Голая математика - такая акробатика!

Лот 4:42

Из множества Мандельбро следует, что никакого Бога не надо и для построения более сложных сущностей, чем человек.

♣

Только сейчас заметил тэг [ more ] [ /more ], что означает скрыть текст, и отображать его в комментах в виде читать дальше (что, на мой взгляд, более логично) или грузить вместе со страницей дневника, в зависимости от выбора настройки.



Раз заметил, буду пользоваться. Спасибо Белой Мохнатой Ящерице

---

Люди-наркоманы

Что происходит в мозгу избирателя, когда его кандидат лжет

http://www.svobodanews.ru/Article/2...f_electors.html

что может быть интереснее монитора специального прибора, превратившего нейробиологию в зрелищный спорт.

Только представьте себе, что на экране видно, как меняется мозг влюбленного юноши, что чувствуют старые супруги, когда они держат друг друга за руки. Сканируя мозг, юристы надеются узнать, когда человек лжет, политики — когда говорит правду, ученые рассчитывают составить исчерпывающую карту личности.



Бум в этой области науки выражается в том, что каждый месяц публикуется более ста отчетов о новых экспериментальных исследованиях, позволяющих строгими научными методами изучать ту часть жизни, которая раньше была доступна только поэтам и ораторам.





Мы проводили эксперимент во время последних президентских выборов 2004 года, когда политическая жизнь была особенно напряженной. Группе участников, республиканцев и демократов, то есть, сторонников президента Буша или сенатора Джона Керри, предлагалось прореагировать на текстовые заявления, которые появлялись перед ними на экране. К мозгу участников были прикреплены магнитно-резонансные сканеры, фиксирующие процессы в коре головного мозга. Мы начинали с высказываний, вызывающих положительные эмоции. Например, на экране появлялась выдержка из выступления президента Буша в детской больнице Флориды: «Тут больным детям врачи могут оказать любую помощь. Это — наша Америка!» На экране появлялся следующий слайд с текстом: «Как раз сегодня Белый Дом объявил о сокращении бюджетов детских больниц, включая ту больницу, во Флориде, что посетил президент». Мы записывали мозговую деятельность участников при прочтении этих взаимоисключающих заявлений. Сомнения не было — налицо непоследовательность политика.



И, наверное, тот же трюк вы проделывали и с кандидатом в президенты демократом Керри?

Конечно. Участникам эксперимента показывали слайд с цитатой из выступления сенатора в 1994 году, когда он требовал реформы системы социального обеспечения, повышения пенсионного возраста, обложения пенсий налогом и в целом их сокращения. Затем показывали слайд с текстом его выступления в ходе предвыборной кампании 2004 года, в котором он говорит, что система социального обеспечения — святое дело и ее нельзя трогать. Опять-таки, налицо явное противоречие, и каждый логично мыслящий человек не может этого не заметить.



В чем же фокус?

В том, что участники должны были дать оценку поведению своего кандидата, отметив цифрами от 1 до 4 положительное или отрицательное отношение. Обе группы без затруднений определили высказывания кандидата партии-соперницы как непоследовательные, обозначив их цифрой 4. Кандидата же своей партии они судили гораздо менее придирчиво, давая им только два с половиной очка. Для сравнения мы также предложили участникам эксперимента прочесть противоречивые заявления партийно нейтральных лиц: актеров и спортсменов. В этом случае и республиканцы, и демократы одинаково оценили непоследовательность высказываний.



Что же происходит в мозгу республиканца и демократа, когда кандидата его партии ловят противоречии?

Когда участники исследования читали противоречивые высказывания, приборы отмечали увеличенную активность в тех областях мозга, что отвечают за регулирование негативных эмоций и прощение. Также был замечен рост активности в тех частях мозга, которые дают нам почувствовать облегчение или удовлетворение.



Механизм тот же, что у наркомана: ему требуется наркотик, и он воодушевляется, когда получает его.



В политике тоже есть свои наркоманы: когда они находят способ простить своего кандидата за его проступки, они получают удовлетворение, наркотик, который создает у них желание проделывать это снова, и снова, и снова, и снова…



Между тем, область мозга, руководящая беспристрастностью, оставалась относительно бездеятельной во время всего эксперимента. Наше исследование показало, что политическое мышление, в основном, эмоциональное. Преодолеть эту привязанность очень трудно. Для этого надо заняться беспощадным самоанализом и сказать себе: «Я знаю, что как убежденный член одной партии, я должен верить в то-то и то-то, но, как беспристрастный человек, я должен быть честным».



Какие практические выводы могут сделать из ваших исследований консультанты предвыборных кампаний?

Это дело сложное. Опыт предвыборной кампании 2004 года показал, что можно игнорировать четыре пятых избирателей. У них зашоренные мозги — на них не влияют наши мотивационные призывы, будь они правдивыми или ложными. Эти 80 процентов электората — по 40 из каждой партий — не изменяют своих взглядов, разве что происходит что-то уж совсем непредвиденное, вроде теракта 11-го сентября. Они будут с пристрастием оценивать кандидата от противоположной партии и снисходительно — своего. Из этого следует, что стратегу предвыборной кампании надо сосредоточить все внимание лишь на оставшихся 20 процентах, на тех, чей разум открыт в ожидании аргументов.



Увы, результаты нашего исследования показывают, что беспристрастного избирателя не существует. По крайней мере, в американской демократии его нет. Возможно, в других странах и в другие времена он встречается. Но в американской демократии подсознание избирателя всегда находится под сильным воздействием эмоциональной мотивации. В этом, однако, еще нет ничего плохого. Избиратели регистрируют в мозге образ кандидата, складывающийся из бессознательно замеченных ими черт. Мы отмечаем, как кандидат двигается, как выглядит, как говорит, и наш мозг делает вывод — нравится он нам или нет.

---

о примитивно верующих в примитивного Бога

По моему, примитивно верующих в примитивного Бога пора уже отправить на исследования, чтобы понять, что с их биохимией мозга такого, что они не способны воспринимать ни критику, ни новые знания.



Два полковника сидя в сортире рассуждают:

-Вот то, чем мы сейчас занимаемся, это умственный труд,или физический?

-Умственный! Если-б был физический, мы бы солдат припахали...

---

Чистая дианетика. Без саентологов. Но с черными дырами.

Воспоминания представляют собой нечто вроде мысленного путешествия во времени. Они переводят мозг человека в состояние, близкое к тому, при котором событие отложилось в его памяти.

http://elementy.ru/news/165078

Нейрофизиологи из Принстонского и Пенсильванского университетов выполнили исследование, в котором испытуемым предлагалось сначала запомнить множество изображений, а потом назвать их в произвольном порядке. На протяжении всего эксперимента активность мозга фиксировалась при помощи магнитно-резонансного томографа



Чтобы изображения лучше отпечатались в памяти, испытуемых просили высказать о каждом из них какое-либо суждение, например сказать, нравится ли им показанная фотография известного артиста. А чтобы предотвратить тривиальное запоминание названий картинок, их показ перемежался решением несложных арифметических примеров. Каждому участнику демонстрировали 90 изображений — достаточно много, чтобы некоторые из них было действительно трудно вспомнить. В числе предъявляемых изображений были фотографии выдающихся людей, известных мест и общеупотребительных предметов.



Наблюдения за тем, как активность мозга менется во времени, указывают на то, что человеческая память работает по ассоциативному принципу — от частного к общему. Каждая деталь воспоминания тянет за собой новую деталь, пока образ не восстанавливается полностью



♣



Квантовая информация обладает поразительным свойством: она может физически присутствовать в нашем мире, но быть совершенно недоступной для «считывания». Это свойство отчасти разрешает информационный парадокс черных дыр.

[[/i]Ничего удивительного. В силу тотально действующего принципа "объект в ОБЪЕКТЕ" строение материи бесконечно вглубь (и во вне), пока не доказано обратное. Инфа может передаваться на уровне, который не зарегистрируешь на уровне (макроуровне), который находится выше[/i]]

http://elementy.ru/news/430149

Многие «парадоксы», с которыми иногда приходится сталкиваться в жизни, являются на самом деле не настоящими логическими противоречиями, а лишь результатом неправильного использования терминов и понятий там, где их применять нельзя. [а ведь Хаббард каждую книжку начинал с того, что значение слов надо знать ] Преподаватели знают, что очень полезно ставить перед студентом такого рода «парадоксы» для углубления понимания дисциплины.



И вот сейчас на удочку, похоже, попались сами ученые. Как утверждается в статье J. A. Smolin and J. Oppenheim, Physical Review Letters, 96, 081302 (28 February), доступной также как hep-th/0507287, знаменитый клубок парадоксов, связанных с (не)исчезновением информации в черной дыре, возникает, по крайней мере, отчасти из-за неправильного использования понятия информации в квантовой теории.



Напомним вкратце суть проблемы.



Квантовая механика прекрасно описывает мир микрочастиц, в котором гравитация столь слаба, что ею обычно пренебрегают. Общая теория относительности, наоборот, описывает гравитационные явления в астрономических масштабах, там, где квантовые эффекты не важны. Обе эти теории безупречно выполняются в своих областях применимости и не мешают друг другу.



По-настоящему столкнулись эти две теории в 1975 году, когда Стивен Хокинг открыл, что черные дыры обязаны «испаряться»: фотон за фотоном излучать свою энергию в окружающее пространство, сами при этом постепенно уменьшаясь. Тут-то и оказалось, что свойства этого процесса, вычисленные по теории относительности, противоречат основным постулатам квантовой теории. Получается, либо общая теория относительности, либо квантовая механика в этом конкретном процессе перестанут работать, но кто именно — пока неизвестно (впрочем, сам Стивен Хокинг уже пришел к определенной точке зрения).



Физики эту дилемму обычно формулируют в виде информационного парадокса. При теоретическом описании любого тела физики оперируют характеризующей его информацией: количеством молекул, их движением, их взаимным расположением и т.п. И при падении тела в черную дыру эта информация поглощается вместе с телом.



Если приближение, использованное Хокингом в вычислениях, справедливо, то черная дыра будет служить универсальным уничтожителем информации. Не важно, что и в каком состоянии в нее упадет: в результате испарения будет всегда один и тот же беспорядочный набор фотонов. Первоначальная информация, заключенная в теле, исчезает из нашего мира напрочь, и это противоречит одному из главных постулатов квантовой механики.

Эта инфа остается в Дыре. Там перемешивается и уплотняется так, что ничего уже не разберешь. Все в точном соответствии с принципом "о в О". Не понял, какие проблемы?...



Если же вычисления Хокинга неточны, а квантовая механика, наоборот, применима и в этом случае, то вылетающие фотоны будут содержать в себе информацию об упавшем в черную дыру теле, и ее, теоретически, можно восстановить, полностью или частично (хоть с практической точки зрения это нереально). Остается, однако, непонятным, почему в этом случае не срабатывает теория относительности.



Были, конечно, и попытки примирить эти две теории. Например, можно предположить, что информация не исчезает, а лишь накапливается внутри черной дыры, оставаясь недоступной внешнему миру. И лишь в последний момент, когда испарятся последние остатки микроскопической черной дыры (для которой расчеты Хокинга заведомо неприменимы), вся информация и выйдет наружу. Впрочем, скептики сразу же возразили: микроскопическая черная дыра слишком мала, чтобы удержать столько информации, а значит, это предложение не проходит.



И вот тут-то интуиция и подвела физиков. На самом деле, как подчеркивается в статье, из того факта, что информация пока что не вышла из черной дыры, вовсе не следует, что она все еще внутри!



Авторы напоминают, что свойства квантовой информации отличаются от свойств обычной, классической информации. Квантовая информация не обязана быть локализована где-то в пространстве и, как недавно было обнаружено, ее часто нельзя разделить на части. Иными словами, если взять «квантовую книгу» и разделить ее на две части, то может оказаться, что ни одна из половинок не даст нам вообще никакой информации.



В случае черных дыр возможна даже такая ситуация: материальные носители, фотоны, в процессе утечки информации наружу нам доступны, мы знаем, что они как-то кодируют в себе эту информацию, но расшифровать ее нельзя даже принципе. Грубо говоря, невозможно определить, что именно у фотонов надо измерить, чтобы извлечь эту информацию.



Получается, что весь огромный объем информации вовсе не обязан прятаться внутри черной дыры; он может присутствовать во внешнем мире, но быть столь «намертво» зашифрованным, что окажется недоступным ни для какого наблюдения. Для того, чтоб получить доступ к этой «летописи», надо дождаться самых последних битов этого потока информации (а их микроскопическая черная дыра удержать вполне может), которые и послужат ключом к полной расшифровке.



Авторы подчеркивают, что они вовсе не предъявляют полное решение информационного парадокса черных дыр: оно будет получено лишь после создания более-менее цельной теории квантовой гравитации. Однако они доказывают, что, по крайней мере, некоторые грани этой проблемы есть лишь следствие неправильных аналогий и к исходному вопросу имеют мало отношения.

---

Бог - искусственное существо.

Американские биоинформатики впервые в мире построили динамическую компьютерную модель живого организма на атомном уровне. Этой чести удостоился один из самых простых вирусов.

http://elementy.ru/news/430157

Группа биоинформатиков из Университета штате Иллнойс в Урбане-Шампейне (University of Illinois at Urbana-Champaign) и Университета штата Калифорния в Ирвине (University of California at Irvine) впервые в мире построила динамическую модель целого живого организма — вируса.



Вирусы являются самыми простыми живыми существами. Многие биологи даже не признают их организмами и называют органическими частицами. Размножаться вирусы могут, только проникнув в живую клетку и используя ее ресурсы и механизмы. Для моделирования был выбран самый один из самых простых известных вирусов — вирус-сателлит табачной мозаики. Его размер составляет всего около 20 нм. Свое название он получил за то, что не может даже самостоятельно взять под контроль клетку и размножается только в тех клетках, которые уже атакованы вирусом табачной мозаики, который часто поражает сельскохозяйственные культуры, в особенности томаты.



Вирус-сателлит состоит из сферической молекулы РНК, окруженной белковой оболочкой. Чтобы обеспечить реалистичность модели виртуальный вирус поместили в крошечную капельку соленой воды. Вся модель в целом содержала более миллиона атомов. Их взаимное расположение и движение рассчитывалось с учетом сил межатомного взаимодействия, как это обычно делается при моделировании макромолекул.



Несмотря на то, что в новой модели действительно впервые в мире на компьютере целиком смоделировано живое существо, это не самый крупный расчет подобного рода. Осенью прошлого года в Лос-Аламосской национальной лаборатории была создана динамическая модель работы рибосомы, синтезирующей молекулу белка, в которой модели учитывалось движение более 2,5 млн атомов.

---

Туповатые верующие, которые верят, очевидно, в туповатого Бога - посрамлены! :)

Новое в теории появления жизни на Земле

http://elementy.ru/lib/25618/25620

Сразу же после того, как сформировались планеты и на их поверхность попало первое «допланетное» органическое вещество (и даже если не попало), на Земле начались те самые физико-химические процессы, которые породили жизнь. Для научной корректности, а также для того, чтобы можно было подсказать геологам, где искать следы первичной протожизни, сформулируем задачу — договоримся, что именно мы понимаем под феноменом «жизнь» и что могло быть ее первым проявлением.



Сегодня ученые считают, что нечто, называемое жизнью, должно отвечать нескольким условиям.

1. Жизнь — это обязательно процесс, то есть функционирование за счет обмена веществом и энергией с окружающей средой.

2. Живые объекты способны к размножению и воспроизведению себе подобных.

3. Наконец, все живые объекты способны к прогрессивной эволюции в сообществе таких же объектов, благодаря наличию у них биологической памяти, способной запоминать признаки, благоприобретенные в ходе естественного отбора по Ч. Дарвину.



Причем должна выполняться вся совокупность условий — любое из них в отдельности не делает объект живым. Таким образом, несмотря на то что все процессы в живых организмах — химические, однако взятая отдельно химическая реакция не является жизнью, так же как и «воспроизведение» себе подобных. Например, рост кристаллов не что иное, как саморепликация подобных соединений и структур. Но это не жизнь. Простой обмен со средой веществом и энергией тоже не есть жизнь. К примеру, основной объект исследования Института катализа — каталитические химические процессы, в основе которых лежит именно обмен веществом объема с поверхностью катализатора. Но ведь и химический катализ — это тоже не жизнь.



Только тогда, когда появляется биологическая память, дающая возможность накапливать наследственную информацию и передавать ее дальше, можно говорить о жизни. Биологическая память — это основа для естественного отбора, в ходе которого организмы усложняются, адаптируются к окружающей среде и эволюционируют. Во всех живых организмах основой биологической памяти служат молекулы РНК и ДНК.



Мы задали себе вопрос: «А возможно ли, что существовали более простые предшественники РНК и ДНК, обладавшие тем не менее свойствами, сходными с молекулярной памятью?» На самом деле очень близки к биологическим автокаталитические системы. Это системы, в которых химическая реакция ускоряется собственными конечными продуктами реакции или предшественниками этих продуктов. Иными словами, в автокаталитических реакциях, как и в сообществе живых организмов, происходит размножение, то есть саморепликация молекул. Простейшая автокаталитическая реакция может быть записана как R + X —> 2 X. После реакции молекулы автокатализатора Х с «молекулой пищи» R получаются две молекулы автокатализатора. При достаточном количестве пищи в системе такое удвоение приводит к лавинообразному росту количества автокатализатора в системе.



А теперь посмотрим, как будет вести себя такая автокаталитическая реакция в открытой системе, где есть обмен веществом с окружающей средой, но количество «пищи» ограничено. Расчеты показывают, что существуют два стационарных состояния такой системы. В первом (неустойчивом) количество автокатализатора точно равно нулю. Это понятно: для того чтобы его концентрация росла, необходима исходная затравка в виде хотя бы одной предшествующей молекулы автокатализатора. Во втором стационарном состоянии концентрация автокатализатора линейно увеличивается с увеличением количества пищи. Но при этом концентрация пищи должна превышать некий минимальный уровень, зависящий от свойств конкретного автокатализатора. Если этого не происходит, то количество автокатализатора также станет равным нулю. Таким образом, для автокаталитических реакций существует критический предел, при котором еда еще есть, а автокатализатор уже исчез, то есть вымер. Причем полностью, до единой молекулы.



Теперь представим, что структура или состав молекулы могут как-то меняться. (Не будем пока называть это мутацией.) Изменение структуры и состава молекулы приводит к изменению ее свойств. Поэтому для каждой измененной молекулы будет своя критическая концентрация пищи. Если концентрация пищи будет уменьшаться до значений ниже критических, то сначала исчезнут те автокатализаторы, для которых эти критические значения количества пищи были максимальны. Если количество пищи снова увеличится, то исчезнувшие типы автокатализаторов не восстановятся уже никогда, потому что исчезли их затравки (рис. 3). Чем это не естественный отбор, аналогичный отбору в биологических популяциях?



Читатель сразу спросит: «А что, уже известны такие автокаталитические реакции с мутациями автокатализатора и с элементами «естественного отбора»?». Известна по крайней мере одна, и довольно хорошо — это так называемая «формозная» реакция Бутлерова, которая была открыта в России почти 150 лет тому назад. Синтез сахаров из молекул формальдегида

протекает в присутствии ионов кальция или магния при комнатной температуре в водных растворах. Автокатализаторами в реакции Бутлерова служат синтезируемые в ней же сахара. Интересно, что эту реакцию активно исследовали в 70-х годах прошлого века, поскольку хотели с ее помощью получать искусственную пищу во время длительных полетов на Марс. Но безуспешно: направить реакцию Бутлерова на синтез сахаров какой-либо заранее заданной структуры так и не вышло. Всегда получался целый набор продуктов самой различной структуры, который включал не только полезные, но и ядовитые сахара. Проблему бросили, так и не решив.



Между тем большой набор сахаров — это не что иное, как прототип мутаций. Изображенные на рисунке сахара одинаковы по атомному составу, но при этом совершенно различны по свойствам. А раз так, то разными должны быть и критические концентрации формальдегида, при которых можно ожидать вымирания сахаров-автокатализаторов при понижении концентрации формальдегида.



Теперь вспомним, что полные химические названия РНК и ДНК — рибонуклеиновая кислота и дезоксирибонуклеиновая кислота, и корень обоих названий происходит от слова «рибоза». Рибоза — это сахар с пятью атомами углерода, который лежит в основе нуклеотидов, формирующих РНК и ДНК (рис. 5). Нуклеотиды РНК и ДНК отличаются от просто сахаров дополнительными фосфатными группами и азотсодержащими органическими соединениями. Отличие нуклеотидов РНК от нуклеотидов ДНК еще меньше — немного различаются азотистые основания, да в сахарном остатке ДНК не хватает одной гидроксигруппы. Причем если уже есть молекула сахара, то фосфорные и азотные соединения, необходимые для построения нуклеотидов, присоединяются к ней сами без серьезных проблем. Надо отметить, что и другой важный химический компонент живых организмов — переносчик энергии АТФ (аденозинтрифосфат) — тоже содержит моносахарид рибозы. То есть сахара — основа всего живого. И именно молекулы на основе сахаров, а не аминокислот (и следовательно, не белки) ответственны за биологическую память, то есть за отличие живого от неживого.



Для того чтобы экспериментально подтвердить наши предположения, несколько лет назад мы возобновили исследования реакции Бутлерова в Институте катализа. Прежде всего надо было выяснить, какие же типы сахаров — наиболее активные автокатализаторы в этой реакции. Это могло бы подсказать и ответ на вопрос, действительно ли возможен естественный отбор в реакции Бутлерова. Следующий принципиальный вопрос — какую роль в реакции играют ионы кальция или магния и каков механизм их каталитического действия.



Реакцию мы исследуем в довольно простых «проточных» устройствах, которые тем не менее способны моделировать открытые системы с обменом веществ (рис. 6). В стеклянный реактор с хорошо перемешиваемым содержимым подают исходные компоненты, а раствор с продуктами реакции непрерывно вытекает из реактора. Самое важное и сложное — химический анализ того, что получается из формальдегида.



Уже первые исследования показали, что далеко не все типы сахаров одинаковы. Кетозы, то есть те из сахаров, в молекулах которых один из атомов кислорода находится в строго определенном месте — активнее, чем альдозы. А самые активные — маленькие сахара с двумя и тремя атомами углерода: гликолевый и глицериновый альдегиды, а также дигидроксиацетон. При этом оказалось, что состав сахаров, которые получаются при стационарном протекании реакции, не зависит от природы вводимого в небольших количествах сахара — затравки.



В качестве затравки мы использовали самые разные сахара, но химический анализ на очень чувствительных хроматографах каждый раз показывал, что состав продуктов абсолютно одинаков.



Мы обнаружили в продуктах более 14 различных сахаров, но только три из них — глюкоза, сорбоза и эритроза — широко известны.



Четыре продукта неизвестны до сих пор, и это вопрос, на который предстоит ответить в ближайшее время. Ответ на него может оказаться очень важным, поскольку биохимики считают, что для образования первичных нуклеотидов не нужна была именно рибоза, все могло начаться и с других ее аналогов.



Откуда взялись самые первые молекулы сахаров, которые запустили автокаталитическую реакцию, мы уже знаем. Согласно нашим экспериментам, упомянутые выше простейшие сахара можно получить и без реакции Бутлерова, просто облучив водные растворы формальдегида УФ-светом.



С исходной пищей — формальдегидом тоже все довольно просто. В первичной атмосфере Земли, практически не содержавшей кислорода, формальдегид, несомненно, присутствовал, причем в больших количествах, поскольку возможны несколько путей его образования. Например, он мог получаться в древней атмосфере Земли при мощных разрядах молний или на раскаленных каталитически активных лавах. Хорошо известно, что в этой атмосфере присутствовали водород, оксид углерода, метан, водяной пар, углекислый газ, аммиак. В таких условиях для образования формальдегида достаточно горячей, содержащей железо поверхности.



За эти годы прояснилось, почему для синтеза сахаров нужны именно ионы кальция или магния. Оказалось, что все участники реакции образуют промежуточные соединения — сначала получается комплекс ионов кальция или магния с одной молекулой сахара, а потом к нему присоединяется молекула формальдегида. Возможно образование комплексов с несколькими молекулами сахара.



В самые последние месяцы вообще обнаружилась фантастическая вещь. Если вместо катионов кальция взять его соль с фосфат-анионами (обычный природный апатит), то в реакции формальдегида с простейшими сахарами (которые, как было доказано, могли образоваться под действием света) почти селективно (!)



получается... долгожданная рибоза!



Вот так! Природа, вероятно, очень ловко обошлась малыми средствами. Замечу, что в апатите есть и фосфатные группы, так необходимые для создания нуклеотидов. Входят фосфаты или нет в синтезируемые сахара — покажет будущее.



Нельзя исключить, что реакция Бутлерова — не единственная автокаталитическая реакция, положившая начало естественному отбору и «жизни».

Однако другие такие реакции пока не известны — надо искать.



Из всего сказанного можно сделать следующие выводы. Во-первых, в отличие от общепринятого мнения, естественный отбор на Земле мог начаться не с РНК и ДНК, а с гораздо более простых соединений. Во-вторых — и в этом важное отличие нашей теории, пребиотический бульон необязательно должен быть густым, насыщенным разными органическими соединениями (что очень трудно предположить), а, наоборот мог быть,

весьма разбавленным — только тогда начиналась конкуренция молекул автокатализаторов за пищу.

Я полагаю, что это намного естественнее и правдоподобнее. Более того, первичный синтез сахаров в разбавленном пребиотическом бульоне по целому ряду термодинамических обстоятельств предпочтительнее, чем первичный синтез белков из аминокислот, который обычно обсуждают как первичный элемент зарождения жизни. Ведь при синтезе сахаров из молекул формальдегида не отщепляются молекулы воды, как это происходит при синтезе белков из простых аминокислот. Это значит, что сахара, в отличие от белков, стабильны даже в очень разбавленных водных растворах. Белки же в разбавленных растворах опять распадаются (гидролизуются) на аминокислоты.



Теперь вернемся к мутациям

(все-таки воспользуемся этим биологическим термином, поскольку трудно подобрать более адекватное слово) сахаров-автокатализаторов и к тому как закрепляются эти мутации в нашей системе. Полезные мутации в живых организмах крайне редки, и еще реже вероятность их фиксации. Поэтому естественный отбор в живой природе идет очень медленно. В тех условиях, в которых сейчас мы изучаем реакцию Бутлерова, и полезные, и вредные мутации происходят за очень короткие промежутки времени. По-видимому, это считанные минуты, а более точно покажут исследования. В любом случае это совершенно другой масштаб времени и совершенно другая скорость первичного химического отбора, чем предполагалось ранее.



Это означает, что первые прототипы живых объектов действительно могли появиться буквально за считанные миллионы, а может быть, даже сотни тысяч лет. Миллиарды лет были для этого не нужны, о чем свидетельствует и геология.



Более того, гипотеза о важной роли автокаталитического синтеза сахаров может пролить свет и на появление хиральности в живом мире. Хорошо известно, что существуют «правые» и «левые» изомеры сахаров и в живых организмах почему-то представлены только правые (а вот аминокислоты, напротив, только левые).

Если исходить из нашей гипотезы, то получается, что присутствие в живых организмах именно правых изомеров — случайность. Молекулы практически всех сахаров обладают свойством хиральности, поэтому первая же молекула сахара-автокатализатора, которая имела существенные «эволюционные» преимущества над другими, очень быстро могла съесть остальные. После этого природе уже ничего не оставалось, кроме как использовать эту случайную правую молекулу для построения более сложных, а затем и живых организмов.



Наконец, опираясь на сказанное выше, можно дать более широкое физико-химическое определение понятию «жизнь». Это не формализм. Ведь важно, чтобы мы в поисках примитивной жизни в космосе не прошли мимо того, что следует воспринимать как жизнь или ее первичные проявления. По нашему мнению,



жизнь — это фазово-обособленная форма существования функционирующих автокатализаторов, способных к химическим мутациям и претерпевших достаточно длительную эволюцию за счет естественного отбора.



Мы пока не затрагивали вопрос о том, откуда берутся фазово-обособленные формы. Можно надеяться, что исследование реакции Бутлерова и других автокаталитических реакций поможет ответить и на этот вопрос. Однако уже сейчас известно, что такие системы существуют — например, реакции каталитического синтеза полимеров (полипропилена или полиэтилена). Полимер формируется сразу в виде отдельной фазы — микрогранулы или глобулы, внутри которой работает катализатор, наращивающий продукты вокруг себя.



Из всего этого следует еще один заранее неочевидный, но очень важный вывод: если все происходило именно так, как мы говорили выше, то

появление жизни на основе именно РНК и ДНК предопределено. То есть других форм жизни появиться не могло. И значит, РНК и ДНК образуются на любой планете, геологическая история которой сходна с историей Земли.



Автор благодарит всех, кто принимает участие в этой работе: сотрудников Института катализа СО РАН, специалистов Института биофизики, физических и математических институтов Сибирского отделения РАН и особенно дипломников, а теперь уже аспирантов Новосибирского государственного университета, которые проводят многие химические эксперименты для подтверждения обсуждаемой гипотезы.

---

2 часа ночи, г. Заречный, Свердловской о., 26.03.2006г.

Из своего окна квартиры наблюдал на небе быстро движущиеся полоски неяркого белого света, как длинные плоские волны. Полоски света превращались в зайчики, количеством около восьми, которые по кругу вращались по часовой стрелке, стягиваясь к некому Центру, но сблизившись, исчезали. Все это ОЧЕНЬ походило на зайчики от вращающегося стеклянного Шара, который вешают на дискотеке. Только Его еще равномерно раскачивало и он перемещался на север. Выше висело белое облако. Так повторялось много раз. Центр игры зайчиков перемещался в сторону севера.

Через 10 минут мне надоело смотреть одно и то же и я отправился спать.

---

1.Обоснован фрактальный принцип организации внутренней структуры у важнейшей элементарной частицы - протона.

http://www.laboratory.ru/articl/hypo/ax161r.htm

2. Найден фрактал нового типа - фундаментальный бинарный фрактал, характерный для внутренней структуры элементарных частиц и получена формула нового типа - фрактальная формула, которая строится на основе констант фрактала.



