355 500 произведений, 25 200 авторов.

Электронная библиотека книг » авторов Коллектив » Знание-сила, 2002 № 10 (904) » Текст книги (страница 5)
Знание-сила, 2002 № 10 (904)
  • Текст добавлен: 16 октября 2016, 23:43

Текст книги "Знание-сила, 2002 № 10 (904)"


Автор книги: авторов Коллектив



сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 12 страниц)

Этос – значит «дикий нрав»

Сегодня этологией называют любые исследования поведения. Похоже, споры между разными направлениями в этой области становятся достоянием истории. Но так было не всегда.

Самая старшая среди наук о поведении – зоопсихология, изучавшая некое «психическое отражение на уровне животного». Она развивалась усилиями натуралистов XIX века и поначалу содержала много антропоморфизмов – животные наделялись способностью размышлять и чувствовать, как человек (были там и «восторженные улитки», и «свирепые пауки»). Научная база создавалась постепенно. В нашей стране над этим работали такие ученые, как Н.Н. Ладыгина-Коте, известная работами с приматами, и В.А. Вагнер, изучавший «умные» инстинкты у низших животных.

Для студентов-психологов зоопсихология была (и во многих вузах остается), пожалуй, единственным окном в мир разнообразия поведения. Таким старинным круглым окошком. Через которое продолжатель работ Вагнера Курт Фабри когда-то ухитрился показать многие достижения «реакционной буржуазной науки» в своем учебнике «Основы зоопсихологии» (МГУ, 1976). Разумеется, Фабри замаскировал эти сведения терминами идеологически выдержанной советской психологии. Поэтому учебник (который и сегодня штудируют первокурсники психфака ) содержит такие курьезы, как «психическое развитие инфузорий» или «высший уровень элементарного развития психики кольчатых червей».

Подобное наделение психикой всех тварей земных было оправданно в XIX веке – как попытка преодолеть декартовское представление «животные – биологические автоматы» (на основе которого вивисекторы утверждали, что крик оперируемых зверей – это скрип плохо смазанной машины). Хотелось найти у животных «живую душу», психическое начало. Но уже на рубеже XX века эту позицию подняли на смех, буквально назвав ее «методом анекдотов».

Еше одна «старушка» – сравнительная психология, процветавшая до 1940-х годов. Ее основоположник, американец Эдвард Торндайк, отметил, что разные виды обучаются с неодинаковой скоростью, и предложил развивать это сравнение. Однако впоследствии эта наука стала «сравнительной» с точностью до наоборот. Вместо пестрого множества видов она предпочитала изучать только крысу и голубя, а вместо врожденных стереотипов (позволяющих сравнить генетические различия поведения между видами) – научение и другие приобретенные реакции.

В тот же период – в первой половине XX века – успешно развивался бихевиоризм, созданный американцем Дж. Уотсоном. Бихевиористы рассматривали животных как «самодвижущиеся установки», отвечающие одной и той же реакцией на дозированное раздражение. А то, что некоторые крысы все-таки проявляли «характер», исследователи считали досадной помехой. Позднее бихевиоризм усовершенствовался признанием, что и животные обладают индивидуальностью и что в процессе научения они создают мысленные образы, а не только реагируют на стимул.

Бихевиористы предлагали говорить только «стимул», «реакция», «образование навыка» вместо расплывчатых понятий «сознание», «психическое состояние», «интеллект»… Этот нарочитый аскетизм обогатил науку методами количественного учета поведенческой активности – а следовательно, возможностью изучать поведение языком математики. В советском государстве также царил свой аскетизм: поведение представлялось совокупностью рефлексов – физиологией «высшей нервной деятельности». Вопреки своему названию, эта наука сосредоточивала внимание на самых низших феноменах поведения – рефлексах, торможении, сне.

Нельзя сказать, чтобы физиологи поведения питали к животным особую нежность – скорее, ими двигала картезианская тяга к знаниям. Работы классиков пестрят жутковатыми описаниями экспериментов с удалением тех или иных частей мозга, конечностей и прочих органов у подопытных кошек, собак, обезьян. При этом зверей окликали по имени, ласково: «Единственную оставшуюся ногу Жучка продолжает отдергивать после воздействия кислоты…» Становится как-то светлее, когда знакомишься с книгами этологов, полными искренней симпатии к животным.

