742
Самое крупное сообщество во вселенной теперь и в Telegram. Мы открываем двери в непознанный мир! Админ: @TELEHAN Прайс: telega.in/c/science_newworld Ещё каналы: hanmedia.me/tg
аза утром, мы вряд ли задумываемся о том, какую огромную аналитическую работу проводит наш мозг, просто чтобы мы увидели будильник, люстру и занавески. Но форма предметов у нас в голове обретает смысл не сама собой, а как раз благодаря этому анализу. Где именно и как это происходит, изучали Дэвид Зокколан из итальянского института SISSA совместно с командой Риккардо Зеццина из Политехнического университета Турина.
Область мозга, интересовавшая ученых, — нижневисочная кора. Это самая развитая из сенсорно-визуальных зон мозга, конечная станция обработки изображения, зафиксированного сетчаткой. Ее исследования велись давно, но новое слово в них появилось на рубеже 2007–2008 гг. Если до этого ученые были уверены, что, обработав картинку, нижневисочная кора «передает» ее дальше, в другие области мозга, где та обретает семантический смысл, то после появилась теория о том, что эта же зона мозга отвечает и за смысл изображений.
Разобраться, как все обстоит на самом деле, и попытались Зокколан с коллегами. Проанализировав большой объем данных, полученных на приматах, ученые пришли к неожиданному выводу — нижневисочная кора «не разменивается». Для всех классов объектов она занимается только визуальной обработкой, а вот когда речь заходит о классе «животные с 4 ногами», то она же отвечает и за семантическую классификацию, то есть за оценку «функционала» увиденного объекта. Кроме этого, итальянцам удалось выяснить, что эта же зона мозга отвечает и за «низкоуровневое» кодирование изображений, но значение этого открытия ученым только предстоит выяснить.
• Фальшивое прошлое
Феномен ложной памяти довольно распространен, он упоминается, например, в судебной практике — бывает, что жертва или свидетель признают свою вину, после чего криминалистам удается выяснить, кто же настоящий преступник. Как именно создаются ложные воспоминания (и воспоминания вообще), исследовала команда нобелевского лауреата Судзуми Тонегавы из Массачусетского технологического института.
Ассоциативные воспоминания формируются как цепочка из взаимосвязанных элементов — картинок, звуков, запахов, ощущений. Эти ассоциации кодируются химическими и физическими изменениями в нейронах и нейронных связях. Сети нейронов, хранящие воспоминание, называются следами памяти, или энграммами. Именно с ними и работали ученые. Ключевым был вопрос, возможно ли подлинную энграмму заменить ложной. Фальшивые воспоминания «внушали» мышам.
Вначале мышь сажали в клетку А. После того как она изучала ее, ей активировали определенные клетки памяти. На следующий день мышь помещали в клетку B и там слегка ударяли током. В это же время ей активировали те же нейроны, что и в клетке A. На третий день мышь вновь сажали в клетку A, где она тут же замирала от страха — при том, что здесь она не получала разряда тока. Дело в том, что у нее включались фальшивые воспоминания: мышь испытывала страх в клетке A, потому что вместе с ударом в клетке B она переживала воспоминания о клетке А.
Исследователи обнаружили, что сразу после вызова ложной памяти уровень активности в «центре страха» мозга мыши был точно таким, как и при реальных воспоминаниях.
«Мы выяснили, что можем реактивировать и менять воспоминания в мозге. Это означает, что сейчас мы можем получить ответы на вопросы, которые до этого поднимались разве что в sci-fi сериалах», — радуется один из исследователей Стив Рамирез.
• Где рождается математика
Научные открытия начинаются не с успешного эксперимента и даже не с формулирования гипо
Ноутбук 1995 года с уникальной системой закрывания
Читать полностью…
не знаете об этом предмете почти ничего! Существуют же такие фундаментальные разделы этой науки, как теория вероятностей, математический анализ, теория кодирования, статистика. (Уже страшно? Признаюсь, мне немного тоже). Ведь речь идет о таких областях чистой математики, которые кажутся недоступными простому человеку.
Элленберг спешит нас заверить — в основе этого абстрактного сложного языка лежит не что иное, как здравый смысл, подкреплённый фундаментальными методами и теоремами. А «истинная умственная работа, которая требуется в математике, мало чем отличается от того, как мы размышляем над решением простых повседневных задач». К такому выводу профессор пришёл во время работы над математическими исследованиями, настолько далекими от реальной жизни, что он и не стремится нас с ними знакомить. Чем дальше продвигалась эта работа, тем яснее он понимал, что математические законы выходят далеко за рамки обсуждений внутри университетского сообщества.
«Знание математики — своего рода рентгеновские очки, позволяющие увидеть структуру мира, скрытую под беспорядочной, хаотичной поверхностью. Математика — это наука о том, как не совершать ошибок, а математические формы и методы выковывались на протяжении многих столетий упорного труда и дискуссий».
В отличие от своего предшественника Вальда, который не интересовался прикладными возможностями математики, Элленберг ставит задачу рассказать об использовании математических концепций в политике, медицине, экономике, религии, интернете и даже бытовых делах. Здесь мы имеем дело с простыми и глубокими фактами, составляющими часть математической вселенной.
Когда лучше всего приезжать в аэропорт, чтобы не потратить впустую своё время и при этом не опоздать? Как жить в мире, в котором Google, Facebook и даже крупные сети розничных товаров знают о вас больше, чем собственные родители? Стоит ли доверять опросам общественного мнения? А результатам тестирования новых лекарств? Что можно узнать о существовании (или отсутствии) Бога с помощью законов математики? Как создаются статистические исследования, сообщающие нам о том, что в определённых географических областях риск развития онкологических заболеваний выше, чем в других? Какие лазейки для кандидатов существуют в демократической процедуре выборов? Что, в конце концов, надо сделать, чтобы обмануть систему (легальным путем, разумеется) и выиграть миллионы долларов в лотерее? И так далее, и так далее.