3. Фундаментальный бинарный фрактал и фрактал протона отличаются от известных фракталов, что делает их уникальными среди известных фрактальных конструкций.



4. Фрактал протона и фрактальная формула протона отражают закономерность структурогенеза этой элементарной частицы и позволяют получить важнейшие количественные характеристики протона расчетным путем.



5. Фрактал протона и фрактальная формула протона позволили получить теоретическим расчетом значение фундаментальной физической константы mp/me и предсказать существование новых фундаментальных физических констант.



6. Фрактал протона следует считать "физическим фракталом", поскольку он представляет собой не бесконечную структуру, а имеет фиксированный масштаб, в котором структура завершается на 20-ом шаге структурогенеза вещества и состоит из 10 иерархических уровней, повторяющих структуру элементарной ячейки фрактала.



7. Есть основание полагать, что во фрактале протона зашифрован универсальный закон, в соответствии с которым происходит образование природных структур, поэтому фрактал протона и фрактальная формула протона могут послужить основой для раскрытия фундаментального генетического кода строения вещества во Вселенной.

кандидат технических наук Н.В. Косинов E-mail: [email protected]





Теория струн

http://www.inauka.ru/science/article62982.html

В 1968 году два молодых теоретика из ЦЕРНа, Габриэле Венециано и Махико Сузуки, занимались математическим анализом столкновений пионов Подобные квантовые коллизии описывают с помощью матрицы рассеяния, которая позволяет найти вероятности переходов сталкивающихся частиц из начальных состояний в конечные.



В каждом случае ее обычно вычисляют лишь приближенно. Венециано и Сузуки независимо друг от друга заметили, что амплитуду парного рассеяния высокоэнергетичных пионов можно очень точно выразить с помощью малоизвестной бета-функции, которую в 1730 году придумал Леонард Эйлер.



А в 1970 году Ёчиро Намбу, Тецуо Гото, Леонард Сасскинд и Хольгер Нильсен обнаружили поистине удивительную вещь. Они вывели эту же формулу, предположив, что взаимодействие между сталкивающимися пионами возникает из-за того, что их соединяет бесконечно тонкая колеблющаяся нить, подчиняющаяся законам квантовой механики. Этот неожиданный результат дал толчок изобретению моделей, представляющих элементарные частицы в виде сверхмикроскопических одномерных камертонов, вибрирующих на определенных нотах. Их-то и стали называть струнами.



Первая версия теории струн получила название бозонной, так как имела дело только с целочисленными спинами. Однако в 1971 году Джон Шварц, Андре Невё и Пьер Рамон нашли обобщение струнной концепции, которая описывала как бозоны, так и фермионы, частицы с полуцелым спином. В этой модели с каждой бозонной струнной вибрацией сочетается парная ей фермионная. В квантовой теории поля такое соответствие между бозонами и фермионами именуют суперсимметрией. Поэтому новую версию стали называть суперсимметричной теорией струн или, короче, теорией суперструн.



Изначально в ней видели кандидата на общую теорию сильного взаимодействия между элементарными частицами. Но как раз в начале 1970-х появилась квантовая хромодинамика, чрезвычайно эффективный способ описания сильных взаимодействий, основанный на кварковой модели. Теория струн на этом фоне выглядела чистой экзотикой, которая к тому же не могла похвастаться ни внутренней стройностью, ни экспериментальными подтверждениями. Поэтому почти все специалисты ее просто проигнорировали.



Юная теория сразу же столкнулась и с трудностями иного рода. В том же 1970 году американец Клод Лавлейс заметил, что модель Венециано математически корректна только в случае, если пространственно-временной континуум является 26-мерным. Это еще можно было пережить, но вскоре Шварц, Невё и Рамон ввели в теорию струн спин и доказали, что в таком виде она может реализоваться только в десятимерном пространстве-времени, вмещающем девять пространственных измерений и одно временное. Это был шок: физикам еще ни разу не приходилось сталкиваться с теорией, которая бы сама выбирала размерность. Уравнения механики Ньютона, максвелловской электромагнитной теории, СТО, ОТО и квантовой электродинамики можно написать для любого числа измерений, и они будут работать. А теория суперструн непременно требовала для себя пространства-времени одной определенной размерности и ни на какое иное напрочь не соглашалась (причем требовала не привычное 4-мерное пространство-время).



Спасение пришло с неожиданной стороны. при решении струнных уравнений появлялись замкнутые кольца, которым соответствовали неизвестные науке безмассовые частицы со спином 2. Все попытки от них избавиться ни к чему не приводили – теория попросту рассыпалась. Эти частицы безуспешно пытались обнаружить в экспериментах на ускорителях. Однако Шварц и его парижский коллега Джоэл Шерк выдвинули смелую гипотезу, которая разрешила это затруднение и представила всю теорию струн в совершенно новом свете.



Теоретики много лет пытались найти квантовую версию общей теории относительности. Эта задача была и остается орешком особой твердости. Уравнения ОТО предсказывают существование гравитационных волн, которые при квантовании превращаются в гравитоны, переносчики силы тяготения. Практически все теоретики были согласны, что гравитонам положено обладать нулевой массой и двойным спином. И вот в 1974 году Шварц с Шерком заявили, что таинственная безмассовая частица струнной модели и есть гравитон! Отсюда следовало, что теория струн – это не метод описания сильных взаимодействий, а математический каркас для конструирования квантовой теории тяготения. Она не конкурент квантовой хромодинамике, ее задача – объединить все фундаментальные взаимодействия и стать Теорией Всего.



Столь неслабую заявку сначала почти никто не поддержал. Высказывалось мнение, что "струнники" потерпели неудачу на сильных взаимодействиях и теперь отчаянно пытаются найти для своей модели новое применение. к тому же Шварц и Шерк пришли к выводу, что длина струны должна составлять 10–33 см. С объектами таких размеров физика никогда не имела дела. Да еще в теории суперструн обнаружились пренеприятные аномалии, например нарушения закона сохранения энергии. И поэтому большинство теоретиков предпочло трудиться над объединением квантовой хромодинамики и теории электрослабых взаимодействий, которое в середине 1970-х привело к появлению успешной Стандартной модели элементарных частиц.



Но горсточка энтузиастов продолжала работать, и в конце концов к ним пришла удача. В 1984 году Джон Шварц и Майкл Грин доказали, что аномалии теории суперструн взаимно аннулируют друг друга. в результате интерес к ней возродился, и к середине 1990-х она уже существовала в пяти различных формулировках. Разнобой продержался недолго: в 1995 году Эдвард Виттен установил, что эти формулировки являются разными воплощениями единой суперструнной модели, которую он окрестил М-теорией (



Виттен сделал даже больше. Точные уравнения теории суперструн сложны и плохо поддаются интерпретации, и физики предпочитали их приближенные версии. В некоторых формулировках теории струн появлялись предельные случаи, которые добавляли к ней еще одно пространственное измерение. Виттен показал, что это не случайность: теория суперструн с 10-мерным пространством-временем оказалась лишь аппроксимацией более полной 11-мерной структуры!



Этот результат привел к глубокой перестройке основ теории. Виттен, Пол Таунсенд и еще несколько физиков добавили к одномерным струнам пространственные многообразия с большим числом измерений. Двумерные объекты стали называть мембранами, или 2-бранами, трехмерные – 3-бранами, структуры с размерностью p – p-бранами. Теория струн превратилась в теорию бран произвольной размерности – от 1 до 9. Однако одномерные струны все равно остаются главными: именно их вибрации и проявляют себя в виде элементарных частиц. А вот браны ограничивают свободу струнных движений, причем только струн со свободными концами. Джозеф Полчински доказал, что оба конца таких струн всегда закреплены либо на одной и той же бране, либо на двух бранах, причем не обязательно одинаковой размерности. Замкнутые в кольца струны концов не имеют и могут гулять сами по себе, как кошка у Киплинга.



Лишние шесть измерений. Их мы не воспринимаем, и они могут быть "свернуты", например, в пространстве Калаби-Яу



Это обстоятельство очень важно. Обычно пишут, что мы не ощущаем присутствия шести или семи дополнительных пространственных измерений из-за того, что они свернуты в ультрамикроскопические клубки (компактифицированы), которые все наши измерительные инструменты, от микроскопов до сверхмощных ускорителей, не отличают от геометрических точек. Такая интерпретация стандартна, но не обязательна: электроны, кварки и прочие частицы материи представлены струнами со свободными концами. Это справедливо и в отношении переносчиков электромагнитного взаимодействия (фотонов), сильного (глюонов) и слабого (W- и Z-бозонов). Если пространство нашей Вселенной – это 3-брана (что правдоподобно) и если все "наши" частицы укоренены в ней обоими концами, они не могут ее покинуть и уйти в другие многообразия. Выходит, что мы заперты в своем пространстве не из-за того, что из него некуда выйти, а потому, что оно нас от себя не отпускает.



Однако шансы прощупать высшие измерения все же имеются. Гравитоны – это закольцованные струны, и потому бранные границы им не помеха. Они могут покидать нашу 3-брану и уходить в другие измерения. Но если переносчики гравитации способны на это, то сила тяготения должна убывать с увеличением расстояния не по ньютоновскому закону обратных квадратов, а гораздо быстрее! То, что мы этого не замечаем, может свидетельствовать о компактификации дополнительных измерений, что всегда принимала "до-брановская" теория суперструн. В этом случае отклонения от ньютоновской формулы должны проявляться лишь на очень малых дистанциях. Пока что она проверена с точностью до 0,1 мм и аберраций не обнаружено. Так что можно предположить, что масштаб высших измерений значительно меньше. Однако есть и другие интерпретации. Семь лет назад гарвардский теоретик Лиза Рандалл и ее коллега Раман Сандрум пришли к выводу, что наша 3-брана в состоянии удерживать гравитоны своим собственным притяжением. Если это так, то внешние измерения могут быть хоть бесконечно большими, а закон Ньютона все равно будет выполняться на любых дистанциях.



Теории суперструн в 2006г. году исполняется 35 лет. К чему она пришла и что еще надо сделать? Вот что считает один из самых активных и влиятельных "струнников" наших дней, профессор теоретической физики Калифорнийского университета в Санта-Барбаре Джозеф Полчински: "Теория струн, несмотря на свою странную историю, возникла не на пустом месте. Пусть ее созданию помог случай, но в то же время оно было неизбежным. Уверен, что этой теории суждено великое будущее. Главное ее достижение в том, что она открыла путь к построению квантовой теории гравитации. На второе место я бы поставил объединение в единой математической структуре всех четырех фундаментальных взаимодействий. Третий успех: теория струн дала возможность разделаться с большинством парадоксов, возникающих при конструировании квантовых моделей черных дыр. Четвертый: она чрезвычайно элегантно обогатила и расширила язык квантовой теории поля и всей математической физики. И наконец, в последние годы теория струн очень помогла современной космологии. В частности, позволила лучше обосновать и проработать концепцию множественного рождения различных вселенных, которую в рамках инфляционной космологии уже давно развивает Андрей Линде.



Что же касается проблем... Теория струн создавалась по частям, по кусочкам. Хотя сейчас мы понимаем ее гораздо лучше, чем раньше, мы еще не создали ключевые математические структуры, которые могли бы лечь в ее основу. Если квантовая механика и ОТО начались с общих уравнений, за которыми последовали приложения, то теория струн пока не нашла такой формулировки. Кроме того, неясно, как подтвердить ее экспериментально. Такие подтверждения в принципе могут прийти как со стороны космологии или астрофизических наблюдений, так и со стороны физического эксперимента.



Однако пока теория струн не дает проверяемых предсказаний.



Есть и еще одна специфическая проблема. Издавна считалось, что окончательная теория микромира позволит вывести из первых принципов основные характеристики фундаментальных взаимодействий и частиц – скажем, заряд и массу электрона. Однако из концепции мультивселенной следует существование гигантского разнообразия миров с непохожими физическими законами. В этом случае физические параметры именно нашей Вселенной в принципе невычислимы, поскольку возникли случайным образом, за счет квантовых флуктуаций, запустивших процесс ее рождения. в общем, здесь нет ничего необычного, квантовая механика давно установила, что всё предсказать невозможно. Однако физики-теоретики несколько десятилетий надеялись когда-нибудь окончательно объяснить устройство нашего мира, и отказ от этого идеала многих шокирует.



В рамках М-теории выполнены работы, которые привели к переоценке протяженности струн. Несколько теоретиков пришли к выводу, что верхний предел длин невозбужденных струн составляет не 10–33 см, а "всего лишь" 10–16 см. Конечно, и эта величина весьма мала даже по стандартам мира элементарных частиц, но в конце концов она только тысячекратно уступает размеру протона. Такая оценка увеличивает шансы обнаружить проявления струнной природы частиц в экспериментах на ускорителях следующего поколения.



Из струнной модели выводится и вся классическая релятивистская теория тяготения, общая теория относительности. Виттен как-то заметил, что, если бы ОТО не создал Эйнштейн, она вполне могла бы появиться как побочный продукт теории суперструн.



в 2003 году Андрей Линде и его коллеги получили еще один сильный результат: они показали, что теория струн дает возможность ввести в эйнштейновское уравнение энергию физического вакуума, плотность которой лишь очень ненамного превышает нуль. Добавка этого слагаемого позволяет объяснить увеличение скорости расширения Вселенной, которое было открыто в прошлом десятилетии!



О перспективах струнной теории "Популярной механике" рассказал Андрей Линде, профессор Стэнфордского университета и наш соотечественник: "Теория суперструн сама по себе является замечательным интеллектуальным достижением. За последние 20 лет это самое лучшее, что люди смогли сделать в области фундаментальной теоретической физики.



С другой стороны, она до сих пор не может предъявить ни одного экспериментального результата, который бы из нее следовал. Дело в том, что ее основные черты относятся к энергиям, которые на ныне действующих ускорителях труднодоступны.



Сейчас в Женеве строят новый ускоритель, Большой адронный коллайдер (LHC – Large Hadron Collider). Может быть, на нем обнаружат что-нибудь тесно связанное с теорией суперструн, например суперпартнеров обычных частиц. Если это произойдет, теория получит сильное подспорье. Если нет, это многих обескуражит. Некоторые боятся, что такая прекрасная сама по себе теория будет выглядеть как великолепная математика, неизвестно каким образом связанная с физикой. но у теории струн столько интереснейших интеллектуальных возможностей, что ею всё равно будут заниматься".





Ученые сфотографировали движение частиц при сильной турбулентности

http://www.inauka.ru/photos/article62745.html

Исследователям удалось пронаблюдать, как двигаются частицы при сильной турбулентности. Эксперимент проводился при помощи специально разработанной системы высокоскоростных камер.



Наблюдаемое поведение частиц хорошо согласуется с условиями Батчелора, которыми описываются турбулентные движения практически всего на земле. Разделение же при вихревых потоках частиц, выпущенных из одного места, оказалось намного медленнее, чем в теории.