Этология возникла как альтернатива лабораторным наукам о поведении. Вопреки своему названию (греч. «этос» – дикий нрав), она отличается гуманностью и добротой к «братьям нашим меньшим». Изучая какой-либо поведенческий акт, этолог пытается выяснить четыре вещи: механизм, индивидуальное развитие, эволюционную предысторию и адаптивное значение этого акта. Этология старается наблюдать животных в природных условиях и в нормальном состоянии (а не в пустой клетке и с ампутированными ногами).

Принципы этологии оказались очень плодотворными. Появилась возможность ответить на детские, то есть самые интересные (хотя и не всегда приличные), вопросы: что это? откуда берется? зачем нужно? В том числе и по отношению к человеку – ведь наш вид обладает естественным поведением, которое имеет своих «предков» и «родичей».

Не важно, о чем ты думаешь, важно, какие ты производишь действия в ответ на те или иные стимулы, – вот точка зрения этолога. Это удобно – хотя бы для психологической диагностики. Примеры? Пожалуйста. При депрессии взгляд ищет светлое пятно, плечи сжимаются, голос понижается в конце фраз. Шизофрения увеличивает активность нижней части лица (губы чмокают, складываются в неестественную улыбку или в хоботок), а маниакальность – верхней (появляется бегающий взгляд, прищур, взлетающие брови). Эйфория вызывает несогласованность движений верхней и нижней половин лица, а мрачные переживания – правой и левой. При напряженном ожидании мужчины чаще хватают себя за нос и мочки, а женщины потирают бедра. Поднятые брови и отталкивание пепельницы на столе выражают скрытую агрессию, фиксация рук на животе – страх, а в области шеи – тревогу. Хватит? Все это не слишком ново: умение читать «язык жестов» развивается уже давно. Этология же дает системность, понимание «откуда и зачем».

Мать и младенец, учитель и ученик, индивид и толпа – все это объекты пристального изучения разных направлений этологии – педагогической, политической, социальной. Умение наблюдать и анализировать отношения между ними рождает настоящие откровения, заставляет удивляться самым обыденным вешам.


Интриги, интриги

Официальная советская наука этологию долгое время не признавала. На сессии АН СССР 1950 года был утвержден единственно верный путь в поведенческих науках: «павловское учение» (хорошо, что сам Иван Павлов уже не мог увидеть, что под этим подразумевали). Остальное – якобы лженаука. Впрочем, нельзя сказать, что у «лженауки» не осталось никаких шансов. Под маркой работ по ВНД велись самые различные исследования поведения. В 1970-х годах они переживали своеобразный расцвет, вовлекая большие коллективы ученых, располагавшие неплохим оборудованием и возможностями наблюдать животных – в экспедициях, зоопарках, вивариях. Широко применялся сравнительный и эволюционный подход. Массовая аудитория тоже получала пищу для ума. Большую известность получили исследования Л.В. Крушинского по рассудочной деятельности животных, Л.Г. Воронина – по рефлексам и Л.А. Фирсова – по поведению приматов. Были переведены на русский язык книги К. Лоренца, Н. Тинбергена, Р. Хайнда, учебники Р. Шовена, Д. Дьюсбери и Д. Мак-Фарленда, которыми зачитывались даже школьники.

Принципы этологии приобрели известность. Однако открыто проецировать их на человека никто не решался – слишком уж это противоречило не только идеологии, но и этике, внутренним убеждениям. Человек должен воплощать свободу мысли и воли, в нем нет места звериным инстинктам… Среди первых, кто отбросил этот стереотип, были психиатры, хорошо представляющие себе, как обнажается «животное» поведение при психических заболеваниях. С 1984 года группа психиатров организовала в Крыму проведение ежегодных коллоквиумов по этологии человека. Проходивших, по воспоминанию их участников М.А. Дерягиной и В.П. Самохвал ова, в глубоком «подполье» – в селах, глухих местечках, каждый год меняя «явочную квартиру». Участвовали в коллоквиумах только докладчики с семьями, изображающие беззаботных курортников. Выступления проходили на морском песке или прямо в море на сцепленных водных велосипедах и матрацах, на плато Чатыр-Дага и Ай-Петри, в пещерах и лесах… Звучит, как легенда, но это правда.

