Человек во вселенной

Фред Хойл был выдающимся астрофизиком и космологом, чей бескомпромиссно прямолинейный Йоркширский характер (или так мне казалось) нашел свое выражение в героях всех его научно-фантастических романов.

Черное Облако - такая превосходная история, что я своими силами провел целую кампанию, чтобы переиздать ее, однако она была отклонена издателями на том основании, что герой слишком неприятен.Помимо того, что он непреодолимо захватывающий, большой заслугой романа является яркое изображение научного метода.

Среди многого другого он иллюстрирует тот счастливый случай, когда научные открытия делаются зачастую одновременно двумя различными методами, показывает важность проверки предсказаний вместо объяснения явлений постфактум и мощную идею о том, что информация, как количественный продукт, может передаваться от среды к среде.

Такое освещение научного поиска в Черном Облаке по моему достойно включения в эту антологию.С неохотой я должен был утверждать, что это не фантастика. Вместо этого я выбрал отрывок из "Человека во Вселенной", и он является примером способности проникновения в суть, которую физик может привнести в биологию.

Это было написано прежде чем на старости Хойл начал извращенную кампанию против всех аспектов дарвинизма включая даже личную честь Дарвина и подлинность окаменелости птицы Археоптерикса.

* * *

Оглядываясь назад вдоль этой цепи [эволюции], этой невероятно подробной цепи многих шагов, я всецело впечатлен, между прочим, как химия постепенно уступала электронике.Весьма разумно описать первые живые существа как существа полностью химические по природе.

Хотя электрохимические процессы имеют важное значение в растениях, организованные электрохимические взаимодействия, в смысле обработки данных, не является частью растительного мира или не работают в нем.Но примитивные электрические связи приобретают значение, как только мы имеем в виду существо, которое движется, а не просто растение, которое держится корнями в определенном месте.

Это, безусловно то, что мы подразумеваем под животным, то есть существом, которое может передвигаться.Чтобы двигаться целенаправлено, системе, спосоной анализировать информацию о внешнем мире, потребуется знание того, что и где находится в окружающем мире.

Первые электрические системы примитивных животных были по существу системами ориентирования, логически аналогичными сонару или радару.Если мы обратимся к более развитым животным, мы обнаружим электрические системы, которые используются не только для ориентирования, но для оределения направления к пище, особенно к пище в форме другого животного.

Сначала мы видим животных, питающихся растениями, потом животных, питающихся другими животными. Это эффект вторго порядка. Ситуация, аналогичная управляемой ракете, цель которой перехватить и уничтожить другую ракету.

Точно так же, как методы нашей современной мировой стратегии нападения и защиты становятся все изящреннее, и было с животными. С увеличением этой изощренности, требуются все более и более совершенные системы электроники. У того, что произошло в природе, есть близкая параллель с развитием электроники в современных военных применениях.

Я считаю мысль отрезвляющей, что, для существования зуба-и-когтя джунглей мы не должны обладать нашими интеллектуальными способностями, мы не должны быть в состоянии исследовать структуру Вселенной или быть в состоянии оценить симфонию Бетховена.

Произошло то, что электронные системы постепенно опережали свои оригинальные цели.Сначала они существовали, чтобы вести животных с мощным оружием - зубами и когтями, к их жертвам. Поразительным, однако, было то, что на определенной стадии хитрости зубы и когти стали ненужными. Начали появляться существа у которых были полностью изменены оригинальные роли химии и электроники.

Вместо электроники, являющейся слугой химии, случилась перемена мест. К тому времени, когда мы стали человеком, тело стало слугой головы, существующей в значительной степени для питания мозга соответствующими материалами для его функционирования.

В нас компьютер в наших головах; компьютер, которым мы называем мозг, полностью контролирует нас. То же самое я думаю это верно для большинства высших животных, более того, я думаю, что это единственное, что действительно определяет высшее животное.

С этой точки зрения, вопрос, который иногда задают, могут ли компьютеры мыслить? -Несколько нелепен. Здесь, конечно, я имею в виду компьютеры, которые мы сами делаем из неорганических материалов.

Что же, спрашивается, делают те, кто задает такой вопрос, кто они сами? Просто компьютеры, но значительно более сложные, чем все, что мы все же научились делать.

Помните, что нашей искусственной компьютерной индустрии всего два-три десятилетия, в то время как мы сами являются продуктами эволюции, которая работала на протяжении сотен миллионов лет.

Фред Хойл из "Человека во вселенной"

Тему глаз продолжает следующий отрывок из Колина Блэкемора, британского физиолога и главы Совета по медицинским исследованиям, который всегда казался мне несочетаемым сочетанием (в самом хорошем смысле) очаровательного сорванца и выдающегося старейшего государственного деятеля науки.

Использование 'Бабушки' как объект, воспринимающий в этой гипотетической истории фотон, между прочим, не так уж произвольно, как это может показаться, но все же шутка.

С тех пор, как американский нейрофизиолог Джерри Леттвин воплотил весьма специфическую схему обнаружения нейронов обозначив ее как ‘датчики бабушки’, ученые использовали ‘бабушку Леттвина’ в качестве ласкового сокращения этой идеи.

Отдавая остроумную дань Леттвину, Блэкемор использовал этот яркий образ, фактически изложив его историю.

Разглядеть невидимое

Единичный атом газа, пекущийся в невообразимой жаре на поверхности солнца, неожиданно переходит из одного энергетического состояния в другое и выплёвывает излишек энергии в виде фотона - маленькой, неделимой единицы света.

Крошечное зёрнышко энергии выброшено в пространство с наивысшей скоростью, которую мог вообразить Эйнштейн.

