fbpx
ОСТАННІЙ ПОДКАСТ
Підписуйся на найнауковішу розсилку!
І миттєво отримуй 9 електронних журналів Куншт у подарунок.

Ми під'їдаємо крихти cookies за вами. Навіщо це нам?

Читати

Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

Повідомлення успішно надіслано

Для пошуку
введіть назву запису
Фізика — 22.06.21
ТЕКСТ: Френк Вільчек
Ілюстрації: Каталіна Маєвська
Ми любимо тексти без помилок. Якщо ви все ж таки щось знайшли, виділіть фрагмент і натисніть
Ctrl+Enter.
Людське життя в масштабі всесвіту. Уривки із книжки «Основи. 10 ключів до реальності»

Фізика – наука, що дозволяє зрозуміти правила світу, де ми живемо. Нещодавно у видавництві «Лабораторія» вийшла книжка Нобелівського лавреата з фізики Френка Вільчека «Основи. 10 ключів до реальності», де на 200 сторінках автору вдалося викласти найважливіші фундаментальні закони. Кожен, хто має базові знання з фізики, може розширити свої уявлення про реальність, прочитавши цю книжку. Пропонуємо кілька уривків:

Скільки думок уміщає людське життя

 

Внутрішній масштаб часу оприявнюється, коли ми порівнюємо тривалість людського життя зі швидкістю базових електричних і хімічних процесів, які уможливлюють думку. Із цього порівняння випливає, що тривалість життя вміщує величезну кількість індивідуальних досвідів і здогадів.

 

Вольфганг Амадей Моцарт помер у тридцять п’ять років; Франц Шуберт — у тридцять один; Еваріст Галуа, великий математик, — у двадцять; Джеймс Клерк Максвел, великий фізик, — у сорок вісім. Очевидно, що у тривалість людського життя вміщується багато творчих думок.  Скільки?

 

Жоден спосіб вимірювати швидкість не надається до того, щоб виміряти розмаїття процесів мислення, тому сама постановка питання викликає сумніви. Та все ж, на мою думку, ми можемо сформулювати хай і дуже приблизну, але осмислену відповідь.

 

Одне з фундаментальних обмежень сигнальної системи людини — це затримка (латентність) між електричними імпульсами (біоелектричними потенціалами), якими обмінюються нейрони. Латентність обмежує максимальну кількість імпульсів на одиницю часу — кількадесят тисяч за секунду, залежно від типу нейрона. Можливо, невипадково, що «частоти», на якій ми починаємо помічати, що кінофільм — це насправді послідовність фотографій (близько сорока кадрів за секунду), якраз достатньо, щоб обро-бити помірну кількість імпульсів. Ця частота — об’єктивна міра того, як швидко ми можемо обробляти візуальні сигнали й перетворювати їх у форму, якою може оперувати наш мозок. Це означає, що впродовж життя ми обробляємо і «розуміємо» близько ста мільярдів окремих кадрів.

 

Кількість повноцінних думок, що їх ми можемо сформулювати, очевидно, набагато менша, хоча все одно величезна. Середня швидкість мовлення, для прикладу, десь два слова в секунду. Якщо припустити, що осмислену думку виражають п’ять слів, то впродовж життя є простір для мільярда думок.

 

Ці оцінки свідчать, що нам дано понад мільярд нагод висловити себе. У цьому сенсі існує дуже багато внутрішнього часу. Ці оцінки можуть бути навіть занижені, обережні, адже наш мозок підтримує паралельні процеси і в ньому можуть одночасно крутитися кілька різних думок — здебільшого на рівні підсвідомості.

 

За допомогою наших предків і машин ми можемо колосально розширити ресурси мислення. Нам не потрібно щоразу з нуля відкривати, як задовольняти базові потреби типу обігріву, добування їжі й води. На більш високому рівні нам не потрібно щоразу відкривати інтегральне числення, принципи сучасної науки і технології. Завдяки комп’ютерам та інтернету не треба витрачати дорогоцінні розумові ресурси на виснажливі обрахунки чи запам’ятовування маси інформації. Маючи таких помічників, ми звільняємося від рутинних розумових процесів і можемо більше внутрішнього часу присвятити іншим справам.

 

Природа не обмежена швидкістю людської думки. Події можуть відбуватися зі значно більшою швидкістю, ніж та, з якою людина обробляє інформацію, тому ми не завжди можемо їх побачити. Прикметно, що тактова частота процесорів у сучасних ноутбуках наближається до 10 гігагерц, тобто 10 мільярдів операцій у секунду. Комп’ютери працюють набагато швидше за мозок людини, бо в транзисторах рухаються електрони, там відбуваються електричні процеси, а не набагато повільніші процеси дифузії і хімічних змін, як у нейронах. Тому й максимальна швидкість думки штучного інтелекту приблизно в мільярд разів вища за швидкість думки природного розуму.