Массовый читатель узнал об этологии человека в первую очередь благодаря публикации интереснейших статей зоолога Виктора Дольника на страницах журнала «Знание – сила», имевшего в то время огромную аудиторию. Откровения этоса вызвали бурную реакцию. От Эстонии до Камчатки – одни возмущались, другие горячо поддерживали. Так и было: идя вдоль Авачинской бухты, лесоводы и вулканологи размахивали руками и спорили о борьбе мотиваций, об агрессии… Впоследствии В. Р. Дольник выпустил две книги о поведении: «Непослушное дитя биосферы» (М.: Педагогика, 1994) и «Вышли мы все из природы. Беседы о поведении человека в компании птиц, зверей и детей» (М.: Linka Press, 1996).

На Западе подобная «утечка информации» произошла намного раньше – прорыв осуществил зоолог Дезмонд Моррис. В 1967 году он опубликовал книгу «Голая обезьяна», где весьма цинично проанализировал «зоологию человека» – его половое, пищевое, агрессивное поведение так, будто это не венец природы, а некое абстрактное млекопитающее, которое ученый именует исключительно «голой обезьяной». Книга полна описаний секса и иных жизненных отправлений, биологических трактовок достижений культуры, выпадов против церковников, политиков и военных. Общественность разделилась – часть была в восторге, часть в шоке. Стараниями последней Моррис испытал настоящие гонения.

Сегодня «Голая обезьяна» уже не кажется такой экстремальной – простое, местами весьма скромное и наивное толкование приспособительного значения биологических черт человека. Недавно эта книга появилась и в русском переводе (СПб.: Амфора/Эврика, 2001) – не прошло и сорока лет. Не старовата ли новинка, сохранилась ли в «амфоре» «эврика»? Сохранилась. Книга по-прежнему захватывает внимание и полна интересных выводов (некоторые из них звучат в нашей «Главной теме»). Моррис придавал огромное значение хищным наклонностям и сексуальности человека, выделяющим его среди приматов. А в конце призывал сдерживать агрессию, как черту собственной этологии, культурой, чтобы выжить в условиях чудовищной перенаселенности.

Подход Морриса отнюдь не революционен – прилагать законы эволюции к «венцу творения» и искать аналогии в поведении человека и животных еще в XIX веке отважился Чарльз Дарвин. Его-то, видимо, и следует считать основателем этологии человека. Так сказать, идейным вдохновителем. А научно-методическую базу заложили в начале 1970-х Нико Тинберген и Конрад Лоренц. В немецком городке Андексе К. Лоренц организовал Институт этологии человека (при Обществе Макса Планка). Впоследствии его возглавил Иренаус Айбл-Айбесфельдт. Многочисленные экспедиции к индейцам яномами, бушменам, микронезийцам, папуасам позволили коллективу института отснять километры пленки, анализ которой породил особое направление – видеоантропологию. Ведь чтобы распознать черты поведения нашего вида, нужны многие наблюдения за людьми, не скованными этикетом, – это могут быть и «дикари», и дети, и психически неполноценные люди из самых разных этнических групп.

Эти сведения ныне активно используют мелики – без этологии, как они полагают, психиатрия становится «безмозглой», ибо расшифровка поведения – основа диагноза, а возможно, и путей лечения. Крымский психиатр В.П. Самохвалов выпускает интереснейший «Таврический журнал психиатрии», в котором публикуется множество материалов по этологии человека.


В России этологию агрессии и развитие иерархических отношений у детей изучала антрополог М.Л. Бутовская. Под ее редакцией был опубликован сборник «Этология человека на пороге XXI века: новые данные и старые проблемы» (М.: Старый сад, 1999). Много лет исследует поведение приматов и человека (а конкретно – «микроэтологию»: мимические, эмоциональные и двигательные стереотипы) М.А. Дерягина, преподающая этот предмет в московских университетах – МГУ, РГГУ и УРАО. Этологию преподают и ее ученики – наши постоянные авторы К.Д. и Н.С. Ефремовы. Предмет интересный: иногда студенты внемлют по двенадцать часов кряду – никто не отвлекается и не спит, тишина, только скрипят перья да ахают чувствительные барышни. На биологическом факультете МГУ неизменным успехом пользуются лекции по биополитике А. В. Олескина, недавно выпустившего одноименную книгу (М., 2001). Биополитика – это практическое применение наук о поведении и устройстве социума при анализе социально-политической деятельности человека.

Во всем мире

Блиц-диагноз

Австралийские ученью продемонстрировали в Сиднее аппарат, позволяющий больным с подозрением на меланому (разновидность рака кожи) обойтись без дорогостоящих анализов.

Новое устройство сокращает процедуру диагностирования до нескольких минут. Прибор сканирует темное пятно с предположительно измененной этиологией клеток на коже пациента и сохраняет картинку в своей памяти. Затем он извлекает из базы данных снимки здоровой кожи и кожи, измененной меланомой, и сравнивает с ними первоначальный образец.

Меланома – одна из самых распространенных форм рака кожи и самая опасная. Смертность от нее достигает 80 процентов. В Австралии она уносит в год до тысячи жизней. Наиболее подвержены этому заболеванию мужчины и женщины в возрасте от 15 до 45 лет. Причины ее возникновения – солнечное облучение кожи ультрафиолетом, ионизирующая радиация, воздействие каменноугольной смолы, мышьяка и постоянные ожоги.



Тот самый порох

Британская библиотека выставила в качестве экспоната историческую находку – помещенный в коробку твердый брусок пороха. Служащие библиотеки случайно обнаружили его в запасниках. Порох был изготовлен на одном из английских заводов почти четыреста лет назад. По мнению экспертов, весьма вероятно, что он принадлежал знаменитому Гаю Фоксу, английскому политическому деятелю радикального толка. Как известно, 5 ноября 1605 года Фокс с небольшой группой заговорщиков намеревался взорвать английский парламент и правившего в то время короля Якова. Для этого он подложил под здание мощный пороховой заряд. Однако заговор был раскрыт, и Фокса казнили. До сих пор 5 ноября в память об этом событии англичане устраивают ритуальное сожжение чучела Гая Фокса. Во время этого праздника принято также устраивать шествия с факелами, поджигать бочки со смолой и взрывать петарды. Самые живописные празднества проходят в городке Льюис под Брайтоном.


Атом в ловушке

Голландскому ученому Доуну Мехофу удалось поймать специальным прибором под названием «ловушка Паули» один-единственный атом бериллия. Атом удерживался там электрическим полем и охлаждался при помощи лазерного луча. Когда он охладился до энергии своего основного состояния, его стали облучать другими лазерами, что бы наглядно наблюдать возбужденные состояния атома. Первая подобная демонстрация может позднее стать наглядным учебным пособием по квантовой механике.

Французский ученый Серж Харош тоже заловил в аналогичную ловушку атом рубидия. Он продемонстрировал квантовую природу света, изучая, как этот атом обменивался порциями энергии с микроволновым полем.

Ученые начинают успешно экспериментировать над одним-единственным атомом! В то же время телескоп Хаббла наблюдает рождение и гибель звезд и галактик. Все-таки иногда хочется верить, что род людской появился на свет не только ради войн и насилия.



Новое питание

С 1986 года в университете Гисена изучают новый предмет – пищевую экологию. В этом разделе науки о питании исследуются связи индивида, окружающей среды, экономики и общества с теми или иными системами питания, например, с производством продуктов питания и их потреблением.

Этот учебный предмет преподают не только в Гисене, но и в других германских городах – в Касселе и Фульде.


Что умеет «Автор»

Неужели не за горами день, когда пишущая журналистская братия окажется такой же ненужной, как те служивые люди, которые в позапрошлом веке зажигали по вечерам газовые фонари? Сделать их невостребованными грозится компьютерная программа под названием «Автор», созданная учеными из университета в штате Северная Каролина.

Поначалу они разработали учебную программу на тему сказочных историй, помогающую детям научиться грамотно писать. Малолетки могли по своему усмотрению менять персонажей, мизансцены, декорации и таким способом создавать собственные версии известных сказок. Но затем компьютерщики скрестили эту обучающую систему с уже существовавшей программой, которая способна извлекать информацию из любого текстового материала. Что умеет делать «Автор»? Этот близкий родственник систем, называемых «автоматическими сумматорами», умеет, например, выбирать из потока новостей, появляющихся на ленте информационных агентств, все относящееся к определенной теме. Затем он составляет план-проспект, выстраивает логическую последовательность и самостоятельно пишет текст. Практически безукоризненный с точки зрения грамматики.

Выходит, профессия журналиста, одна из древнейших, как говорят, скоро будет занесена в «Красную книгу»? Не спешите. Время еще не пришло. Электронно продвинутый «Автор» не способен отличить правду от вымысла и не в состоянии набросать заметку объемом более двух абзацев.


