачок к усложнению и появлению клеточного ядра. Если именно здесь был Большой фильтр, то это означает, что Вселенная кишит простыми клетками-прокариотами, а более сложные формы жизни практически отсутствуют.
Существует ещё несколько возможностей. Некоторые даже полагают, что наш недавний скачок к homo sapiens и есть тот самый Большой фильтр. И хотя скачок от полу-разумной (шимпанзе) к разумной жизни (люди) на первый взгляд не кажется таким поразительным, то вот некоторые отвегают идею неотвратимой эволюции по принципу "вскарабкаться наверх": "Так как эволюция не стремится к какой-либо определённой цели, а просто происходит. Она использует адаптацию, наиболее подходящую для данной экологической ниши. И тот факт, что на Земле такая адаптация привела к технологическому развитию лишь однажды, позволяет предположить, что подобный исход необычен и, без сомнения, ни в коем случае не является конечной точкой в эволюции общего древа жизни".
Большинство скачков не квалифицируются как кандидаты на Большой фильтр. Любой возможный Большой фильтр должен быть каким-то событием с вероятностью выпадения нужной комбинации "один-к-миллиарду". По этой причине, например, скачок от одноклеточных организмов к многоклеточным исключается, поскольку это произошло, как минимум 46 раз (http://www-eve.ucdavis.edu/grosberg/Grosberg%20pdf%20papers/2007%20Grosberg%20%26%20Strathmann.AREES.pdf), в изолированных друг от друга точках, только на нашей планете. По той же причине, если мы когда-нибудь найдём окаменевшую клетку-эукариот на Марсе, это событие исключит вышеупомянутый скачок "от простой клетки к сложной" (как и любой последующий во всей эволюционной цепочке), потому что если такое произошло сразу и на Земле и на Марсе, то, очевидно, это не та штука с вероятностью "один-к-миллиарду", которую мы ищем (хотя Терри Пратчетт утверждал, что вероятность исхода события в 1 к 100000000 равна 1 (привет "Плоскому Миру"!)).
Если мы и в самом деле необычны, то это могло произойти и по счастливому стечению биологических обстоятельств, но также нашу необычность можно объяснить так называемой гипотезой уникальной Земли, которая предполагает, что, несмотря на обилие землеподобных планет, именно конкретные особенности Земли — будь то специфика нашей Солнечной системы, взаимоотношения между Землёй и Луной (такой большой спутник необычен для маленькой планеты и сильно влияет на погодные условия и поведение океанов), или нечто иное, связанное непосредственно с самой планетой — чрезвычайно способствуют возникновению и развитию жизни.
2) Теперь допустим, что мы первые
Для мыслителей из первой группы в том случае, если Большой фильтр не позади нас, единственным благоприятным сценарием является следующий: состояние Вселенной только недавно, впервые с момента Большого взрыва, достигло того уровня стабильности, который наконец-то позволил разумной жизни развиваться без помех. По этому сценарию мы и множество других форм жизни только в начале пути к сверхразуму, и никто ещё не вырвался вперёд слишком далеко. Мы оказались в нужное время в нужном месте для того, чтобы стать одной из первых сверхразумных цивилизаций.
Одним из явлений, позволяющих всерьёз рассматривать такую гипотезу, может быть широкое распространение гамма-всплесков, масштабных выбросов энергии взрывного характера, которые мы часто наблюдаем в соседних галактиках. Подобно тому, как Земле после окончательного её формирования понадобилось несколько сот миллионов лет для того, чтобы астероиды перестали "бомбардировать", вулканы наконец утихли и процесс зарождения жизни ничто бы не прерывало, так вполне возможно, что и начальная стадия существования Вселенной была переполнена катаклизмами наподобие гамма-всплесков, которые время от времени испепеляли любую возникшую жизнь, не давая той развиться дальше определённого этапа. Сейчас, возможно, как раз начался так называемый астробиологический фазовый переход, и это первый период в истории Вселенной, когда жизнь получила возможность так долго развиваться, оставаясь непотревоженной.
