Гринько Сергей Александрович: другие произведения.

1.) Реальна ли реальность, или книга обо всём

Журнал "Самиздат": [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь]
Peклaмa:
Конкурс "Мир боевых искусств. Wuxia" Переводы на Amazon!
Конкурсы романов на Author.Today
Конкурс Наследница на ПродаМан

Устали от серых будней?
[Создай аудиокнигу за 15 минут]
Диктор озвучит книги за 42 рубля
Peклaмa
Оценка: 8.06*10  Ваша оценка:
  • Аннотация:
    Книга о Вселенной и о человеке. Всё самое удивительное с точки зрения науки, простыми словами. Насколько реальна реальность? (подробное описание в предисловии книги)

 []
  
  Реальна ли реальность
  Или
  Книга обо всём
  
  
  
  
  Содержание:
  Глава 1: Космос, видимая Вселенная.
   Ч.1 Размер космоса.
   Ч.2 Движение в пространстве.
   Ч.3 Звёздное вещество.
   Ч.4 Размеры звёзд.
   Ч.5 Плотность планет и звёзд.
   Ч.6 Возможно ли существование другой разумной
   жизни во Вселенной?
  Глава 2: Атомы. Из чего всё состоит.
   Ч.1 Всё из пустоты.
   Ч.2 Нет чётких границ.
   Ч.3 Как из атомов образуются вещества.
   Ч.4 Опыт Юнга.
   Ч.5 Квантовый компьютер.
   Ч.6 Как работает Солнце?
  Глава 3: Мозг и деятельность мозга. Как работают наши чувства.
   Раздел 1. Мы видим глазами или мозгом?
   Раздел 2. Цвет.
   Раздел 3. Что такое звук и как мы его слышим.
   Раздел 4. Вкус. Обоняние. Что такое запах?
   Раздел 5. Осязание.
   Раздел 6. Мозг, подключённый к компьютеру.
   Раздел 7. Мозг человека.
   Раздел 8. Мозг, разделённый пополам.
  Глава 4: Человек, работа организма, обновление клеток
   Ч.1 Клетки.
   Ч.2 ДНК.
   Ч.3 Деление клеток и развитие нового организма.
   Ч.4 Как появилась жизнь. Первая клетка.
  Глава 5: Микроорганизмы. Кто живёт на нашем теле; кто живёт
   внутри нас; кто живёт вокруг нас.
  Глава 6: Теории происхождения Вселенной:
  Ч.1) Теория Большого Взрыва.
  Ч.2) Теория голографического строения Вселенной.
  Ч.3) Сознание и солипсизм.
  Ч.4) Мультивселенная.
  Ч.5) Виртуальная реальность.
   Ч.6) Заключение.
  
  
  
  От автора:
  Я не отношусь к тому числу людей, кто умеет грамотно и красиво излагать свои мысли на бумагу; не отношусь к тем, кто управляет словами, выстраивая их в предложения, будто нанизывая жемчужины на бусенную нить. Я не литератор и не оратор, и мой текст может показаться достаточно "корявым" искушённому читателю, но всё же рассчитываю на понимание этой книги, ведь моя первостепенная задача - написать просто и понятно, обычными словами, не затрагивая как сложные научные понятия и термины; так и не менее сложную художественную окраску текста. Я надеюсь на снисхождение читателя, учитывая научно-популярную тематику книги, не требующую обязательного художественного стиля написания.
  
  Предисловие:
  Книга, что находится у вас в руках вовсе не о какой-то околонаучной фантастике, что можно предположить исходя из названия, но то о чём в ней говорится, может показаться поистине удивительным и фантастичным. Достаточно ли хорошо вы представляете размер космоса, и какие расстояния отделяют нас от галактик и звезд? Уже несколько десятков лет к звёздам летит космический аппарат созданный человеком, который несет на своем борту информацию о нас, но на много ли он приблизился к своей цели за это время? Сколько еще десятков, сотен, или даже тысяч лет ему понадобится, чтобы долететь хотя бы до самой близкой, соседней звезды?
  Из чего состоят планеты нашей солнечной системы? Почему юпитер не имеет плотной поверхности? Из чего состоит солнце, как оно работает, и за счет чего светит? Как долго свет идет от него до земли, как долго свет идет от других звезд, и правда ли что мы смотрим в прошлое, наблюдая за ночным небом? Как устроено наше зрение, и как мы воспринимаем свет и цвет объектов? Что вообще такое свет и от чего зависит цвет предмета? Верно ли выражение, что мы видим скорее мозгом, а не глазами? Как наш мозг получает информацию от всех органов чувств? Что такое звук, как он образуется, как распространяется, и как мы его слышим? Мы часто сталкиваемся с приятными или неприятными запахами, но как мы понимаем природу запахов? Запах - это наличие в воздухе летучих молекул пахнущего объекта, чтобы почувствовать любой запах - молекулы вещества должны попасть нам в нос; давайте же изучим этот процесс и всё остальное более подробно. Разве всё это недостаточно интересно, для того чтобы потратить несколько часов на чтение? Это время не будет потеряно зря, и надеюсь, что не ограничится лишь монотонным поглощением информации, я хочу пробудить в вас интерес первооткрывателя, интерес философа, мыслителя - назовите как угодно, суть в том, что здесь вы найдёте о чём подумать и поразмышлять. Мы поговорим о молекулах и атомах, как они образуют все живое и неживое во вселенной, откуда взялись химические элементы для наших тел, что это за элементы и сколько их, верно ли что мы - всего лишь звездная пыль? Все атомы состоят из пустоты, молекулы всех предметов и молекулы вашего тела находятся в постоянном движении, мы разберем, от чего это зависит и как это происходит. Из чего состоит ваше тело на уровне атомов и клеток? Сколько клеток составляют ваш организм, каких клеток в человеке больше - его собственных, или клеток различных микроорганизмов, живущих снаружи и внутри его тела? Кого больше, людей населяющих землю, или микробов населяющих отдельно взятого человека? Сколько грамм или даже килограмм живых бактерий вы предполагаете в теле одного человека? Что будет если убрать всю пустоту из атомов всех людей на земле, или из одного отдельно взятого здания - до каких бы размеров всё уменьшилось, изменился бы тогда вес? Насколько большие встречаются звезды во вселенной, сколько вообще галактик, звёзд и планет в видимой вселенной?
  Можем ли мы ответить на эти и другие вопросы со стопроцентной точностью, какие теории можем предположить, и как можем их обосновать? Ваш мозг состоит из клеток, которые в свою очередь состоят из химических элементов, как он работает, как управляет телом, как формирует наше сознание, мысли, и разум? Клетки нашего организма постоянно обновляются, как это происходит и с какой скоростью? Если к 50 годам клетки, составляющие органы тела человека, множество раз обновились, почему люди стареют, и все ли клетки способны к обновлению? Все мы слышали про ДНК человека, но все ли правильно представляем, что это такое? Сильно ли отличается наша ДНК, от ДНК других представителей животного мира? Как зарождается человек, и как ему передаются гены родителей? Как на земле появилась первая клетка, правда ли что она дала начало всему животному разнообразию? Что отличает живое существо от неживого объекта природы? Есть ли различие живой и неживой природы на уровне атомов и молекул? Что такое жизнь? Возможна ли в космосе другая разумная жизнь?
  Вопросы, вопросы... В этой книге я постараюсь дать максимально научные ответы на большинство этих, и на ряд других вопросов. Стоит сразу заметить, что я всецело за научное понимание мира, я сторонник исследований, наблюдений и доказательств; и противник смутных рассуждений и неправдоподобной информации. Даже в разговоре о других разумных цивилизациях, не будет рассказов про какие-то НЛО, или о том, что кого-то похищали пришельцы и т.п. Здесь, как и везде, мы будем опираться только на научные данные и логические рассуждения, но к чему они могут нас привести? Найдём ли мы ясность и понимание сути всего происходящего, или получим ещё больше поводов для вопросов и раздумий?
  В названии книги звучит вопрос: реальна ли реальность? Кажется, что ответ очевиден, мы видим и воспринимаем вполне обычный и объяснимый мир, но все ли мы хорошо знаем его устройство, и не скрылись ли от нашего внимания какие-то интересные моменты нашей реальности? К каким размышлениям может привести научная информация и предположения ученых и философов? Может ли отдельный мозг, помещенный в условия для жизнедеятельности, воспринимать себя активным и живущим человеком? Как это можно обосновать? Может ли вся вселенная быть чем-то иным, не тем, какой мы привыкли ее воспринимать? Могут ли наши чувства и мысли влиять на нас самих и на окружающую действительность? Если мы наблюдаем за элементарными частицами, можем ли мы влиять на их поведение, только фактом своего наблюдения?
  Вторая часть названия - книга обо всём. По сути это сборник из различных областей науки, но очищенный от сложных научных понятий и терминов. В какой-то степени, это скорее понимание устройства и работы многих вещей во вселенной, рассказанное максимально просто и доступно. Стоить заметить, что в этой книге я высказываю не сугубо личное мировосприятие, и не опираюсь на какое-то свое понимание вселенной. Всё что вы прочтёте, не связано оковами личных предпочтений; я стараюсь приводить максимально точные научные данные и объяснения по тому или иному вопросу, затронутому в этой книге. В тех вопросах, где не имеется полностью доказанного ответа, я буду приводить основные предположения ученых, с точки зрения так скажем, классического понимания вселенной. Я имею ввиду, что я абсолютно против какой-то мистики и фантастики, но многие выводы звучат по истине удивительно; строение и принципы работы многих вещей и процессов во вселенной восхищают и завораживают ум; и этот мир вовсе не так прост, скучен и обыден, как может показаться на первый взгляд.
  К чему-то из написанного в этой книге вы можете отнестись с недоверием или посчитать что-то просто невозможным. Возможно ли, что возможно всё? Спорьте со мной, не соглашайтесь, ищите опровержения, но будьте внимательны в поисках, так как существует множество информации, основанной на неверных данных или на устаревшем понимании некоторых вещей во вселенной. Любые ваши поиски и размышления это, несомненно, тот результат, на который я так нескромно надеюсь. Ваш интерес ко вселенной - вот моя первостепенная цель. В спорах и сомнениях рождается истина, найдите свою истину, подумайте о ней, насколько она непоколебима?
  