Примеры, которые приводятся в книге, наглядно показывают, как вера в бездумные цифры, непроверенные факты и сомнительную статистику, распространяемые через многочисленные каналы коммуникации, заставляет людей приходить к нелепым выводам и усложнять себе жизнь. Детальный разбор каждого случая на основе математического анализа действительно помогает критически взглянуть на поток информации, который ежедневно обрушивается на наши головы через заявления политиков и общественных деятелей, интернет-рекламу и СМИ.
МАТЕМАТИКА — НЕ ТОЛЬКО ДЛЯ ГЕНИЕВ
Отдельного интереса заслуживают рассуждения автора об укоренившихся в общественном сознании представлениях, будто все математики — это безумные одержимые гении, которые избирают научный эскапизм в качестве главной идеи жизни. Этот образ широко растиражирован массовой культурой, взять хотя бы историю с шизофренией и галлюцинациями Джона Нэша, вокруг которых выстраивается сюжет фильма «Игры разума», или весь спектр психических расстройств Макса Коэна в фильме «Пи».
«В реальной жизни, — пишет Элленберг, —
В ОАЭ построят целый город для имитации жизни на Марсе
Последнее время новости о Марсе так и сыплются как из рога изобилия. NASA, SpaceX, Lockheed Martin – все хотят полететь на Красную планету, а в идеале – там поселиться. Нет, это, конечно, без сомнения, когда-нибудь, но произойдет, но перед этим нужно очень тщательно подготовиться и взвесить все за и против. И как раз таким практичным решением вопроса, а не простыми обещаниями, занялись Объединенные Арабские Эмираты, тоже имеющие свои планы на Марс. Занялись, разумеется, со свойственным для них масштабом. В ОАЭ ни много ни мало решено построить целый город для симуляции, насколько это вообще возможно на Земле, условий марсианской среды и жизни в ней.
Об одобрении проекта AED500 (стоимость реализации составляет около 136 миллионов долларов) было объявлено на днях в рамках ежегодной встречи правительства ОАЭ. Новое муниципальное образование получит название «Марсианский научный город» и станет частью долговременного плана шейха Мохаммеда ибн Рашид Аль Мактума и Космического центра Эмиратов по реализации грандиозной марсианской миссии по созданию человеческой колонии на Красной планете к 2117 году.
Согласно строительному плану, площадь города будет составлять 177 000 квадратных метров, что примерно равно, скажем, тому же Сочи. В опубликованном в «Твиттере» сообщении премьер-министр ОАЭ, шейх Мохаммед ибн Рашид назвал этот план «выдающимся национальным проектом».
Разработкой плана города, который будет состоять из нескольких огромных футуристичных зданий в виде куполов, занимался знаменитый датский архитектор Бьярке Ингельс, в сотрудничестве с инженерами и учеными Эмиратов. Внутри этих зданий найдут место множество лабораторий, которые займутся поисками решений в обеспечении пищей, энергией и водой марсианских колонистов. Как отмечает правительственное агентство Dubai Media Office, здесь также будет находиться большой музей, посвященный важнейшим человеческим достижениям, стены которого будут созданы с помощью 3D-принтера и песка Эмиратов.
Разумеется, некоторые вещи в городе производить не придется, так как, к счастью, наша планета ими располагает. И в первую очередь речь, конечно же, идет о кислороде. Кроме того, жители города будут полностью защищены от радиационного фона Марса. У нашего соседа, к сожалению, отсутствует магнитное поле, которое в нашем случае защищает нас от губительного ультрафиолетового излучения.
Гравитация на Марсе тоже другая. Она составляет всего 38 процентов от земной, кроме того, на Красной планете гораздо холоднее. Средняя температура там находится в районе -50 градусов Цельсия. В лабораториях постараются найти способы наиболее близкой симуляции среды Марса, а также разработают варианты, которые позволят при таких условиях долго жить на этой планете.
«Проект Марс 2117 – это долгоплановый проект, где нашей первой целью является разработка информационной и образовательной базы, чтобы наши сыновья могли возглавить научные исследования в самых различных секторах», — заявил шейх Мохаммед, впервые объявляя о плане «Марс 2117» в феврале этого года.
«Человеческие амбиции не имеют границ. И тот, кто следит за научными открытиями в текущем веке, безусловно, согласится с тем, что человеческие возможности и желания позволяют реализовать даже самые смелые мечты».
и «Ребенок-оптимист».
2. Один сейчас или два потом?
Способность откладывать получение удовольствия → жизненный успех
Знаменитый «маршмеллоу тест» (зефирный эксперимент), впервые проведённый в конце 1960-х Уолтером Мишелом из Стенфордского университета.
Группу детей 4–6 лет ставили перед выбором — съесть зефир прямо сейчас или подождать 15 минут и получить вдвое больше. Дети реагировали на ситуацию по-разному (в основном это зависело от их возраста и обстановки), но примерно треть дожидалась прихода экспериментатора и получала заслуженный бонус.
Но самое важное выяснилось потом. Дети, которые смогли выдержать 15 минут зефирного теста, в 14-летнем возрасте получили лучшие результаты по тесту SAT (стандартная проверка когнитивных способностей для поступающих в колледжи), а родители считали их более компетентными и самостоятельными.
В 2011 году участников того же эксперимента, которые уже стали взрослыми, засунули в томограф. Выяснилось, что префронтальная кора — зона, ответственная за рациональное принятие решений, — у них по-разному взаимодействует с вентральным стриатумом (участок, который связан с формированием пристрастий). Видимо, рациональная часть мозга так или иначе соперничает с зоной, которая ищет удовольствий здесь и сейчас.
По итогам дополнительных исследований выяснилось, что способность откладывать удовольствие — характеристика, которая прочно коррелирует с успехом на всём протяжении жизни. Но это не значит, что её нельзя развить в себе самостоятельно.
Не есть зефир сразу и развить самоконтроль поможет книга «Развитие силы воли», которую написал сам Уолтер Мишел.
3. К чему ведёт жесткая дисциплина и власть авторитета
Дисциплина + отказ свободы и собственного мнения → управляемость и дискриминация
Эксперимент 1967 года, проведённый школьным учителем Рона Джонсом в 10 классе обычной американской средней школы.
