Семь явлений которых не может быть. «Отрыжка» черных дыр. Почему имеет место эффект плацебо
Современный человек больше доверяет науке, чем когда-либо раньше. Если мы вдруг сталкиваемся с явлением, которое не можем объяснить сами, то обращаемся за этим к научным изданиям. Но в мире все еще есть несколько мест, которые не поддаются объяснениям. И хотя такие места совсем не являются доказательством магии, мы все еще очарованы тем, что предлагает нам природа.
1. Огни Хессдалена
В течение многих десятилетий жители долины Хессдален, которая находится в Норвегии, чувствуют себя как в фильме «Секретные материалы». Каждую ночь в небе появляются странные огни, которые хаотично передвигаются и даже мигают разными цветами. И не нужно думать, что их видят только пьяные жители селения. Наука официально подтверждает, что огни — вполне реальны, но не знает, что именно их вызывает.
Догадки ученых о том, что происходит на самом деле, так же необычны, как и сами огни. Согласно одной страшной теории, долина очень сильно радиоактивна. Радон накладывается на частицы пыли, которые в воздухе распадаются, тем самым вызывая свечение. Если это правда, то это плохая новость для местных жителей — радон не самый дружелюбный элемент.
Другие ученые придерживаются мнения, что долина может представлять собой огромную «батарею». Было установлено, что одна сторона долины богата месторождениями меди, а вторая — цинка. Именно эти элементы входят в состав батарей. Все, что нужно, - это кислота для соединения двух сторон, и что-то наподобие заряда, и в атмосфере начинают появяться искры, которые очень напоминают инопланетное вторжение.
Или… это могут быть ужасно скучные пришельцы. Мы на самом деле не знаем, какая из этих версий выглядит более правдоподобно.
2. Сонная эпидемия в Казахстане
Казахстан также имеет право быть известным, хотя на самом деле это больше похоже на «головную боль» для местного населения. Речь идет о таинственной эпидемии, которая вызывает усталость, потерю памяти, галлюцинации и, что еще более странно, длительные приступы неожиданной нарколепсии.
За последние несколько лет сотни жителей Калачи уже сообщили о внезапном бессознательном состоянии. Проблема стала настолько серьезной, что были даже эвакуированы жители этого города. В соответствии с ведущей гипотезой, местные жители стали жертвой радиационного отравления, ведь город находится недалеко от урановых шахт. Но в этой теории есть некоторые непонятные моменты. Жители соседнего города, который расположен еще ближе к шахтам, не испытывают никаких признаков болезни.
Кроме того, все анализы крови оказались в норме. Это приводит к мысли, что ситуация может быть случаем старой доброй истерии. Любого, кто засыпает на работе, считают жертвой сонной болезни, хотя возможно, что он всю ночь играл в Skyrim.
3. Сказочные круги в Намибии
Пустыня в Намибии (Африка) имеет свои удивительные особенности. Круги диаметром от 3 до 20 метров расположены на площади более чем 1500 километров. Секрет в том, что в этих кругах ничего не растет, даже если остальное поле покрыто травой. Ученые пытались выяснить секрет этих кругов на протяжении десятилетий, но все они попали в тупик. Они не только не могут объяснить, откуда взялись эти круги, но также не знают, почему они распределены более или менее равномерно, имеют форму правильного круга и никогда не пересекаются. Тем не менее они придумали десятки (в основном развенчанных) теорий, которыми пытались объяснить этот факт.
В 2013 году ученый Норберт Юргенс заявил, что круги были созданы термитами. Другие теории включают в себя воздействие радиации, а также то, что это могут сделать страусы, которые купаются в грязи. Каждая теория успешно опровергалась.
4. Гул в Таосе
Если вы относитесь к тем людям, которые могут слышать жужжание телевизора или шум электрических проводов, то вы должны понимать, как можно медленно сходить с ума от надоедливого монотонного звука. Жители Таоса (Нью-Мексико) слышат подобный звук каждую минуту и каждый день. С начала 1990-х годов жители города начали сообщать о постоянном жужжащем звуке, который пронизывает весь город и приводит людей к едва различимому безумию.
На Борнео источником подобного звука стала местная фабрика, а в одном из английских городов шум происходит из соседней взлетной полосы. Однако на Таосе ученые безуспешно пытаются найти источник шума уже больше 20 лет. Преобладает теория, что люди, которые слышат этот шум, имеют настолько чувствительный слух, что воспринимают звуки, которые производит их собственный мозг.
5. Чайник дьявола в Миннесоте
Река Брул в Миннесоте течет вдоль осколков скал. В одном месте ее течение разделяется на две части. Одна часть продолжает течь в озеро Верхнее, а вторая попадает… хм… в водный рай?
Дело в том, что эта вода нигде не вытекает. Существует предположение, что вода течет через систему подводных пещер, пока не появляется снова возле озера. Ведь она должна же куда-то впадать. Но ученые так и не смогли найти этого места.
И дело не в том, что они не пытались. Ученые выливали в «чайник» краску, а затем наблюдали за озером, чтобы понять, какая его часть изменит цвет. Когда это не сработало, они бросили туда мячики для пинг-понга, которые также исчезли, что серьезно испугало местных жителей.
Современная наука могущественна, но не всемогуща. Существуют явления, которые современные ученые никак не могут объяснить, и они до сих пор остаются настоящей загадкой для человечества.