Масштаб Усесвіту всередині нас

 

Масштаб Усесвіту приголомшує людину. Французький математик, фізик і філософ Блез Паскаль (1623–1662) відчував це, і його це гнітило. Він писав: «Простором усесвіт осягає і поглинає мене як точку». Такі відчуття, як у Паскаля — «я дуже маленький, від мене у Всесвіті нічого не залежить» — звичний мотив у літературі, філософії і теології. Він фігурує в багатьох молитвах і псалмах.

 

Хороша новина полягає в тому, що не все зводиться до розміру. Наш внутрішній всесвіт — штука тонка і вразлива, однак не менш глибока. Ми бачимо це, коли розглядаємо речі навпаки, «згори вниз». І там унизу багато простору. В усіх відношеннях, які мають значення, людина — дивовижно величезна сутність.

 

У старших класах школи ми дізналися, що основні структурні одиниці матерії — це атоми й молекули. У категоріях цих одиниць людське тіло величезне. У людському тілі приблизно 1028 атомів, це одиниця з 28 нулями: 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000.

 

Предметно уявити це число попросту неможливо. Ми придумали для нього назву — десять октильйонів — і якщо докласти зусиль, то можна навчитися оперувати такими великими числами. Але вони виходять за рамки звичайного мислення, яке спирається на повсякденний досвід — у житті нам не випадає проводити обрахунки з такими великими числами. Ми не можемо уявити так багато крапок — проєктної потужності нашого мозку не вистачає.

 

Кількість зір, які можна побачити неозброєним оком в ясну погоду при новому Місяці, — максимум кілька тисяч. З іншого боку, десять октильйонів — кількість атомів у людському тілі — це приблизно в мільйон разів більше за кількість зір у всьому видимому Всесвіті. У цьому дуже конкретному сенсі всередині нашого тіла міститься всесвіт.

 

Світ великий, але й ми не малі. Правильніше буде сказати, що існує багато простору, незалежно від того, зменшуємо ми масштаб чи збільшуємо. Не варто заздрити Всесвіту тільки тому, що він великий. Ми теж великі. Достатньо великі, щоб осягнути зов нішній світ розумом. Паскаль теж утішався цією думкою і після слів «простором усесвіт осягає і поглинає мене як точку» оптимістично написав «мисленням я осягаю його».

Час у людському житті

 

Ще один прояв часу, можливо, найважливіший для людини, стосується плину життя. Майже всі діти народжуються в той самий термін, починають ходити, говорити й опановують інші важливі навички через певну кількість місяців (або днів, або тижнів). Люди виростають, досягають статевої зрілості, проживають дорослий вік, старіють і помирають у межах передбачуваних патернів, тісно пов’язаних з кількістю років, які прожили.

 

Кожен із нас — це годинник, хоч не завжди вдається точно прочитати його циферблат. Як ілюструє арка життєвої історії людини, час контролює розвиток і циклічних, і нециклічних подій. Коли люди стали науково підкутими й почали систематично досліджувати рух та інші різновиди змін у фізичному світі, то знову і знову спостерігали — наразі в усіх випадках, — що всі ці зміни відбуваються згідно зі спільним ритмом. Зміни положення небесних тіл, зміни положення тіл у відповідь на дію яких-небудь сил, перебіг хімічнихреакцій, рух променів світла в просторі — ці і всі інші зміни відбуваються в рамках одного часу.

 

Можна сказати інакше: час — це кількість, зазвичай виражена літерою t, яка фігурує у фундаментальному описі процесів змін у фізичному світі. Час — це також відповідь на запитання «Котра година?». Час — це те, що відмірюють годинники. Усе, що міняється, є, по суті, годинником.

 

ТЕКСТ: Френк Вільчек
Ілюстрації: Каталіна Маєвська
Статті
До ворожки не ходи
До ворожки не ходи: духи і привиди

З'ясуємо, звідки взялися легенди про духів та привидів і чому деякі люди часом їх бачать, а ще послухаємо, як «говорить привид»!

Хімія
Що всередині: наука морозива

Кожна складова морозива по-своєму важлива.

Промо
Проєкт інтелект. Епізод 2: Чи зможемо ми колись говорити з тваринами за допомогою Petcube

Навіщо вашим домашнім улюбленцям штучний інтелект?

Суспільство
Нобелівка‒2021: економіка. Природні експерименти допомагають відповісти на важливі питання

Цьогорічні лауреати – Девід Кард, Джошуа Енґріст та Ґвідо Імбенс – показали, що природні експерименти можна використовувати, щоб відповісти на ключові суспільні питання.

До ворожки не ходи
До ворожки не ходи: астрологія, нумерологія, ворожіння

Чому люди звертаються до ворожіння, що чекають від астрології та нумерології і чи це справді їм допомагає?

Наука
Три в одному: за що дали Нобелівки з фізіології або медицини, хімії та фізики

Слухайте про цьогорічну Нобелівку!

Повідомити про помилку

Текст, який буде надіслано нашим редакторам: