Chaque rencontre avec quelque chose d'inhabituel, d'inattendu, d'étrange provoque la surprise. Avec quelque chose qui ne rentre pas dans la tête - même si c'est un fait scientifique strictement prouvé.
L'évolution n'est pas une salle de sport ou une institution pour les jeunes filles nobles. L'évolution ne rend pas les êtres vivants plus forts ou plus intelligents simplement pour devenir plus forts ou plus intelligents, ou pour que ces opportunités leur soient utiles dans le futur. L'évolution est le résultat de la lutte pour l'existence ici et maintenant. Les espèces changent tout autant qu'elles en ont besoin pour rivaliser avec d'autres espèces et survivre - dès maintenant.
Le cerveau humain et ses idées sur la réalité se sont formés pendant des millions d'années dans des conditions plutôt limitées. Nous vivons tous sur la même planète, dans une plage de température très étroite, avons plus ou moins la même taille, les mêmes besoins physiologiques et utilisons des ressources similaires. L'homme en cours d'évolution n'a jamais eu besoin de connaissances sur les étoiles ou les molécules.
En histoire naturelle, la recherche d'une solution a toujours suivi l'émergence d'un problème: d'abord, de grands arbres aux feuilles succulentes, puis de longs cous chez les girafes. Ce n'est qu'avec l'avènement de l'homme que commence à apparaître "la connaissance pour la connaissance", et ce n'est qu'avec l'avènement de la philosophie et de la science que l'accumulation de connaissances a commencé à anticiper leur applicabilité. Tout d'abord, nous explorons les protéines des méduses exotiques - comme ça! - et puis il s'avère que ces protéines aident à traiter le cancer.
En conséquence, il existe aujourd'hui un écart tangible entre nos connaissances et nos capacités biologiques. Le progrès culturel est beaucoup plus rapide que biologique. Et plus nous accumulons des connaissances sur l'Univers, plus nous nous y perdons: notre cerveau ne peut tout simplement pas percevoir tout cela.
Autour de l'inadéquation entre «cœur» et «esprit» a même formé son propre folklore: toutes sortes de faits incroyables, conçus pour étonner et abasourdi. Dans la grande majorité des cas, «l'effet wow» est obtenu de manière simple: recalculer les échelles.
Pas une seule personne au monde n'a marché jusqu'à Alpha Centauri. Personne au monde n'a vu un électron. L'évolution ne nous a pas dotés de telles compétences. Mais la culture nous a appris: nous savons, par exemple, que la distance à Alpha - le système d'étoiles le plus proche du Soleil - est d'un peu plus de 40 millions de kilomètres, soit 4,3 années-lumière.
Le «fait fou» classique manipule pour nous cette quantité complètement abstraite pour qu'elle devienne moins abstraite. Il le traduit dans l'ancien «langage» avec lequel notre pensée opère encore. Vous pouvez, par exemple, convertir la distance en Alpha Centauri en terrains de football ou le nombre de pas, ou en coût de l'essence lorsque vous parcourez cette distance en voiture. Même le concept même d '«année lumière» est un exemple de traduction d'un complètement incompréhensible à un légèrement plus compréhensible.
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Mais la complexité de la perception scientifique de la réalité est loin de se limiter aux longueurs, aux distances et aux quantités. Au contraire, il est beaucoup plus difficile de percevoir des faits qui contredisent qualitativement le bon sens dans sa forme traditionnelle, encore «singe».
Fait numéro 1. Le temps dépend de la hauteur
Les théories d'Einstein sont peut-être la source la plus riche de faits fiables, vérifiés expérimentalement et applicables dans la pratique, mais complètement insensés.
Si vous mettez une horloge au sommet d'une montagne et la même horloge à son pied, et après un certain temps vous les comparez, alors l'horloge ira différemment. Plus la surface de la Terre est éloignée, plus sa gravité est faible et plus le temps s'écoule rapidement. Ce ne sont pas seulement des constructions théoriques, mais de véritables données expérimentales, bien connues depuis cent ans. Armés d'une horloge plus précisément, les scientifiques ont détecté la dilatation du temps, sans même gravir la montagne: une trentaine de centimètres suffisaient à enregistrer l'écart. Les gens du dixième étage vieillissent littéralement et littéralement plus vite que ceux du premier.
Bien sûr, ces effets sont si faibles qu'ils ne jouent aucun rôle dans la vie quotidienne. Mais ils deviennent critiques lorsque la distance de la Terre augmente et que les exigences en matière de précision de la mesure du temps se multiplient. L'exemple le plus connu est celui des satellites GPS: sans corrections pour "time warp", ils seraient complètement inutiles.