Позднее он назвал это одним из самых пугающих событий в его преподавательской деятельности, — и было отчего.
Эксперимент начался с вопроса одного из учеников, когда они проходили Вторую мировую войну: как рядовые немцы могли жить, зная о массовых расправах и уничтожении евреев? Этой проблеме Джонс и решил посвятить следующие семь дней.
Он рассказал ученикам о красоте дисциплины, научил стоять по стойке «смирно» и четко отвечать на вопросы; показал силу общности — ввел специальный приветственный жест и совместное скандирование; раздал членские билеты и приучил к строго определенным правилам распорядка. В результате в группе распространилось доносительство — о нарушениях с готовностью сообщали даже те ученики, которые не обязаны были этого делать.
К классу присоединялись добровольцы, поэтому к четвергу членами «третьей волны» были уже около 80 подростков. Затем Джонс объяснил, что их организация — часть общенациональной молодёжной программы, направленной во благо народа. Её отделения уже открыты по всей стране, и в пятницу по телевизору выступит их лидер.
К этому выступлению в классе собралось около 200 человек, и тогда Джонс наконец объявил, что никакой третьей волны не существует, ученики стали объектами манипуляции и вели себя примерно также, как немцы во времена Третьего рейха. Эксперимент стал тяжёлым ударом не только для многих учеников, но и для самого учителя.
История этого эксперимента долгое время оставалась неизвестной, но сейчас ей посвящено уже несколько полнометражных фильмов, не говоря уже о многочисленных публикациях.
Ещё один известный учительский эксперим
Подборка лучших книг Хокинга
Увлекательно и доступно знаменитый английский физик Стивен Хокинг рассказывает нам о природе пространства и времени, о происхождении Вселенной и ее возможной судьбе.
1. Краткая история времени;
2. Мир в ореховой скорлупке;
3. Теория всего;
4. Черные дыры и молодые вселенные;
5. Великий замысел.
#Книги@science_newworld
энергии станет мощнее, чем притяжение Солнца относительно Земли. Наконец, за несколько минут Земля просто взорвется. Сами атомы начнут распадаться, и уже через секунду Вселенная будет разорвана. Колдуэлл называет это Большим Разрывом. Большой Разрыв, по признанию самого Колдуэлла, «весьма диковинный» сценарий.
Фантомная темная энергия бросает вызов фундаментальным идеям Вселенной, вроде допущения о том, что материя и энергия не могут двигаться быстрее скорости света. Это хорошие аргументы против Большого Разрыва. Наблюдения за расширением Вселенной, а также эксперименты с физикой частиц показывают, что в качестве конца света более вероятно Большое Замерзание, за которым последует Большое Изменение, а затем и Большое Сжатие.
Но это довольно мрачный портрет будущего — века холодной пустоты, которые ждут вакуумного распада и финального взрыва, переходящего в небытие. Есть ли какой-нибудь другой вариант? Или мы обречены?
Очевидно, конкретно у нас нет причин переживать о конце Вселенной. Все эти события произойдут через триллионы лет в будущем, за исключением разве что Большого Изменения, так что пока все идет по плану. Также нет причин беспокоиться за человечество. Если не случится иное, генетический разрыв изменит наших потомков до неузнаваемости задолго до этого. Однако смогут ли разумные существа любого вида, люди или нет, выжить в принципе?
Физик Фримен Дайсон из Института перспективных исследований в Принстоне, Нью-Джерси, рассмотрел этот вопрос в классической работе 1979 года. В то время он пришел к выводу, что жизнь сможет изменить себя, чтобы пережить Большое Замерзание, которое, как считал физик, будет менее проблемным, чем ад Большого Сжатия. Но в наши дни он менее оптимистичен, благодаря открытию темной энергии.
«Если Вселенная ускоряется, это плохие новости, — говорит Дайсон. Ускоренное расширение означает, что мы в конечном итоге потеряем контакт со всем, кроме горстки галактик, что резко ограничит количество доступной нам энергии. — В долгосрочной перспективе такая ситуация будет весьма печальной».
Однако положение вещей может измениться. «Мы на самом деле не знаем, будет ли расширение продолжаться и почему оно ускоряется, — говорит Дайсон. — Оптимистичный взгляд на вещи состоит в том, что ускорение будет замедляться по мере расширения Вселенной. Если это произойдет, будущее будет более благоприятным».
Но что, если расширение не будет замедляться или станет известно, что грядет Большое Изменение? Некоторые физики предлагают решение, безумное в принципе. Чтобы избежать конца Вселенной, мы должны построить собственную Вселенную в лаборатории и удрать в нее.
Один из физиков, работавших над этой идее, это небезызвестный Алан Гут из Массачусетского технологического института в Кембридже; он известен своими работами на тему юной Вселенной.
«Не могу сказать, что законы физики допускают возможность такого, — говорит Гут. — Если это возможно, потребуются технологии, выходящие за пределы всего, что мы можем представить. Это потребует гигантского количества энергии, которую еще нужно будет добыть и удержать».
Первый шаг, по мнению Гута, заключается в создании невероятной плотной формы материи — такой плотной, что она будет на грани коллапса в черную дыру. Если сделать это правильно, а затем быстро убрать материю за пределами этого сгустка, можно получить регион пространства, который начнет быстро расширяться.
По сути, вы провоцируете скачок создания совершенно новой Вселенной. По мере расширения области
ойчивость относительно статической Вселенной «величайшей ошибкой» своей карьеры.
Если Вселенная расширяется, когда-то она должна была быть меньше, чем сейчас. Понимание этого привело к появлению теории Большого Взрыва: идеи о том, что Вселенная началась с невероятно малой точки и быстро расширилась. Мы можем увидеть это по «послесвечению» Большого Взрыва — в качестве космического микроволнового фона — постоянного потока радиоволн, идущих со всех направлений в небе.
Получается, судьба Вселенной зависит от очень простого вопроса: будет ли Вселенная расширяться дальше и как быстро?
Для Вселенной, содержащей обычную «начинку» — материю и свет, — ответ на вопрос зависит от количества этой начинки. Больше начинки — значит, больше гравитации, которая стягивает все назад и замедляет расширение. Пока количество начинки не превосходит критический порог, Вселенная будет расширяться вечно и в конечном итоге умрет тепловой смертью.