1:857Таосский гул
1:896
Уже многие годы жители города Таос на юго-западе США слышат доносящийся из пустыни низкочастотный шум неизвестного происхождения. Так называемый таосский гул похож на движение тяжелой техники по магистрали, хотя никаких крупных дорог в районе городка нет. Нередко он приводит к тяжелым психическим заболеваниям и случаям суицида среди тех, кто слышал этот шум. Некоторые жители видят в этом зловещее предзнаменование. Ученым найти источник гула пока не удалось.
2:2264Дежавю
2:27
Дежавю переводится с французского как «уже виденное». Это странное чувство, при котором человек ощущает, что он уже точно переживал некую ситуацию. Вся сила переживания дежавю состоит в ощущении, что были сотни вариантов, как мог пройти этот момент, однако вы прожили жизнь так, что в результате оказались именно в этой ситуации и в этом месте, будто все это было предначертано. Ученые делают различные предположения такого явления: от изменения координирования времени головным мозгом до повторенной ситуации из снов. Однако научные исследования дежавю затруднены, так как его не удается вызвать искусственно.
3:1675Видения при клинической смерти
3:72
Люди, которые испытывали клиническую смерть, иногда сообщали похожие друг на друга видения в виде туннеля со светом в конце, ощущения полета, встречи со своими умершими близкими и т. п. У этого явления даже есть термин — «околосмертные переживания». Основная проблема заключается в том, что мозг практически полностью прекращает свою работу вскоре после остановки сердца, то есть в состоянии клинической смерти человек, в принципе, ничего не может чувствовать или переживать. Существуют теории объяснения данной проблемы и даже каждого типа видений. Но почему некоторые пациенты вспоминают, что происходило в том месте, где их реанимировали, с точностью до мельчайших деталей, — этого наука объяснить не может.
4:19114:9
Привидения
4:45
Упоминания о приведениях начинаются еще в исторических легендах и продолжаются в новостях и в сегодняшние дни. Есть не только коллективные свидетельства о встрече с духами, но и такие поражающие доказательства, как фотографии и видеозаписи. Ученые раскрывают многие паранормальные явления, объясняя это массовой истерией, психическими отклонениями или различными отравлениями организма. Но все же бывают случаи, которые не может объяснить ни одна теория.
5:1403 5:1413Интуиция
5:1445
Или, как мы ее еще называем, шестое чувство. Наука до сих пор не может объяснить природу этого явления. Некоторые ученые утверждают, что умение чувствовать правильный выбор есть абсолютно у каждого из нас. Эта способность в каждого вложена с рождения, просто человек разучился ею пользоваться, развивая лишь пять своих органов чувств.
6:623 6:633Эффект плацебо
6:676
Эффект плацебо — одна из главных «неизвестных» медицинской науки. Непонятно, как одна лишь вера в целебное свойство принимаемой «пустой таблетки» может исцелить организм. Будь то волчанка или даже рак — порой самовнушение может помочь даже с самыми страшными болезнями. Если человек может лишь силой мысли вылечить себя порой даже от смертельных заболеваний, не является ли это взглядом в бездну наших возможностей?
7:1989Наука появилась ради необходимости отвечать на вопросы людей.
И вроде бы большая часть сложных явлений изучена вдоль и поперёк, а осталась «самая малость» - постичь природу тёмной материи, разобраться с проблемой квантовой гравитации, решить задачу размерности пространства-времени, понять, что такое тёмная энергия (и ещё несколько сотен подобных вопросов).
Однако до сих пор остаются и более простые, казалось бы, явления, но которые учёные не в силах объяснить до конца.
Что такое стекло?
НОБЕЛЕВСКИЙ ЛАУРЕАТ УОРРЕН АНДЕРСОН ОДНАЖДЫ СКАЗАЛ: «Самая глубокая и интересная из неразрешённых проблем в теории твёрдого состояния кроется в природе стекла». И хотя стекло известно человечеству уже не первое тысячелетие, в чём причина его уникальных механических свойств, учёные до сих пор не понимают. Из школьных уроков мы помним, что стекло - это жидкость, но так ли это? Учёные точно не знают, какова природа перехода между жидкой или твёрдой и стекловидной фазами и какие физические процессы приводят к основным свойствам стекла.
Процесс формирования стекла не удаётся объяснить с помощью ни одного из нынешних инструментов физики твёрдого тела, многочастичной теории или теории жидкостей. Если описать вкратце, жидкое расплавленное стекло при охлаждении постепенно становится всё более вязким, пока не обретает жёсткость. В то время как при формировании кристаллических твёрдых тел, например, графита, атомы в один момент образуют привычные периодические структуры. Тарун Читра, исследователь молекулярной динамики, объясняет организацию молекул в разных веществах на примере танца:
Идеальное твёрдое тело - это как медленный танец, когда два партнёра вместе с другими парами движутся вокруг своей стартовой позиции на танцевальной площадке.
Идеальная жидкость - это как вечеринка знакомств, когда каждый старается потанцевать со всеми в комнате (это свойство называется эргодичность), при этом средний темп, с которым все танцуют, примерно одинаковый.
Cтекло же по этой аналогии похоже на танец, когда группа людей разделяется на меньшие подгруппы и каждая кружится в своём хороводе. Вы можете меняться партнёрами из своего круга, и этот танец происходит вечно.
Стекло ведёт себя так, что его пока невозможно описать равновесной статистической механикой. В частности, субэкспоненциальные автокорреляции и кросскорреляционная функция стекла могут быть получены путём бесконечного числа случайных процессов. До какого-то момента система «работает» более-менее понятно и предсказуемо, но, если наблюдать за ней достаточно долго, вы начинаете видеть, как некоторые особенности лучше описываются теорией вероятности и случайных процессов.