  Научные данные и открытия могут приподнять завесу тайн нашего удивительного мира, но в то же время и скрыть их от понимания сложными и скучными научными текстами; из разнообразия затрагиваемых вопросов, следует сильная разрозненность информации и фактов. Очень редкий научно-популярный фильм затронет хотя бы несколько различных направлений в науке, и рассказывая об одном, может упустить важную ветвь размышлений и рассуждений, которые бы могли представить мир перед глазами зрителя в более широком и развернутом виде. В научных статьях можно зачастую встретить какие-то сложные математические расчеты, не особо понятные формулы, и сложные термины которые и выговорить с первого раза не всегда получается, а уж когда весь текст пестрит подобной абракадаброй, нам, людям не принадлежащим к ученым кругам, довольно скучно и утомительно усваивать данный текст и вникать в его суть. Давайте отбросим из нашего предстоящего разговора все, что нам не сильно важно и интересно, давайте говорить обо всем максимально просто, сжато, и доступно. Я не буду перегружать книгу различными датами открытий и экспериментов, фамилиями многих ученых, которые стали первопроходцами в понимании какого-либо момента мироздания и тех, кто проводил доказательную работу; не буду приводить имена тех, кто был светилом науки в свое время, а сейчас чьи заслуги увековечены в научных кругах.
  Во времена инквизиции многих людей, сделавших шаг вперед в понимании вселенной и открывших свой ум для более широких взглядов на мироустройство - нарекали еретиками, и даже сжигали на кострах, если человек не отрекался от своих взглядов, и не присягал на верность церкви. Развитие человеческой цивилизации от уровня средних веков, до сложного, технологического мира сегодня, обязано многим смелым и самоотверженным ученым, которые не могли закрыть глаза на свои догадки, расчеты, и открытия; которые не боялись смерти во имя науки, до последнего момента восхищаясь величием вселенной и расшатывая обыденный мир, в котором солнце крутилось вокруг земли, небо было твердым куполом, а объяснения существования и появления всего этого, сводилось к единому создателю. С тех пор множество создателей сменилось в мировоззрении наших далеких предков, за все время люди преклонялись сотням разных богов; множество вер и религий давали свои ответы, но что еще тогда могла предположить развивающаяся человеческая цивилизация? Какие дать объяснения и что вообразить, кроме того, что все было создано богом, при помощи магии и волшебства? Это было достаточно просто и интуитивно понятно для времен, предшествующих зарождению науки.
  Сложно представить, насколько сильной надо было быть личностью, чтобы идти против общего мировоззрения, чтобы не убояться своих мыслей и осуждения окружающих. Я ни в коем случае не умаляю значение людей, которые первыми начали постигать тайны вселенной, а так же значение тех, кто выбрал и продолжил, пожалуй, самый нелегкий путь. Я отдаю им дань уважения, и хотя моя книга возможна для написания благодаря всем этим людям, я практически не буду упоминать тех, кто внес свой вклад в науку, какие методы для этого использовал, с какими сложностями столкнулся и т.п. Я не буду ссылаться на учёных, проведённые эксперименты, и другие доказательства и подтверждения; и осознаю возможность восприятия текста, как чего-то надуманного и голословного, но иду на это, с целью не отвлекаться от основной идеи данной книги, для того чтобы не заострять внимание на информации, которая неизбежно утяжелит текст или будет уводить наш разговор в сторону.
  Конечно, нам придется затронуть некие сложные для понимания (а скорее для объяснения) вещи, например атомы, которые очень сложны, но в то же время очень интересны. Нам необходимо иметь более-менее четкое представление о них, ведь они составляют абсолютно все вещество во вселенной, и разве мы можем хоть о чем-то компетентно рассуждать, если при этом не имеем представления о мельчайших кирпичиках, в своём разнообразии составляющие всё, что мы можем наблюдать? Как мы можем до конца осознавать строение и механизмы работы нашего тела, если в размышлениях мы не подразумеваем квантовый мир молекул и частиц?
  Конечно, можно пропустить главу об атомах и читать только то, что вас больше заинтересовало, о работе человеческого тела и мозга, или сразу перейти к теориям возникновения вселенной. Но все же я советую прочитать всё, от начала и до конца, чтобы при прочтении любой части или главы, вы учитывали предшествующую ей информацию; чтобы не упустили нить моего, возможно все же, немного путанного рассказа; и для того чтобы подойти к размышлению над каждой последующей частью книги, с учётом тех моментов, что мы затронули ранее. Вполне возможно, что в этом случае, вопрос о реальности окружающего мира уже не будет казаться таким вздорным и абсурдным. Научные теории и предположения не будут казаться такими уж невозможными или маловероятными - по большому счету, результаты будущих научных достижений могут подтвердить абсолютно любое понимание вселенной, а возможно и предложат новые, еще более невообразимые грани нашей реальности.
  Я не утверждаю, что эта книга изменит ваше мировоззрение, но она даст вам пищу для размышлений. Мир для вас кажется простым и понятным? Вы думаете, что у ученых есть ответы на все научные вопросы? Может быть, вам кажется, что многие поколения ученых уже тысячу раз все обдумали и поняли устройство всего во вселенной? Думаете, что для вас не осталось ничего интересного и неразгаданного?
  Научный мир постоянно пополняется новыми открытиями и новыми знаниями, впитайте их в себя, отвлекитесь хоть ненадолго от обыденности и рутины. Конечно, многое из этой книги вам известно, что-то все мы проходили еще в школе, хотя возможно многие из нас "проходили мимо", но давайте не будем слишком строги к себе, разве в школьные годы можно было этим всерьез заинтересоваться? Разве школьные программы дают понятные и исчерпывающие объяснения?
  научный мир постоянно меняется и дополняется, поэтому то что вы слышали когда то давно, возможно сейчас уже опровергнуто или изучение данного вопроса было углублено и сейчас имеются новые интересные данные. Благодаря развитию техники и науки нам постоянно открываются новые границы реальности и мироздания. Погрузитесь в этот мир, ведь этот мир вас окружает, вы частичка огромной и сложной системы, но вы очень важная ее часть. Вы тот, кто может познать этот мир, тот, кто может наполнить его осознанными мыслями и размышлениями. Вам может открыться понимание того, что еще не смогли понять ученые, экспериментаторы, практики и философы. Думаете что это не возможно? Для вашего разума нет границ, для вас нет преград и чего-то невозможного. Вам доступно все. Вам доступна вся вселенная!
  