Но если начинки будет слишком много, расширение Вселенной замедлится и остановится. Тогда Вселенная начнет сжиматься. Сокращающаяся Вселенная будет становиться все меньше и меньше, плотнее и горячее, пока все не закончится в красочном компактном аду, противоположном Большому Взрыву и известном как Большое Сжатие.
На протяжении большей части 20 века астрофизики не были уверены, какой из этих сценариев возымеет действие. Большое Замерзание или Большое Сжатие? Лед или огонь? Они пытались провести космическую перепись, подсчитав количество начинки в нашей Вселенной. Оказалось, что мы до странного близко находимся к критическому порогу, и наша судьба остается под вопросом.
В конце 20 века все изменилось. В 1998 году две соперничающих группы астрофизиков сделали невероятное заявление: расширение вселенной ускоряется.
Обычная материя и энергия не могли бы повлиять на Вселенную таким образом. Это стало первым свидетельством существования нового фундаментального вида энергии, «темной энергии», поведение которой совершенно загадочно для нас.
Темная энергия расталкивает Вселенную в стороны. Мы пока не понимаем, что это такое, но порядка 70% энергии Вселенной приходится на темную энергию, и это число растет день ото дня. Существование темной энергии означает, что количество начинки во Вселенной не определяет ее конечную судьбу. Космосом управляет темная энергия, она ускоряет расширение Вселенной. Следовательно, сценарий Большого Сжатия маловероятен.
Но это не означает, что и Большое Замерзание неизбежно. Есть и другие возможные исходы.
Один из них произошел не в процессе изучения космоса, а из мира субатомных частиц. Это, пожалуй, наиболее странная из возможных судеб Вселенной: что-то фантастическое и при этом вероятное.
В классическом научно-фантастическом романе Курта Воннегута «Колыбель для кошки», «лед-девять» представляет собой новую форму водяного льда с интересными свойствами: он образуется при температуре 46 градусов, а не 0. Если кристалл льда-девять уронить в стакан с водой, вода вокруг кристалла примет его форму, так как его энергия ниже, чем у жидкой воды. Новые кристаллы льда-девять будут проделывать то же самое с водой вокруг себя, и в мгновение ока цепная реакция превратит всю воду в стакане — или в океанах Земли — в твердый лед-девять.
То же самое может случиться в реальной жизни с нормальным льдом и нормальной водой. Если вы наберете в очень чистый стакан очень чистой воды и охладите ее ниже нуля градусов, вода станет переохлажденной: она будет оставаться жидкой ниже естественной т
На Луну и обратно без дозаправки. Маск рассказал о масштабных планах Space X
Генеральный директор SpaceX Илон Маск поделился идеями о создании базы на Луне.
На Международном конгрессе по астронавтике в Аделаиде Маск сообщил, что в планах его компании создание самой большой в истории человечества ракеты BFR, которая позволит людям летать на Луну и обратно без дозаправки.
"Слушайте, что происходит? Уже 2017 год. Почему у нас еще нет базы на Луне?", - сказал Маск.
Для создания такой базы Маск планирует использовать новую ракету BFR (сокращение от Big F... Rocket). Она будет способна брать на борт более тысячи тонн ракетного топлива, а длина новой ракеты составит 48 метров. Такие запасы топлива позволят новой ракете слетать на Луну и вернуться обратно, что необходимо для создания лунной базы.
На презентации в Аделаиде, а чуть ранее - и в своем блоге в Instagram - Илон Маск показал, как может выглядеть база на Луне.
Маск отметил, что посадка на Луну будет несколько сложнее, чем на Марс, поскольку на Марсе ракета может тормозить об атмосферу планеты, а на Луне такой возможности не будет. Поэтому сейчас для SpaceX очень важной является отработка реактивной посадки.
#SpaceX@science_newworld
тезы. Довольно часто они становятся отложенным результатом плодотворных научных дебатов. Именно на этой стадии находится сейчас масштабное и многообещающее исследование того, откуда же берется математика.
Сегодня языком формул можно описать весь спектр известных науке явлений, от спирали ДНК до спиральных галактик. При этом единого мнения о том, является математика собственным языком вселенной или изобретением человеческого разума, пока нет. Его-то и обсудили четверо ученых по инициативе Фонда норвежского физика-мультимиллионера Фреда Кавли.
Нейробиологи, активно исследующие области мозга, ответственные за математическое мышление, считают, что математика «берется из головы». «Числа — это не свойство вселенной, но скорее отражение биологической подоплеки того, как люди осмысляют мир вокруг себя», — говорит Рафаэль Нуньез, профессор когнитивистики Калифорнийского университета. С ним соглашается, Брайан Баттеруорт, почетный профессор когнитивной нейропсихологии Института когнитивной нейронауки Университетского колледжа Лондона: «Числа — скорее мощный способ описания некоторых аспектов вселенной, чем ее неотъемлемая часть».
Оппонентами Нуньеза и Баттеруорта стали физики Симеон Хеллерман и Макс Тегмарк. «Думаю, многие физики согласятся, что должно существовать какое-то полное описание Вселенной и законов природы, и в этом предположении имплицитно то, что Вселенная по своей природе математическая», — говорит Хеллерман, доцент Института физики и математики Вселенной Университета Токио. Тегмарк, профессор физики Массачусетского технологического института, согласен с коллегой: «Люди всего лишь открывают математические структуры Вселенной, существующие независимо от них». Дискуссия прошла публично в Google Hangouts, и остается надеяться, что она станет основой для дальнейших, еще более успешных исследований.
• Как память становится долгой
Память — это, по сути, то, чем мы являемся. Взаимодействуя с окружающими людьми и средой, мы постоянно обращаемся к прошлому опыту. Но как именно он формируется и как краткосрочная память становится долгосрочной, пока известно очень смутно. Этот вопрос и изучала команда исследователей под руководством докторов Тазу Аоки и Хитоши Окамото из японского Института исследований мозга RIKEN.