Почему велосипед не падает на бок?
КОНСТРУКЦИЯ ВЕЛОСИПЕДА ДОВОЛЬНО ПРОСТА, и, кажется, что давно понятно, как и почему двухколёсное средство сохраняет отличную устойчивость. Всегда считалось, что в сохранении баланса велосипеда важнейшую роль играют два механизма. Первый - автоматическое подруливание, или эффект кастора: если велосипед наклоняется в какую-то сторону, переднее колесо само поворачивается туда же, после чего центробежная сила возвращает колесо в начальное положение. Второй механизм связывают с гироскопическим моментом вращающихся колёс.
Американский инженер Энди Руина с коллегами взялся опровергнуть оба этих утверждения. Они сконструировали велосипед, похожий на самокат, у которого переднее колесо касается опоры перед точкой пересечения с нею оси передней вилки, что «отменяет» действие кастора. А кроме того, переднее и заднее колёса связаны с двумя другими, вращающимися в обратную сторону, и тем самым обнуляющими гироскопический эффект.
Тем не менее этот велосипед не так уж и быстро падает на бок. По сути, равновесие он держит не хуже обычного велосипеда и даже демонстрирует то же самое автоматическое подруливание. По результатам эксперимента авторы сделали вывод, что оба эффекта - и кастора, и гироскопа - играют важную роль в сохранении баланса едущего велосипеда, но оба не являются критически важными для него.
Отчего же не падает велосипед, до конца так и неизвестно. По последним предположениям инженеров, ключевую роль в этом играет особое распределение нагрузки.
Как работает плацебо?
О плацебо, или веществах, которые не имеют явных лечебных свойств, но положительно воздействуют на организм, известно давно. В основе эффекта плацебо лежит психоэмоциональное воздействие. Но исследователи не раз доказывали, что плацебо, не имеющее активных веществ, может стимулировать реальные физиологические реакции, в том числе изменение частоты сердечных сокращений и артериального давления, а также химической активности в головном мозге. Плацебо также помогает избавиться от болей, депрессии, тревоги, усталости и даже некоторых симптомов болезни Паркинсона.
То, как наша психика может воздействовать на здоровье, до сих пор до конца не ясно, и учёные не могут раскрыть механизмы, лежащие в основе физиологических реакций на плацебо. Очевидно, что в эффекте сплетено много различных аспектов, при этом лекарства-пустышки не оказывают влияния на источник или причину заболевания. Опытным путём установлено, что реакция организма различается в зависимости от способа доставки плацебо (при приёме таблеток или инъекциях). Также плацебо дают только ожидаемый, то есть известный заранее, терапевтический эффект. И чем выше ожидания - тем сильнее эффект плацебо. Кроме того, известно, что его можно усилить при активном вербальном воздействии на пациента. Действию плацебо подвержены далеко не все. Чаще плацебо действует на экстравертов, людей с повышенным уровнем тревожности, мнительности, неуверенности в себе.
В октябре 2013 года было опубликовано исследование, демонстрирующее, что плацебо-эффект связан с повышением альфа-активности головного мозга. Альфа-волны возникают в расслабленном состоянии, которое похоже на лёгкий транс или медитацию, - то есть в наиболее внушаемом состоянии. Эффект плацебо оказывает значительное воздействие на нервную систему человека в области спинного мозга. Но пока подробно описать механизм его воздействия так никто и не смог.
Что значил wow-сигнал из далёкого космоса?
15 АВГУСТА 1977 ГОДА ПРОИЗОШЛО ОДНО ИЗ САМЫХ ЗАГАДОЧНЫХ СОБЫТИЙ В ИСТОРИИ ИЗУЧЕНИЯ КОСМОСА. Доктор Джерри Эйман во время работы на радиотелескопе «Большое ухо» в рамках проекта SETI зафиксировал сильный узкополосный космический радиосигнал. Его характеристики (полоса передачи, соотношение сигнала и шума) соответствовали ожидаемым от сигнала внеземного происхождения. Поражённый этим, Эйман обвёл соответствующие ему символы на распечатке и подписал на полях «Wow!». Эта подпись и дала название сигналу.
Сигнал исходил из области неба в созвездии Стрельца, примерно в 2.5 градусах к югу от звёздной группы Хи. Однако после долгих лет ожиданий повторения чего-то подобного ничего не произошло.
УЧЁНЫЕ УТВЕРЖДАЮТ, ЧТО ЕСЛИ СИГНАЛ И ИМЕЛ ВНЕЗЕМНОЕ ПРОИСХОЖДЕНИЕ, то существа, которые его отправили, должны принадлежать к очень и очень продвинутой цивилизации. Чтобы послать такой мощный сигнал, требуется как минимум 2,2-гигаваттный передатчик, который намного мощнее любого из земных (например, система HAARP на Аляске, одна из самых мощных в мире, предположительно способна передать сигнал до 3600 кВт).
В качестве одной из гипотез, объясняющих мощность сигнала, предполагается, что изначально слабый сигнал был значительно усилен благодаря действию гравитационной линзы; однако это по-прежнему не исключает возможности его искусственного происхождения. Другие исследователи предполагают возможность вращения источника излучения наподобие маяка, периодическое изменение частоты сигнала или его однократность. Существует также версия, что сигнал был отправлен с перемещающегося инопланетного звездолёта.