  Хоть я и пытался объяснить все связанно и понятно, но вполне допускаю, что цепь размышлений и мыслей, которые складывались в голове в лаконичный и последовательный текст - могут достаточно сильно отличаться от тех скупых слов, что в итоге легли на бумагу. Прочитав часть или главу, обдумайте ее. Перечитайте ее, если сразу не уловили суть. Проблема не в том, что вам может показаться что то сложным для понимания, скорей всего проблема в том что мне было тяжело красочно и ёмко выразить всё, что задумывалось для этой книги, посредством обычных слов и предложений.
  Эта книга не писалась в строгой последовательности, и я не представляю, как она будет восприниматься целиком. В процессе написания мне приходилось перескакивать с одного на другое, иногда я возвращался к уже написанным главам и разделам, дополнял их, или даже переписывал по новой. Я как бы упорядочивал и уточнял свои знания по всем рассматриваемым вопросам, размышлял, задавался новыми вопросами. Несколько раз я сталкивался с тем, что не мог о чём-то подробно рассказать, так как сам изначально не владел всей информацией и пониманием этого момента, и я принимался за поиск ответов и объяснений. Мне приходилось встречать множество противоречивой информации, и тогда своей задачей я видел необходимость найти наиболее достоверные данные, а потом объединить всё в более-менее последовательный текст. Проделанная мною работа это вовсе не главная составляющая этой книги; в ней, куда большую роль сыграют ваши мысли и ваша тяга к познанию Вселенной. Ваши размышления дадут необходимый объем и понимание того, что я написал; ваш мыслительный процесс передаст и откроет то, что я не смог передать. Вас окружает огромная и интересная вселенная - она вся может поместиться в ваших мыслях. Ваш разум это источник новых идей, дайте ему волю, дайте волю размышлениям; направьте свой ум на познание окружающего мира - и, возможно именно вам, он откроет все свои тайны.
  
  
  
  Глава 1. Космос, видимая Вселенная.
  Ч.1 Размер Вселенной.
  Когда вы смотрите ясной ночью на небо, что вы видите? Луну и звёзды? Верно, но вы знаете что, видя звёзды, вы видите прошлое? Не верите? Тогда давайте поговорим о космических расстояниях и скорости света, и конечно будем опираться только на научные данные.
  И так, чтобы разобраться в космических расстояниях нам придётся пользоваться такой длиной как световой год, так как километры и даже миллионы километров теряют в космосе свою актуальность. Световой год - это расстояние, которое свет преодолеет за год. Сразу давайте проясним, что свету требуется определённое время, чтобы переместиться в пространстве. Приведём пример: Вы стоите на крыше дома и смотрите вдаль, я же стою далеко на горизонте и подаю в вашу сторону одиночную вспышку мощным фонарём. Через сколько вы увидите эту вспышку? Практически моментально. Свет настолько быстро перемещается, что кажется ему вовсе не нужно время на движение, но это не так. Если аналогичную вспышку послать с луны, то вы ее увидите лишь через одну секунду. И так какова же скорость света? Около 300.000 км/с., расстояние до луны примерно такое же, и поэтому свет от неё дойдёт до Земли через одну секунду.
  Теперь давайте о звёздах, но начнём с Солнца, так как это самая важная для нас звезда, и именно благодаря ней возможна жизнь на Земле. И так, Солнце в 109 раз крупнее нашей планеты и находится так далеко (150 млн. км), что свет от него идёт уже около 8 минут. То есть, если вы лежите на пляже и загораете, то лучи, которые вас греют в данный момент, начали свой путь от Солнца 8 минут назад.
  Но причем же здесь прошлое? Всё дело в том, как устроено наше зрение, ведь мы видим не сами объекты, а именно свет, который либо отражают, либо сами излучают эти объекты. Вы ничего не можете увидеть в кромешной тьме, потому что предметы вас окружающие не отражают свет. Солнце, как и всё остальные звёзды, является источником света, и раз свет от него идёт 8 минут, значит, мы видим его таким, каким оно было 8 минут назад. Но солнце это ближайшая, а потому и такая яркая звезда, остальные же звёзды находятся так далеко, что свет от них идёт уже не минуты, а года. Самая близкая из них это "Проксима Центавра" и свет от неё до Земли идёт примерно 4 года.
  Звёзды на небе нам кажутся достаточно близкими, но самая близкая из них находится в четырёх световых годах от нас, но насколько же велико это расстояние? И можем ли мы долететь хотя бы до ближайшей звезды?
  С самой высокой скоростью, которую смогло достигнуть техническое устройство созданное человеком, летит аппарат "Вояджер-1". После выполнения своей научной миссии в солнечной системе, он был направлен к звёздам. Он несёт на своем борту специальную позолоченную пластинку, на которой имеются записи человеческой речи, некоторые музыкальные произведения, звуки животных, и подобная информация, дающая представление о нашей планете и человечестве. Благодаря использованному гравитационному ускорению от планет его разогнали до 56.000 км/ч, но даже с такой ошеломляющей скоростью он долетит до ближайшей звезды лишь через 80.000 лет. Этот же путь свет преодолеет примерно за 4 года.
  Но как далеки остальные звёзды? Глядя на ночное небо, мы можем видеть звёзды, которые находятся в сотнях и тысячах световых лет от Земли, и мы реально смотрим в прошлое - ведь каких-то звёзд давно уже нет, а какие-то могли взорваться 10 лет назад, но с Земли мы не узнаем об этом ещё тысячи лет, и для нас они будут продолжать сиять на ночном небе, ведь свет, который они успели излучить, будет идти ещё очень много лет. Ещё много поколений человечества могут наблюдать такую звезду - звезду, которая погибла, разорвавшись в космическую пыль, уже много лет назад.
  Что ж давайте вернёмся к расстояниям и узнаем, насколько велика вся Вселенная. Наша планета вместе с Солнцем находится в галактике Млечный путь, тут миллионы таких же звёзд со своими планетами. Расстояние от нас до центра нашей галактики 30.000 световых лет, до ближайшей соседней галактики 30 миллионов. От самых же дальних галактик, увиденных телескопом "Хаббл", свет идёт уже более 13 млрд. лет.
  Размер всей наблюдаемой нами Вселенной в диаметре составляет 93 миллиарда световых лет, этот размер взят уже не на основании видимого света (так как свет просто не успел до нас дойти), а на основании реликтового излучения, но есть ли что-то дальше? Этого мы не знаем, у нас есть такое понятие как предполагаемая Вселенная, её размер ещё более невообразим; есть теории, что наша Вселенная не одна, а их множество или даже бесконечное множество, но об этом уже в соответствующей главе. А сейчас просто попробуйте представить себе границу Вселенной, что там может быть? Космический аппарат, достигнув этой границы, не сможет полететь дальше? Упрётся в невидимую преграду и остановится? Что же может быть на границе нашей Вселенной, и есть ли эта граница?
  