Les œuvres d'Albert Einstein ont non seulement donné au monde la formule physique la plus reconnaissable, mais ont également radicalement changé notre compréhension de la réalité.
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C'est une question de gravité. Selon Einstein, ce n'est pas seulement une force qui doit être «délivrée» d'un point à un autre par une particule ou une onde. C'est la courbure de l'espace-temps autour des corps qui ont de la masse (et donc de l'énergie). Par exemple, si vous vous tenez au sol et que vous lancez la balle en avant parallèlement, alors elle vole en fait en ligne droite. Mais comme la Terre est un objet très lourd, dans son voisinage signifie directement incurvé. L'espace et le temps sont inextricablement liés, et ils ne sont déformés qu'ensemble. Par conséquent, la masse de la Terre ne plie pas seulement la trajectoire de la balle, elle déforme également son mouvement dans le temps. Tombant au sol, la balle "ralentit" simultanément de notre point de vue.
Fait numéro 2. Gravité dans l'assiette
Il y a beaucoup de bizarreries associées à la gravité. Il semblerait que les êtres vivants se soient habitués à la gravité terrestre depuis le début des temps. Mais si vous la regardez du point de vue de la science, la gravité est l'un des phénomènes les plus mystérieux - et essentiels - de l'univers.
La gravité est également importante pour les humains, et pas seulement sur Terre. Avez-vous déjà pensé que presque toute l'énergie que les organismes vivants utilisent, y compris nous, provient de la gravité?. En fait, à l'exception de certaines bactéries et archées, les êtres vivants reçoivent de l'énergie soit du Soleil, soit en les mangeant. qui a reçu l'énergie du soleil. Mais d'où vient l'énergie du Soleil lui-même?
Le soleil est un réacteur thermonucléaire géant qui fournit de l'énergie à toute vie sur Terre
NASA
Le soleil est une énorme boule d'hydrogène et d'hélium. Il est si grand que la gravité le comprime sous son propre poids. Pour simplifier, nous pouvons dire qu'à l'intérieur du Soleil, la pression atteint des valeurs telles que les noyaux d'hydrogène sont pressés l'un contre l'autre avec une grande force et fusionnent pour former de l'hélium. Beaucoup d'énergie est libérée lors de cette fusion. Le noyau du Soleil est dans un état d'explosion thermonucléaire continue, qui équilibre la contraction de l'étoile sous sa propre masse - sinon, la surface du Soleil continuerait de tomber vers l'intérieur et de s'effondrer. Après de nombreuses années, le rayonnement de cette très longue explosion atteint la surface puis atteint la Terre. Ici, il est capturé par les pigments des plantes et des bactéries, qui le transforment en énergie chimique, c'est-à-dire en notre nourriture.
Fait numéro 3. Nous vivons dans le passé
La théorie de la relativité ne rentre pas dans le cadre de l'habituel, car la vie en général et notre évolution en particulier se déroulent à des vitesses très faibles, auxquelles le temps, l'espace et la gravité semblent constants et stables.
Par exemple, notre sens du moment actuel est lié à la même adaptabilité aux basses vitesses. Nous ne ressentons pas de pause entre ce qui se passe autour de nous et le moment où nous percevons ce qui se passe. Même avec un appel vidéo en Australie, nous avons tendance à blâmer la latence sur une mauvaise connexion Internet.
En fait, la même théorie spéciale de la relativité impose une limite claire à la vitesse à laquelle tout peut se déplacer - y compris, par exemple, des paquets de données numériques ou la lumière d'un objet à nos yeux. Ce n'est pas que l'Internet soit toujours mauvais en Australie - même avec le traitement instantané du signal, la vitesse de communication est limitée par la vitesse de la lumière. Dans des conditions normales, cela est imperceptible, mais à grande distance, c'est assez perceptible.
Pour les traders en bourse, même quelques millisecondes de retard peuvent être critiques. L'exemple le plus célèbre est la communication entre les bourses de Chicago et de New York. Un câble à fibre optique posé dans les années 1980 a bouclé d'un côté à l'autre et a fourni le signal en 14 ms. Aujourd'hui, le même signal peut être délivré en 8 ms avec des faisceaux de faisceaux micro-ondes, cependant, l'accès aux émetteurs coûtera cher, et beaucoup.
Il y a un demi-siècle, les échanges en bourse se faisaient avec des cris et des gestes. Les commerçants d'aujourd'hui rivalisent à la vitesse de la lumière
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De même, notre capacité à percevoir la réalité est également limitée: aucune information ne bouge instantanément. Mais un facteur bien plus important nous plonge très loin dans le passé: la transmission d'une impulsion nerveuse. Par rapport à la lumière, le signal le long du neurone se déplace à la vitesse de la cochlée: 0,5-100 m / s. En conséquence, tout signal - provenant de la rétine, de l'oreille, de la peau, de la langue, du nez ou des muscles - est retardé d'un temps assez perceptible: environ 0,1 s. Notre conscience vit dans le passé. Et il ne le sait même pas.