Японские ученые проводили исследование на рыбке данио рерио. Рыбок с помощью легких ударов током обучали реагировать на красный светодиод как сигнал опасности. Со временем его свет начал вызывать точечную нервную активность в той части мозга рыбок, которая соответствует человеческой коре головного мозга. Затем у данио рерио удаляли этот регион мозга, но они по-прежнему были способны реагировать на сигнал об опасности. Правда, память о нем стала исключительно кратковременной, долговременные же воспоминания не сохранялись. «Это говорит о том, что долговременная и кратковременная память формируется и хранится в разных отделах мозга. Мы думаем, что кратковременная память становится долговременной в кортикальной области мозга», — говорит Аоки.
Еще одно исследование включало в себя обучение рыбки сразу двум сигналам — красного и синего светодиодов. Эксперимент показал, что за запоминание каждого из них отвечали разные группы нейронов конечного мозга. Это говорит о том, что разные поведенческие программы хранятся и воспроизводятся разными группами нервных клеток. Полученные результаты стали первым опытом наблюдения «сборки» памяти.
Декодирование мыслей: 6 научных исследований о механизмах мышления
Когнитивистика и нейрофизиология — науки, потеснившие философию в области вопросов о сознании. То, как мы думаем, исследуется теперь не только теоретически, в рамках работ по онтологии, но и экспериментально, в лабораториях.
• Как работает воображение
Воображение, наравне с романтической любовью, лидирует в списке самых мифологизированных механизмов человеческого мозга. Откуда берутся новые симфонии, как люди додумались до изобретения первых орудий труда, кто подсказывает, как представить проект так, чтобы все ахнули, — все эти вопросы долго считались риторическими. До тех пор, пока студент Дартмутского института Алекс Шлегель не подошел к ним со всей серьезностью. Описывая результаты своего исследования, он говорит о том, что в основе работы воображения лежит масштабная нейронная сеть — «интеллектуальное рабочее пространство». Именно она работает с образами, символами, идеями и формирует фокус мышления, необходимый для решения проблем и генерации идей.
О наличии такой нейронной сети говорилось давно, но вот однозначных доказательств у теории не было. Проводя их поиск, команда исследователей под руководством Шлегеля отобрала 15 добровольцев. Им было дано задание представлять себе абстрактные зрительные образы, а затем комбинировать их, усложняя. В это время их мозг сканировался с помощью МРТ. Исследователи обнаружили нейронную сеть, распределенную по значительной части мозга, — именно она отвечала за воображаемые манипуляции с образами. Полученные данные практически полностью подтвердили имевшиеся теоретические данные об «интеллектуальном рабочем пространстве».
«Наша находка помогает понять, как именно устройство мозга выделяет наш вид среди прочих и в перспективе может помочь в воссоздании тех же креативных процессов в машинах», — не без гордости говорит Алекс Шлегель.
• Рождены быть эмпатами
Исследование о том, откуда берется одна из важнейших черт нашего вида — способность к сопереживанию, — провели ученые из Университета Вирджинии.
Руководитель проекта Джеймс Коан и его коллеги хотели узнать, какие области мозга отвечают за эмпатию и когда она включаются. Эксперимент состоял в том, что мозг 22 добровольцев сканировался в томографе, в то время как их самих, одного из их друзей или постороннего им человека слегка били током. Как и предполагали ученые, области мозга испытуемых, ответственные за реакцию на угрозу, активизировались, когда удар угрожал им самим. В случае угрозы удара незнакомца эти области проявляли слабую активность. Однако когда ударить должны были друга, мозговая активность у испытуемых была точно такой же, как и когда ученые собирались ударить током их самих.
Таким образом, эксперимент показал, что мы чувствуем эмпатию с другими оттого, что ассоциируем их с собой. «Грубо говоря, другие люди становятся частью нас самих — и это не метафора, не лирика, это реальность, — говорит Джеймс Коан. — Вследствие этого наша самоидентификация во многом основана на том, кому мы сопереживаем».
Эмпатия, добавляет Коан, ценное эволюционное приобретение — люди жили и живут под угрозой лишения ресурсов, но, строя дружбу, они приобретают тех, кому могут доверять и кто становится частью их самих. Таким образом, возможности к получению и защите ресурсов расширяются, а цели становятся общими — это часть стратегии выживания. И хоть времена и меняются, стратегия остается прежней. Наверное, и к лучшему.
• Когда форма обретает смысл
Открывая гл
На Марсе зафиксировано мощное сияние
Специалисты NASA наблюдали мощное авроральное сияние на Марсе, вызванное выбросом массы из атмосферы Солнца 10 сентября 2017 года. Об этом сообщает пресс-служба NASA.
Свечение, которое оказалось в 25 раз ярче других подобных событий на Красной планете, было зафиксировано американским искусственным спутником MAVEN.
На Марсе нет магнитосферы, которая способствует возникновению авроры (полярного сияния), наподобие земной. Магнитные поля Земли и некоторых других планет, например, Юпитера, направляют поток высокоэнергетических частиц к полюсам, где свечения обычно и возникают. В случае Красной планеты фотоны бомбардируют всю атмосферу, а не только полярные области. В результате верхние слои газовой оболочки Марса начинают излучать свет в ультрафиолетовом спектре.
По словам ученых, вспышка вызвала двукратное усиление потока радиации, падающего на поверхность планеты.
Данные, полученные космическими аппаратами, помогут разработать системы безопасности астронавтов, которые в будущем высадятся на Марс.
математики — это обычные люди, не более безумные, чем все остальные. На самом деле мы не так часто уходим в уединение, чтобы вести одинокие битвы в суровых абстрактных мирах. Математика скорее укрепляет разум, а не напрягает его до предела».
Ошибочно также думать, что математика держится только на одних гениях, а всем остальным, чьи достижения кажутся менее выдающимися, дорога в эту область научного знания закрыта. Между тем, так думают многие студенты, которые бросают университеты на середине обучения, разочаровавшись не в самой математике, а в том, что им не удаётся стать самыми лучшими. Элленберг сожалеет по этому поводу, так как считает, что математика — это коллективная деятельность, в которой принимают участие тысячи умов по всему миру, и открытия каждого из них служат единой цели. Не стоит недооценивать их вклад.