  Ч.2 Движение в пространстве.
  Чем вы сейчас занимаетесь? Неподвижно сидите? Да, по отношению к окружающим вас предметам вы находитесь в состоянии покоя, у вас нет скорости и направления. Но давайте смотреть не относительно окружающих вас предметов, и даже не относительно к Земле. Давайте посмотрим в большем масштабе, масштабе движения планеты в пространстве. И так, наша планета Земля (и вы, на её поверхности) вращается вокруг свой оси со скоростью 1670 км/ч (скорость вращения на экваторе), и в то же время она вращается вокруг Солнца со скоростью 108.000 км/ч. Солнце и вся солнечная система тоже не находится на одном месте, а движется по галактике Млечный Путь со скоростью 828.000 км/ч. А уже вся наша галактика несётся в пространстве со скоростью примерно 2 млн. км/ч.
  Вот примерно с такими скоростями движется наш, казалось бы, тихий и спокойный мир, и вы в том числе, ведь вы находитесь на нашей планете, а она участвует в этом безумном хороводе.
  
  Ч.3 Звёздное вещество
  Согласно стандартной модели Большого взрыва в некоторый нулевой момент времени Вселенная возникла из сингулярности, то есть из одной точки. За первую миллионную долю секунды температура была значительно больше, чем 10^12 К (10 в 12-ой степени Кельвинов), то есть миллион миллионов градусов, а плотность была немыслимо велика. Частицы вещества и излучения (фотоны) отделились друг от друга к концу первой миллионной доли секунды. Через 1/100 секунды стали образовываться электроны, протоны и нейтроны. Затем образовались ядра водорода (фактически это просто протоны). Через 3 минуты после Большого взрыва температура упала до 10^9 К. Стали образовываться ядра гелия (2 протона и 2 нейтрона). И "только" через 700.000 лет электроны и протоны соединились и образовали нейтральные атомы водорода. Затем образовались и нейтральные атомы гелия. Так что во вселенной были только водород и гелий. Из них стали образовываться звезды за счет сил тяготения между атомами, а плотность атомов водорода и гелия была очень высокой, что облегчало возникновение "звезд". Когда такая "звезда" достигала величину, всего в несколько раз меньше солнца, за счет сильного давления в центре звезды стали возникать термоядерные реакции. Звезды разогревались, и стали испускать световые лучи (фотоны). Ядра гелия и водорода в центре звезд из-за сильного давления стали образовывать все другие атомы вплоть до атомов железа. Но когда ядерное горючее (водород и гелий) заканчивалось, всё вещество звезд проваливалось к центру звезды и затем такие звезды взрывались как сверхновые, и вещество звезды выбрасывалось в космос. Через 5 млрд. лет и наше солнце взорвется и уничтожит планеты. Так в космосе образовывались атомы из таблицы Менделеева. Из них за счет сил тяготения стали образовываться новые звезды и планеты.
  Весь химический состав, из которого образован земной мир и мы в том числе, произведен за счет реакций в звездах, и на протяжении всего существования Вселенной это вещество незаметно складывается и распадается в бесконечном цикле творения.
  И так, что мы имеем в итоге? Всё вещество было создано Большим взрывом, все химические элементы для нашей планеты и для нас самих были произведены звёздами, получается, что мы всего лишь звёздная пыль? Звёздная пыль, которая в сложнейшем процессе эволюции приобрела разум; звёздная пыль, которая может осознавать себя, и даже задуматься о Вселенной?
  
  Ч.4 Размеры звёзд.
  Уделим немного внимания размерам звёзд. Смотря на небо и видя маленькие светящиеся точки, нам может показаться, что звёзды не так уж и велики, но мы-то знаем, насколько обманчив космос! Что ж, возьмём ближайшую к нам звезду - Солнце, оно в 109 раз больше Земли и могло бы вместить в себя миллион планет размером с нашу Землю. Да, Солнце огромно, и выглядит для нас посолиднее остальных звёзд, но это лишь потому что оно находится в непосредственной близости к нашей планете; на самом же деле Солнце - это жёлтый карлик, так называют яркие звёзды относительно небольших размеров. Есть звёзды, которые больше Солнца в сотни и даже в тысячи раз. Если поместить одну из таких звёзд на место Солнца, то края такой звезды находились бы на орбите Юпитера или Сатурна (а это более 1 млрд. км от Солнца).
    []
   Рис.1 На рисунках показаны сравнения размеров планет и звёзд. На первых двух планеты нашей солнечной системы. На третьем показано сравнение Солнца с Сириусом, который больше примерно в 2 раза. На четвёртом Сириус изображён размером с малую горошину, чтобы наглядно представить намного более крупные звёзды.
  
  Если же говорить о количестве звёзд в нашей Вселенной, то нам придётся столкнуться с огромными числами, а ведь у звёзд обычно есть ещё и планеты, такие как наша, или другие планеты солнечной системы. В одной только галактике Млечный путь насчитывается от 200 до 400 миллиардов звёзд, самих же галактик в видимой нами Вселенной насчитывают примерно 100 миллиардов, и сколько их ещё может быть, нам остаётся только гадать.
  Теперь вы можете представить насколько огромные объекты (и как их много) встречаются в космосе, и наша планета Земля, со всем своим разнообразием, со всеми континентами и обширными океанами, со всеми животными, городами и людьми - это всего лишь малая крупинка на бескрайних просторах нашей Вселенной!
  
  
  
  Ч.5 Плотность планет и звёзд
  Нашу планету можно назвать каменной - она покрыта твёрдой земной корой, и хотя имеет в себе расплавленные под огромной температурой и давлением вещества (вспомнить ту же лаву, что извергается из вулканов), на поверхности Земля достаточно плотная и твёрдая, но все ли планеты такие? В нашей солнечной системе есть 4 интересные планеты - это Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Во-первых, они отличаются размером (они намного больше остальных планет), а во-вторых, они состоят из газа. Уран и Нептун так же иногда называют ледяными гигантами, так как вещество этих планет находится в состоянии льда. Юпитер и Сатурн это тоже газовые планеты, у них нет плотной поверхности, и их вещество находится в газо-жидком состоянии. По сути если попытаться приземлить на его поверхность космический аппарат, то он просто погрузится в недра планеты. Тут ещё можно упомянуть о Солнце, ведь оно тоже состоит из газа, практически полностью из водорода и гелия, и вследствие термоядерного синтеза (когда из водорода под действием температур получается гелий), выделяет огромное количество энергии и света. Выделение этой энергии (передача в пространство) не проходит для Солнца без последствий, и оно теряет около 4-х миллионов тонн своего вещества каждую секунду. Казалось бы, это огромное количество, но оно настолько ничтожно в сравнении с весом всего солнца, что наше светило избавится лишь от 1 % своего веса за 160.000.000.000 лет.
  Сатурн тоже состоит из газа, и если представить что мы его поместим в ванну с водой, то он будет спокойно плавать на поверхности, лишь частично погрузившись в воду. Это произошло бы, потому что у Сатурна очень низкая плотность, ниже плотности воды, но во Вселенной так же есть объекты, чья плотность невероятно велика - это нейтронные звёзды.
  Как правило, в диаметре они имеют всего лишь 10-20 км и возникают после гибели другой звезды, чьё вещество сжалось до невероятной плотности, в следствии всё нарастающих сил гравитации. Из-за высокой плотности звезды, она может весить просто невероятно много, и даже чайная ложка её вещества может весить миллионы тонн. Так же нейтронные звёзды обычно очень быстро вращаются вокруг своей оси, как правило, несколько оборотов в секунду, но встречаются и более быстрые. В нашей галактике Млечный путь есть звезда, совершающая более 700 оборотов вокруг своей оси за секунду!
  