---

множество Мандельбро

(иллюстрации в комментариях)



В основу множества Жулиа положено простое отображение

Z = Z2 + С,

Где z — комплексная переменная, а с — комплексная постоянная. Итеративная процедура состоит в выборе любого числа z на комплексной плоскости, возведении его в квадрат, добавлении константы с, возведении результата в квадрат, добавлении к нему константы с и т. п. Когда это вычисление выполняется с различными начальными значениями z, некоторые из них будут увеличиваться до бесконечности в ходе процесса итерации, в то время как другие остаются конечными. Множество Жулиа — это набор всех тех значений z, или точек на комплексной плоскости, которые при итерации ограничены некоторым пределом, т. е. конечны.



Чтобы определить тип множества Жулиа для определенной константы с, итерацию необходимо каждый раз выполнить для нескольких тысяч точек, пока не выяснится, продолжают ли значения увеличиваться или остаются конечными. Если конечные точки помечать черным Цветом, а те, что продолжают увеличиваться, — белым, множество Жулиа в конце концов проявится в виде черной фигуры. Вся процедура очень проста, но занимает много времени. Очевидно, необходимо использование высокоскоростного компьютера, чтобы получить точную форму за приемлемое время.

Для каждой константы с можно получить различные множества Жулиа, поэтому число этих множеств неограниченно. Некоторые из них представляют собой отдельные, связанные между собой части; другие распадаются на несколько изолированных частей; а третьи выглядят так, будто они рассыпались на мелкие осколки (рис. 6-18). Все множества отличаются неровными, изрезанными очертаниями, что характерно для фракталов, и большинство из них невозможно описать языком классической геометрии. «Получается невообразимое разнообразие множеств Жулиа, — восхищается французский математик Адриен Дуади. — Одни напоминают плотные облака, другие — тощий куст ежевики, а некоторые похожи на искры, парящие в воздухе после фейерверка. Встречается форма кролика, многие напоминают хвосты морских коньков»34.



Богатство и разнообразие форм, многие из которых напоминают живые создания, просто поражает. Однако настоящие чудеса начинаются, когда мы увеличиваем очертания любой части множества Жулиа. Как и в случае с облаком или береговой линией, такое же богатство отображается на всех уровнях диапазона исследования. С увеличением степени разрешения (т. е. когда все больше и больше знаков после точки учитывается при вычислении числа z) появляется все больше и больше деталей контура фрактала и обнаруживается фантастическая последовательность паттернов внутри паттернов — похожих, но никогда не идентичных друг другу.

Когда Мандельбро в конце 70-х годов анализировал различные математические проявления множеств Жулиа, пытаясь классифицировать их бесконечное многообразие, он открыл очень простой способ создания единого изображения на комплексной плоскости, которое может служить своеобразным каталогом всех возможных множеств Жулиа. Это изображение, с тех пор ставшее основным визуальным символом новой математики сложных систем, называется множеством Мандельбро (рис. 6-19). Это просто совокупность на комплексной плоскости всех точек с константой с, для которых соответствующие множества Жулиа представляют единые связные области. Чтобы построить множество Мандельбро, таким образом, следует построить отдельное множество Жулиа для каждой точки с на комплексной плоскости и определить, является ли это конкретное множество связным или разделенным. Например, среди множеств Жулиа, изображенных на рис. 6-18, три набора в верхнем ряду и один в центре нижнего ряда — связны (т. е. каждое из них представляет собой единую фигуру), в то время как крайние наборы в нижнем ряду разделены (т. е. состоят из нескольких отдельных областей).



Генерирование множеств Жулиа для нескольких тысяч значений с, каждое из которых складывается из тысяч точек, требующих многократных итераций, представляется невыполнимой задачей. Однако к счастью, существует мощная теорема, сформулированная самим Гастоном Жулиа, которая значительно сокращает количество необходимых шагов35. Чтобы выяснить, является ли конкретное множество Жулиа связным или разделенным, следует просто произвести итерацию для начальной точки z = 0. Если после нескольких итераций значение в этой точке остается конечным, т. е. имеет некоторый конечный предел, то множество Жулиа будет связным, каким бы фантастичным оно ни выглядело; если же это значение стремится к бесконечности, множество всегда будет разъединенным. Поэтому, чтобы построить множество Мандельбро, необходимо выполнить итерацию лишь в одной точке, z = 0, для каждого значения с. Иными словами, для построения множества Мандельбро требуется такое же количество шагов, как и для множества Жулиа.

В то время как существует бесконечное количество множеств Жулиа, множество Мандельбро уникально. Эта странная фигура представляет собой самый сложный математический объект из всех когда-либо изобретенных. И хотя правила его построения очень просты, многообразие и сложность, которые он проявляет при ближайшем рассмотрении, просто невероятны. Когда множество Мандельбро строится на фиксированной координатной сетке, на экране компьютера появляются два диска: меньший имеет относительно круглую форму, больший отдаленно напоминает очертания сердца. На каждом из двух дисков выделяется несколько небольших дискообразных наростов, расположенных вдоль границ диска, а дальнейшее повышение разрешения выявляет изобилие все более мелких наростов, напоминающих колючие шипы.

Начиная с этого момента, богатство образов, выявляемых расширением границ множества (т. е. повышением разрешающей способности вычислений), почти не поддается описанию. Такое путешествие вглубь множества Мандельбро, особенно зафиксированное на видеопленке, представляет собой незабываемый опыт36. По мере того как масштаб съемки растет и изображение границы укрупняется, кажется, что прорастают побеги и усики, которые, после очередного увеличения, растворяются в огромном количестве форм — спиралей внутри спиралей, морских коньков и водоворотов, снова и снова повторяющих одни и те же паттерны



На каждой стадии изменения масштаба этого фантастического путешествия — в ходе которого мощности сегодняшних компьютеров обеспечивают 100 000 000-кратное увеличение! — картина напоминает причудливо изрезанное побережье; образы, изобилующие в узорах этого «побережья», удивительно напоминают органические существа во всей их бесконечной сложности. И на каждом шагу нас ждет головокружительное открытие: мы снова и снова обнаруживаем мельчайшую копию всего множества Мандельбро, глубоко запрятанную в структуре его границы.

Как только изображение множества Мандельбро появилось в августе 1985 года на обложке «Scientific American», сотни компьютерных энтузиастов принялись использовать итеративную программу, опубликованную в этом номере, для собственных путешествий на домашних компьютерах в дебри множества. Паттерны, обнаруженные в этих путешествиях, эффектно раскрашивались, а полученные картины публиковались в многочисленных книгах и показывались на выставках компьютерного искусства во всех уголках мира. Рассматривая эти изумительно красивые изображения закрученных спиралей, водоворотов, морских коньков, органических форм, расцветающих и превращающихся в пыль, нельзя не заметить поразительного сходства этих картин с психоделическим искусством 1960-х годов. Это было искусство, инспирированное схожими путешествиями, но содействовали им не компьютеры и новая математика, а ЛСД и другие психоделические наркотики.

Термин психоделический («проявляющий разум») был изобретен не случайно: подробные исследования показали, что эти наркотики действуют на человека как усилители, или катализаторы, его собственных психических процессов38. Можно предположить поэтому, что фрактальные паттерны, столь поразительно проявляющиеся в ЛСД-опыте, каким-то образом встроены в человеческий мозг. Фрактальная геометрия и ЛСД были открыты почти одновременно: это еще одно из тех невероятных совпадений — или синхронизмов? — которые часто происходят в истории идей.

Множество Мандельбро можно рассматривать как склад, резервуар паттернов с их бесконечными деталями и вариациями. Строго говоря, оно не самоподобно, поскольку не только снова и снова повторяет одни и те же паттерны, включая маленькие копии всего множества, но и содержит, кроме этого, элементы из бесконечного набора множеств Жулиа! Таким образом, это сверхфрактал непостижимой сложности.

И вместе с тем эта структура, превосходящая своей сложностью все пределы человеческого воображения, строится на основе нескольких очень простых правил. Другими словами, фрактальная геометрия, как и теория хаоса, вынудила ученых и математиков пересмотреть само понятие сложности. В классической математике простые формулы соответствуют простым формам, сложные формулы — сложным формам. В новой математике сложных систем ситуация радикально другая. Простые уравнения могут генерировать поразительно сложные странные аттракторы, а простые правила итерации порождают структуры более сложные, чем мы можем себе представить. Мандельбро видит в этом новое волнующее направление в науке:

Это очень оптимистичный результат, потому что в конце концов изначальный смысл изучения хаоса состоял в попытке найти простые законы в окружающей нас Вселенной... Человек всегда направляет свои усилия на поиск простых объяснений для сложных реальностей. Однако контраст между простотой и сложностью никогда еще не был сравним с тем, что мы находим здесь39.

Огромный интерес к фрактальной геометрии распространился далеко за пределы математического сообщества. Мандельбро видит в этом здоровое направление развития общества. Он надеется, что это положит конец изоляции математики от других видов человеческой деятельности и повсеместному игнорированию математического языка даже среди людей, в общем, высокообразованных.

Эта изоляция математики — поразительный показатель нашей интеллектуальной разобщенности, и в этом смысле она относительно нова. На протяжении нескольких веков многие великие математики вносили выдающийся вклад и в другие области. Так, в XI веке, персидский поэт Омар Хайям, всемирно известный автор «Рубапят», написал, помимо этого, новаторскую книгу по алгебре и служил официальным астрономом при дворе халифа. Декарт, основатель современной философии, был блестящим математиком, а также практиковал медицину. Оба изобретателя дифференциального исчисления, Ньютон и Лейбниц, проявляли активность и в других областях знания помимо математики. Ньютон был натурфилософом и внес фундаментальный вклад практически во все разделы науки, известные в его времена, а кроме того, в алхимию, теологию и историю. Лейбниц известен прежде всего как философ, но он также был основателем символической логики и большую часть своей жизни вел активную деятельность в качестве дипломата и историка. Великий математик Гаусс был также физиком и астрономом, изобрел несколько полезных технических устройств, в том числе электрический телеграф.

Эти примеры, к которым можно добавить не один десяток других, показывают, что на протяжении всей нашей интеллектуальной истории математика никогда не была изолирована от других сфер человеческого знания и деятельности. В XX веке, однако, прогрессирующий редукционизм, фрагментация и специализация привели к крайней степени изоляции математики даже внутри научного сообщества. Так, теоретик хаоса Ральф Эбрем вспоминает:

Когда я начал свою профессиональную деятельность в математике в 1960 году, то есть не так уж давно, математика во всей ее полноте отвергалась физиками, включая и самых авангардных математических физиков... Было отвергнуто все, что еще год или два назад использовал Эйнштейн... Физики отказывали старшекурсникам в разрешении на посещение математических курсов, проводимых математиками: «Учитесь математике у нас. Мы научим вас тому, что вам следует знать»... Это было в 1960 году. К 1968 году ситуация изменилась полностью.

Великое очарование теорией хаоса и фрактальной геометрией, распространившееся среди людей, которые работают в разных областях — от ученых до менеджеров и художников, — возможно, и в самом деле свидетельствует, что изоляции математики приходит конец. В наше время новая математика сложных систем все чаще побуждает людей к осознанию того, что математика вообще — это нечто намного большее, чем сухие формулы; что понимание паттерна — необходимый путь к пониманию окружающего нас живого мира; и что все проблемы паттерна, порядка и сложности — это проблемы существенно математического характера.

---

Вселенная при взрыве расширялась быстрее скорости света

http://www.enlt.narod.ru/vselen.htm

Всего двадцать лет назад астрономы с помощью телескопов в лучшем случае могли обозревать не более двух процентов объема нашей Вселенной. Так говорит А. Ренцини, сотрудник одной из крупнейших в мире обсерваторий - Европейской Южной. "А сегодня, - продолжает он, - мы в состоянии осматривать девять десятых объема нашей Вселенной. Мы видим почти все, что можно увидеть. И этот прорыв в космические дали есть не что иное, как путешествие в глубь времен".



Ученые убеждены, что период младенчества Вселенной и сам породивший ее взрыв должны были оставить своего рода "эхо". Оно и в самом деле не исчезло. В космосе блуждают электромагнитные колебания, которые и в наши дни пронизывают все пространство. Правда, сейчас они уже не обладают той чудовищной энергией, при которой родилось мироздание.



Спутники установили, что реликтовое первичное излучение - удивительно равномерный поток, пронизывающий космос во всех направлениях. Лишь тысячные доли процента составляют в нем некую неравномерность.



Анализ этого феномена показывает, что Вселенная в свою раннюю фазу должна была расширяться со скоростью, превышающей скорость света. В миллиардные доли секунды она из частицы, меньшей, чем атомное ядро, достигла астрономических размеров. И здесь нет противоречия с теорией относительности, с ее постулатом о предельной скорости света. Эйнштейн утверждал, что скорости не могут выйти за пределы световой, когда тела движутся в пространстве, но в момент взрыва само исчезающе малое пространство также расширялось вместе с продуктами взрыва.



В самом начале, когда Вселенная была телом, меньшим, чем атомное ядро, там господствовали, согласно А. Линде, те же законы, что существуют в мире элементарных частиц, в котором не бывает покоя. Волнуется энергия, как волны в море. При этом иногда возникают флуктуации - случайные отклонения от средних величин. Неожиданное расширение космоса, считает Андрей Дмитриевич, связано с тем, что флуктуации неимоверно выросли и стали зачатками галактик и звезд.



Такое расширение привело к образованию немыслимо большого космоса, который представляет собой отражение немыслимо маленького первоначального ядра. Самое большое и самое малое повторяют друг друга.



Анализ и осмысление измерений, проведенных спутником "Кобе", подтверждают модель, предложенную А. Линде: в космическом реликтовом излучении (мы его назвали "эхо Большого взрыва") обнаружены тончайшие завихрения. Эти неравномерности - отражение того разделения облаков первичной материи, которое возникло после начала расширения. Завихрения действительно похожи на волны, которые должны были быть в мини-вселенной - во взорвавшемся ядре, породившем нашу большую Вселенную.



Галактические спирали и скопления, звезды и планеты, которые сияют на ночном небе, можно сравнить с легкой декорацией, с украшением из крема на темном шоколадном торте. То есть на фоне "темной материи".



То, что "темная материя" определяет структуру формы космических объектов, астрофизики выяснили, проведя многочисленные измерения во Млечном Пути, нашей родной галактики. Звезды, находящиеся на периферии этой галактики, так быстро вращаются вокруг ее центра, что давно должны были под действием центробежных сил разлететься, если бы галактика состояла лишь из той массы, которая светится. Но поскольку "темная материя" - это основной источник сил притяжения, то именно она позволяет сохранить Млечному Пути свою форму. "Темная материя" выступает в роли вещества, цементирующего галактики.



Звездные скопления, отдельные звезды со спутниками, белые карлики, кометы, черные дыры - их суммарная гравитация может быть лишь малой частью той огромной силы, которая скрепляет галактики. Они не могут создать столь могучего тяготения, какое господствует в галактиках.



И еще одну загадку задает нам природа: не известная до недавнего времени сила - антигравитация. В чем она проявляется? Астрофизики определяют возраст нашей Вселенной в 15 миллиардов лет. Скорость разлетания галактик во Вселенной так велика, что пока невозможно даже предположить, что они затормозятся и повернут вспять. Напротив, скорость, с которой разлетается наша Вселенная, все время возрастает. И словно где-то есть ускоритель, особо действующий на все удаленные от центра Вселенной объекты. Какая-то причина заставляет космос все быстрее расширяться.