В 2012 году к 35-летию сигнала обсерватория Аресибо направила ответ из 10 000 закодированных твитов в направлении предполагаемого источника. Однако получил ли их кто-нибудь, неизвестно. До сих пор wow-сигнал остаётся одной из главных загадок для астрофизиков.
Как неживая материя становится живой?
В НАУЧНОМ МИРЕ СЕГОДНЯ ПРЕОБЛАДАЕТ КОНЦЕПЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ, согласно которой первая жизнь зародилась сама по себе из неорганических компонентов в результате физических и химических процессов. То, как из неживой материи происходит живая, описывает теория абиогенеза. Однако в ней существует масса проблем.
Известно, что основными компонентами живого вещества являются аминокислоты. Но вероятность случайного возникновения определённой аминокислотно-нуклеотидной последовательности соответствует вероятности того, что несколько тысяч букв из наборного типографского шрифта будут сброшены с крыши небоскрёба и сложатся в определённую страницу романа Достоевского. Абиогенез в его классическом виде предполагает, что такое «сбрасывание шрифта» происходило тысячи раз - то есть столько, сколько понадобилось, пока тот не сложился в требуемую последовательность. Однако по современным подсчётам на это ушло бы на много больше времени, чем существует вся Вселенная.
При этом в лабораторных условиях все попытки создания искусственной живой клетки ни разу не увенчались успехом. Полный набор аминокислот и нуклеотидов и простейшую бактериальную клетку по-прежнему разделяет пропасть. Возможно, первые живые клетки очень сильно отличались от тех, что мы можем наблюдать сейчас. Также большое количество учёных поддерживают гипотезу о том, что первые живые клетки могли попасть на нашу планету благодаря метеоритам, кометам и другим внеземным объектам.
Почему люди делятся на левшей и правшей?
ЗА ПОСЛЕДНИЕ 100 ЛЕТ УЧЁНЫЕ ДОВОЛЬНО ХОРОШО ИЗУЧИЛИ ПРОБЛЕМУ, почему люди преимущественно используют одну руку и почему чаще это именно правая рука. Однако стандартного эмпирического тестирования правшей или левшей нет, так как учёные до конца не могут понять, какие механизмы участвуют в этом процессе.
Учёные расходятся во мнении, какой процент человечества является правшами, а какой левшами. В целом считается, что большинство (от 70 % до 95 %) - правши, меньшинство (от 5 % до 30 %) - левши, также существует неопределённое число людей с наблюдающейся полной симметрией. Доказано, что на леворукость и праворукость влияют гены, но точный «ген левши» пока не выявлен. Существует доказательство того, что на склонность к использованию правой или левой руки могут влиять социальные и культурные механизмы. Самый характерный пример этого, как учителя переучивали детей, заставляя при писании переключаться с левой руки на правую. При этом на данный момент более тоталитарные общества имеют меньше леворуких, чем более либеральные общества.
Портрет Поля Брока
Некоторые исследователи говорят о «патологической» леворукости, связанной с мозговыми травмами во время родов. В 1860-х годах французский хирург Поль Брока отметил взаимосвязь между активностью рук и полушариями мозга. Согласно его теории, половинки мозга соединены с половинками тела крест-накрест. Но на данный момент известно, что эти связи не являются такими простыми, как их описывал Брок. Исследования, проведённые в 1970-х годах, показали, что большинство левшей имеют одинаковую левополушарную активность, типичную для всех людей. При этом только часть левшей имеют различные отклонения от нормы.
Изучая проблемы леворукости и праворукости приматов, учёные установили, что большинство животных в отдельной популяции является либо левшами, либо правшами. При этом отдельные обезьяны часто развивают свои индивидуальные предпочтения.
В итоге у нас пока имеются только общие представление о причинах праворукости, и исследователям пока только предстоит детально разобраться во всех механизмах их формирования.
Почему мы спим?
МЫ СПИМ 36 % СВОЕЙ ЖИЗНИ, НО УЧЁНЫЕ ДО КОНЦА НЕ МОГУТ ОБЪЯСНИТЬ ЕГО ПРИРОДУ. Людям свойственен сон, поскольку это заложено в наших генах, но почему такое состояние появилось в процессе эволюции - загадка. Кроме теплокровных животных (млекопитающих и птиц), ни у кого из живых существ этих форм сна нет, и в чём заключаются преимущества сна - до сих пор непонятно.
УЧЁНЫЕ УЖЕ ВЫЯСНИЛИ, ЧТО ВО ВРЕМЯ СНА БЫСТРЕЕ РАСТУТ МЫШЦЫ, ЛУЧШЕ ЗАЖИВЛЯЮТСЯ РАНЫ, а также ускоряется синтез протеинов. Другими словами, сон помогает организму восполнить то, что он потерял во время бодрствования. Недавние исследования доказали, что во время сна наш мозг очищается от токсинов, и если человек мешает этому процессу (иными словами - не спит), у него могут начаться психические отклонения. Кроме того, во время отдыха в мозге ослабляются или разъединяются связи между клетками, таким образом у нас «освобождается место» для поступления новой информации. В мозге генерируются новые синапсы, поэтому недосыпание грозит снижением способности приобретать, обрабатывать и вспоминать информацию.