  Ч.6 Возможно ли существование другой разумной жизни во Вселенной?
  Что ж, начну с того, что никто не может знать точно, есть ли другие разумные существа во Вселенной. Нам ничего не известно об их наличии, но и никаких аргументов против их, хотя бы гипотетического, существования, тоже нет. Давайте порассуждаем. В видимой нами Вселенной миллиарды галактик, в которых в каждой более сотни миллиардов звёзд. У этих звёзд есть планеты. Существует мнение, что на каждую звезду приходится примерно по 2 планеты. У каких-то больше, у каких-то вообще нет планет, но если разделить их поровну, то получится примерно по 2 планеты на каждую звезду. Понимая это огромное количество звёзд и планет, становится ясно, что экзопланет (планета вне солнечной системы) с подобными условиями как на Земле может существовать огромное количество.
  Вот вырезка из Википедии: "Общее количество экзопланет в галактике Млечный Путь в настоящее время составляет от 100 миллиардов, из которых ~ от 5 до 20 миллиардов, возможно, являются "землеподобными". Также, согласно текущим оценкам, около 34 процентов солнцеподобных звёзд имеют в обитаемой зоне планеты, сравнимые с Землёй"
  Конечно, на развитие разумной жизни могут уйти миллионы лет, на нашей планете жизнь начала зарождаться более 3,5 миллиардов лет назад (для заметки: человек современный появился около 200 тысяч лет назад, человек-предшественник около миллиона лет назад, человек-умелый примерно 2,5 млн. лет назад). Но Вселенная существует уже 13,7 миллиардов лет, и кто может утверждать, что за такой срок хотя бы на нескольких планетах (да хотя бы на одной, кроме Земли) не зародилась жизнь? Похожая или не похожая на нас, гадать не будем, но сам факт наличия такой жизни вполне допустим. Конечно, жизнь на нашей планете зародилась благодаря множеству фактов, и шанс удачного стечения обстоятельств для этого крайне мал. Но он есть. И совсем необязательно, чтоб на другой планете были такие же условия, как и на нашей, ведь различные организмы могут развиваться в абсолютно разной среде.
  Но давайте представим, что такая жизнь всё же есть. Пока что наши технологии не позволят её увидеть, или тем более долететь до далёких планет. Даже любой посланный нами сигнал, будь он на радиочастотах или ещё каких, всё равно не сможет превысить максимальную известную скорость - скорость света. Учитывая, что только до ближайшей звезды наше сообщение будет идти чуть больше четырёх лет, мы понимаем, что общение или обмен какими-то сигналами, нам пока недоступен, ведь до дальних галактик и планет наш сигнал может идти миллионы лет, а нам бы ещё и ответа дождаться. У нас есть ограничения по скорости и по технологиям, ведь технический мир только стал развиваться. За всё существование человечества, всего лишь за последние 50-100 лет, мы достигли поразительных результатов в науке и технике, и развитие технологий движется всё более и более нарастающими темпами. Как минимум огромный рывок нам обещает создание квантового компьютера, сейчас есть только прототипы, занимающие целые помещения и требующие сложнейшего оборудования. Но не стоит забывать, какими были первые обычные компьютеры, они тоже занимали целые комнаты и годились лишь для простейших операций, а сейчас у нас имеются мощные и компактные ноутбуки. Квантовый мир только открыл нам завесу своих тайн, а человечество уже пытается освоить его, и подчинить своей воле. Невозможно представить, какими будут технологии и весь наш мир ещё лет через 50-100, если мы, конечно, сами его не загубим.
  Но что если такие технологии уже есть во Вселенной? За время существования Вселенной, жизнь на какой-либо планете могла зародиться намного раньше, чем на Земле, а если та планета ещё больше по размеру, и богаче по ресурсам, то жизнь там вполне могла развиться и существовать очень долгое время. Если эта жизнь развилась и обрела разум (почему бы и нет, мы же, вроде бы, развились до разумных существ), то их технологии могут опережать нас на любое количество времени, в зависимости от того, как давно существует их (предполагаемая) цивилизация.
  Но доказательств или каких либо следов такой цивилизации обнаружено не было; о летающих тарелках, очевидцах и каких-то контактёрах, я конечно говорить не буду, ни чего подобного я не видел, а голословным утверждениям и рассказам (особенно по ТВ) веры нет. Но исходя чисто из умозаключений, вполне можно прийти к выводам, о возможности другой разумной жизни во Вселенной, более, или менее развитой чем мы, а возможно и погибшей, много сотен или миллионов лет назад.
  Кстати интересный момент, учитывая скорость движения света: давайте представим себе другую планету с разумной жизнью, на расстоянии 70-80 световых лет от нас. Если они будут следить за космическим пространством на уровне радиоволн (именно в том участке космоса, где находится наша планета), то смогут слышать радио- и телепередачи, времён второй мировой войны. Тут всё дело в том, что все наши сигналы, будь то радиоволны, или свет, идут до них соответственно расстоянию, на котором они находятся. Они, точно так же, смотрели бы и слушали прошлое, как и мы, наблюдая ночные звёзды. А если бы у них был настолько мощный телескоп, чтобы увеличить поток света от Земли, то они смогли бы понаблюдать за ходом сражений тех времён. Аналогично, если нас представить наблюдателями в воображаемый мощнейшей телескоп, то наблюдая за планетой на расстоянии миллионов световых лет, мы будем наблюдать её прошлое, и даже если зафиксируем жизнь на ней хотя бы на уровне микробов - мы не сможем сказать что происходит на ней в данный момент. Будет вполне возможно, что жизнь там уже развилась до разумной цивилизации, а возможно эта цивилизация уже погибла, или погибает сейчас.
  
  Ч.7 Разное.
  В нашей галактике существуют миллиарды планет-сирот, они улетели от своих звёзд в хаосе формирования своих "солнечных" систем; и теперь дрейфуют по космическим широтам в полной темноте.
  Луна удаляется от нас каждый год примерно на 4 см. Это зависит от уменьшения периода вращения планеты на 2 миллисекунды в день.
  Ежегодно только в нашей Галактике рождается сорок новых звезд. Сложно даже представить, сколько их появляется во всей Вселенной.
  На просторах Вселенной есть очень удивительная вещь - гигантский газовый пузырь. Его длина составляет около 200 миллионов световых лет, а находится он от нас в 12 миллиардах этих же лет! Эта интересная штука сформировалась всего-то через два миллиарда лет после Большего взрыва.
  Ученые открыли уже около 700 типов планет. Одна из них - это алмазная планета, причем во всех смыслах этого слова. Как известно, углероду нужна совсем малость, что бы превратиться в алмаз. В этом случае условия совпали так, что одна из планет затвердела, и превратилось в драгоценность вселенского масштаба.
  Внутри черной дыры сила гравитации настолько велика, что из неё невозможно вырваться даже свету. По логике вещей, дыра должна быть не заметна на небе вовсе. Однако во время вращения, дыры кроме космических тел поглощают еще и газовые облака, которые и начинают светиться, закручиваясь по спирали. Так же метеоры, попадая в черные дыры, загораются от неимоверно резкого и быстрого движения.
  Оказывается, что в нашей Солнечной системе существует тело, напоминающее нашу планету. Его именуют Титаном, и он является спутником планету Сатурн. Он также имеет реки, моря, вулканы, плотную атмосферу, как и наша планета. Удивительно, но даже расстояние между Титаном и Сатурном равно расстоянию между нами и Солнцем, и даже соотношение веса этих небесных светил равно соотношению веса Земли и Солнца.
  Все же разумной жизни на Титане даже не стоит искать, потому, как его водоемы подвели: они состоят в основном из пропана и метана. Но все же, если последнее открытие получит подтверждение, то можно будет утверждать, что на Титане существуют примитивные формы жизни. Под поверхностью Титана существует океан, который состоит на 90% из воды, остальные 10% могут быть сложными углеводородами. Есть предположение, что именно эти 10% могут дать начало простейшим бактериям.
  В космосе есть "резервуар" воды, который содержит в 140 триллионов раз больше воды, чем в мировых океанах Земли.
  Чрезмерно высокое давление и температура на Нептуне и Венере создает алмазный дождь.
  Планета Нептун с момента своего открытия в 1846 году только недавно завершила полный оборот вокруг Солнца.
  Плутон с момента открытия еще не совершил полный оборот вокруг Солнца, и это произойдет только 23 марта в 2178 году.
  За 10 минут космический корабль может сфотографировать до 1 млн. кв. км земной поверхности, в то время как с самолета такую поверхность снимают за 4 года, а географам и геологам потребовалось бы для этого не менее 80 лет.
  Примерно раз в месяц на Землю падают метеориты весом не менее 10 тонн. В месяц на нашу планету прилетают около 200 небольших астероидов.
  За последние 500 лет масса Земли увеличилась на миллиард тонн за счет космического вещества.
  Давление в центре Земли в 3 миллиона раз выше, чем давление в земной атмосфере.
  Когда вода закипает на Земле, образуются тысячи маленьких пузырьков. В космосе же при кипении жидкости образуется один гигантский пульсирующий пузырь. Ученые считают, что это из-за отсутствия в невесомости конвекции и плавучести.
  На Земле пламя стремится вверх, но в космосе оно распространяется во всех направлениях. Из-за отсутствия гравитации, в космосе огонь распространяется сферически по всем направлениям, противоположным источнику. Конечно же, космическую спичку можно зажечь только внутри летательного аппарата.
  Вследствие отсутствия конвекции тепло человеческого тела не распространяется в пространство космического корабля. Из-за этого тело постоянно покрыто испариной для самоохлаждения, и пот не испаряется, а просто скапливается.
  Ядро нашей планеты состоит из расплавленного железа, которое закручивается в огромные вихри высотой до 10 км. Они образуются от вращения Земли вокруг своей оси, и благодаря им, планета обладает защитным магнитным полем.
  