Очень хорошо сказал об этом Марк Твен: «Требуется тысяча человек, чтобы изобрести телеграф или паровой двигатель, или фонограф, или телефон, или ещё что-нибудь столь же важное, а мы приписываем изобретение последнему из них и забываем об остальных».
Принимать решения, исходя из большого количества возможных вариантов, использовать формальную логику при оценке событий, не поддаваться на предложения, которые сулят нам невозможные перспективы, помнить, что невероятное происходит при наличии большого количества шансов, — всё это и значит заниматься математикой в повседневной жизни. И делаем мы это с самого детства — если точнее, те из нас, кто поддерживает хорошие отношения со здравым смыслом.
Как математика учит критическому мышлению
Профессор математики Джордан Элленберг рассказывает об этом в своей книге, заодно развенчивая представление, будто математика — это страшно.
Все мы учили математику в школе. Причем многие из тех, кто относит себя к «гуманитариям» из-за пристрастия к литературе и языкам, вспоминают логарифмы и квадратные уравнения как страшный сон. Каждый из нас не раз задавался вопросом «Разве это может мне когда-нибудь пригодиться в жизни?» и, скорее всего, не получал вразумительного ответа даже от своего учителя алгебры. Джордан Элленгберг, американский профессор математики Висконсинского университета в Мадисоне, берет на себя смелость сказать: «Ещё как может»!
Доказательства ищите в его книге «Как не ошибаться. Сила математического мышления», выпущенной изательством «Манн, Иванов и Фербер».
ОШИБКИ САМОЛЁТОВ И СОЛДАТСКИХ НОГ
Элленберг начинает свою книгу с рассказа о выдающемся математике XX века Абрахаме Вальде, вынужденном эмигрировать в конце 30-х годов из Австрии в США из-за преследования евреев нацистами. Во время Второй мировой войны Вальд совместно с крупнейшими американскими специалистами по статистике работал над решением секретных военных задач в организации Statistical Research Group (SRG). Военное командование обратилось в SRG с задачей найти способ, позволяющий минимизировать потери американских бомбардировщиков.
Повреждения на самолётах, возвращавшихся из зоны боевых действий, распределялись неравномерно — большинство пробоин находилось на фюзеляже, меньшая часть — на двигателе. Военные пришли к выводу, что необходимо укрепить броней наиболее уязвимые части самолетов. Вопрос состоял лишь в том, сколько брони надо использовать на пораженных участках, чтобы не перегрузить самолет железом и при этом эффективно его укрепить.
Ответ Вальда оказался неожиданным. Естественно, он не оспаривал, что самолётам требуется дополнительная защита. Но при этом он предложил делать укрепления не там, где больше всего пробоин, а там, где их нет — то есть на двигателях. Причина, почему в этих зонах было меньше повреждений, только одна: в случае прямого попадания в двигатель самолёт просто не возвращался из боя. Подобное происходило и с ранеными в военном госпитале: медсёстры чаще видели раненных в ноги, а не в грудь. И дело не в том, что солдаты не получали ранений грудной клетки, просто после них, как правило, мало кто выживал.
Элленберг акцентирует внимание на этой истории с Вальдом, чтобы дать понять читателю, что представляет собой математический способ мышления. Быть математиком — это не просто решать числовые задачи и выводить алгебраические формулы. Быть математиком — значит мыслить нестандартно, формулировать правильные вопросы, а главное — подвергать сомнению предположения, которые приводят к ложным выводам.
Математик всегда ставит такие вопросы: «Из каких предположений вы исходите? Обоснованы ли эти предположения?» Порой это вызывает раздражение. Однако такой подход может быть весьма продуктивным.
ПРИЛОЖИТЕ МАТЕМАТИКУ К БОЛЬНЫМ МЕСТАМ
На школьных уроках алгебры мало кто задумывается об этом. Мы изучаем длинный список правил и формул, из всего массива которых используем потом разве что навыки проведения в уме простых арифметических операций (на самом деле далеко не только это, но многие даже не подозревают, насколько глубоко математика вплетена в ткань нашего мышления). Так вот, если ваши представления о математике ограничиваются только школьным курсом — примите поздравления, вы
Мозговой чип, дающий сверхчеловеческую память, готов к испытаниям на людях
До сих пор идея вживления специального чипа в мозг, придающего человеку сверхспособности, относится к сюжетам научно-фантастических фильмов. Однако нейробиологи все активнее занимаются этой темой. Так чипы-имплантаты, активизирующие память, уже успешно опробованы на крысах.
Доктор Теодор Бергер, профессор биомедицинской инженерии университета Южной Калифорнии уже 20 лет активно занимается созданием мозговых чипов в рамках изучения болезни Альцгеймера. Одна из последних его разработок – чип, имитирующий электрические сигналы мозга.
В основе уникальной разработки лежит механизм преобразования краткосрочных воспоминаний в долгосрочные. Преобразовывая воспоминания, мозг создает из шаблона электрических сигналов уникальный код. Мозговой чип формирует электрические сигналы, соответствующие шаблону, имитируя при этом естественный процесс.
#Технологии@science_newworld
ент был посвящён дискриминации. Преподавательница начальной школы Джейн Эллиотт поделила класс на кареглазых и голубоглазых, объяснив, что первые превосходят других по своим природным способностям, и предоставила им некоторые привилегии. Уже через день группа «избранных» стала более жестокой, а кареглазые, оказавшиеся в меньшинстве — более тихими и пассивными.
Принадлежность к группе, подкреплённая авторитетом и строгой дисциплиной, может проявить в нас самые худшие качества. И происходит это пугающе быстро.
Подробнее узнать о «Третьей волне» поможет одноименная книга автора этого эксперимента.
3 психологических эксперимента, которые многое объясняют
Классические эксперименты, которые раскрывают причины жизненного успеха и предупреждают об опасных последствиях контроля и управляемости.