Fait numéro 4. Au milieu de l'examen - vide
En général, le cerveau est étonnamment capable de simplifier la réalité, sinon la vie serait extrêmement inconfortable. Par exemple, si vous connectez vos yeux maintenant à un écran de télévision, vous obtiendrez une image inversée avec une tache vierge au milieu. C'est vraiment une "image brute" que le cerveau reçoit des yeux. Et après l'avoir reçu, il retouche pour votre commodité.
L'évolution nous améliore autant que nécessaire. Elle n'a aucun sens abstrait de la perfection. Nos yeux fonctionnent bien - pourquoi les améliorer davantage? Par exemple, pourquoi retirer le nerf optique à l'arrière de la rétine s'il est plus facile d'apprendre au cerveau à ne pas le remarquer?
Le cerveau ne retouche pas seulement les «lacunes» des images fournies par l'œil. A partir du dispositif optique de l'œil, il est évident que l'image heurte l'écran rétinien à l'envers. Le cerveau corrige également cette imperfection technologique. Et si vous portez pendant un certain temps un appareil spécial qui retourne l'image, le cerveau s'adaptera bientôt à nouveau: l'image se retournera et redeviendra normale, sans aucun inconvénient. Et si vous revenez ensuite à une vision normale, l'effet inverse sera observé pendant un certain temps: le cerveau verra tout dans sa forme originale inversée.
Le problème de Monty Hall: deux des trois portes cachent la chèvre, une la voiture. Le joueur choisit la porte n ° 1 au hasard. Cependant, le présentateur ouvre la porte n ° 3, derrière laquelle se trouve une chèvre, et suggère au joueur de changer d'avis en n ° 2. En suivant les conseils du leader, le joueur doublera ses chances
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Fait n ° 5. Les mathématiques sont plus difficiles qu'on ne le pense
La simplification de la réalité par le cerveau n'a pas à être physique. La personne a développé des capacités uniques pour la pensée abstraite, y compris les calculs mathématiques. Mais «l'arithmétique biologique» n'est pas toujours exacte. De ce fait, stricts, du point de vue de la science, mais «fous», du point de vue de la logique quotidienne, des faits peuvent aussi surgir.
D'une manière générale, même les plantes peuvent «compter». Ils stockent généralement de l'énergie pendant la journée et la dépensent la nuit pour la croissance et le métabolisme. En estimant la quantité d'énergie stockée et en la divisant par le temps restant jusqu'à l'aube, l'usine «calcule» le taux optimal de consommation des réserves.
Eh bien, notre cerveau est engagé dans l'arithmétique en permanence, calculant des probabilités, des vitesses, des forces, l'équilibre, etc. Mais au cours des siècles passés, les mathématiques «culturelles», avec leurs nombres et leurs formules, ont largement dépassé un tel inconscient, «biologique».
Les paradoxes statistiques en sont un exemple classique. Imaginez, par exemple, un jeu télévisé. Il y a trois portes devant le joueur, dont une derrière une voiture, derrière deux autres se trouvent des chèvres stupides. Le présentateur demande au joueur de choisir l'une des portes au hasard pour trouver la voiture. Il choisit, par exemple, le premier. Mais le présentateur expérimenté décide d'intensifier encore plus les passions dans le studio et au lieu de la première ouvre la troisième porte, montrant à tout le monde qu'il y a une chèvre derrière elle. Et puis le présentateur demande au joueur: "Voulez-vous changer d'avis?"
Il semblerait que rien n'ait changé: la voiture peut encore être derrière les première et deuxième portes. Pourquoi changer d'avis? - le joueur pense. Il ressent une détermination inébranlable - au cours de l'évolution, le cerveau avait l'habitude de le connecter dans n'importe quelle situation difficile. La plupart des gens refuseront l'offre de l'hôte.
Mais un simple calcul mathématique le montre: c'est paradoxal, mais si dans cette situation on passe à la deuxième porte, la chance de gagner la voiture double! Une analyse des raisons du paradoxe de Monty Hall dépasse le cadre de cet article, mais vous pouvez le vérifier expérimentalement - simplement en répétant le «jeu» plusieurs fois et en calculant la fréquence de victoire dans chacune des situations.
Il existe de nombreux exemples similaires. Par exemple, il est très difficile d'expliquer à notre cerveau mathématiquement naïf que si vous combinez deux groupes différents de données en un seul, l'interprétation de ces données peut changer à l'opposé.