Интересно, что А. Линде свою гипотезу о происхождении Вселенной тоже связал с этим самым "ничто". В его предположениях оно играет ведущую роль: весь космос возник из "ничто". Наполняющая вакуум энергия при содрогании, встряске, по его мнению, вызвала тот Большой взрыв, от которого пошел мир галактик, звезд и газовых облаков, словом, вся наша Вселенная. Затраты энергии на такую "встряску", судя по расчетам, были не столь уж грандиозны. И поэтому можно полагать, что дело не ограничилось рождением одной Вселенной. Их могло образоваться множество!



Как рассказывает сам А. Линде, вынашивание мысли о множественности вселенных было долгим и мучительным. Ученый впадал в депрессию, перед ним глухой стеной вставали, казалось, неразрешимые противоречия. Потом, порой неожиданно для самого себя, он начинал ясно понимать механизм "хаотической инфляции", которая могла объяснить, как произошел Большой взрыв. Исходным моментом рассуждений А. Линде стала молния из "ничего" - так называемые флуктуации. Поскольку вакуум заряжен энергией, в некоторые моменты возникают ее сгустки. Их существование длится ничтожную долю секунды (дробь, в которой единица делится на 1015).



Временами, утверждает автор гипотезы, концентрация и напор в вакууме могут действовать сообща и расширяться. При этом вступает в игру эффект роста снежного кома, начинается космическая инфляция, и ничтожный объем в вакууме мгновенно вырастает до астрономических размеров. А. Линде оценивает температуру, при которой родилась Вселенная, в 10 миллиардов градусов.



Связь энергии с массой показал еще Эйнштейн. Примерно как водяной пар при остывании конденсируется в капли, так и в нашем случае часть начальной энергии из лучевой конденсировалась в элементарные частицы и атомы - вначале водорода и гелия.



Поскольку флуктуации, с одной стороны, - это начало всех начал, а с другой - отклонения в вакууме должны повторяться. И первоначальный взрыв - не единственный. Каждый раз, когда случайно сталкиваются частицы энергии, возникает новая вселенная. Поэтому их "бесконечно много", уверяет А. Линде. Мы живем в одной из вселенных - в одном из пузырей неимоверно большой космической "пены". Свои идеи ученый многократно проверил математическими расчетами.



А. Линде говорит, что последние открытия в астрономической науке можно сравнить с коперниковской революцией. Раньше центром мироздания считалась Земля, затем - Солнце, потом - Галактика, Вселенная. Теперь и с этим покончено. Возможно, и опять кто-то из последователей Коперника задумается: может ли быть центр у космической "пены"?



Большие надежды А. Линде возлагает на новые спутниковые исследования, они продолжат те, что начаты в восьмидесятые годы, когда было зарегистрировано "первичное излучение". Старт нового усовершенствованного космического аппарата намечен на 2006 год. Предполагается, что благодаря особо высокой чувствительности он сможет уловить излучение, идущее с границ нашего космоса. А. Линде надеется еще и на то, что удастся поймать лучи, идущие от примыкающего космического пространства, то есть от другой - соседней вселенной.

---

Дочитал до конца книгу.

Фритьоф Капра «ПАУТИНА жизни» Новое научное понимание живых систем.

Скачать текст книги: http://book.ariom.ru/txt601.html

Фактически познание включает в себя два неразрывно связанных вида деятельности: поддержание (и продолжение) автопоэза и созидание мира.



По теории Сантьяго, познание является неотъемлемой частью взаимодействия живого организма с его окружением. Организм не реагирует на раздражающие факторы окружения через линейную причинно-следственную цепочку, но отвечает структурными изменениями в своей нелинейной организационно закрытой автопоэзной сети. Такой тип ответа дает организму возможность поддерживать свою автопоэзную организацию и, следовательно, продолжать свое существование в окружающей среде. Другими словами, когнитивное взаимодействие со своей средой — это взаимодействие разумное. С точки зрения теории Сантьяго, разумность есть проявление богатства и гибкости способов структурного сопряжения организма



Диапазон тех взаимодействий с окружающей средой, которые может осуществлять живая система, определяет ее когнитивную сферу. Эмоции являются естественной частью этой сферы. Например, когда мы отвечаем на оскорбление вспышкой гнева, весь этот паттерн физиологических процессов — пылающее лицо, учащенное дыхание, дрожь и т. п. — является частью познания. И новейшие исследования убедительно подтверждают, что каждый когнитивный акт эмоционально окрашен18.

По мере того как возрастает сложность живого организма, расширяется и его когнитивная сфера. В частности, мозг и нервная система значительно расширяют когнитивную сферу организма, поскольку они значительно увеличивают диапазон и развивают дифференциацию структурных сопряжений. На определенном уровне сложности живой организм структурно сопрягается не только с окружающей средой, но и с самим собой, творя тем самым не только внешний, но и внутренний мир. У человеческих существ созидание внутреннего мира тесно связано с языком, мыслью и сознанием.



Конкретным организмом в процессе его жизнедеятельности созидается не мир вообще, а некий конкретный мир, всегда обусловленный структурой организма.



Одновременно с идеей искусственного интеллекта появился и великий соблазн запрограммировать компьютер на понимание человеческого языка. Однако после нескольких десятилетий тщетной работы над этой проблемой изобретатели АИ (автоматического интерпретатора) начинают понимать, что все их усилия обречены на неудачу: компьютерам не дано в более или менее достаточной степени понять человеческий язык29. Причина в том, что язык вложен в паутину социальных и культурных условностей, которая содержит и негласный контекст смысла. Мы понимаем этот контекст, потому что он эквивалентен нашему здравому смыслу, но компьютер нельзя запрограммировать на здравый смысл и, следовательно, на понимание языка.



«Томми только что подарили новый набор кубиков. Он как раз открывал коробку, когда вошел Джимми». Как поясняет Уиноград, компьютер ни за что не догадается, что лежит в коробке, мы же сразу предполагаем, что в ней лежат новые кубики Томми. Мы-то знаем, что

1-подарки обычно приносят в коробках и что самое естественное в этом случае — открыть коробку. И, что еще более важно, мы полагаем, что

2-два предложения в тексте взаимосвязаны, тогда как компьютер не видит смысла в том, чтобы связывать коробку с кубиками. Другими словами, наша интерпретация этого простого текста основана на некоторых связанных со здравым смыслом предположениях и ожиданиях, недоступных компьютеру.

[ что мешает внести контекст 1+2…? ]



Недавние исследования показали, что в нормальных условиях антитела, циркулирующие во всем теле, прикрепляются ко многим (если не ко всем) типам клеток, включая и самих себя. Вся система скорее напоминает сеть, множество людей, разговаривающих между собой, но не воинов, высматривающих врага. Постепенно иммунологи были вынуждены изменить свое представление, смещаясь от иммунной системы к иммунной сети.

Этот сдвиг представлений оказался серьезной проблемой для классической школы. Если иммунная система — это сеть, компоненты которой связываются друг с другом, и если антитела призваны уничтожать то, с чем они связываются, то выходит, что мы должны разрушать сами себя. Очевидно, что мы этого не делаем. Похоже, что иммунная система все-таки способна отличать клетки собственного тела от чуждых агентов, себя от несебя. Но поскольку, по классической теории, распознать чуждый агент для антитела означает химически прикрепиться к нему и тем самым нейтрализовать его, то остается загадкой, каким образом иммунная система может распознавать собственные клетки, не нейтрализуя их, т. е. не разрушая их функционально.

Более того, с традиционной точки зрения, иммунная система может развиваться только тогда, когда происходят внешние возмущения, на которые она реагирует. Если нет атак, антитела не развиваются. Последние эксперименты показали, однако, что животные, полностью защищенные от болезнетворных агентов, все же развивают полноценную иммунную систему. С новой точки зрения, это вполне естественно, поскольку основная задача иммунной системы состоит не в том, чтобы реагировать на внешние угрозы, а в том, чтобы обеспечивать собственную устойчивость.



Решающие перемены в наших представлениях начались в 80-е годы, когда было сделано парадоксальное открытие: определенные гормоны, которые, как предполагалось, производятся железами, оказались пептидами; более того, выяснилось, что они также производятся и хранятся в мозге. С другой стороны, ученые обнаружили, что нейропередатчики, именуемые эндорфинами, которые, как считалось, производятся только в мозге, генерируются также иммунными клетками. По мере того как обнаруживалось все больше и больше пептидных рецепторов, становилось очевидным, что практически любой из известных пептидов может производиться и в мозге, и в различных частях тела. И тогда Кэндейс Перт провозглашает: «Я больше не могу проводить четкое разграничение между мозгом и телом»41.

В нервной системе пептиды производятся в нервных клетках и затем перемещаются вниз по аксонам (длинным ответвлениям нервных клеток), где и хранятся на дне в виде крошечных шариков до тех пор, пока соответствующие сигналы не освободят их для деятельности. Эти пептиды играют существенную роль в поддержании связи внутри нервной системы. Традиционно считалось, что передача нервных импульсов происходит через промежутки (синапсы) между соседними нервными клетками. Однако оказалось, что этот механизм не столь важен и используется главным образом для сокращения мускулов. Большинство сигналов, поступающих из мозга, передаются через пептиды, генерируемые нервными клетками. Прикрепляясь к рецепторам вдали от «материнских» нервных клеток, эти пептиды функционируют не только в пределах всей нервной системы, но и в других тканях тела.



Еще один замечательный аспект недавно признанной психосоматической сети: пептиды оказались биохимическим проявлением эмоций. Большинство пептидов, если не все, влияют на поведение и настроение, и сегодня ученые выдвигают гипотезу, что каждый пептид, вероятно, порождает уникальный эмоциональный тон. Вся группа из 60— 70 пептидов, возможно, составляет универсальный биохимический язык эмоций.



Из признания такой психосоматической сети вытекает, что нервная система не структурирована иерархически, как это полагалось раньше. Как отмечает Кэндейс Перт, «белые кровяные клетки — это частицы мозга, путешествующие по всему телу»43. В конечном итоге это означает, что познание есть феномен, сфера действия которого охватывает весь организм. Познание осуществляется через сложную химическую — пептидную — сеть, которая объединяет нашу ментальную, эмоциональную и биологическую деятельность.



общение, в сущности, есть координация поведения.



Если бы кошка могла сообщить мне что-то вроде: «Эй, я уже мяукнула три раза; где мое молоко?», — это был бы язык. Ее ссылка на предшествующее мяуканье составляла бы сообщение по поводу сообщения и, следовательно, по определению Матураны, квалифицировалась бы как язык.

Кошки не умеют использовать язык в этом смысле, но, по-видимому, он доступен человекообразным обезьянам. Американские психологи показали, что шимпанзе способны не только выучить множество стандартных символов языка жестов, но и создавать новые выражения, комбинируя различные жесты4. Так, одна из шимпанзе по имени Люси изобрела несколько знаковых комбинаций: «плод-пить» для арбуза, «пища-плакать-сильный» для редьки и «открывать-пить-есть» для холодильника.

Однажды Люси очень расстроилась, увидев, что ее человеческие «родители» собираются уходить. Она обратилась к ним и показала жестами «Люси-плакать». Делая это заявление по поводу своего плача, она явно общалась по поводу общения. «Нам кажется, — пишут Матурана и Варела, — что в этот момент Люси начала оязычиваться»



Согласно Матуране, мы можем понять человеческое сознание только через язык и полный социальный контекст, в который он включен. Сама семантика слова — «сознание» (совместное знание) — предполагает, что речь идет, по существу, о феномене социальном.

[мир пронизывает меня, я строю модель мира, в котором я есть его неотъемлемая часть]



Согласно Вареле, первичное сознательное переживание, характерное для всех высших позвоночных, не сосредоточено в конкретном разделе мозга и не может быть определено в рамках специфических нейронных структур. Это не что иное, как проявление конкретного когнитивного процесса — преходящая, кратковременная синхронизация разнообразных ритмично осциллирующих нейронных цепей.

---

Читаю книгу

Фритьоф Капра «ПАУТИНА жизни» Новое научное понимание живых систем.



Как неопределенность в точках бифуркации, так и неопределенность «хаотического типа» из-за повторяющихся итераций предполагают, что поведение диссипативной структуры может быть предсказано лишь на короткий промежуток времени. После этого системная траектория ускользает от нас. Таким образом, теория Пригожина, как квантовая теория и теория хаоса, еще раз напоминает нам, что научное знание обеспечивает не более чем «ограниченное окно во вселенную»



Согласно Больцману, не существует физического закона, который запрещал бы движение от беспорядка к порядку, но, в силу беспорядочного движения молекул, такое направление весьма маловероятно. Чем больше молекул, тем выше вероятность движения от порядка к беспорядку, а при огромном количестве частиц в газе, эта вероятность практически превращается в определенность



В точках бифуркации состояния высшего порядка (в больцмановском смысле) могут возникать спонтанно. Тем не менее это не противоречит второму закону термодинамики. Полная энтропия системы продолжает увеличиваться, но это увеличение энтропии не эквивалентно сплошному увеличению беспорядка. В живом мире порядок и беспорядок всегда создаются одновременно. «порядок парит в беспорядке»; при этом общая энтропия продолжает возрастать в соответствии со вторым законом термодинамики.



Точка бифуркации — это порог устойчивости, где диссипативная структура может либо разрушиться, либо прорваться к одному из нескольких новых состояний порядка. Что на самом деле происходит в этой критической точке, зависит от предыдущей истории системы. В зависимости от того, каким путем она достигла точки неустойчивости, она направится по той или иной ветке после точки бифуркации.

Эта важная роль истории диссипативной структуры в критических точках ее развития, обнаруженная Пригожиным даже в простых химических колебаниях, похоже, является физическим началом характерной для всех живых систем связи между структурой и историей. Живая структура, как мы увидим ниже, всегда является записью своего предыдущего развития.



В детерминистском мире Ньютона нет места истории и творчеству. В живом мире диссипативных структур история играет важную роль, будущее неопределенно, и эта неопределенность служит основой творчества. «Сегодня, — размышляет Пригожин, — мир, который мы видим снаружи, и мир, который мы ощущаем внутри, сближаются. Это сближение двух миров — вероятно, одно из наиболее важных культурных событий нашего века.



Геном — это не линейный массив независимых генов (проявляющихся как личные качества организма), но в высшей степени взаимно переплетенная сеть множества взаимных воздействий, передаваемых посредством репрессоров и дерепрессоров, экзонов и интроиов, скачущих генов и даже структурных протеинов



Эта «аттракторная» модель дифференциации клеток приводит к нескольким интересным предсказаниям22. Каждая клетка человеческого тела содержит около 100 000 генов. В двоичной сети такого размера возможности различных паттернов выражения генов описываются астрономическими цифрами. Тем не менее число аттракторов в такой сети на пороге хаоса примерно равно квадратному корню из числа ее элементов. j Поэтому сеть из 100 000 генов должна выражать себя примерно в 317 ' типах клеток. Это число, выведенное из самых общих положений модели Кауффмана, замечательно приближается к 254=(16*16-2) различным типам клеток, обнаруженных в человеческом организме.



