Коллектив авторов - Теории всего на свете

• Название: Теории всего на свете
• Автор: Коллектив авторов
• Издательство: Лаборатория знаний: Лаборатория Базовых Знаний
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2016
• ISBN: 978-5-93208-210-2

«Напишите о вашем самом любимом, самом интересном, глубоком и изящном объяснении», – попросил издатель и писатель Джон Брокман известнейших ученых всего мира, работающих в разных областях науки, а потом собрал полученные эссе в книге, которую вы сейчас держите в руках. На ее страницах – рассказы о теориях, помогающих понять главные идеи физики и астрономии, экономики и психологии, биологии и многих других наук. Чтение это увлекательное, ведь среди авторов сборника – Джаред Даймонд, Нассим Талеб, Стивен Пинкер, Мэтт Ридли, Ричард Докинз и другие выдающиеся умы современности.

---

Одно из моих любимых объяснений такого типа датируется 1972 годом. Речь идет о наблюдении небольшой аномалии в самом обычном с виду образце урановой руды из Окло – региона провинции Высокий Огу центральноафриканского государства Габон. Образец в рамках вполне рутинной процедуры анализировали в одной французской лаборатории. Природные материалы, где присутствует уран, обычно содержат два типа изотопов урана – уран-238 и уран-235. Основная часть атомов – уран-238, но около 0,7 % – уран-235. Точнее, эта величина составляет 0,720 %, но в образце, доставленном во Францию, этот показатель равнялся «всего» 0,717 %, т. е. в нем, вопреки ожиданиям, «не хватало» 0,003 % атомов урана-235.

Подобные отклонения в распределении урановых изотопов, как считалось, могут возникать лишь в искусственной среде ядерного реактора, где уран-235 бомбардируется нейтронами в ходе цепной реакции, которая трансформирует атомы и приводит к изменению их естественной пропорции. Но этот образец прибыл из габонской шахты, а в ту пору в Африке вообще не было ни одного ядерного реактора. Так что объяснение найти было невозможно. Или все-таки возможно?

Лет за двадцать до этого ученые высказали предположение, что где-то на Земле некогда существовали условия, в которых урановая руда вела себя, словно в природном ядерном реакторе. Специалисты решили, что для этого необходимы три условия:

1. Размер месторождения урана должен превышать среднее расстояние, которое пролетают нейтроны, высвобождающиеся при такой ядерной реакции (около 70 см).

2. Доля атомов урана-235 должна превышать ту, что свойственна нынешним природным урановым рудам, составляя целых 3 % вместо сегодняшних 0,720 %.

3. Как и в рукотворных ядерных реакторах, здесь должен иметься так называемый модератор – вещество, которое «укутывает» испускаемые нейтроны, замедляя их и тем самым способствуя тому, чтобы они запускали процесс ядерного распада.

Эти условия как раз и применимы к месторождению Окло, каким оно было 2 миллиарда лет назад. Урановые залежи были гораздо больше минимального предсказанного размера. Более того, уран-235 имеет период полураспада 704 миллиона лет, распадаясь вшестеро быстрее, чем атомы урана-238, так что несколько периодов полураспада назад (как раз примерно за 2 миллиарда лет до наших дней) в этих рудах было гораздо больше урана-235 – достаточное количество, чтобы запустить устойчивую цепную реакцию. Если провести экстраполяцию в прошлое, можно прикинуть, что пропорции содержания изотопов составляли бы тогда приблизительно 97 к 3, а не сегодняшние 99,3 к 0,7. И наконец, слои породы, содержащие уран, первоначально соприкасались с грунтовыми водами, поэтому можно предположить, что происходило следующее:

Цепная реакция началась в породах, окруженных водой. Атомы урана стали расщепляться, отдавая тепло. Тепло заставило воду вскипеть, лишая ее способности служить модератором реакции. Нейтроны вырвались на свободу, остановив реакцию. Пар, остывая, сконденсировался в воду и начал сдерживать испускание нейтронов. В системе оставалось больше нейтронов, они помогали расщеплять атомы и заново запускали цепную реакцию.

Объяснение микроскопической аномалии в соотношении двух изотопов атома в маленьком обломке породы привело к описанию целой череды событий, которые произошли в не совсем обычном месте Земли миллиарды лет назад. На протяжении 150 миллионов лет происходило, вероятно, вот что: природный ядерный реактор вырабатывал тепло в течение примерно получаса, затем на два с половиной часа прекращал работу, после чего вновь раскочегаривался, производя в среднем около 100 кВт энергии (как средний автомобильный мотор). Это объяснение не только глубоко, элегантно и красиво: оно еще и неопровержимо. Оно не зависит от предвзятых мнений или желаний, чем выгодно отличается от множества других «объяснений» того, как устроен и функционирует мир. В этом – могущество истинной науки.