Эксперимент — это мощное мыслительное приспособление, которое помогает отделить друг от друга явления окружающего мира и выявить их суть. С помощью экспериментов можно глубже понять и ярче продемонстрировать не только свойства химических соединений, но и черты социальной жизни — и образовательного процесса в частности.
Мы собрали эксперименты, которые считаются классикой в социальной психологии и в своё время вызвали большие дискуссии. Их результаты могут удивить, а могут показаться подтверждением того, о чём вы и так прекрасно знаете. (В последнем случае вы, возможно, вы стали жертвой эффекта ретроспективного искажения, в народе известного в форме поговорки «задним умом все крепки»).
1. Как научить беспомощности
Непонимание логики происходящего + отсутствие контроля → пассивность и добровольное бессилие
Эффект «выученной беспомощности» ярко продемонстрировали знаменитые эксперименты Мартина Салигамана из Пенсильванского университета, проведённые в 1960-х годах.
У собак, запертых в клетки, формировали реакцию страха на высокие звуки. Для этого, как и положено в классических экспериментах, животных били слабыми разрядами электрического тока. Когда тот же опыт повторили при открытых клетках, собаки, к удивлению экспериментаторов, не стали убегать, а только ложились на пол и скулили.
В другом варианте эксперимента собак разделили на 3 группы: первые могли отключить ток, нажав носом на кнопку, вторых же переставали бить током, только когда первые справлялись с этой задачей, а собак из третьей группы вообще оставили в покое.
Затем всех животных поместили в ящик с перегородкой: ударов тока можно было избежать, перепрыгнув на другую сторону.
Собаки из первой группы преодолевали это препятствие, в то время как другие недолгое время метались по клетке, а затем ложились на пол и просто ждали, когда это мучение кончится.
После нескольких безуспешных попыток изменить ситуацию следует пассивность и бессилие, которое сохраняется, даже если условия изменились и на происходящее уже можно повлиять. Верно и обратное: если у собаки есть опыт самостоятельного преодоления препятствий, она не так-то просто поддается тренировке на беспомощность. Поэтому дворовые собаки в этом эксперименте сдавались реже и позже, чем лабораторные.
Всё это относится не только к собакам, но и к людям. В эксперименте Эллен Лангер и Джудит Роден учёные поделили обитателей дома престарелых на две группы: к первым относились услужливо и внимательно, но избавили ото всех забот (например, персонал принес в комнаты растения и сам ухаживал за ними), вторых же всячески подталкивали к самостоятельному выбору — мотивировали высказывать пожелания и обставлять комнаты по своему усмотрению.
Первая группа постепенно становилась пассивной и деградировала, а люди во второй группе стали более оживлёнными, активными и счастливыми.
Всё это напрямую относится к образовательной среде. Лучший способ сделать людей пассивными и безответственными — это учить их беспомощности, лишая самостоятельного выбора и инициативы, как это часто и происходит в наших школах и университетах.
Позднее Мартин Селигман стал изучать феномен сознательного оптимизма и стал представителем т.н. «позитивной психологии». На русском языке опубликованы, к примеру, его книги «Как научиться оптимизму»
5 простых советов для освоения слепого набора.
#Полезное@science_newworld
пространства, граница будет сокращаться, создавая пузырь искривленного пространства внутри чего-то большего. Фанатам «Доктора Кто» это может показаться знакомым, и по словам Гута, TARDIS это довольно точная аналогия того, о чем идет речь. В конце концов, «снаружи» сожмется до нуля, и новорожденная Вселенная начнет собственное существование, независимое от судьбы предыдущей Вселенной. Очевидно, как эта схема сработает на самом деле, совершенно непонятно. Мы даже не знаем, возможно это или нет.
Впрочем, у Гута есть другой источник надежды на лучшую судьбу для нашего мира — проблеск надежды. Гут первым предположил, что в самой юности Вселенная расширилась чрезвычайно быстро за долю секунды, эта идея известна как «инфляция». Многие космологи считают, что инфляция является самым точным описанием расширения юной Вселенной, и Гут предлагает создать новую Вселенную, опираясь именно на этот процесс быстрого расширения.
Инфляция имеет интригующие последствия для конечной судьбы Вселенной. Согласно этой теории, наша Вселенная — это малая часть мультивселенной, множества карманных вселенных, которые плавают вокруг.
«В таком случае, даже если мы убедимся, что наша отдельная Вселенная умрет в процессе замерзания, мультивселенная будет жить вечно, и новая жизнь будет рождаться в каждой отдельной карманной Вселенной, — говорит Гут. — Мультивселенная воистину бесконечная, а в бесконечном будущем отдельные Вселенные могут жить и умирать сколько им вздумается».
(#Наука@science_newworld)
очки замерзания. В воде нет никаких примесей, а в стакане нет неровностей, чтобы начал образовываться лед. Но если вы уроните кристалл льда в воду, вода быстро замерзнет, как лед-девять.
Лед-девять и переохлажденная вода могут показаться мало связанными с судьбой Вселенной. Но что-то похожее происходит с самим пространством. Квантовая физика гласит, что даже в абсолютном вакууме присутствует небольшое количество энергии. Но тогда должен существовать другой тип вакуума, содержащий меньше энергии. Если это так, тогда вся Вселенная похожа на стакан с переохлажденной водой. И будет оставаться таковой, пока не покажется «пузырь» вакуума с низкой энергией.
К счастью, мы не знаем таких пузырей. К несчастью, квантовая физика утверждает, что если низкоэнергетический вакуум возможен, пузырь с таким вакуумом неизбежно появится где-то во Вселенной. Когда это произойдет, то подобно истории со льдом-девять новый вакуум «преобразует» старый вакуум вокруг себя. Пузырь будет расти со скоростью света, и мы никогда не увидим его приближения. Внутри пузыря все будет совершенно другим и явно не гостеприимным. Свойства фундаментальных частиц вроде электронов и кварков могут быть совершенно другими, переписывающими правила химии и, возможно, препятствующими образованию атомов. Люди, планеты и даже сами звезды могут быть уничтожены в процессе этого Большого Изменения. В работе 1980 года физики Сидни Коулман и Франк де Люччия назвали его «глобальной экологической катастрофой».