  Глава 2: Атомы. Из чего всё состоит.
  Про космос было писать гораздо проще, ведь он огромных размеров и мы можем видеть его объекты, такие как планеты и звёзды. Мы говорили о невообразимо больших размерах Вселенной, а возможно и о бесконечности, но теперь пришла пора погрузиться в бесконечно малый мир, в мир атомов. И этот мир поистине удивителен!
  Начнём с того, что атомы не подчиняются обычным для нас законам физики и настолько странно себя ведут, что для них была создана новая наука - Квантовая механика, и постигая основные принципы этой науки, атомы, а с ними и весь окружающий мир начинают казаться не просто удивительными, а даже нереальными!
  Всё состоит из атомов: книга, которую вы держите в руках, состоит из атомов, ваши руки тоже состоят из атомов (или скажем ваш глаз, в нём больше атомов, чем звёзд в видимой Вселенной), воздух, что вас окружает, не пустой как кажется, а тоже состоит из атомов. По сути, всё окружающие вас пространство и вы сами это огромное количество близко расположенных друг к другу атомов. Вокруг вас нет пустоты как таковой, любое пространство заполнено атомами, их нет только в вакууме на космических широтах (или если даже и есть, то в мизерных количествах). Здесь же, на нашей планете, силы гравитации притягивают атомы составляющие воздух и все слои атмосферы, благодаря этому мы можем ходить по улице и вдыхать необходимый нам кислород, при выдохе атомы кислорода смешиваются с окружающим воздухом, и разносятся ветром по всей Земле. Возможно вы сейчас вдохнули атом кислорода, который выдохнул Энштейн, ведь атомы и молекулы не могут просто так взять и улететь в космос. Пока их держит гравитация Земли, они будут находиться здесь, просто летать, либо с чем-то перемешиваться и взаимодействовать.
  Из атомов состоит абсолютно всё во Вселенной, звёзды и планеты, океаны и леса, воздух, города, дома, животные и люди. Но что такое атомы? Когда я сказал о том что вокруг вас нет пустоты как таковой, я забыл упомянуть, что по сути, не только вокруг вас, но и вы сами состоите практически из пустоты ведь каждый атом сам по себе практически пуст! Почти весь вес (более 99.9%) и вся "материя" заключена в ядро атома, но постойте, давайте вспомним, что мы вообще знаем об атомах?
  
  Ч.1 Всё из пустоты
  Со школьной программы вы наверняка помните, что атом эта мельчайшая частица из которых состоит вся материя во Вселенной, и наверняка помните простейшую схему атома, где в центре находится ядро, состоящее из протонов и нейтронов, а вокруг него на определённом расстоянии перемещаются электроны. Это простейшая схема, но по ней вполне понятно как различаются сами атомы, именно количество протонов и нейтронов в центре атома влияет на то, какой перед нами атом. Если к атому углерода (в котором 6 протонов), добавить ещё один протон, то у нас получится уже атом азота. Если добавляется только нейтрон то обычно получается изотоп (более тяжёлый вариант того же атома)
    []  []
  Рис. 2 Схематичное изображение атома, где в центре находятся протоны и нейтроны, а вокруг вращаются электроны.
    []
  
  Рис. 3 Наглядное различие атомов. А - это атом водорода, ядро состоит только из одного протона, вокруг "вращается" один электрон. Б - атом гелия, ядро состоит из двух протонов и двух нейтронов, вокруг 2 электрона. В - атом лития, 3 протона, 4 нейтрона и 3 электрона. Г - атом кислорода, 8 протонов, 8 нейтронов и 8 электронов. Д - это весьма тяжёлый атом урана, у него ядро состоит из 92 протонов и 143 нейтронов, вокруг находятся 92 электрона.
  На рисунке 3 изображены орбиты электронов (правильно они называются орбиталями) но электроны движутся по ним не как планеты вокруг звёзд; орбиталями скорее обозначается пространство вокруг атома, в котором с наибольшей степенью вероятности может быть зафиксирован электрон. Ещё часто встречается такое выражение, что электрон как бы размазан по этой орбитале. Так же электроны при определённых обстоятельствах могут перескакивать на другую орбиталь, при этом такой скачок будет весьма интересным - электрон не может находиться между орбиталями, поэтому он переместится мгновенно, минуя пространство между ними (всё равно что вам для перехода из одной комнаты в другую, не требовалось бы идти по коридору, а перемещение произошло бы мгновенно).
  Кстати на рисунке 3 изображены достаточно условные схемы, во-первых, на одной орбитале может находиться не более двух электронов, и то при условии что у них разные спины(spin); во-вторых, размер ядра и расстояние до орбиталей отображены не пропорционально.
  На самом деле ядро - это лишь малая точка в центре атома, а электроны находятся на значительном расстоянии от него. Само же пространство вокруг ядра состоит из пустоты, но насколько велико это пространство? Для большей наглядности нам нужно включить воображение и представить что мы увеличили абсолютно любой отдельно взятый атом (хоть атом из вашего тела, хоть атом из воды или воздуха), до размеров, скажем с самый большой (а нам ли мелочиться после главы о космосе) футбольный стадион.
  И так, границы стадиона, за зрительскими трибунами - это крайние орбитали на которых мы можем наблюдать электроны нашего атома. Можно представить, что стадион заключен в огромную прозрачную сферу, она то и будет символизировать увеличенный атом. Но с чем будет тогда сравним размер ядра? Может, с самим футбольным полем, или с центральным кругом на нём? Нет, размер ядра в нашем сравнении, не превышал бы размеров футбольного мяча (или скорее даже горошины) в центре поля, всё же остальное пространство было бы пустым. В этом пространстве перемещаются электроны, но само по себе оно пустое, и эта пустота составляет 99.99% всего размера атома. Все атомы состоят на 99.99% из пустоты, и весь их вес заключен лишь в ядро, а так как всё состоит из различных атомов, то и наши тела состоят тоже практически из ничего.
    []
  Рис. 4 Наглядное изображение размера ядра относительно всего атома.
  
  Наше тело кажется нам достаточно плотным (как собственно говоря, и все окружающие нас предметы), но оно полностью состоит из атомов, которые образуют различные молекулы и соединения. Но атомы почти полностью пусты, а что было бы, если эту пустоту убрать? Оставить только ядра атомов и электроны? Давайте представим, что мы могли бы убрать всё пустое пространство из атомов, из которых состоят все люди на планете (а нас более 7 млрд. человек!). Без пустого пространства в атомах, всё население Земли могло бы поместиться в спичечный коробок, но этот коробок весил бы столько же, сколько весят все люди вместе взятые, ведь мы убрали только пустоту, а всю материальную сущность оставили.
  Если мы мысленно уберём всю пустоту из атомов какого-либо небоскрёба, то от него останется лишь песчинка, но она будет весить миллионы тонн, столько же, сколько сам небоскрёб.
  