Аттракторная модель предполагает также, что в процессе развития создаются новые типы клеток — через смещение системы из одной области притяжения в другую. Поскольку у каждой области притяжения есть лишь несколько соседних областей, видоизменение клетки любого типа должно совершаться как переход к немногим непосредственно соседним типам, от них — к следующим соседям и так далее, пока не будет создан полный набор типов клеток. Другими словами, видоизменение Клеток должно происходить в виде последовательно ветвящихся траекторий. Всем биологам известно, что в течение почти 600 миллионов лет дифференциация клеток в многоклеточных организмах происходила именно по этому паттерну.



Изучая Вселенную в целом и, в частности, нашу Галактику, астрономы обнаружили, что характерные химические компоненты, встречающиеся во всех проявлениях жизни, присутствуют там в избытке. Для того чтобы из этих компонентов смогла возникнуть жизнь, требуется тонкий баланс температур, атмосферных давлений и содержания воды. В ходе долгой эволюции Галактики такой баланс с большой вероятностью мог быть достигнут на многих планетах миллиардов планетарных систем, содержащихся в Галактике.



поджелудочная железа заменяет большинство своих клеток каждые двадцать четыре часа, клетки внутренней оболочки желудка воспроизводятся каждые три дня; наши белые кровяные тельца обновляются за десять дней, а 98 процентов протеина в нашем мозге сменяются меньше чем за месяц. Что еще более поразительно — клетки нашей кожи заменяются со скоростью 100 000 клеток в минуту.



Новая картина эволюции, известная как «пунктирные равновесия», показывает, что внезапные переходы были вызваны механизмами, совершенно отличными от случайных мутаций неодарвинистской теории.



Итак, движущую силу эволюции, согласно зарождающейся новой теории, следует искать не в случайных событиях беспорядочных мутаций, но в присущей жизни тенденции к созиданию нового, в спонтанном возникновении нарастающей сложности и порядка.



Последние пятьдесят лет, или около того, ученые наблюдали, как [бактерии] быстро и просто передают различные биты генетического материала другим особям. Каждая бактерия в любой момент времени имеет в своем распоряжении дополнительные гены, иногда попавшие к ней от совершенно других штаммов, для выполнения функций, не предусмотренных в ее собственной ДНК. Некоторые из генетических битов рекомбинируют с собственными генами клетки, другие отправляются дальше... Благодаря этой способности, все бактерии мира в значительной мере обладают доступом к единому резерву генов и следовательно, к адаптивным механизмам всего бактериального царства.

Этот глобальный обмен генами, известный как рекомбинация ДНК, должен занять место среди наиболее поразительных открытий современной биологии. «Если бы генетические свойства микрокосма можно было распространить на более крупные существа, мы бы оказались в научно-фантастическом мире, — пишут Маргулис и Саган, — где зеленые растения делятся генами для фотосинтеза с соседними грибами, а люди могут благоухать или отращивать бивни, занимая гены, соответственно, у розы или моржа»



Бактерии могут приспособиться к окружающим условиям в течение нескольких лет там, где более крупным организмам понадобились бы тысячи лет эволюционной адаптации.



бактерии, строго говоря, нельзя классифицировать как вид, поскольку все их цепочки могут потенциально разделять одни и те же наследственные черты и, что для них типично, заменять до 15% своего генетического материала ежедневно. «Бактерия — это не одноклеточный организм, — пишет Сонеа, — это незавершенная клетка... принадлежащая различным химерам, в зависимости от обстоятельств»16. Иначе говоря, все бактерии являются частью единой микрокосмической Паутины Жизни.



Мутации и рекомбинация ДНК (обмен генами) — вот два основных направления эволюции бактерий. А как же многоклеточные организмы остальных, более крупных форм жизни?



долговременные формы симбиоза, включая бактерии и другие микроорганизмы, живущие внутри других, более крупных клеток, обусловили и продолжают обусловливать появление новых форм жизни. Маргулис опубликовала свою революционную гипотезу в середине 60-х годов и в течение последующих лет развила ее в зрелую теорию, известную теперь как симбиогенез. Согласно этой теории, создание новых форм жизни через постоянные симбиотические образования рассматривается как основное направление эволюции для всех высших организмов.



Наиболее поразительное свидетельство эволюции через симбиоз представляют так называемые митохондрии, «силовые станции» внутри большинства ядерных клеток18. Эти существенные составляющие всех животных и растительных клеток выполняют функции клеточного дыхания; они содержат свой собственный генетический материал и воспроизводятся независимо, в том числе и по времени, от остальной части клетки. Маргулис предполагает, что митохондрии изначально были свободно мигрирующими бактериями, которые в древние времена вторглись в другие микроорганизмы и осели в них на постоянное жительство. «Слившиеся организмы продолжали эволюционировать в более сложные формы жизни, дышащие кислородом, — поясняет Маргулис. — Здесь, таким образом, мы наблюдаем эволюционный механизм более стремительный, чем мутация: симбиотический союз, который становится постоянным»



образование новых сложных сущностей через симбиоз прежде независимых организмов всегда представляло более мощную и важную эволюционную силу.



Эволюционное раскрытие жизни в ходе миллиардов лет — это история, от которой захватывает дух. Движимая творчеством, присущим всем живым системам, и выраженная в трех отчетливо различных направлениях — мутациях, обмене генами и симбиозе — живая патина планеты распространялась и укреплялась, корректируемая естественным отбором, в виде форм неуклонно нарастающей сложности. Эта история замечательно рассказана Линн Маргулис и Дорион Саган в книге «Микрокосмос»; в значительной степени по материалам их книги написаны последующие страницы.



Еще один поразительный паттерн представляют собой повторяющиеся катастрофы — своего рода планетарные точки бифуркации, за которыми следуют интенсивные периоды роста и совершенствования. Так, опасное падение процентного содержания водорода в земной атмосфере более чем два миллиарда лет назад привело к одной из величайших эволюционных инноваций — использованию воды в фотосинтезе. Миллионы лет спустя эта чрезвычайно успешная новая биотехнология породила катастрофический кризис загрязнения — накопление огромных объемов токсичного кислорода. Кислородный кризис, в свою очередь, обусловил эволюцию бактерий, дышащих кислородом: это оказалось еще одним из замечательных нововведений жизни. Позже, 245 миллионов лет назад, вслед за опустошительным, беспрецедентным вымиранием множества видов наступила быстрая эволюция млекопитающих; а 66 миллионов лет назад катастрофа, которая стерла динозавров с лица Земли, расчистила путь для эволюции первых приматов и, наконец, человеческих существ.



Окружающая среда ранней Земли благоприятствовала образованию сложных молекул, ставших затем катализаторами для множества химических реакций. Постепенно различные каталитические реакции сомкнулись, образовав сложные каталитические паутины из замкнутых петель: сначала это были просто циклы, затем гиперциклы, затем структуры с сильной тенденцией к самоорганизации и даже самовоспроизведению23. Когда была достигнута эта стадия, определилось и направление предбиологической эволюции. Каталитические циклы эволюционировали в диссипативные структуры и, проходя через последовательные нестабильные состояния (точки бифуркации), образовывали химические системы все большей сложности и разнообразия.

В конце концов эти диссипативные структуры начали формировать мембраны — сначала, видимо, из жирных кислот без протеинов, подобно недавно полученным в лаборатории мицеллам24. Маргулис полагает, что именно тогда могли возникнуть многообразные самовоспроизводящиеся химические системы, заключенные в мембрану; некоторое время они эволюционировали и исчезали, прежде чем появились первые клетки: «Должно было развиться множество диссипативных структур, длинных цепочек различных химических реакций, которые эволюционировали, вступали в реакции и разрушались, прежде чем сформировалась и начала с высокой точностью воспроизводиться элегантная двойная спираль нашего древнего предка»25. В этот период, около 3,5 миллиардов лет назад, зародились первые автопоэзные бактериальные клетки и началась эволюция жизни.



Каждый кризис, несомненно, сметал значительную часть первых островков жизни с лица планеты, и это быстро закончилось бы полным уничтожением, если бы не две жизненно важные особенности тех первых форм: бактериальные ДНК способны к точному воспроизведению и осуществляют его с неимоверной скоростью. В силу своего огромного количества бактерии снова и снова творчески реагировали на все угрозы и развивали разнообразные адаптивные стратегии.



К концу первого миллиарда лет с момента возникновения жизни Земля кишела бактериями. Были изобретены тысячи биотехнологий — большинство из них, безусловно, известно сегодня, — и, посредством сотрудничества и непрерывного обмена генами, микроорганизмы начали регулировать условия для жизни на всей планете, как они делают это и поныне. Фактически многие виды бактерий ранней эпохи микрокосма дожили, существенно не изменившись, до наших дней.

В ходе последующих стадий эволюции, микроорганизмы образовывали союзы и эволюционировали совместно с растениями и животными, и сегодня наша окружающая среда в такой степени переполнена бактериями, что почти невозможно определить, где кончается неодушевленный мир и где начинается жизнь.



Около двух миллиардов лет назад кислородное загрязнение привело к катастрофе в беспрецедентных глобальных масштабах. Многочисленные виды исчезли полностью, и всей бактериальной паутине пришлось фундаментально перестраиваться, чтобы выжить. Было развито множество защитных механизмов и адаптивных стратегий, и, наконец, кислородный кризис привел к одной из величайших и наиболее удачных инноваций во всей истории жизни:

Осуществляя один из величайших переворотов всех времен, [сине-зеленые] бактерии изобрели метаболическую систему, которой требовалось то самое вещество, которое представляло собой смертельный яд... Дыхание кислородом — это исключительно эффективный способ отвода и использования реактивности кислорода. Это — идеально контролируемое сгорание, в котором расщепляются органические молекулы и производятся углекислый газ и вода, а в придачу огромное количество энергии... Микрокосм сделал больше, чем просто приспособился: он изобрел работающую на кислороде машину, которая навсегда изменила саму жизнь и ее земную обитель.



Анализ внезапного появления ядерных клеток в истории эволюции, а также открытие органелл как отдельных самовоспроизводящихся организмов привело Линн Маргулис к заключению, что ядерные клетки развились в результате длительного симбиоза — постоянного сосуществования различных бактерий и других микроорганизмов37.

Предками митохондрий и других органелл могли быть бактерии-уродцы, которые вторгались в более крупные клетки и воспроизводили себя внутри них. Многие из завоеванных клеток, очевидно, погибали, а вместе с ними и их завоеватели. Однако некоторые хищники не уничтожили своих хозяев, но стали сотрудничать с ними, и в конце концов естественный отбор позволил выжить и эволюционировать лишь организмам, склонным к сотрудничеству. Возможно, клеточные мембраны развились как средство защиты генетического материала клеток-хозяев от нападения завоевателей.



Жизнь продвинулась еще на один шаг, от создания сетей свободного генетического обмена к синергии симбиоза. Отдельные организмы сливались воедино, образуя новые целостности, которые представляли собой нечто большее, чем сумма их частей38.

Признание симбиоза как главной эволюционной силы имеет важный философский подтекст. Все крупные организмы, включая и нас самих, служат живыми свидетельствами того факта, что деструктивные поведенческие механизмы на большой дистанции несостоятельны. В конце концов агрессоры всегда уничтожают самих себя и расчищают путь для тех, кто знает, как сотрудничать и развиваться. Жизнь в гораздо меньшей степени является конкурентной борьбой за выживание, чем триумфом сотрудничества и творчества. Действительно, со времени создания первых ядерных клеток эволюция шла через все более сложные формы сотрудничества и коэволюции.



Обеспечив ядерным клеткам доступ к эффективному использованию солнечного света и кислорода, новые симбиотические взаимоотношения дали им и третье великое эволюционное преимущество — возможность двигаться



Как научная гипотеза, концепция симбиогенеза — создания новых форм жизни через слияние различных видов — насчитывает едва тридцать лет. Но как культурный миф эта идея, похоже, стара, как само человечество41. Религиозные эпические творения, легенды, волшебные сказки и другие мифические истории всего мира населены фантастическими созданиями — сфинксами, русалками, гриффонами, кентаврами и другими, — появившимися на свет в результате смешения одного или более видов. Как и клетки-эукариоты, эти создания состоят из хорошо знакомых компонентов, но их комбинации непривычны и поразительны



Согласно этой гипотезе, беспомощность незрелорожденных детенышей сыграла решающую роль в переходе от обезьян к людям. Новорожденные нуждались в поддержке семьи. Такие семьи формировали сообщества, кочующие племена и поселения, которые заложили основу человеческой цивилизации. Женские особи, как правило, выбирали самцов, которые могли бы позаботиться о них в то время, когда сами они вскармливали и защищали детей. Со временем у самок прекратились сезонные периоды течки, и, поскольку теперь они были сексуально доступны в любое время, самцы, заботящиеся о семье, тоже могли изменить свои сексуальные привычки, упорядочив собственные половые связи в пользу новых социальных условий.

---

Читаю книгу

Фритьоф Капра «ПАУТИНА жизни» Новое научное понимание живых систем.



Три критерия полного описания природы жизни:



Паттерн организации любой системы, живой или неживой, — это конфигурация взаимоотношений между компонентами системы, определяющая существенные характеристики этой системы. Другими словами, необходимо наличие определенных взаимоотношений, чтобы данный объект мог быть признан, скажем, стулом, велосипедом или деревом. Именно ту конфигурацию взаимоотношений, которая обусловливает существенные характеристики системы, мы и будем понимать как паттерн организации.



Структура системы — это физическое воплощение ее паттерна организации. Если описание паттерна организации означает абстрактное отображение взаимоотношений, то описание структуры включает характеристики реальных физических компонентов системы — их форму, химический состав и т. п.



Жизненный процесс — это деятельность, направленная на постоянное воплощение и поддержание паттерна организации системы. Таким образом, процесс служит связующим звеном между паттерном и структурой.



Чтобы выяснить, относится ли данная сущность — кристалл, вирус, клетка или Земля — к живым системам, нужно определить одно: является ли ее паттерн организации автопоэзной сетью. Если да, то мы имеем дело с живой системой; если нет, то это — неживая система.



По новой теории, все живые системы — это когнитивные, т. е. обучающиеся системы, а обучение всегда предполагает существование автопоэзной сети.



Автопоэз, или «самосоздание», — это сетевой паттерн, в котором каждый компонент сети участвует в создании или трансформации других компонентов. Таким образом, сеть непрерывно производит, создает саму себя. Она создается своими компонентами и, в свою очередь, создает эти компоненты.

Простейшей из известных нам живых систем является клетка, и Матурана и Варела широко использовали биологию клетки при изучении характеристик автопоэзных сетей.



Только недавно было обнаружено, что силовые станции митохондрии («нитевидные гранулы») содержат собственный генетический материал и делятся независимо от деления клетки. Согласно теории Линн Маргулис, они происходят от простых бактерий, которые поселились в более сложных и крупных клетках примерно два миллиарда лет тому назад9. С тех пор они стали непременными резидентами во всех высших организмах, передаются от поколения к поколению и живут в тесном симбиозе с любой клеткой.