Во время сна мозг часто «проигрывает» некоторые эпизоды, которые случились с нами в течение дня, и, по мнению исследователей, этот процесс помогает укрепить нашу память. Хотя содержание сновидений определяется реальными впечатлениями, наше сознание во сне отличается от нашего сознания в период бодрствования. Во сне наше мироощущение оказывается гораздо более образным и эмоциональным. Мы видим различные картины, переживаем по их поводу, а осмыслить должным образом не можем. Учёные полагают, что синхронизирующие механизмы, господствующие в сонном мозге, в большей мере связаны с первой сигнальной системой и эмоциональной сферой. Но что же представляют собой сновидения, ответить однозначно пока нельзя.
Почему кошки мурлычут?
НИКТО НЕ ЗНАЕТ НАВЕРНЯКА, ПОЧЕМУ КОШКИ МУРЛЫЧУТ. Мурлыкание отличается от многих других звуков, издаваемых животными, тем, что вокализация происходит на протяжении всего дыхательного цикла (и на вдохе, и на выдохе). Когда-то считалось, что звук производился благодаря потоку крови, проходящему через нижнюю полую вену, но теперь большинство учёных согласны, что в процессе извлечения звука участвуют гортань, мышцы гортани и нейронный осциллятор.
Котята учатся мурлыкать, как только им исполняется пара дней. Ветеринары предполагают, что их мурлыканье означает что-то наподобие человеческих слов «мама», «я в порядке» или «я здесь». Эти звуки способствуют укреплению связей между котёнком и его матерью.
Но когда котёнок вырастает, он также продолжает мурлыкать, и многие исследователи убеждены, что во взрослом возрасте этот звук связан с удовольствием и радостью. Иногда же кошки мурлычут при получении травмы или при болезни. Доктор Элизабет фон Муггенталер предполагает, что мурлыканье и низкочастотные колебания, которые оно производит, являются «естественным механизмом самолечения» и укрепляют, заживляют раны и облегчают боль.
Голосовая особенность домашних кошек не уникальна. Другие виды семейства кошачьих, такие как рыси, гепарды и пумы, также мурлычут. Хотя некоторые большие кошки (львы, леопарды, ягуары, тигры, снежные барсы и дымчатые леопарды) не умеют этого делать.
Наука появилась ради необходимости отвечать на вопросы людей. И вроде бы большая часть сложных явлений изучена вдоль и поперёк, а осталась «самая малость» - постичь природу тёмной материи, разобраться с проблемой квантовой гравитации, решить задачу размерности пространства-времени, понять, что такое тёмная энергия (и ещё несколько сотен подобных вопросов). Однако до сих пор остаются и более простые, казалось бы, явления, но которые учёные не в силах объяснить до конца.
Нобелевский лауреат Уоррен Андерсон однажды сказал: «Самая глубокая и интересная из неразрешённых проблем в теории твёрдого состояния кроется в природе стекла». И хотя стекло известно человечеству уже не первое тысячелетие, в чём причина его уникальных механических свойств, учёные до сих пор не понимают. Из школьных уроков мы помним, что стекло - это жидкость, но так ли это? Учёные точно не знают, какова природа перехода между жидкой или твёрдой и стекловидной фазами и какие физические процессы приводят к основным свойствам стекла.
Процесс формирования стекла не удаётся объяснить с помощью ни одного из нынешних инструментов физики твёрдого тела, многочастичной теории или теории жидкостей. Если описать вкратце, жидкое расплавленное стекло при охлаждении постепенно становится всё более вязким, пока не обретает жёсткость. В то время как при формировании кристаллических твёрдых тел, например, графита, атомы в один момент образуют привычные периодические структуры. Тарун Читра, исследователь молекулярной динамики, объясняет организацию молекул в разных веществах на примере танца:
Идеальное твёрдое тело - это как медленный танец, когда два партнёра вместе с другими парами движутся вокруг своей стартовой позиции на танцевальной площадке.
Идеальная жидкость - это как вечеринка знакомств, когда каждый старается потанцевать со всеми в комнате (это свойство называется эргодичность), при этом средний темп, с которым все танцуют, примерно одинаковый.
{vimeo}105570864{/vimeo}
Cтекло же по этой аналогии похоже на танец, когда группа людей разделяется на меньшие подгруппы и каждая кружится в своём хороводе. Вы можете меняться партнёрами из своего круга, и этот танец происходит вечно.
Стекло ведёт себя так, что его пока невозможно описать равновесной статистической механикой. В частности, субэкспоненциальные автокорреляции и кросскорреляционная функция стекла могут быть получены путём бесконечного числа случайных процессов. До какого-то момента система «работает» более-менее понятно и предсказуемо, но, если наблюдать за ней достаточно долго, вы начинаете видеть, как некоторые особенности лучше описываются теорией вероятности и случайных процессов.
Почему велосипед не падает на бок?
Конструкция велосипеда довольно проста, и, кажется, что давно понятно, как и почему двухколёсное средство сохраняет отличную устойчивость. Всегда считалось, что в сохранении баланса велосипеда важнейшую роль играют два механизма. Первый - автоматическое подруливание, или эффект кастора: если велосипед наклоняется в какую-то сторону, переднее колесо само поворачивается туда же, после чего центробежная сила возвращает колесо в начальное положение. Второй механизм связывают с гироскопическим моментом вращающихся колёс.
Американский инженер Энди Руина с коллегами взялся опровергнуть оба этих утверждения. Они сконструировали велосипед, похожий на самокат, у которого переднее колесо касается опоры перед точкой пересечения с нею оси передней вилки, что «отменяет» действие кастора. А кроме того, переднее и заднее колёса связаны с двумя другими, вращающимися в обратную сторону, и тем самым обнуляющими гироскопический эффект.