Мумии становятся древнее

До сих пор ученые считали, что египтяне стали мумифицировать умерших лишь около 3000 года до новой эры. Однако при раскопках кладбища в Иераконполе, древнейшей столице Верхнего Египта, британские археологи во главе с Рене Фридманом обнаружили три женские мумии возрастом 5600 лет. Правда, у них были препарированы лишь головы и руки. Возможно, дальнейшие раскопки зтого кладбища – пока изучена лишь десятая его часть – принесут новые неожиданные результаты.


Куда все подевались?

Американским ученым удалось приподнять покров тайны над загадкой национальной истории. Несколько столетий ученые США бьются над вопросом, куда делись первые английские колонисты в Новом Свете. Колония в 120 человек была основана на острове Руанек (ныне штат Вирджиния) в 1587 году. Тогда же поселенцы отправили несколько кораблей в Англию, а когда три года спустя корабли вернулись, то не нашли поселенцев. Поиски их не увенчались успехом, ни один из колонистов не был обнаружен. По мнению профессора Вирджинского колледжа, поселенцы бросили дома в результате страшной засухи. О ней профессор узнал, изучая годовые кольца на срезе кипарисов, чей возраст превышает полтысячелетия. Переселенцы отправились к ближайшему индейскому племени, однако у местных жителей погибли все посевы кукурузы, что они поспешили связать с появлением белых, и, чтобы отомстить, отравили англичанам питьевую воду.


При нагреве сжимается

Все вещества, как правило, увеличивают свой объем при нагревании. Американские инженеры из Брукхейвена нашли соединение циркония с вольфрамом, которое постоянно сжимается при нагревании от минус 273 до 770 градусов. Ранее были известны материалы с таким свойством, но они проявляли его в небольшом интервале температур. Или сжимались в одном направлении, расширяясь по двум другим. В данном случае все было честно: материал постоянно сжимался по всем трем направлениям. Его планируют применять там, где надо избегать температурного расширения предметов.


Неисповедимые пути космоса

Рафаил Нудельман

Кратчайшая история космоса

Название этой статьи, разумеется, навеяно знаменитой хокинговской «Краткой историей времени», но оно имеет и собственное оправдание. Речь идет, действительно, об истории космоса, а точнее, о новых, поистине головокружительных гипотезах касательно того, что происходило, происходит и будет происходить в Большой Вселенной (в которой наша наблюдаемая вселенная составляет ничтожную часть), на протяжении всего бесконечного времени ее сушествования. Раз речь идет о том, «что происходило и будет происходить», то это, естественно, «история». Ну, а «кратчайшая» она – по необходимости, учитывая размеры нашей статьи.

Итак, о гипотезах. Они выдвинуты в самое последнее время группой ведущих космологов-теоретиков и основаны на представлениях так называемой теории струн. Гипотезы претендуют не только заменить ныне принятую «инфляционную теорию» образования нашей вселенной, но и объяснить, как уже сказано, что было «задолго до Биг Бэнга» и что будет «много позже него». Сами авторы говорят, что эти идеи являются «наиболее дерзкими» из всего, что до сих пор предлагалось в космологии. Тем более любопытно, что же это за идеи.

В предельно кратком изложении они сводятся к утверждению, что существует бесконечное множество бесконечных во времени «малых вселенных», подобных той, в которой живем мы сами. Что, далее, все эти вселенные расположены «параллельно» друг другу, подобно «листам» в многомерном пространстве. Что «история» каждого такого листа-вселенной определяется его периодическими столкновениями с соседними «листами»-вселенными; и, наконец, что эти столкновения как раз и представляют собою то, что нынешние теории называют Биг Бэнгом и считают моментом «рождения» нашей вселенной. Вот, в сущности, и вся «кратчайшая история космоса», а дальше начинаются детали, и в них-то, как всегда, и содержится самое интересное.

Начало современных представлений о строении и истории вселенной можно датировать моментом появления основополагающей теории гравитации, или «общей теории относительности», разработанной Эйнштейном. На основе этой теории Эйнштейн создал первую теоретическую модель вселенной, которая представляла собой наполненный веществом статичный шар (гравитационное притяжение всех скоплений вещества друг к другу строго компенсировалось искусственно постулированным «полем отталкивания», или «космологической постоянной»). Неустойчивость этой модели – при малейшем отклонении от точной компенсации такая вселенная стягивалась в точку или разлеталась в бесконечность – вынудила теоретиков искать другие возможности, и здесь наиболее обшие решения были найдены Александром Фридманом.