Поскольку каждый компонент автопоэзной сети производится другими компонентами этой же сети, вся система организационно закрыта; вместе с тем она открыта по отношению к потоку энергии и материи. Организационная закрытость означает, что живая система является самоорганизующейся в том смысле, что ее порядок и поведение не обусловлены окружением, но устанавливаются самой системой. Другими словами, живые системы автономны. Это не означает, что они изолированы от окружающей их среды. Наоборот, они взаимодействуют с окружением через непрерывный обмен энергией и материей. Но это взаимодействие не определяет их организацию -— они остаются самоорганизующимися. Таким образом, автопоэз можно рассматривать как паттерн, лежащий в основе феномена самоорганизации, или автономии; это — важное характерное свойство всех живых систем



Мы увидим, что создание новизны, приводящее к развитию и эволюции, является глубоким внутренним аспектом автопоэза.



Я уже упоминал, что не все диссипативные структуры являются живыми системами, и, чтобы наглядно показать сосуществование непрерывного потока и структурной устойчивости, удобнее обратиться к простым, неживым диссипативным структурам. Одна из простейших структур такого типа — завихрение в потоке воды, например, водоворот в сливном отверстии ванны.



Взаимодействие живого организма — растения, животного или человека — с окружающей его средой есть взаимодействие познавательное, или ментальное. Так жизнь и познание становятся неразрывно связанными. Разум — или, более точно, ментальный процесс — имманентен материи на всех уровнях жизни.



Бэйтсон сформулировал ряд критериев, которым удовлетворяет система, обладающая разумом16. Любая система, отвечающая этим критериям, способна развивать процессы, которые мы ассоциируем с разумом, — обучение, память, принятие решений и т. п. По Бэйтсону, разум — это необходимое и неизбежное следствие определенной сложности, возникающей задолго до того, как в организме формируется мозг и центральная нервная система. Он также подчеркивал, что разум свойствен не только индивидуальным организмам, но также социальным и экологическим системам.



Главное положение теории Сантьяго, как и теории Бэйтсона, — тождество обучения (процесса познания) с процессом жизни22. Это положение радикально расширяет традиционную концепцию разума. По теории Сантьяго, для существования разума мозг отнюдь не необходим. У бактерии или растения нет мозга, но есть разум. Простейшие организмы способны к восприятию и, следовательно, к обучению. Они не видят, но тем не менее воспринимают перемены в окружающей среде — различие между светом и тенью, жарой и холодом, высокой и низкой концентрацией некоторых химических веществ и т. п.

Таким образом, новое понимание обучения, или процесса познания, гораздо шире, чем понятие мышления.



Разум — не вещь, а процесс, процесс обучения, тождественный процессу Жизни. Мозг — специфическая структура, посредством которой разум осуществляет свою деятельность. Взаимосвязь между Разумом и мозгом, таким образом, представляет собой взаимосвязь между процессом и структурой.

Мозг, конечно, не единственная структура, с помощью которой осуществляется процесс обучения. Вся диссипативная структура организма участвует в процессе обучения, независимо от того, обладает ли организм мозгом и центральной нервной системой. Более того, недавние исследования убедительно показали, что в организме человека нервная, иммунная и эндокринная системы, которые традиционно рассматривались как три изолированные системы, фактически формируют единую когнитивную сеть.

---

Читаю книгу

Фритьоф Капра «ПАУТИНА жизни» Новое научное понимание живых систем.



Безусловно, мы не можем визуально воспринять фазовое пространство с 16 измерениями; потому его и называют абстрактным математическим пространством. Математики не испытывают никаких проблем с такими абстракциями. Они вполне комфортно чувствуют себя в пространствах, которые нельзя визуализировать. В любом случае, по мере изменения системы точка, определяющая ее состояние в фазовом пространстве, будет двигаться по этому пространству, вычерчивая некую траекторию.



Реальный маятник всегда подвержен некоторому трению, замедляющему его ход, поэтому рано или поздно он остановится. В двухмерном фазовом пространстве это движение отображено кривой, закручивающейся к центру, как показано на рис. 6-9. Эта траектория называется аттрактором, поскольку математики говорят, что, в метафорическом смысле, фиксированная точка в центре системы координат притягивает (англ. «attract») эту траекторию. Метафору распространили и на замкнутые петли, подобные той, что представляет маятник без трения. Траектория в виде замкнутой петли получила название периодического аттрактора, в то время как траектория, закручивающаяся к центру, называется точечным аттрактором.

В течение последующих двадцати лет метод фазового пространства использовался для исследования множества сложных систем. Каждый раз ученые и математики составляют нелинейные уравнения, решают их численными методами, а компьютеры вычерчивают решения в виде траекторий в фазовом пространстве. К своему великому удивлению, исследователи обнаружили, что число различных аттракторов весьма ограничено. Их формы можно классифицировать топологически, а общие динамические свойства системы — вывести из формы ее аттрактора.

Существует три основных типа аттракторов: точечные, соответствующие системам, которые достигают устойчивого равновесия; периодические, соответствующие периодическим колебаниям; и так называемые странные аттракторы, соответствующие хаотическим системам.



Одно удивительное свойство странных аттракторов заключается в том, что они, как правило, ограничены малым числом измерений — даже в многомерном фазовом пространстве. Например, система может содержать 50 переменных, но ее движение при этом описывается трехмерным странным аттрактором — свернутой поверхностью в 50-мерном пространстве. Это, естественно, характеризует высокую степень порядка.



Модель Лоренца не представляет какого-то реального феномена погоды, но служит поразительным примером того, как простой набор нелинейных уравнений может привести к крайне сложному поведению.

Публикация этой модели в 1963 году знаменовала зарождение теории хаоса, и аттрактор, известный с тех пор как аттрактор Лоренца, стал самым известным и широко изучаемым из странных аттракторов. В то время как аттрактор Уэда двухмерен, аттрактор Лоренца расположен в трех измерениях



В то время как традиционная математика имеет дело с количествами и формулами, теория динамических систем связана с качеством и паттерном.



Во многих нелинейных системах, однако, малые изменения в определенных параметрах могут обусловить серьезные изменения основных характеристик фазового портрета. Аттракторы могут исчезнуть или превратиться из одного в другой, могут также внезапно появиться новые аттракторы. Говорят, что такие системы структурно неустойчивы, и критические точки неустойчивости называют точками бифуркации («разветвления»), поскольку в эволюции системы именно в этих местах внезапно появляется «вилка», и система отклоняется в том или ином новом направлении. В математическом смысле, точки бифуркации отмечают внезапные изменения фазового портрета системы. В физическом смысле, они соответствуют точкам неустойчивости, в которых система резко изменяется, и неожиданно появляются новые формы упорядоченности. Как показал Пригожий, такие неустойчивости случаются только в открытых системах, далеких от равновесия.



Поскольку типов аттракторов достаточно мало, то не много существует и различных типов бифуркации; следовательно, их можно классифицировать топологически, как и аттракторы. Одним из первых, кто в 70-е годы осуществил это, был французский математик Рене Том; он использовал термин катастрофы вместо бифуркации и определил семь элементарных катастроф21. В настоящее время математикам известно примерно в три раза больше типов бифуркаций. Ральф Эбрахам, профессор математики в Калифорнийском университете в Санта-Круз, вместе с художником-графиком Кристофером Шоу создали серию книг по визуальной математике без единого уравнения или формулы; авторы считают эти книги началом полной энциклопедии бифуркаций.



Мандельбро создал фрактальную геометрию — «язык, на котором можно говорить об облаках», — чтобы описывать и анализировать сложность нерегулярных форм в окружающем нас мире природы.

Наиболее поразительное свойство этих «фрактальных» форм заключается в том, что их характерные паттерны многократно повторяются на нисходящих уровнях так, что их части на любом уровне по форме напоминают целое.



Фрактальные паттерны облаков, которые изначально воодушевили Мандельбро на поиски нового математического языка, вероятно, самые изумительные. Их самоподобие охватывает семь порядков величин, а это означает, что если границу облака увеличить в 10 000 000 раз, она будет иметь все ту же знакомую форму.



«Получается невообразимое разнообразие множеств Жулиа, — восхищается французский математик Адриен Дуади. — Одни напоминают плотные облака, другие — тощий куст ежевики, а некоторые похожи на искры, парящие в воздухе после фейерверка. Встречается форма кролика, многие напоминают хвосты морских коньков»34.



Рис. 6-18. Разнообразие множеств Жулиа. Из Peitigen and Richter (1986)

Богатство и разнообразие форм, многие из которых напоминают живые создания, просто поражает. Однако настоящие чудеса начинаются, когда мы увеличиваем очертания любой части множества Жулиа. Как и в случае с облаком или береговой линией, такое же богатство отображается на всех уровнях диапазона исследования. С увеличением степени разрешения (т. е. когда все больше и больше знаков после точки учитывается при вычислении числа z) появляется все больше и больше деталей контура фрактала и обнаруживается фантастическая последовательность паттернов внутри паттернов — похожих, но никогда не идентичных друг другу.



Когда Мандельбро в конце 70-х годов анализировал различные математические проявления множеств Жулиа, пытаясь классифицировать их бесконечное многообразие, он открыл очень простой способ создания единого изображения на комплексной плоскости, которое может служить своеобразным каталогом всех возможных множеств Жулиа. Это изображение, с тех пор ставшее основным визуальным символом новой математики сложных систем, называется множеством Мандельбро (рис. 6-19). Это просто совокупность на комплексной плоскости всех точек с константой с, для которых соответствующие множества Жулиа представляют единые связные области.



В то время как существует бесконечное количество множеств Жулиа, множество Мандельбро уникально. Эта странная фигура представляет собой самый сложный математический объект из всех когда-либо изобретенных. И хотя правила его построения очень просты, многообразие и сложность, которые он проявляет при ближайшем рассмотрении, просто невероятны. Когда множество Мандельбро строится на фиксированной координатной сетке, на экране компьютера появляются два диска: меньший имеет относительно круглую форму, больший отдаленно напоминает очертания сердца. На каждом из двух дисков выделяется несколько небольших дискообразных наростов, расположенных вдоль границ диска, а дальнейшее повышение разрешения выявляет изобилие все более мелких наростов, напоминающих колючие шипы.

Начиная с этого момента, богатство образов, выявляемых расширением границ множества (т. е. повышением разрешающей способности вычислений), почти не поддается описанию. Такое путешествие вглубь множества Мандельбро, особенно зафиксированное на видеопленке, представляет собой незабываемый опыт. . По мере того как масштаб съемки растет и изображение границы укрупняется, кажется, что прорастают побеги и усики, которые, после очередного увеличения, растворяются в огромном количестве форм — спиралей внутри спиралей, морских коньков и водоворотов, снова и снова повторяющих одни и те же паттерны (рис. 6-20).

И вместе с тем эта структура, превосходящая своей сложностью все пределы человеческого воображения, строится на основе нескольких очень простых правил.



Огромный интерес к фрактальной геометрии распространился далеко за пределы математического сообщества. Мандельбро видит в этом здоровое направление развития общества. Он надеется, что это положит конец изоляции математики от других видов человеческой деятельности и повсеместному игнорированию математического языка даже среди людей, в общем, высокообразованных.

Эта изоляция математики — поразительный показатель нашей интеллектуальной разобщенности, и в этом смысле она относительно нова. На протяжении нескольких веков многие великие математики вносили выдающийся вклад и в другие области. Так, в XI веке, персидский поэт Омар Хайям, всемирно известный автор «Рубапят», написал, помимо этого, новаторскую книгу по алгебре и служил официальным астрономом при дворе халифа.



В наше время новая математика сложных систем все чаще побуждает людей к осознанию того, что математика вообще — это нечто намного большее, чем сухие формулы; что понимание паттерна — необходимый путь к пониманию окружающего нас живого мира; и что все проблемы паттерна, порядка и сложности — это проблемы существенно математического характера.

---

Читаю книгу

Фритьоф Капра «ПАУТИНА жизни» Новое научное понимание живых систем.



Гейзенберг: «То, что мы наблюдаем, не есть природа как таковая, но природа в свете наших вопросов»



Луи Пастер: Наука движется вперед через предварительные ответы на ряд все более и более тонких вопросов, которые все глубже и глубже проникают в сущность природных явлений.



. Мы могли бы сказать, что паттерн жизни — это сетевой паттерн, способный к самоорганизации. Это простое определение, но оно основано на последних открытиях, сделанных на переднем фронте науки.



Химические гиперциклы, таким образом, являются самоорганизующимися системами, которые, строго говоря, нельзя назвать «живыми», поскольку у них отсутствуют некоторые ключевые характеристики жизни. Тем не менее их можно рассматривать в качестве прототипов живых систем.

Гиперциклы, изученные Эйгеном, самоорганизуются, самовоспроизводятся и эволюционируют.



«Живые системы... организованы в замкнутый причинный круговой процесс, что обеспечивает возможность эволюционных изменений способа поддержания кругообразности, но без потери при этом самой кругообразности»



Живые системы — это когнитивные системы, а жизнь — процесс познания. Это утверждение справедливо для всех организмов, с нервной системой или без нее



Авто--, конечно, означает «само-» и относится к автономии самоорганизующихся систем; а поэз имеет тот же греческий корень, что и «поэзия», и означает «созидание». Итак, автопоэз означает «самосозидание».



«Наш подход будет механистическим: никакие силы или принципы, не присутствующие в физической вселенной, не будут привлечены». И все же наша проблема — живая организация, поэтому наши интересы будут лежать не в области свойств компонентов, но в сфере процессов и связей между процессами, которые осуществляются через компоненты.



«В живой системе, — поясняют авторы, — продуктом ее функционирования является ее же организация».



Вид Земли во всей ее красе — бело-голубой шар, парящий на фоне глубокой тьмы космоса, — произвел сильнейшее впечатление на космонавтов, и впоследствии они рассказывали, что это событие стало для них великим духовным опытом, который навсегда изменил их отношение к Земле. Изумительные фотографии, с которыми они вернулись Назад, стали могучим символом глобального экологического движения.



Ситуация на Земле совершенно противоположная. Земная атмосфера содержит такие газы, как кислород и метан, которые с большой вероятностью вступают в реакцию, но и сосуществуют в больших пропорциях — получается смесь газов, далекая от химического равновесия. Лавлок понял, что это особое состояние должно быть обусловлено присутствием жизни на Земле.



с тех пор как на Земле зародилась жизнь, тепловое излучение Солнца повысилось на 25% и что, несмотря на это увеличение, температура поверхности Земли оставалась неизменной на уровне благоприятном для жизни, в течение этих четырех миллиардов лет.



Теория Гайи показывает, что существует тесная взаимосвязь между живыми частями планеты — растениями, микроорганизмами и животными — и ее неживыми составляющими — камнями, океанами и атмосферой.



Весь цикл — связь вулканов с эрозией пород, с почвенными бактериями, с океаническими водорослями, с известняковыми отложениями и снова с вулканами — работает как гигантская петля обратной связи, участвующая в регулировании температуры Земли. Чем интенсивнее солнечное излучение, тем активнее становятся бактерии почвы и выше скорость эрозии пород. Это, в свою очередь, выкачивает больше СО2 из атмосферы и, таким образом, охлаждает планету



«Ни Линн Маргулис, ни я сам никогда не говорили, что планетарная саморегуляция целенаправленна, — протестует Лавлок. — И все же мы столкнулись с настойчивой, почти догматической критикой нашей теории как телеологической концепции»



Недавно зародившаяся теория живых систем положила конец спорам между механицизмом и телеологией. Как мы увидим ниже, она рассматривает живую природу как сущность, наделенную интеллектом и разумом, и не нуждается в признании какого-либо высшего замысла или причины.