Тем не менее этот велосипед не так уж и быстро падает на бок. По сути, равновесие он держит не хуже обычного велосипеда и даже демонстрирует то же самое автоматическое подруливание. По результатам эксперимента авторы сделали вывод, что оба эффекта - и кастора, и гироскопа - играют важную роль в сохранении баланса едущего велосипеда, но оба не являются критически важными для него.
Отчего же не падает велосипед, до конца так и неизвестно. По последним предположениям инженеров, ключевую роль в этом играет особое распределение нагрузки.
Как работает плацебо?
О плацебо, или веществах, которые не имеют явных лечебных свойств, но положительно воздействуют на организм, известно давно. В основе эффекта плацебо лежит психоэмоциональное воздействие. Но исследователи не раз доказывали, что плацебо, не имеющее активных веществ, может стимулировать реальные физиологические реакции, в том числе изменение частоты сердечных сокращений и артериального давления, а также химической активности в головном мозге. Плацебо также помогает избавиться от болей, депрессии, тревоги, усталости и даже некоторых симптомов болезни Паркинсона.
То, как наша психика может воздействовать на здоровье, до сих пор до конца не ясно, и учёные не могут раскрыть механизмы, лежащие в основе физиологических реакций на плацебо. Очевидно, что в эффекте сплетено много различных аспектов, при этом лекарства-пустышки не оказывают влияния на источник или причину заболевания. Опытным путём установлено, что реакция организма различается в зависимости от способа доставки плацебо (при приёме таблеток или инъекциях). Также плацебо дают только ожидаемый, то есть известный заранее, терапевтический эффект. И чем выше ожидания - тем сильнее эффект плацебо. Кроме того, известно, что его можно усилить при активном вербальном воздействии на пациента. Действию плацебо подвержены далеко не все. Чаще плацебо действует на экстравертов, людей с повышенным уровнем тревожности, мнительности, неуверенности в себе.
В октябре 2013 года было опубликовано исследование, демонстрирующее, что плацебо-эффект связан с повышением альфа-активности головного мозга. Альфа-волны возникают в расслабленном состоянии, которое похоже на лёгкий транс или медитацию, - то есть в наиболее внушаемом состоянии. Эффект плацебо оказывает значительное воздействие на нервную систему человека в области спинного мозга. Но пока подробно описать механизм его воздействия так никто и не смог.
Что значил wow-сигнал из далёкого космоса?
15 августа 1977 года произошло одно из самых загадочных событий в истории изучения космоса. Доктор Джерри Эйман во время работы на радиотелескопе «Большое ухо» в рамках проекта SETI зафиксировал сильный узкополосный космический радиосигнал. Его характеристики (полоса передачи, соотношение сигнала и шума) соответствовали ожидаемым от сигнала внеземного происхождения. Поражённый этим, Эйман обвёл соответствующие ему символы на распечатке и подписал на полях «Wow!». Эта подпись и дала название сигналу.
Сигнал исходил из области неба в созвездии Стрельца, примерно в 2.5 градусах к югу от звёздной группы Хи. Однако после долгих лет ожиданий повторения чего-то подобного ничего не произошло.
Учёные утверждают, что если сигнал и имел внеземное происхождение,
то существа, которые его отправили, должны принадлежать к очень и очень продвинутой цивилизации. Чтобы послать такой мощный сигнал, требуется как минимум 2,2-гигаваттный передатчик, который намного мощнее любого из земных (например, система HAARP на Аляске, одна из самых мощных в мире, предположительно способна передать сигнал до 3600 кВт).
В качестве одной из гипотез, объясняющих мощность сигнала, предполагается, что изначально слабый сигнал был значительно усилен благодаря действию гравитационной линзы; однако это по-прежнему не исключает возможности его искусственного происхождения. Другие исследователи предполагают возможность вращения источника излучения наподобие маяка, периодическое изменение частоты сигнала или его однократность. Существует также версия, что сигнал был отправлен с перемещающегося инопланетного звездолёта.
В 2012 году к 35-летию сигнала обсерватория Аресибо направила ответ из 10 000 закодированных твитов в направлении предполагаемого источника. Однако получил ли их кто-нибудь, неизвестно. До сих пор wow-сигнал остаётся одной из главных загадок для астрофизиков.
Как неживая материя становится живой?
В научном мире сегодня преобладает концепция биологической эволюции, согласно которой первая жизнь зародилась сама по себе из неорганических компонентов в результате физических и химических процессов. То, как из неживой материи происходит живая, описывает теория абиогенеза. Однако в ней существует масса проблем.
Известно, что основными компонентами живого вещества являются аминокислоты. Но вероятность случайного возникновения определённой аминокислотно-нуклеотидной последовательности соответствует вероятности того, что несколько тысяч букв из наборного типографского шрифта будут сброшены с крыши небоскрёба и сложатся в определённую страницу романа Достоевского. Абиогенез в его классическом виде предполагает, что такое «сбрасывание шрифта» происходило тысячи раз - то есть столько, сколько понадобилось, пока тот не сложился в требуемую последовательность. Однако по современным подсчётам на это ушло бы на много больше времени, чем существует вся Вселенная.
При этом в лабораторных условиях все попытки создания искусственной живой клетки ни разу не увенчались успехом. Полный набор аминокислот и нуклеотидов и простейшую бактериальную клетку по-прежнему разделяет пропасть. Возможно, первые живые клетки очень сильно отличались от тех, что мы можем наблюдать сейчас. Также большое количество учёных поддерживают гипотезу о том, что первые живые клетки могли попасть на нашу планету благодаря метеоритам, кометам и другим внеземным объектам.