По Фридману, вселенная должна была, действительно, расширяться или сжиматься в зависимости от средней плотности вещества в ней. Открытие Хабблом факта разбегания галактик подтвердило, что наблюдаемая нами часть вселенной как раз расширяется (то есть ее объем равномерно увеличивается). Эго привело к представлению о «начале вселенной», и Георгий Гамов с сотрудниками, исходя из распределения химических элементов в космосе, показали, что такая начальная вселенная'должна была представлять собой сверхплотный и сверхраскаленный комок вещества.


Отсюда родилась идея Биг Бэнга как того взрыва первичного комка, который и привел к наблюдаемому сейчас расширению вселенной. Поскольку средняя плотность вещества во вселенной не поддавалась точному выяснению, можно было думать, что такая расширяющаяся вселенная имеет только два возможных будущих – равномерно расширяться до бесконечности либо, дойдя до определенных размеров, когда гравитация все-таки возьмет верх над инерцией разлета (как в случае брошенного вверх камня), начать сжиматься, все более разогреваясь и уплотняясь (конечный итог такого сжатия получил название Биг Кранч, или Большой Хруст).

Впрочем, в последнее время возобладало мнение, что наша вселенная будет расширяться вечно, поскольку было обнаружено, что она расширяется сейчас не равномерно, а с ускорением, как будто в ней действует какое-то «распирающее» ее поле, превозмогающее гравитацию.

Теоретическое изучение «первичного комка», проведенное Аланом Гутом, показало, что в первые доли мгновенья после Биг Бэнга (в период так называемой инфляции) ускорение, с которым расширялся этот комок, было чудовищно огромным, и это в конечном итоге вызвало его расслоение на непредставимо огромное множество непредставимо огромных участков, или «горизонтов», в одном из которых мы и пребываем сейчас, называя его «нашей вселенной». Инфляционная теория Гута претерпела некоторые изменения, внесенные Андреем Линде и Полом Стейнхардтом, но в целом стала общепринятой в космологии. Но даже в этой «новой инфляционной теории» все равно содержался некий затруднительный пункт.

Как проказали расчеты Хокинга и Пенроуза, вселенная в начальный момент должна была представлять собой не комок вещества определенных размеров, а лишенную размеров особую точку или, как говорят, сингулярность. Особость этой сингулярности состояла в том, что плотность вещества и энергии в ней должна была достигать бесконечности (поскольку размеры ее были равны нулю).


А все уравнения теории Эйнштейна при бесконечных значениях плотности и энергии становятся бессмысленными – физика «исчезает», она более не применима. Мало этого – в такой сингулярности исчезают сами время и пространство. Получается угрюмая картина: вселенная рождается из «нуля», ускоренно расширяется, порождая галактики и другие скопления вещества космических масштабов, и постепенно раздувается до бесконечности, так что плотность вещества устремляется к нулю – и вселенная «сходит на нет», умирает.

Новая теория, предложенная упомянутым Стейнхардтом в сотрудничестве с Нейлом Туроком и другими коллегами, обходит все эти трудности – но ценой полного отказа от привычных представлений о природе вселенной. Начало этому отказу было положено уже давно, в 1920-е годы, когда два физика, Калуца и Клейн, задумали построить теорию еще более общую, чем общая теория относительности, -такую, чтобы ее уравнения описывали не только гравитационное, но и электромагнитное поле. Они показали, что это можно сделать, если считать вселенную не четырех-, а пятимерной (четвертое измерение нашей вселенной – это время). Пятое (пространственное) измерение в такой вселенной оказалось «скрученным само на себя», подобно туго свернутому листу бумаги, который при таком сворачивании становится тонкой трубочкой. Если мысленно вообразить себе такую тонкую трубочку, что, глядя ей в торец, мы видим не кружочек, а практически точку, это и будет аналог «свернутого» пятого измерения в теории Калуцы-Клейна.

Казалось бы, что толку от такого, практически несуществующего измерения? Оказывается, теоретический толк от него громаден. Уравнения Эйнштейна-Максвелла, переписанные для пяти измерений, немедленно привели к предсказанию закона сохранения электрического заряда и к другим содержательным физическим выводам. Но в теории были свои затруднения (она, например, предсказывала, что гравитационная постоянная в законе Ньютона должна меняться со временем), и поэтому она была заброшена.