Китти Дженовезе и групповая апатия

Адам Алтер

Психолог, доцент маркетинга Стерновской школы бизнеса Нью-Йоркского университета

Самое изящное социопсихологическое объяснение, какое мне довелось встречать, даже заставило меня защитить диссертацию в соответствующей области. Каждые несколько лет какая-нибудь громкая трагедия, при которой никто даже не попытался ничем помочь жертве, привлекает большое внимание прессы. В 2010 году, апрельским утром, незадолго до рассвета, на тротуаре в нью-йоркском районе Квинс умирал человек. Этот мужчина, бездомный гватемалец Хьюго Альфредо Тейл-Якс, вмешался в уличный конфликт между незнакомыми ему людьми – какой-то женщиной и ее спутником, который, издавая истошные вопли, бешено ее тряс. Когда Тейл-Якс попытался помочь женщине, ее спутник несколько раз ударил его ножом в грудь. В течение полутора часов Тейл-Якс лежал, истекая кровью, а десятки прохожих не обращали на него внимания или же лишь бросали мимолетный взгляд и спешили дальше. К тому времени, как прибыла «скорая», солнце уже взошло, а Тейл-Якс был мертв.

Почти за полвека до этого Китти Дженовезе, также проживавшая в Нью-Йорке, подверглась нападению, которое закончилось ее убийством, причем десятки видевших это, судя по всему, предпочли не встревать в происходящее. Один из авторов New York Times с негодованием писал о черствости ньюйоркцев. Специалисты заявляли, что жизнь в Нью-Йорке как раз и вызывает у его обитателей такое бездушие. Как и в случае с гибелью Тейла-Якса, всевозможные мыслители недоумевали, почему десятки людей с нормально работающим нравственным компасом не помогли умирающему человеку.

Социопсихологов учат преодолевать наше естественное стремление обвинять других в явно дурном поведении: их учат поискать объяснения в окружении этих людей. После смерти Дженовезе социопсихологи Бибб Латане и Джон М. Дарли высказали элегантную гипотезу: человеческий отклик на события не является аддитивным, и в этом его отличие от аддитивности предметов. Четыре лампочки осветят комнату эффективнее, чем три, а три динамика эффективнее наполнят комнату звуком, чем два. Но два человека зачастую действуют менее эффективно, чем один. Люди снова и снова обдумывают ситуацию, делают паузу, чтобы разобраться в череде предшествующих событий перед тем, как начать действовать, а иногда гордость и страх выглядеть смешно мешают им начать действовать вообще.

В рамках одной из серий своих блистательных экспериментов Латане и Дарли зафиксировали на видео поведение студентов, сидевших в комнате, которая постепенно заполнялась дымом[69]. Экспериментаторы закачивали его в помещение при помощи специального насоса, спрятанного за вентиляционной решеткой. Возникал такой эффект, словно где-то рядом пожар. Когда испытуемый был один, он обычно вскоре выходил из комнаты и сообщал экспериментатору: что-то не в порядке. Но когда испытуемого окружали два или три других человека (некоторые из них – «подсадные утки», которым давалась инструкция нарочно вести себя пассивно), он зачастую продолжал сидеть, даже когда уже не видел других за пеленой дыма. При последующем опросе эти студенты сообщали, что решили ничего не предпринимать, ибо пришли к выводу, что этот дым безвреден (и являет собой, скажем, испарения системы кондиционирования или какой-то другой пар). Они заявляли, что не обратили никакого внимания на то, как реагировали на дым другие находящиеся в комнате (или же обратили на это мало внимания).

По мнению Латане и Дарли, мыслительные схемы, отличающие нас от животных более низкого уровня развития, способны подрывать наше стремление помочь ближнему в подобных ситуациях – когда мы находимся рядом с другими людьми, которые, по нашему мнению, способны действовать с той же эффективностью, что и мы сами.

Волшебник по имени Я

Джеральд Смолберг

Практикующий невролог, драматург

Сознание – по-прежнему неразрешимая загадка для ученых и философов. Это неудивительно. Каким бы ни оказался окончательный ответ, подозреваю, он окажется лишь иллюзией, которую выработало само же сознание, чтобы скрыть от нас работу механизмов своих модульных вычислений, идущих параллельно известным нам процессам.

Нейрофизиологи, слегка приоткрывая завесу, окутывающую этого «Волшебника по имени Я», обнаруживают, что незаменимый персональный компьютер, именуемый сознанием, во многом полагается на некий трюк, позволяющий обманывать наше восприятие. Скажем, наше субъективное чувство времени с реальностью не соотносится. Всплески электрических импульсов в коре мозга при обычной повседневной деятельности, как показали исследования, почти на треть секунды опережают осознание реального движения или отклика на сенсорную стимуляцию. Эти всплески импульсов показывают, что мозг инициирует реакцию или реагирует на происходящее гораздо быстрее, чем наше мгновенное восприятие. В физиологических масштабах это гигантское расхождение, несоответствие, которое наш мозг исправляет, «подделывая» момент времени, в который происходит действие или событие, тем самым позволяя нашему сознательному переживанию соответствовать тому, что мы воспринимаем.