Почему люди делятся на левшей и правшей?
За последние 100 лет учёные довольно хорошо изучили проблему, почему люди преимущественно используют одну руку и почему чаще это именно правая рука. Однако стандартного эмпирического тестирования правшей или левшей нет, так как учёные до конца не могут понять, какие механизмы участвуют в этом процессе.
Учёные расходятся во мнении, какой процент человечества является правшами, а какой левшами. В целом считается, что большинство (от 70 % до 95 %) - правши, меньшинство (от 5 % до 30 %) - левши, также существует неопределённое число людей с наблюдающейся полной симметрией. Доказано, что на леворукость и праворукость влияют гены, но точный «ген левши» пока не выявлен. Существует доказательство того, что на склонность к использованию правой или левой руки могут влиять социальные и культурные механизмы. Самый характерный пример этого, как учителя переучивали детей, заставляя при писании переключаться с левой руки на правую. При этом на данный момент более тоталитарные общества имеют меньше леворуких, чем более либеральные общества.
→ Портрет Поля Брока
Некоторые исследователи говорят о «патологической» леворукости, связанной с мозговыми травмами во время родов. В 1860-х годах французский хирург Поль Брока отметил взаимосвязь между активностью рук и полушариями мозга. Согласно его теории, половинки мозга соединены с половинками тела крест-накрест. Но на данный момент известно, что эти связи не являются такими простыми, как их описывал Брок. Исследования, проведённые в 1970-х годах, показали, что большинство левшей имеют одинаковую левополушарную активность, типичную для всех людей. При этом только часть левшей имеют различные отклонения от нормы.
Изучая проблемы леворукости и праворукости приматов, учёные установили, что большинство животных в отдельной популяции является либо левшами, либо правшами. При этом отдельные обезьяны часто развивают свои индивидуальные предпочтения.
В итоге у нас пока имеются только общие представление о причинах праворукости, и исследователям пока только предстоит детально разобраться во всех механизмах их формирования.
Почему мы спим?
Мы спим 36 % своей жизни, но учёные до конца не могут объяснить его природу. Людям свойственен сон, поскольку это заложено в наших генах, но почему такое состояние появилось в процессе эволюции - загадка. Кроме теплокровных животных (млекопитающих и птиц), ни у кого из живых существ этих форм сна нет, и в чём заключаются преимущества сна - до сих пор непонятно.
Учёные уже выяснили, что во время сна быстрее растут мышцы, лучше заживляются раны, а также ускоряется синтез протеинов. Другими словами, сон помогает организму восполнить то, что он потерял во время бодрствования. Недавние исследования доказали, что во время сна наш мозг очищается от токсинов, и если человек мешает этому процессу (иными словами - не спит), у него могут начаться психические отклонения. Кроме того, во время отдыха в мозге ослабляются или разъединяются связи между клетками, таким образом у нас «освобождается место» для поступления новой информации. В мозге генерируются новые синапсы, поэтому недосыпание грозит снижением способности приобретать, обрабатывать и вспоминать информацию.
Во время сна мозг часто «проигрывает» некоторые эпизоды, которые случились с нами в течение дня, и, по мнению исследователей, этот процесс помогает укрепить нашу память. Хотя содержание сновидений определяется реальными впечатлениями, наше сознание во сне отличается от нашего сознания в период бодрствования. Во сне наше мироощущение оказывается гораздо более образным и эмоциональным. Мы видим различные картины, переживаем по их поводу, а осмыслить должным образом не можем. Учёные полагают, что синхронизирующие механизмы, господствующие в сонном мозге, в большей мере связаны с первой сигнальной системой и эмоциональной сферой. Но что же представляют собой сновидения, ответить однозначно пока нельзя.
Почему кошки мурлычут?
Никто не знает наверняка, почему кошки мурлычут. Мурлыкание отличается от многих других звуков, издаваемых животными, тем, что вокализация происходит на протяжении всего дыхательного цикла (и на вдохе, и на выдохе). Когда-то считалось, что звук производился благодаря потоку крови, проходящему через нижнюю полую вену, но теперь большинство учёных согласны, что в процессе извлечения звука участвуют гортань, мышцы гортани и нейронный осциллятор.
Котята учатся мурлыкать, как только им исполняется пара дней. Ветеринары предполагают, что их мурлыканье означает что-то наподобие человеческих слов «мама», «я в порядке» или «я здесь». Эти звуки способствуют укреплению связей между котёнком и его матерью.
Но когда котёнок вырастает, он также продолжает мурлыкать, и многие исследователи убеждены, что во взрослом возрасте этот звук связан с удовольствием и радостью. Иногда же кошки мурлычут при получении травмы или при болезни. Доктор Элизабет фон Муггенталер предполагает, что мурлыканье и низкочастотные колебания, которые оно производит, являются «естественным механизмом самолечения» и укрепляют, заживляют раны и облегчают боль.
Голосовая особенность домашних кошек не уникальна. Другие виды семейства кошачьих, такие как рыси, гепарды и пумы, также мурлычут. Хотя некоторые большие кошки (львы, леопарды, ягуары, тигры, снежные барсы и дымчатые леопарды) не умеют этого делать.