В наше время, когда были обнаружены и другие силы природы, кроме гравитационных и электромагнитных, снова возникло стремление найти уравнения, из которых следовали бы законы, управляющие всеми силами сразу. Наиболее далеко в этом направлении продвинулась теория суперструн. В ее основе лежит представление о микрочастицах вещества как о тончайших и крохотных струнах, находящихся под огромным натяжением (оно соответствует энергии частиц).


Эта теория, как и теория Калуцы-Клейна, тоже оказалась способной объединить законы различных физических взаимодействий в единых уравнениях, но платить за это и здесь пришлось переходом к многомерному, на сей раз десятимерному, пространству (девять измерений которого пространственны, а десятое – время). Поскольку шесть новых измерений мы ни увидеть, ни обнаружить не в состоянии, пришлось предположить, что все они тоже свернуты в «трубку» крайне малой толщины – в первых вариантах теории эта толщина была порядка мельчайшей пространственной единицы, так называемой планковской длины (10“33 сантиметра). В последние годы, однако, на смену исходной теории суперструн пришло ее обобщение, именуемое М-теорией (некоторые энтузиасты расшифровывают это название как «Материнская теория», то есть теория, из которой следует «все остальное»). В ней пространство уже одиннадцатимерно, причем одиннадцатое измерение – это некое расстояние, которое может быть очень большим (оно не «свернуто»).

Поскольку та космологическая гипотеза, с которой мы начали статью, построена как раз на основе М-модели, скажем коротко, как выглядит мир (космос) в этой теории. Это 11-мерный мир, 6 пространственных измерений которого свернуто в трубку, но, возможно, не так туго, как думалось раньше, вплоть до того, что, возможно, глядя на эту трубку в торец, мы увидим не точку, а кружок диаметром до миллиметра! (Это, кстати, уже можно надеяться обнаружить и экспериментально.) Вешество, из которого мы состоим, и все силы, кроме гравитационной, сосредоточены в обычных четырехмерных «малых вселенных», каждая из которых представляет собой что-то вроде «листа» с толщиной, равной толщине, до которой свернуты остальные 6 измерений.

Эти листы-вселенные называются 3-брэйн (З-brane), и они разделены неким расстоянием вдоль одиннадцатого измерения. Для наглядности можно себе представить две такие «малые вселенные» просто как две дощечки небольшой толщины, параллельные друг другу, подобно пластинам конденсатора (нужно только иметь в виду, что «дощечки» эти имеют 4 измерения: если их высота соответствует оси времени, то ширина – сразу всем обычным пространственным измерениям).

Теперь мы готовы понять, какую идею выдвигают Стейнхардт и Турок и к каким выводам она приводит. Эти авторы говорят, что гравитационная сила действует не только в пространстве каждого 3-брэйна, но и между ними. Поэтому два соседних «листа» притягиваются друг к другу и, обладая массой (ведь в каждом из них есть вещество), набирают огромную кинетическую энергию. По истечении какого-то громадного времени они «соударяются», что приводит к моментальному превращению всей этой накопленной энергии в тепло. Под воздействием этого тепла, выделившегося внутри каждого «листа», образующая его «малая вселенная» начинает раздуваться (это можно представить себе как растяжение четырехмерного листа во все стороны: увеличение его «ширины» соответствует чисто пространственному, «хаббловскому» расширению «малой вселенной», а рост его «высоты» соответствует нарастанию времени с момента столкновения).

Иными словами, столкновение двух «листов» ведет к тем же результатам, что привычный нам Биг Бэнг. «Это и есть Биг Бэнг, – говорят авторы, – только без всяких сингулярностей, без всякого стягивания «малой вселенной» в точку».

Что дальше? Представим себе, что перед столкновением в каждой «малой вселенной» практически не было вещества. Тогда энергия, выделившаяся в момент столкновения, начинает превращаться в частицы, которые самым случайным образом заполняют все пространство «листа». В каких-то местах этих частиц случайно больше, и такие микросгустки (квантовые флуктуации плотности) становятся «ядрами конденсации», на которых нарастает все больше и больше вещества, пока не образуются галактики и скопления галактик.


    Ваша оценка произведения:

Популярные книги за неделю

  • wait_for_cache