Supposons qu'il y ait une admission à la Faculté de philologie et de mathématiques. 80 femmes ont postulé à la faculté de philologie, dont 30 sont entrées, et 20 hommes, dont 5 inscrits.15 femmes sur 20 et 50 hommes sur 80 sont entrés à la faculté de mathématiques. Si nous comptons tous les candidats combinés, il s'avère que 45% des candidats et 55% des candidats ont été acceptés. Il y a une discrimination de genre! À propos, l'Université de Californie à Berkeley a été confrontée à un problème similaire en 1973 - l'affaire a même été jugée.
Le tribunal, heureusement, l'a compris: si vous regardez les données séparément, la situation change radicalement. La philologie dans notre exemple a recruté 37,5% des femmes contre 25% des hommes et les mathématiques - 75% des femmes contre 62,5% des hommes. Les femmes ont fait mieux partout que les hommes - mais sans division en départements, les données semblent le contraire.
Nous analysons, calculons et interprétons le monde qui nous entoure à chaque seconde. Même si quelque chose semble tout à fait évident, il ne faut pas oublier que malgré tous ses mérites, notre cerveau est loin d'être parfait.
Fait numéro 6. Notre plus proche parent est un microbe unicellulaire
Enfin, un groupe distinct de «faits frits» peut être basé sur la jonglerie avec des catégories familières, quoique complètement artificielles - des produits de notre propre culture.
Les biologistes discutent de la signification du concept d '«espèce» depuis plus de cent ans. Avec les organismes supérieurs, le problème est un peu plus simple: lors de la reproduction sexuée, il est facile de vérifier si les espèces peuvent se reproduire entre elles et produire une progéniture fertile. Mais qu'en est-il des bactéries et autres organismes unicellulaires qui se reproduisent en divisant simplement leurs propres cellules?
La réponse à cette question ne sera jamais, car la nature n'a rien à voir avec notre définition de l'espèce. Nous élaborons nous-mêmes des définitions, puis nous nous disputons à leur sujet lorsque la réalité ne veut pas entrer dans leur cadre.
En 1951, un échantillon de cellules tumorales utérines a été prélevé sur l'Afro-américaine Henrietta Lacks. La patiente est décédée d'un cancer quelques mois plus tard, mais ses cellules ont continué à vivre dans un tube à essai - c'était la première fois que des scientifiques réussissaient une telle expérience (nous en avons écrit plus sur cette incroyable histoire dans le numéro de janvier 2014, dans l'article "La vie éternelle d'Henrietta manque") …
Depuis, un grand nombre d'autres lignées cellulaires immortelles ont émergé, mais les cellules HeLa continuent de vivre en culture et sont utilisées dans la recherche scientifique par des milliers de laboratoires. Depuis 60 ans, leur nombre a déjà commencé à se compter en tonnes, ils ont accumulé un tas de mutations et d'anomalies chromosomiques (HeLa a généralement 76 à 80 chromosomes, contre 46 chez l'homme), et en général, ils sont allés assez loin de la cellule humaine habituelle.
De nombreux biologistes pensent que les cellules HeLa et autres ne représentent pas une espèce d'Homo sapiens, mais d'autres espèces unicellulaires très proches de nous génétiquement, mais qui existent séparément et indépendamment d'une personne. D'autres sont en désaccord avec eux: une telle espèce (pour les cellules HeLa, elle était surnommée Helacyton gartleri) ne rentre pas dans l'arbre évolutionnaire harmonieux, dans lequel les microbes unicellulaires se sont séparés des animaux il y a des milliards d'années et ont depuis suivi des chemins différents avec eux. Si nous reconnaissons HeLa comme une espèce distincte, alors l'apparition de toute tumeur cancéreuse devra être considérée comme un événement évolutif!
Cellules HeLa
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Mais pourquoi pas? Les cellules cancéreuses résultent de mutations qui leur permettent de se diviser rapidement. Dans la plupart des cas, cela est supprimé par le système immunitaire. Mais certaines cellules parviennent à "percer" et à continuer à se reproduire sans regarder en arrière le reste de l'organisme. Pourquoi n'est-ce pas une sélection naturelle de cellules rebelles particulièrement réussies qui ont soudainement décidé d'abandonner la multicellularité?
La réalité scientifique peut être incompréhensible, étrange, contradictoire. C'est la faute de notre propre cerveau: ses limites, ses conventions, ses habitudes et ses «cadres» biologiques. D'un autre côté, est-ce que cela rend la science moins amusante? Prendre conscience de ses propres limites est toujours la première étape vers quelque chose de sacrément intéressant.
Nikolay Kukushkin