Лавлок ответил на критику невинной математической моделью под названием «Мир маргариток». Она представляет весьма упрощенную схему Гайи, из которой становится совершенно понятно, что регулирование температуры — это внезапно возникающее свойство системы, которое проявляется автоматически в отсутствие какого бы то ни было целенаправленного действия, как следствие наличия петель обратной связи между организмами планеты и их окружением71.

«Мир маргариток» — это компьютерная модель планеты, согреваемой солнцем с постоянно нарастающим излучением тепла и населенной только двумя видами — черными и белыми маргаритками. Семена этих маргариток рассеяны по всей планете, почва всюду влажна и плодородна, однако маргаритки могут расти лишь в определенном температурном интервале.

Важнейшее свойство модели, обусловленное саморегулированием, заключается в том, что черные маргаритки, поглощая тепло, согревают не только себя, но и саму планету. Подобным же образом, когда белые маргаритки отражают тепло и охлаждаются, они охлаждают и планету. Стало быть, в течение всей эволюции мира маргариток тепло поглощается и отражается в зависимости от того, какой вид маргариток доминирует.

Когда Лавлок изобразил на графике изменения температуры планеты в ходе ее эволюции, он получил поразительный результат: температура планеты поддерживается постоянной на протяжении всех четырех фаз.

Так мир маргариток, без всякого предвидения и планирования, «регулирует свою температуру в обширном диапазоне лишь с помощью танца маргариток».

С тех пор Лавлок разработал несколько гораздо более сложных версий мира маргариток. В новых моделях присутствуют не два, а гораздо больше видов маргариток с различной пигментацией; существуют модели, в которых маргаритки развиваются и изменяют цвет, модели, в которых кролики поедают маргаритки, а лисы поедают кроликов, и т. д.73. Конечный результат анализа всех этих весьма сложных моделей состоит в том, что небольшие температурные колебания, присутствующие в первоначальной модели мира маргариток, сглаживаются и саморегуляция становится все более и более устойчивой по мере возрастания сложности модели. Кроме того, Лавлок ввел в свои модели катастрофы, которые с регулярными интервалами уничтожают 30% маргариток. Он обнаружил, что саморегуляция мира маргариток обнаруживает замечательную гибкость и при этих резких возмущениях.



Взгляд на живые системы как на самоорганизующиеся сети, все компоненты которых взаимосвязаны и взаимозависимы, в процессе развития истории философии и науки неоднократно высказывался в той или иной форме. Однако подробные модели самоорганизующихся систем предложены лишь недавно, когда стал доступен новый математический инструментарий, позволивший ученым смоделировать нелинейные характеристики взаимосвязанности сетей. Открытие этой новой математики сложности все чаще признается учеными одним из важнейших событий XX века.



Изобретение дифференциального исчисления явилось для науки гигантским шагом вперед. Впервые в человеческой истории понятию бесконечного, волновавшему философов и поэтов с незапамятных времен, было дано точное математическое определение



Мощь нового аналитического инструмента можно проиллюстрировать на знаменитом парадоксе Зенона, представителя ранней элейской школы греческой философии. Согласно Зенону, великий атлет Ахилл никогда не сможет догнать черепаху в забеге, если черепаха стартует первой, поскольку, как только Ахилл наверстает начальное отставание, черепаха за это время продвинется еще дальше, а когда Ахилл пробежит и это расстояние, у черепахи опять окажется фора, и так до бесконечности. И хотя отставание атлета продолжает сокращаться, оно никогда не исчезнет. В каждый данный момент черепаха всегда будет впереди. Поэтому, как заключает Зенон, даже самый быстрый бегун никогда не сможет состязаться с медлительной черепахой.

Греческие философы и их последователи веками спорили по поводу этого парадокса, но никак не могли разрешить его, поскольку точное определение бесконечно малого ускользало от них. Упущение в аргументации Зенона кроется в том, что, даже если Ахиллу придется сделать бесконечное число шагов, чтобы догнать черепаху, это не займет бесконечного времени. Применив аппарат исчисления Ньютона, можно легко показать, что движущееся тело промчится сквозь бесконечное число бесконечно малых интервалов за конечное время.



Математический аппарат, позволивший ученым в течение трех последних десятилетий обнаружить упорядоченные паттерны в хаотических системах, основан на топологическом подходе Пуанкаре и тесно связан с развитием компьютеров. С помощью современных высокоскоростных компьютеров ученые могут решать нелинейные уравнения такими методами, которые ранее были недоступны; легко могут вычерчивать сложные траектории, которые Пуанкаре даже не пытался изобразить.

---

Дневники журналистов

http://blog.korrespondent.net/



Корреспондент.net - украинская он-лайн газета, предоставляющая новости на русском языке об Украине и мире, обновляемые круглосуточно и без выходных.



Корреспондент.net начал свою работу в августе 2000 года. Сервер создан и поддерживается компанией SputnikMedia - создателем англоязычной он-лайн газеты Kpnews.com, B2B портала Ukrbiz.net, сервера трудоустройства Ukrjob.net, электронного спортивного издания uaSport.net и бесплатного почтового сервиса GoMail.com.ua. SputnikMedia - Интернет-подразделение компании KP Publications (издатель газеты KYIV POST и справочника деловой информации KYIV BUSINESS DIRECTORY).



Мы рады будем услышать ваше мнение о нашем сервере и опубликованным статьям.

Пишите нам [email protected]

По вопросам размещения рекламы пишите [email protected], по вопросам сотрудничества и бизнес развития [email protected]



Наш адрес в Киеве:

Корреспондент.net

01133 Украина, Киев

бул. Л. Украинки 34 оф. 501



факс [phone]

тел. [phone]

---

ИСКУССТВЕННАЯ НЕЙРОННАЯ СЕТЬ ЗАМЕНИТ ГОЛОВНОЙ МОЗГ

http://www.inauka.ru/news/article62988.html

Профессор Квабена Боахен из Стэнфордского университета намерен заменять повреждённые участки мозга кремниевыми чипами, берущими на себя их функции. Боахен возглавляет группу учёных, ведущую разработки микрокомпьютеров, которые будет возможно использовать в нейрохирургии. Эти исследования также могут привести к созданию искусственной сетчатки глаза.



Каждый отдел головного мозга отвечает за определённую функцию организма, такую как например речь, слух или зрение. Группа Боахена собирается смоделировать эти отделы с помощью искусственной нейронной сети, которая будет выполнять до десяти квадриллионов "вычислений" в секунду. Пока что такого быстродействия можно добиться при помощи суперкомпьютера, потребляющего гигаватт электроэнергии.



По словам профессора, сейчас его команда занимается созданием микрочипа, в котором уместятся около 100000 искусственных нейронов, а также над объединением нескольких таких чипов в сеть, состоящую из одного миллиона нейронов.



Интерес к "разумным" компьютерам появился у профессора ещё в детстве, которое прошло в Гане. Первый компьютер, купленный для будущего учёного, стал для него открытием. Боэн сразу же взял в библиотеке книги, посвящённых вычислительной технике. Изучая их он выяснил, что принцип её действия достаточно примитивен, и с того момента задумался об его усовершенствовании.



УЧЕНЫЕ НАШЛИ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ БОЛЕЕ РАННЕГО ЗАРОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

http://www.inauka.ru/news/article62976.html

Жизнь на Земле зародилась по меньшей мере 3,5 млрд. лет назад - т.е. на 700 млн. лет раньше, чем считалось до сих пор. Это стало известно после того, как исследователи из Токийского технологического института во главе с профессором Юитиро Уэно нашли в геологическом слое, датирующемся этим периодом, заключенный в кварце метан. По словам специалистов, он был произведен бактериями, предположительно обитавшими в теплых водах на дне океана.



Метан способствует повышению общей температуры поверхности Земли. Ученые считают, что именно он стал причиной потепления на планете в архейскую эру, когда были созданы условия для развития различных форм жизни.



О том, что обнаруженный метан является продуктом жизнедеятельности бактерий, свидетельствует входящий в его состав изотоп углерод с атомным весом 12. В отличии от углерода-13, этот элемент встречается в живых организмах.



ГИПОТЕЗА ТАНИЯМЫ И ПОСЛЕДНЯЯ ТЕОРЕМА ФЕРМА

http://www.inauka.ru/math/article59316.html

Более трехсот лет теорема Ферма привлекала внимание многих поколений математиков и служила беспрецедентным стимулом для развития математики. При попытках ее доказать были разработаны мощные средства, приведшие к созданию обширного раздела математики - теории алгебраических чисел. С помощью сложнейшей теоретико-числовой техники теорема Ферма была проверена для всех n? 4 000 000, но до конца 1994 года в общем случае оставалась недоказанной. Получить ее полное доказательство удалось лишь с помощью теории эллиптических кривых. Поэтому мы начнем с краткого экскурса в эту теорию.....



То есть, одно предположение заменили другим предположением, которое оказалось более объемным, в смысле своих связей со всей математикой. Его-то и удалось доказать.

Мораль: Мир один и един. Расширяй сознание.

---

саентологи разбиты.

Трепещите, саентологи, вас уже защищают! `Ж:O)

http://www.soznanie.org/forum/weblog.php?w=16

http://alotov.narod.ru/health/experience.htm

http://www.inauka.ru/blogs/article50786.html/forum/

---

Olanga,



[quote="putnik"]Ну, что, Вас полюбить что-ли, чтобы Вы успокоились?



Продолжение банкета по поводу окончания конца без конца.... :appl:

Я же говорю, никто ничего не понял. Даже вы.

без Бога, Единого, Абсолюта, можно по разному называть, никак не получается согласиться.

Бог занимает центральное место в ДФ ВЦ, ибо ДФ ВЦ и задумана как основы мировоззрения Бога.

Вам не нравится реальный Бог. Бог, существование которого можно изучать, а отдельные его свойства - доказать. А нравится только Бог вымышленный и ваши фантазии насчет его, что он создан только для того, чтобы исправлять за вас ваши ошибки и утирать ваши сопли. (тут пора бы уже начать ваш психоанализ)

немаловажный аспект, неуважение к Человеку.

Я еще не достиг состояния будды, чтобы в ответ на камни улыбаться.

Действительно, что это за ерунда, эти камни? Надо просто парить на высоте и не снижаться, чтобы рассмотреть, что это за чудо тебя расстрелливает Это чудо достаточно просто и примитивно устроено, чтобы еще обращать на него внимание. Если это не так, то оно само расправит крылья и поднимется к тебе, в небо.

Спасибо за ценный пост! :rem:

Значит, уважение к человеку, это не замечать его, когда оно тебя.

И тогда оно останется в недоумении, то ли его проигнорировали, то ли его незаметили, то ли ему дали шанс исправиться...



Так без постов тема вообще умрет. :hehe: Откуда следует, что не стоит и начинать.

И самое важное. Пока машешь копьем в лопасти ветряных мельниц, безвозвратно уходит время каждую секунду, которое можно было бы использовать с большей пользой.

---

ДНК

Olanga,

Обработка отзывов людей, прошедших активацию ДНК, позволяет подразделить наблюдаемые эффекты на 4 основные группы:

улучшение физического состояния (очищение организма, хороший сон, омоложение, энергизация организма и др.);

изменение психологического и эмоционального состояния (повышение уверенности в себе, снижение стрессов, улучшение памяти и др.),

улучшение взаимоотношений с людьми (глубокое чувство любви к другим, привлечение к себе единомышленников и др.);

самораскрытие (лучшее понимание смысла жизни и осознание своего пути, чувство самоуважения и любви к себе и др.).



Информация о программах мастера Рэйки г-жи Сумати

г. Новосибирск, 5-20 апреля 2006 года

25 декабря, воскресенье

"АУРА СОМА" Занятие 4.

РАЗВОПЛОЩЕННЫЕ МАСТЕРА (СЕН ЖЕРМЕН, ЭЛЬ МОРИЯ, СЕРАПИС БЕЙ, ЛЕДИ НАДА, САНАТ КУМАРА, ДИВЬЯЛ КХУЛ, ОРИОН И АНЖЕЛИКА, МАХА ЧОХАН,ИЛЛАРИОН, АФИНА ПАЛЛАДА, ЛЕДИ ПОРЦИЯ, ЛАО ЦЗЫ).

"АКТИВАЦИЯ ДНК"



На генетическом уровне интересно отметить, что ДНК человека имеет в длину 173 сантиметра. И только 3 см . несёт активную генетическую информацию



Роберт Джерард

"Измени свою ДНК, измени свою жизнь"



Способы улучшения вашего физического, эмоционального и социального благополучия



70X100/16, мягкий

192 стр., в печать 25/10/2005

ISBN: 5-9550-0859-4

Цена: 28.00 грн.



Туманность «ДНК», сообщает Space, имеет в длину около 80 световых лет и интересна тем, что находится на расстоянии всего 300 световых лет от центра нашей Галактики. Именно там, согласно современным научным теориям, должна находиться сверхмассивная черная дыра. Туманность удаляется от центра с огромной скоростью — около 1 тыс. километров в секунду. Обнаружить ее удалось с помощью космического телескопа Спитцера НАСА.



А.В. Чемерис, В.А. Вахитов.

НОВАЯ СТАРАЯ ДНК. Уникальные черты самой главной молекулы, или Почему ученые разных специальностей в последнее время обращают на ДНК все больше внимания.



Наша история, записанная в ДНК

Идея о том, что скорость накопления мутаций может быть достаточно постоянна для того, чтобы использовать ее для датировки событий эволюционной истории как своего рода "молекулярные часы", была высказана Лайнусом Полингом и Эмилем Цукеркандлем в 60-х гг. [Zuckerkandl E, Pauling L. 1965] при изучении различий аминокислотной последовательности белка гемоглобина у разных видов животных. Позже, когда были разработаны методы чтения нуклеотидных последовательностей, скорость накопления мутаций была установлена при сравнении ДНК тех видов, время расхождения которых было хорошо установлено по ископаемым останкам.



Метод "молекулярных часов" приложим и к изучению событий эволюционной истории человека. Особенно широко используют для этих целей митохондриальную ДНК (мтДНК) и Y-хромосому.



При известной скорости накопления мутаций в расчете на поколение, число мутаций, различающих двух людей, можно перевести в абсолютное время, прошедшее со времени разделения ведущих к ним генетических линий. То есть установить, когда жил последний общий предок этих двух людей.



Дезоксирибонуклеиновая кислота

Материал из Википедии — свободной энциклопедии



Расшифрована ДНК мамонта

Хотя это, конечно, не генетический код всего существа, но это "самый длинный фрагмент ДНК, расшифрованный до настоящего времени, от любых разновидностей животных эпохи плейстоцена", — пояснил Хофрайтер.



Мамонты жили в Африке, Европе, Азии и Северной Америке между 1,6 миллиона и примерно 10 тысячами лет назад. До сих пор их родственные связи с современными слонами не были полностью ясны.



Международная команда из Германии, Великобритании и США, под руководством Хофрайтера, использовала новую технику анализа ДНК, способную работать с очень маленькими образцами сохранённой в вечной мерзлоте ткани. В данном случае это были 200 миллиграммов кости мамонта вида Mammuthus primigenius.