Вселенная
После Большого Изменения и темная энергия будет вести себя по-другому. Вместо того чтобы подталкивать расширение Вселенной, темная энергия может внезапно свернуть Вселенную саму в себя, заставив ее коллапсировать в Большом Сжатии.
Есть и четвертая возможность, и опять темная энергия занимает центральное место. Эта идея очень спорная и невероятная, но не стоит сбрасывать ее со счетов. Темная энергия может быть намного мощнее, чем мы думаем, и сама по себе привести Вселенную к концу без всяких Больших Изменений, Замерзаний и Сжатий.
У темной энергии есть своеобразное свойство. Когда Вселенная расширяется, ее плотность остается постоянной. Это означает, что со временем она разрастается, чтобы идти в ногу с увеличением объема Вселенной. Это необычно, хотя и не нарушает законы физики.
Тем не менее все может быть намного страннее. Что, если плотность темной энергии увеличивается по мере расширения Вселенной? Точнее, что, если количество темной энергии во Вселенной увеличивается быстрее, чем расширяется сама Вселенная?
Эту идею выдвинул Роберт Колдуэлл из Дартмутского колледжа в Ганновере, Нью-Гемпшир. Он назвал это «фантомной темной энергией». И она приводит нас к невероятно странной судьбе Вселенной.
Если фантомная темная энергия существует, тогда нас ждет темная сторона силы, выражаясь языком «Звездных войн». Сейчас плотность темной энергии чрезвычайно низка, намного ниже плотности материи на Земле или даже плотности галактики Млечный Путь, которая намного менее плотная, чем Земля. Однако с течением времени плотность фантомной темной энергии может нарастать и разрывать Вселенную на части. В работе 2003 года Колдуэлл и его коллеги представили сценарий под названием «космический конец света». Как только фантомная темная энергия становится более плотной, чем конкретный объект, этот объект разрывается в клочья.
Сначала фантомная темная энергия разорвет Млечный Путь, отправив его звезды в полет. Затем разорвется Солнечная система, поскольку притяжение темной
Какой конец ждет Вселенную и сможет ли кто-нибудь спастись?
Наука выделяет четыре основных пути, на которых Вселенная может встретить свою судьбу. Это Большое Замерзание, Большой Хруст, Большое Изменение и Большой Разрыв. Если вам эти названия ничего не говорят, сейчас все поймете. Вас не должен удивить факт того, что наша планета обречена. Пройдет немного времени, всего 6 миллиардов лет, и Земля, скорее всего, испарится, когда Солнце расширится до красного гиганта и поглотит нашу планету.
Но Земля — это просто планета в Солнечной системе, Солнце — одна из сотен миллиардов звезд в галактике, и в наблюдаемой Вселенной скрываются сотни миллиардов галактик. Что уготовлено для них для всех? Как закончит свои дни Вселенная?
Наука может только догадываться о том, как это произойдет. Мы даже не уверены, как именно Вселенная погибнет, определенным образом или просто медленно сойдет на нет. Наше лучшее понимание физики приводит нас к нескольким вариантам глобального апокалипсиса. Также оно дает нам несколько советов о том, как это в принципе можно было бы пережить.
Первый намек на возможный конец Вселенной приходит к нам из термодинамики, науке о тепле. Термодинамика — это такой проповедник физики с дикими глазами, который держит картонный транспарант с простым предупреждением: «Тепловая смерть грядет».
Несмотря на свое название, тепловая смерть Вселенной не представляется огненным адом. Напротив, это смерть всех уровней тепла. Звучит не очень страшно, но тепловая смерть — это хуже, чем запечься до корочки. Это потому, что почти все в повседневной жизни требует определенных разниц температур, прямо или косвенно.
К примеру, ваш автомобиль работает, потому что внутри двигателя они теплее, чем снаружи. Компьютер работает на электричестве от местной электростанции, которая, вероятно, работает путем нагрева воды и отвода тепла к турбине. Вы питаетесь едой, которая своим существованием обязана гигантской разнице температур между Солнцем и остальной частью Вселенной.
Когда Вселенная достигнет тепловой смерти, везде будет одна температура. Это означает, что ничего интересного больше никогда не произойдет. Все звезды умрут, вся материя распадется, все превратится в редкий бульон из частиц и излучения. Даже энергия этого бульона будет уменьшаться с течением времени в результате расширения Вселенной, оставляя все с температурой едва ли выше абсолютного нуля.
В этом процессе Большого Замерзания Вселенная станет равномерно холодной, мертвой и пустой.
После разработки теории термодинамики в начале 1800-х годов, тепловая смерть выглядит как единственным возможным путем конца Вселенной. Но через 100 лет общая теория относительности Эйнштейна провозгласила, что у Вселенной может быть куда более интересная судьба.
Общая теория относительности говорит, что материя и энергия искривляют пространство и время. Это отношение между пространством-временем и материей-энергии — между сценой и актерами на ней — распространяется на всю Вселенную. Все, что есть во Вселенной, по мнению Эйнштейна, определяет конечную судьбу самой Вселенной.
Теория предсказывает, что Вселенная в целом должна либо расширяться, либо сжиматься. Она не может оставаться в прежнем размере. Эйнштейн понял это в 1917 году и так не хотел это признавать, что отказался от собственной теории.
Тогда в 1929 году американский астроном Эдвин Хаббл обнаружил неопровержимые доказательства того, что Вселенная расширяется. Эйнштейн изменил свое мнение, назвав свою предыдущую наст
Разница в скорости на Grand Touring и Formula-1
Читать полностью…
Планетарные туманности - явления необыкновенной красоты, порождённые мощнейшими взрывами взорвавшихся звёзд!
Планетарные туманности порождаются умирающими звездами. По астрономическим меркам планетарные туманности - весьма короткоживущие явления: срок их жизни составляет около десяти тысяч лет. Поэтому астрономам известно не более полутора тысяч подобных объектов в нашей галактике.
Вообще глядя на эти изображения, можно прийти к выводу, что звезды выглядят красивее, когда умирают...
#Снимки@science_newworld
#Астрономия@science_newworld