Явления, которые ни один ученый не может объяснить, особенно интересны. “Откуда и как появилась жизнь” — самый животрепещущий вопрос. Он мучает не только деятелей науки, но и простых обывателей. Ответ на него так и не найден. Научные сотрудники делятся на группы в зависимости от теории. Одни ученые считают, что жизнь породила почва: дно океана, вулканические кратеры, ледяные наслоения. Другие полагают, что она была занесена из космоса и доставлена метеоритами и кометами. Но как жизнь появилась там? Не ясно. Есть еще как минимум 7 вопросов без ответа.
Почему мы спим?
Многие сокрушаются, ведь треть жизни мы проводим во сне. С одной стороны, это потеря времени, с другой — важное занятие. Его природу ученые до сих пор не объяснили в полной мере. Мы в курсе, что во время сна организм очищается от токсичных веществ и ускоряет процессы регенерации. Еще нам известно, что после сна происходит “перезагрузка” мозга: информация упорядочивается и нервные клетки готовятся к анализу новых данных.
Но почему эти процессы невозможны вне сна? Почему некоторые животные не спят вовсе? Одна из версий гласит, что отсутствие сна у некоторых живых организмов — лишь вариант адаптации к окружающей среде: они всегда начеку и в состоянии боевой готовности, тогда как сони включают интеллект и организуют укрытия для защиты. Тем не менее эта теория полноценных ответов на все вопросы пока не дала.
А есть ли гравитация?
Мы сталкиваемся с последствиями так называемой гравитации: лунная обеспечивает приливы и отливы, солнечная держит нашу планету на своей орбите, земная присматривает, чтобы мы не улетели в космос. Вопрос лишь в том, что это за явление, позволяющее массивным объектам притягивать малые? Ученые размышляют о том, является ли гравитация причиной таких взаимодействий или это явление, которое можно назвать следствием существования частиц гравитации. Почему природа силы, которая держит атомы рядом, отличается от природы гравитации? Почему строение атома такое странное: электроны и ядро расположены далеко друг от друга? Зачем это пустое место? Словом, вопросы без ответов.
Где инопланетяне?
Человечество не может успокоиться: слишком одиноко мы себя чувствуем среди миллиардов галактик с планетами и звездами. Как известно, диаметр обозримой Вселенной равен 92 млрд световых лет. И это лишь часть того, что мы пока можем вообразить. Так неужели среди этого великолепия нет ни единой души и ни единого зеленого человечка? Люди фантазируют на темы “пришельцы среди нас”, “они готовят нападение”, “они не могут с нами связаться”, но пока это лишь домыслы. Нам мерещатся НЛО, но ученые упорно разводят руками. Да, некоторые явления природы еще предстоит разгадать. А может быть, мы действительно одни во Вселенной?
Из чего же сделана темная материя?
Темная материя — интересная субстанция. Ученые утверждают, что из нее состоит 80 % нашей Вселенной. Зачем она нужна, почему вообще не испускает свет и из чего состоит — вот важные вопросы на повестке дня. Ученые ищут ответы последние 60 лет, но продвинулись они не очень далеко. Размышляя над составом, великие умы разбились на группы. В каждой группе — свои рецепты и ингредиенты.
Одни специалисты думают, что черная материя состоит из вимпов — частиц, которые достаточно массивны (по предварительной версии, в 100 раз тяжелее протонов), но слабо взаимодействуют между собой. Еще слабее они взаимодействуют с барионным веществом, которое воспринимается нашими органами чувств (это и есть вся материя вокруг, которую мы чувствуем и ощущаем). Другая группа включила в предварительный состав черной материи такие элементы, как фотино и нейтралино. Кто прав, кто виноват — рассудит время. Или не рассудит. Это науке тоже пока не известно.
Что такое темная энергия?
Не путать с темной материей! По мнению ученых, это одна из форм энергии, которая влияет на расширение Вселенной, однако каким образом — выяснить пока не удалось. В научном мире жизнь бьет ключом: одна версия сменяет другую, вот только до нас информация доходит медленно и в искаженном виде. Ну что ж, будем пользоваться теми данными, которые имеются. Пока в сухом остатке только тот факт, что плотность темной энергии сопоставима с плотностью материи, состав ее не ясен, так же как и то, меняется ли эта субстанция или является величиной постоянной.
Куда исчезает литий?
Большую часть массы нашей Вселенной образуют изотопы гелия и водорода. Наряду с этими изотопами во времена, когда Вселенная обладала очень высокой температурой, образовывались изотопы лития. Они есть и сейчас, вот только наблюдается их на ⅔ меньше, чем в былые времена. Литий кто-то откровенно ворует, но кто именно, не ясно. Одни ученые полагают, что в деле принимают участие аксионы, другие подозревают ядра звезд, поглощающие литий без зазрения совести. На данный момент преступник не найден: куда делся весь литий, ученые не могут объяснить.
Как птицы находят дорогу домой?
Явление миграции интересует ученых-биологов и не только. Как известно, многие виды животных и птиц перемещаются по планете, убегая от низких температур, голода и других неблагоприятных для жизни условий. Некоторые из них — настоящие лягушки-путешественницы: их не устраивает отдых на близком расстоянии от дома. Они убегают или улетают за тысячи километров и каким-то чудом возвращаются назад. Специалисты бьются над вопросами: как они выживают в пути, как не теряются без навигатора и как переносят сложные дорожные условия? Некоторые из них четко воспринимают магнитное поле Земли и используют эту чувствительность вместо навигатора. Но это не исчерпывающая информация. Наука продолжает искать ответ на вопрос, как животные понимают, куда и когда улетать.