Через 8 с небольшим минут после своего рождения наш выбранный фотон замедляется в атмосфере Земли и долей секунды позже достигает её поверхности.
Он ударяется о морщинистую кожу пожилой женщины, но так случается, что длина волны нашего фотона такова, что он не поглощается пигментом её кожи.
Он отражается и через 10 микросекунд попадает в маленькое чёрное отверстие, диаметром всего 3 мм.

Это отверстие - зрачок человеческого глаза.

Фотон проскальзывает через прозрачное окно, покрывающее переднюю часть глаза, через линзу в нём, и далее, между частицами желеобразной массы за линзой, и даже через мембраны и цитоплазму нервных клеток ретины, в задней части глаза.

Но время скоро истечет.

Он проникает в странную тонкую клетку сзади ретины и его существование заканчивается ударом в одну молекулу пигмента внутри этой клетки, которая захватывает фотон и разрушает его, украв его энергию.

- Привет, бабуля.

Человек, чья ретина поймала нашего героя, узнал свою бабушку.
Он видит её морщинистое лицо и одежду из синей ткани.

Oна смеется и открывает рот.
Когда она выдыхает, складки её гортани вибрируют от проносящегося мимо них воздуха.
Её дыхание обтекает её движущийся язык, снующий вперёд и назад внутри её рта, и иногда прикасающийся к её губам и зубам.

Она говорит.
Богатая смесь звуков и шумов распространяется через воздух в направлении головы её внука.
Некоторые из вибрирующих в воздухе частиц попадают в углубления внешнего уха и направляются в узкую трубку, ведущую к барабанной перепонке

Они бьются о нее, передавая биение по цепи мелких костей, которые стучат в другую мембрану, создавая волны в жидкости в крошечной спиральной трубке.
И эти колебания, в свою очередь, щекочут волоски на крошечных специализированных нервных клетках, которые стоят как полк солдат с навостренными ушами вдоль трубы.

Мужчина слышит свою говорящую бабушку. Эти повседневные сцены готовят почву для детективной истории.

Детектив - человеческий мозг; история - наше восприятие мира вокруг нас. Через внутренние глаза и уши наши сознание и чувства дают нам окна, через которые мы видим, слышим, осязаем, ощущаем вкус и запах физического мира.

Работа органов чувств это преобразование света, звука, тепла, давления и молекул в крошечные электрические импульсы, которые снуют вдоль нервных волокон - их способ общения. Мы блаженном неведении о механизме нервов в рамках наших органов чувств и нашего мозга; все, что мы знаем непосредственно это впечатление от реальности.

Восприятия - изобретение нервных клеток в наших головах.Больше 2000 лет, философы и ученые были обмануты очевидной простотой восприятия.

Великий греческий геометр Евклид, живший около 300 г. до н.э., думал, что мы смотрим на мир, потому что свет изливается из глаза, как невидимая рука, чувствуя реальность физического мира.

Но Платон, который жил 100 годами ранее, понял, что знание — даже знание внешнего мира — прибывает изнутри. Он описал басню, рассказанную Сократом, о людях, живущих в странном подземном мире:

Созерцать! Люди, живущие в подземном логове, у которого есть лаз, открытый к свету …

Здесь они были с детства ... Выше и позади них на расстоянии пылает огонь, а между огнем и узниками, находится приподнятая дорожка; и если вы посмотрите то увидите перед собой, на невысокой стене, построенной вдоль пути, как на экране, игроков как марионеток, которыми они показывают кукол.

Сократ описывает, что человеческие существа в ловушке в пещере могли видеть людей и предметы, которые были вне их поля зрения за стеной только благодаря мельканию отброшенной ими тени на противоположную стену пещеры светом огня.

В таком ужасном мире, сказал Сократ: ‘истина будет буквально только тенями изображений’.

Он продолжал объяснять свою аллегории: " тюрьма-дом-это мир зрения, свет огня-солнце". И так оно и есть; наше понимание мира вокруг нас происходит от простейших отголосков реальности-фотонов света, которые бомбардируют глаза, колебания воздуха, которые стучат в уши, плавающие молекулы, которые устремляются в ноздри. Аристотель, первый великий биолог, писал, что каждый орган чувств ‘принимает форму объекта без его сущности".

Несущественные качества (такие как цвет, форма и запах) физических вещей в мире достигают органы чувств и вызывают восприятие мира.

Глаза Галилея смотрящие в его телескоп на небеса, изменили все наше понимание вселенной, и все же он написал, в 1623 году, за четырнадцать лет до того, как потерял зрение, что ощущения "являются не чем иным как именами, отделенными от живых существ, как щекотно и щекотание - только имена в отсутствие таких вещей как носы и подмышки".

Как, тогда, нервные клетки могут создать наше знание о мире? Для начала, чтобы ответить на этот вопрос, мы можем заглянуть назад во времени и через животный мир простых существ с не более чем несколькими тысячами нейронов, помогающими им найти себе еду, избежать врагов и управлять своей жизнью.

Любое животное движется, оно должно как-то понять мир вокруг себя.

Много простых животных обнаруживают свет, но узнают из него о малом: они просто двигаются вперед или в сторону от света, в зависимости от их особого стиля жизни.

Светочувствительные нервные клетки в человеческой сетчатке на который падают фотоны, что попадают в зрачек, не могут сделать больше, чем просигнализировать об интенсивности света.

Все богатство нашего визуального восприятия, вся информация, необходимая, чтобы признать лицо бабушки, исходит от тех крошечных клеток в сетчатке, которые знают только число фотонов, достигающих их.

Колин Блэкмор из «Машина разума»

Источник: Ричард Докинз. Оксфордская книга публикаций современной науки