  Ч.2 Нет чётких границ.
  И так, теперь мы знаем, что атомы практически пусты, но на этом удивительный мир атомов не заканчивается. Как вам, например такое заявление: никакие предметы не имеют чётких границ, так как молекулы этих предметов находятся в постоянном движении?
  Давайте сразу сделаем отступление и разберём что такое молекула по отношению к атомам и веществу в целом. Например, если вы делите кусок того или иного вещества, например сахара, надвое, каждая его часть все еще будет сахаром. Если вы продолжаете делить сахар на меньшие и меньшие части, каждый фрагмент - все еще сахар. Даже если было бы возможно делить сахар так точно, чтобы разделить его на отдельные молекулы (миллиарды триллионов молекул), каждая молекула оставалась бы сахаром. Молекула, однако, - наименьшая частица, которая может сохранить характеристики вещества, которое она составляет. Если бы вы должны были разделить молекулу сахара надвое, вы остались бы с двумя группами атомов, каждая из которых представляет собой половину размера первоначальной молекулы. Ни одна из новых групп, однако, уже не была бы сахаром.
  Это то же самое, как если бы вы взяли класс из 16 учеников и разделили бы его на два. Вы тогда бы имели два класса по 8 учеников в каждом. Вы могли продолжить и сделать 4 класса по 4 ученика в каждом, 8 классов по 2 ученика в каждом или даже 16 классов по 1 ученику в каждом. Но на этом вы должны были бы остановиться. Если бы вы попробовали продолжить этот увлекательный процесс и сформировать 32 класса по половине ученика в каждом, вы остались бы без классов вообще, без каких-либо учеников, но зато с серьезными неприятностями с полицией.
  Молекула - это то, из чего состоит вещество. В состав молекул могут входить два и более атомов, которые между собой связаны межатомными связями. Более точно можно сказать так, что молекула состоит из атомных ядер и внутренних электронов, которые движутся по своим орбитам, а также внешних валентных электронов. В разных молекулах находится разное количество атомов определенного вида и разного количества. Молекула имеет сложную архитектурную постройку, где у каждого атома свое место и свои вполне определенные соседи. Свойства молекулы определяется тем, сколько в ней атомов. На эти свойства влияет порядок и конфигурация соединения атомов. Атомная постройка, которая образует молекулу, может быть жесткой, но не во всех случаях. Каждый атом находится в непрерывном движении, он колеблется около своего положения равновесия. Сами молекулы тоже находятся в постоянном движении, но оно различается в зависимости от агрегатного состояние вещества - газ, жидкость, твёрдое тело. Во всех трёх состояниях молекулы одного и того же вещества (например молекулы воды могут быть в жидком состоянии, в состоянии газа (пар) или в состоянии льда) ничем не отличаются друг от друга, меняется только их расположение, характер теплового движения и силы межмолекулярного взаимодействия. Молекулы одного вещества не только движутся в пределах своего объёма, но могут взаимодействовать и перемешиваться с молекулами другого - этот процесс называется диффузией.
  Диффузия - процесс взаимного проникновения молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму. Примером диффузии может служить перемешивание газов (например, распространение запахов) или жидкостей (если в воду капнуть чернил, то жидкость через некоторое время станет равномерно окрашенной). Другой пример связан с твёрдым телом: атомы соприкасающихся металлов перемешиваются на границе соприкосновения. Диффузия молекул в общем случае протекает очень медленно. Например, если кусочек сахара опустить на дно стакана с водой и воду не перемешивать, то пройдёт несколько недель, прежде чем раствор станет однородным. Ещё медленнее происходит диффузия одного твёрдого вещества в другое. Например, если медь покрыть золотом, то будет происходить диффузия золота в медь, но при нормальных условиях (комнатная температура и атмосферное давление) золотосодержащий слой достигнет толщины в несколько микронов только через несколько тысяч лет. Другой пример: на золотой слиток был положен слиток свинца, и под грузом за пять лет свинцовый слиток проник в золотой слиток на сантиметр.
  Молекулы находятся в постоянном движении, это движение вызвано теплом. Чем больше температура объекта - тем быстрее движение его молекул. В горячих газах это движение очень интенсивно, молекулы находятся далеко друг от друга, движутся во все стороны в хаотичном порядке, сталкиваются друг с другом и вновь расходятся в разные стороны. В жидкости или в твердом веществе движение гораздо медленней, но оно есть даже в куске льда. В жидкостях молекулы находятся гораздо ближе друг к другу, чем в газах, и удерживаются особыми силами взаимодействия, поэтому у жидкостей есть объём - мы можем набрать полбутылки воды, но не можем набрать полбутылки воздуха.
  Молекулы твёрдых тел расположены в пространстве в определённом порядке, и не могут перемещаться по всему объёму тела, но всё же находятся в постоянном движении или колебании.
  Если молекулы в веществе постоянно сталкиваются друг с другом и выталкивают друг друга в разные стороны во всех направлениях, то почему мы не видим результатов этого движения? Почему, например, мы не видим, чтобы кусок железа изменялся из-за этого движения? Почему он кажется таким твердым? Причина этого в том, что в твердых телах молекулы удерживаются на своих местах силами притяжения между молекулами. Поэтому твёрдое тело, в отличие от жидкостей и газов, имеет определённую форму. Если атомы или молекулы в теле движутся медленно, тело кажется нам холодным; если быстро - горячим. Температура тела определяется энергией движения его молекул. Эту энергию мы называем теплотой.
  Нагревая тело, мы увеличиваем скорости и энергию движения составляющих его частиц, а, следовательно, повышаем его температуру. Молекулы в куске железа, помещённом в печь, колеблются всё быстрее и быстрее. Размах их колебаний становится всё больше и больше. Наконец, энергия молекул становится так велика, что силы взаимодействия уже не в состоянии удержать их на прежних местах. Молекулы уходят со своих мест, порядок нарушается, железо плавится и становится жидким.
  
  Любопытно:
  На большой высоте над уровнем моря, где атмосфера очень разрежена, молекулы воздуха за секунду могут перемещаться на огромные расстояния, не сталкиваясь друг с другом. У поверхности Земли наблюдается иная картина: за 1 секунду каждая молекула сталкивается с другими молекулами в среднем около 800 млн. раз. Она описывает в высшей степени изломанную траекторию, и при условии отсутствия воздушных потоков, с большой вероятностью оказывается на расстоянии всего 1-2 см от того места, где находилась в начале этой секунды.
  Солнечные лучи, нагревая нашу кожу, заставляют её молекулы колебаться быстрее - мы это ощущаем как тепло.
  Если положить горячий кирпич на холодный - то колебания молекул горячего кирпича передадутся холодному, соответственно второй будет нагреваться. Во всех случаях, когда тепло передаётся от одного тела к другому, движение молекул первого замедляется, а второго ускоряется, а энергия частиц второго тела увеличивается ровно на столько, насколько уменьшилась энергия частиц первого.
  Поскольку теплота вызвана движением молекул, можно повышать температуру тела не за счёт подвода тепла, а например, с помощью трения: молекулы трущихся поверхностей соударяются друг с другом и температура поверхностей повышается.
  Молекулы всех веществ и объектов находятся в постоянном движении, чтобы этого движения не было объект нужно охладить до температуры абсолютного нуля (-273,15 ?C). Таким образом, всё, что вас окружает (да и ваше тело тоже) на молекулярном уровне постоянно колеблется, соответственно если мы захотим узнать размер какого-либо объекта с максимальной точностью, то сделать это не получится, так как крайние молекулы будут находиться в постоянном движении. Ни у чего нет абсолютно чётких границ как таковых.
  
  Ч.3 Как из атомов образуются вещества. Химическая реакция.
  Любопытный факт: водород и кислород в чистом виде - самые горючие вещества, однако при слиянии атомы водорода и кислорода в количестве 2 к 1 дают, как ни странно, лучшее средство для тушения огня - воду.
  