3) Итак... пришел черёд допускать, что мы обречены (тотальный пиздец Большой фильтр впереди нас)
Если же мы ни необычные, ни первые, то мыслители первой группы сходятся на том, что Большой фильтр ждёт нас в будущем. Такой сценарий предполагает, что жизнь регулярно развивается до уровня, подобного нашему, но что-то препятствует в последующем развитии и достижении уровня сверхразума почти во всех случаях, и не похоже, что мы станем исключением.
Возможно, будущим Большим фильтром станет регулярно повторяющееся естественное катастрофическое явление, как, например, вышеупомянутый гамма-всплеск, ведь, к сожалению, они не прекратились, и это только вопрос времени, когда вся жизнь на Земле будет уничтожена одним из таких выбросов энергии. Другой кандидат на роль фильтра — возможная неотвратимость самоуничтожения цивилизации по достижению определённого уровня технологического развития.
Вот почему философ Ник Бостром из Оксфордского университета говорит (http://www.nickbostrom.com/extraterrestrial.pdf), что "никаких новостей — это хорошая новость". Обнаружение даже простейших форм жизни на Марсе может огорчить нас, поскольку резко уменьшит количество возможных Больших фильтров позади. А если мы когда-нибудь найдём на Марсе окаменевшие сложные формы жизни, то, по словам Бострома, "это будет самой ужасной новостью, когда-либо появившейся в заголовке газеты", ведь после такой находки можно будет утверждать, что Большой фильтр почти наверняка у нас впереди, что в конечном счете обрекает наш вид на погибель. Бостром считает, что когда речь заходит о парадоксе Ферми, то "молчание ночного неба — золото".
Объяснения второй группы: Цивилизации типа 2 и типа 3 существуют, но также существуют причины, по которым мы до сих пор об этом не знаем.
Вторая группа объяснений отметают любые идеи о том, что мы — одни из лидеров гонки разумов, какие-то особенные, уникальные и тому подобное. Напротив, они берут за основу принцып заурядности (http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1328268), основой тезис которого — утверждения о необычности или уникальности нашей галактики, Солнечной системы, планеты или нашей уникальной способности к мышлению не имеют под собой основы, пока не найдено тому свидетельств. Они также не делают поспешных выводов о том, что отсутствие следов деятельности сверхразума означает отсутствие самого сверхразума, подчёркивая тот факт, что все наши попытки поиска сигналов от других цивилизаций распространяются только на ближайшие 100 световых лет вокруг нас (приблизительно 0,1% от всей галактики) и предлагают множество возможных объяснений. Вот, например, десять из них.
Возможность 1. Сверхразум уже посещал Землю, но задолго до того, как появились люди. В общей картине истории Земли присутствие человека разумного — маленькое пятнышко, всего лишь примерно пятьдесят тысяч лет. Если визит произошёл ранее, возможно, какие-то утки переполошились и нырнули в ближайший пруд — на этом всё закончилось. Более того, документированная история человечества берёт своё начало только 5500 лет назад. Вполне возможно, что группа древних племён охотников-собирателей и насмотрелась какой-то непонятной инопланетной дребедени, но возможности передать эту информацию потомкам у них не было.
Возможность 2. Галактика была колонизирована, просто мы живём в какой-то отдалённой необитаемой её части. Америка была колонизирована европейцами задолго до того, как все члены маленького племени инуитов на севере Канаде осознали, что произошло. Возможно, существует какой-то урбанизационный компонент в межзвёздных «общежитиях» высокоразвитых цивилизаций, из-за которого как только группа близлежащих звёздных систем колонизирована и связана коммуникациями, становится непрактичным и бессмысленным пытаться иметь дело с удалёнными частями спиральной галактики, подобных тем, в какой живём мы.
Возможность 3. Вся концепция физической колонизации является смехотворно отсталым понятием для более развитой цивилизации. Помните сферу Дайсона, которую соорудила вокруг своей звезды цивилизация II типа? Вполне возможно, что подобная цивилизация, обладая таким количеством энергии, уже создала идеальные условия для существования и может удовлетворить любую свою потребность. Быть может, она овладела суперпередовыми технологиями, которые позволили ей устранить потребность во внешних ресурсах, а значит, она абсолютно не заинтересована покидать свою счастливую утопию, чтобы исследовать холодную, пустую и необустроенную Вселенную.
Ещё более развитая цивилизация может рассматривать весь окружающий физический мир как ужасно примитивное место, ведь она давно подчинила себе собственную биологию и загрузила свои сознания в виртуальную реальность, в рай вечной жизни. На существование в физическом мире с его биологией, смертностью, желаниями и потребностями она смотрит так же, как мы на прозябание примитивных морских организмов в холодных тёмных водах глубин океанов. Кстати, для вашего сведения, размышления о том, что какая-то форма жизни, возможно, взяла верх над смертью, вызывают у меня сильную зависть и огорчение.
Возможность 4. Существуют жуткие цивилизации-хищники, и большинство разумных цивилизаций прекрасно знают, что лучше сидеть тихо и не высовываться, а не вещать на всех частотах, выставляя напоказ своё местоположение. Это неприятная концепция вполне может объяснить отсутствие каких-либо принятых системами SETI сигналов. Вероятно, мы ведём себя как простодушные новички, которые своей наивной глупостью подвергли себя огромному риску, начав отправлять в космос различные сигналы. Сейчас идут дебаты о том, должны ли мы поддерживать программу МЕТІ (https://ru.wikipedia.org/wiki/METI) (Послания внеземным цивилизациям — противоположность SETI) или нет, и большинство участников сходятся на том, что торопиться не надо. Стивен Хокинг предупреждает: "Если прилетят жители других миров, то последствия могут быть такими же, как для индейцев во время прибытия Колумба в Америку, то есть не самые лучшие". Даже Карл Саган (несмотря на последовательное отстаивание своей точки зрения о том, что любая цивилизация, достигнувшая уровня межзвёздных путешествий, будет альтруистической, а не враждебной) назвал практику METI "очень поверхностной и незрелой", и рекомендовал "новоявленным детям, оказавшимся в странном и неизведанном космосе, сперва долго и тихо прислушиваться, изучать, сравнивать заметки, прежде чем громко кричать что-то в глубину джунглей, природы которых они не понимают". Жутковато.
Возможность 5. Существует единственно возможное состояние для сверхразума — "цивилизация-суперхищник" (примерно, как человек на Земле), которая значительно оторвалась по уровню развития от всех остальных и сохраняет сложившийся статус-кво, уничтожая любую разумную цивилизацию, достигнувшую определённого этапа развития. Это было бы печально. Как это может выглядеть: разумеется, было бы нерационально расходовать ресурсы на то, чтобы уничтожить каждую подающую признаки разумности форму жизни, хотя бы потому что большинство из них вымрут сами. Но стоит только ей перешагнуть определённую ступеньку — и сверхразум делает свой ход, потому что, с его точки зрения, любая развивающаяся разумная жизнь является инфекцией, начавшей рост и распространение. Согласно этой теории тот, кто первый в галактике достиг уровня сверхразума, победил, и больше ни у кого такого шанса не будет. Это может объяснить отсутствие наблюдаемых признаков активности, поскольку уменьшает количество возможных сверхразумных цивилизаций до одной.
Возможность 6. Вокруг нас царит гвалт и хипеж, но наши технологии слишком примитивны, и мы слушаем совсем не там, где нужно. Представьте, что, зайдя в современное офисное здание, вы включаете рацию и, не услышав ничего в эфире (конечно, с чего бы, ведь все давно пользуются различными мессенджерами на смартфонах, какие ещё рации?), делаете вывод, что в здании никого нет. Или, как предположил Карл Саган, наш мозг работает на порядок быстрее или медленнее, чем у других форм жизни. Например, сказать "Привет!" занимает у них 12 лет, а когда мы слушаем такое общение, для нас оно звучит как белый шум.
Возможность 7. Мы контактируем с инопланетянами, но власти скрывают. Чем больше я узнаю о таких теориях, тем более идиотскими они мне кажутся, но я не могу не упомянуть о них, поскольку обсуждают такие домыслы довольно активно.
Возможность 8. Более развитые цивилизации знают о нашем существовании и наблюдают за нами (так же известна как гипотеза зоопарка). Все высокоразвитые цивилизации сосуществуют в строго регламентированном галактическом сообществе, и с нашей Землёй обходятся как с частью огромного охраняемого заповедника, с грозной табличкой «Руками не трогать!» для планет наподобие нашей. Мы не замечаем их, поскольку если сверхразвитое существо решит понаблюдать за нами, то оно с лёгкостью обставит дело так, что мы ничего не поймём. Возможно, существует правило, наподобие Первой директивы из «Звёздного пути», которая запрещает сверхразуму вступать в открытый контакт с менее развитыми созданиями вроде нас, а также каким-то образом обнаруживать себя до тех пор, пока эти создания не достигнут определённого уровня развития.
Возможность 9. Высокоразвитые цивилизации здесь, вокруг нас. Но мы слишком примитивны, чтобы осознать это. Митио Каку хорошо суммирует это (http://dailygrail.com/features/michio-kaku-impossible-science):
"Давайте представим муравейник посреди леса. И вот, прямо по соседству с ним, начинается строительство десятиполосной суперавтомагистрали. Вот в чём вопрос: способны ли муравьи понять, что такое десятиполосная суперавтомагистраль? Способны ли они понять технологию сооружения подобного объекта и намерения существ, строящих магистраль рядом с ними?".
Итак, не то, чтобы мы не способны принять сигналы от иной планеты с помощью наших технологий, просто не можем даже постигнуть, что из себя представляют создания с других планет или что они пытаются сделать. Они так далеко впереди нас, что даже если бы из каких-то соображений действительно захотели бы просвещать нас, то это было бы похоже на попытку научить муравья пользоваться интернетом.
В той же плоскости может лежать и ответ на вопрос "Ну, вот если вокруг целая куча прикольных цивилизаций типа 3, почему же все они не контактируют с нами?". Прежде чем ответить на него, давайте спросим себя: когда Писарро пробивался сквозь джунгли в Перу, останавливался ли он около муравейника, чтобы вступить в контакт с его обитателями? Был ли он настолько великодушен, чтобы постараться помочь муравьям с их делами? Или напротив, в приступе враждебности отвлёкся от своей цели и потратил время на то, чтобы разнести муравейник в пух и прах? А может быть, муравейник был абсолютно, бесконечно, вселенски безразличен Писарро? Возможно, это как раз наша ситуация.
Возможность 10. Мы совершенно не правы в нашем восприятии реальности. Вариантов таких сценариев множество. Вселенная может для нас выглядеть определённым образом, но фактически она являться чем-то совершенно иным, например голограммой. Или мы сами вовсе не земляне, а наши исходники подбросили сюда в качестве эксперимента либо для получения удобрений. Либо все мы просто компьютерная симуляция, созданная неким учёным из другого мира, а другие формы жизни просто не вписаны в программу.
Человечество, по всей видимости, продолжает тщетные поиски внеземного разума, а я, честно говоря, даже не знаю, какого результата в глубине души мне больше бы хотелось. Окончательно убедиться в том, что мы одиноки во Вселенной, или в том, что к нам присоединились другие, жутковато, потому что эта тема предполагает множество сюрреалистических сценариев дальнейшего развития. Но какой бы ни была правда на самом деле, в любом случае она потрясёт нас.
Помимо шокирующей дозы научно-фантастических составляющих, парадокс Ферми также погрузил меня в глубокое смятение. Но это было не обыкновенное смятение ("ну да, я микроскопическая песчинка и моё бытие умещается в три космические секунды"), которое всегда вызывают размышления о Вселенной. Парадокс Ферми вызывает более острое, личное переживание. Такое может случиться, когда вы, проведя много бесплодных часов исследований и внимая известным учёным, излагающим одну за другой сумасшедшие теории, меняющим свою точку зрения снова и снова, и яростно опровергающим друг друга, вдруг понимаете, что последующие поколения будут смотреть на нас так же, как мы — на древних мыслителей, уверенных, что звёзды гвоздиками прибиты к небесному куполу, и будут думать: "Поразительно! Они ведь действительно даже понятия не имели, что происходит на самом деле!".
Все эти размышления о цивилизациях типа 2 и типа 3 — сильный удар по самолюбию человечества. Ведь здесь, на Земле, человек — царь своей маленькой горы, гордый вождь огромной толпы имбецилов, населяющих планету. И, развиваясь в этаком "пузыре" — в отсутствие конкуренции, а также возможности дать оценку своим поступкам со стороны, — мы никогда всерьёз не сталкивались с тем, что это такое: действительно оказаться низшим существом по отношению к какому-нибудь другому виду. Но, проведя много времени в обсуждении сверхразумных цивилизаций на прошлой неделе, я понимаю, что наши мощь и гордыня несколько надуманны.
Тем не менее, учитывая мой взгляд на человечество как на одинокого сироту на маленьком камешке посреди пустынной Вселенной, сей уничижительный факт (мы, пожалуй, не так уж и разумны, как нам кажется, и множество наших убеждений на самом деле ошибочны) звучит прекрасно. Мы только приоткрыли дверь, и, возможно, за этой дверью гораздо более интересная история, чем нам кажется.
P.S. Всё спиженно, только ссылки повставлял для удобства.
P.P.S. Какие ещё теги нужно ставить в таких постах?
солнечное затмение наука МКС Интересный космос МКС на фоне Солнца Всё самое интересное
Испанская обсерватория Fregenal de la Sierra смогла сделать редкие снимки — прохождение МКС по диску Солнца. МКС прошла это расстояние всего за 0,6 секунды.
акула ниндзя зоология открытие наука n+1 Всё самое интересное
Зоологи нашли акулу-ниндзя
Изображение: Dr Douglas Long и Ross Robertson
Американские исследователи из организации Pacific Shark Research Center сообщили о новом виде акул, который они назвали акулой-ниндзя (Ninja Lanternshark). Об этом сообщает Journal of the Ocean Science Foundation.
Таким названием акула обязана своей неуловимостью: ее кожа исключительно глубокого черного цвета, при этом у нее меньше фотофоров (то есть органов, испускающих свет), чем у других представителей светящихся акул. По мнению одной из исследовательниц Вики Васкез (Vicky Vásquez), акула-ниндзя использует свечение, чтобы скрывать собственную тень и тем становиться еще незаметнее.
Примечательна история получения акулой имени. Своим прозвищем «ниндзя» она обязана кузенам-подросткам Васкез. По ее словам, дети предложили назвать акулу «супер-ниндзя», но в итоге ученые обошлись без приставки супер. Научное название вида — Etmopterus benchleyi — отсылает к автору книги «Челюсти» Питера Бенчли (по ней был поставлен культовый фильм).
Акула-ниндзя живет в Тихом океане вдоль побережья Центральной Америки на глубине от 800 до 1500 метров. Самая крупная особь, обнаруженная учеными, достигала 51 сантимера в длину и при этом являлась взрослой самкой. Взрослый самец этого вида еще не найден, так что максимальные размеры акулы-ниндзя пока не известны.
Александра Стуккей
протез новости tjournal будущее рядом технологии наука darpa Всё самое интересное
DARPA успешно протестировали первый протез, позволяющий чувствовать прикосновения
http://www.darpa.mil/news-events/2015-09-11
В рамках клинических испытаний добровольцу вживили массив электродов в сенсорную кору головного мозга (отвечает за выявление тактильных ощущений, в частности, давления). Кроме того, электроды вживили в моторную кору, которая направляет движения тела.
В серии опытов доброволец с закрытыми глазами смог описать свои ощущения в 100% случаев.