  Большинство химических элементов, составляющих таблицу Менделеева, получены в свободном виде. А между тем в природе химические элементы встречаются главным образом в форме самых разнообразных соединений. Извлечь тот или иной элемент из минерала или горной породы зачастую нелегко, и сделать это удается с помощью целого комплекса химических процессов. Эти процессы и есть химические реакции.
  Количество известных химических соединений - от простейших до самых сложных - превышает 2 млн. Все они, а также и те, с которыми еще предстоит встретиться исследователям,- результат химического взаимодействия элементов, продукт химических реакций. Ежесекундно во Вселенной происходит бесчисленное множество химических реакций.
  ...Вы пробегаете глазами эти строки, улавливаете их смысл, и в вашем мозге совершаются сотни и тысячи различных химических реакций. Если в стакан крепкого чая положить кусочек лимона, цвет напитка бледнеет: произошла химическая реакция. Топится печь, пляшут яркие огоньки пламени, и от смолистых поленьев остается кучка золы. Это превращение осуществилось благодаря химическим реакциям. Реакция горения - первая химическая реакция, с которой познакомился человек. А потому легенду о Прометее, подарившем людям огонь, можно считать легендой о том, как человек впервые столкнулся с химическими взаимодействиями.
  Весь облик нашей Земли, ее леса и горы, ее почвы и воды созданы химическими превращениями. Уголь, который дает нам электричество; нефть - топливо, приводящее в движение автомобили и самолеты; металлы, выплавленные из руд, - все это продукты химических реакций.
  В своем понимании химической реакции человек прошел длинный путь. Дикарь, который с удивлением наблюдал, как молния превращает могучее дерево в уголь и золу, и современные исследователи, который вплотную подошли к синтезу белка, одного из самых сложных веществ,- вот две крайности в представлениях человека о химических реакциях.
  Царство химических реакций - это сложнейшая область, и изучают ее самые различные науки. Чтобы понять, как происходит та или иная реакция, химик призывает на помощь и физику, и математику, и биологию. Он часто нуждается в услугах хитроумных вычислительных машин.
  Разные химические процессы протекают с различной скоростью. Одни совершаются мгновенно, другие так медленно, что на первый взгляд кажется, будто реакция не идет совсем. Таких "незаметных" реакций очень много, и среди них есть очень важные, жизненно необходимые для практики, для получения нужных человеку веществ.
  Взрыв - вот пример мгновенной реакции, здесь счет идет на доли секунды. Твердое взрывчатое вещество превращается в газообразные продукты практически моментально.
  Процесс ржавления, или коррозии железа, наносит громадный убыток человечеству. Более 10 % производимого металла теряется бесполезно. Коррозия - пример коварного процесса, она протекает постепенно. Вечером железная пластинка будет такой же, как утром, но пройдет несколько дней, и на ее поверхности появляются рыжеватые разводы ржавчины. Процесс коррозии во многом зависит от окружающих условий. В тропических странах, где высокая влажность и жарко, стальные и железные изделия ржавеют быстрее, чем в средних широтах. Обратите внимание, что повышенная температура ускоряет коррозию.
  Допустим, в стеклянном сосуде смешаны два газа - водород и кислород, составные части воды. Сосуд при комнатной температуре (15-20?Ц) может стоять сколько угодно, и на поверхности стекла не будет заметно ни единой капельки влаги. Кажется, что водород вовсе и не соединяется с кислородом. Соединение идет, но только чрезвычайно медленно. Чтобы на донышке сосуда образовалась лужица воды, должны пройти тысячелетия. В чем же дело? Оказывается, комнатная температура слишком низка, чтобы водород и кислород вступили в быстрое взаимодействие. Но если нагревать сосуд, стенки его запотевают. Это верный признак протекающей реакции. А при 500?Ц. сосуд разлетится на мелкие осколки. При такой температуре образующие воду газы реагируют со взрывом.
  Но всегда ли это происходит так? Нет, не всегда. Чтобы образовался один объем водяного пара, нужно взять два объема водорода и один объем кислорода. Эту смесь называют также гремучим газом: при нагревании она взрывается. Если же количество водорода в смеси менее 4% или более 94% (по объему), то такая смесь не взрывоопасна. Скорость химической реакции зависит не только от температуры, но и от концентрации реагирующих продуктов.
  Температура и концентрация - вот те важнейшие понятия, которыми оперирует химическая кинетика - наука о скоростях химических реакций. Ее основной девиз: обеспечить полноту протекания химического процесса, получить наибольший выход нужного продукта. Ради этого химик-кинетик становится и физиком и математиком. И он ставит перед собой задачу - рассчитать химическую реакцию.
  Итак, прежде чем смешивать исходные вещества, химик задается вопросом: при какой температуре пойдет реакция? При обычной, комнатной, начинаются немногие. Уголь не загорается сам собой, смесь порошков магния и серы так и остается смесью. Стоит лишь подвести к ним пламя - реакции начинаются тут же.
  Почему же тепло способно заводить механизм химического процесса? Вернемся снова к воде. Водород и кислород в свободном виде существуют в форме молекул Н2 и O2. Чтобы эти молекулы могли прореагировать, они должны столкнуться. И чем чаще будут такие столкновения, тем вероятнее образование молекулы воды. При комнатной температуре и нормальном давлении каждая молекула водорода должна сталкиваться с молекулой кислорода более десяти миллиардов раз в секунду. Если бы любое столкновение приводило к химическому взаимодействию, реакция прошла бы быстрее взрыва - за одну десятимиллиардную долю секунды! Но мы не видим в сосуде, где смешаны два объема водорода с одним объемом кислорода, никаких изменений, потому что в обычных условиях очень редкое столкновение приводит к химической реакции.
  Прежде чем вступить в реакцию, молекулы должны распасться на атомы. Точнее говоря, валентные связи между атомами кислорода и атомами водорода в их молекулах должны ослабнуть настолько, чтобы не препятствовать объединению разнородных атомов водорода и кислорода. Температура играет роль кнута, подстегивающего реакцию. Она во много раз увеличивает число столкновений, делает соударения молекул более энергичными. Это приводит к ослаблению валентных связей в молекулах Н2 и O2. А когда водород и кислород получают возможность встретиться на атомарном уровне, они реагируют мгновенно.
  Но химика-кинетика такое качественное описание процесса мало удовлетворяет. И он вводит новое понятие: энергия активации. Это та самая энергия, которой должны обладать молекулы, чтобы приобрести способность к химическому взаимодействию.
  Даже при обычной температуре среди молекул водорода и кислорода отыщутся такие, у которых энергия равна или больше энергии активации. Потому-то образование воды идет, но чрезвычайно медленно. Слишком мало достаточно энергичных молекул. А высокая температура приводит к тому, что активационного "барьера" достигают многие молекулы.
  Роль энергии активации поистине колоссальна. Вообразим себе, что все молекулы стали бы реагировать друг с другом при любых энергиях. Тогда не стоило бы даже говорить о скоростях реакции. Все вещества стали бы очень быстро соединяться друг с другом, и образовывались бы самые устойчивые соединения: окислы, соли. Все металлы моментально бы окислились, все сложные органические вещества разрушились, превратились бы в простые, но более устойчивые соединения, в том числе и вещества, входящие в состав живых клеток. Получился бы странный мир - мир без жизни, без химии, фантастический мир очень устойчивых соединений, не имеющих желания вступать в химические взаимодействия. Вот от таких неслыханных бед сберегает нас существование энергии активации.
  Все химические реакции в принципе обратимы. Два атома водорода и атом кислорода, соединяясь, дают молекулу воды, и одновременно другая молекула воды распадается на составные части. Две противоположные реакции протекают одновременно: образование воды (прямая реакция) и ее распад (обратная реакция). Если скорость прямой реакции равна скорости обратной, то данная система находится в равновесии. И так для любой реакции. В различных реакциях равновесие достигается в разное время: у одних мгновенно, а у других далеко не сразу.
  Теперь вернемся к стеклянному сосуду, где заключена смесь двух объемов водорода и одного объема кислорода и где не удается обнаружить ни единой капельки воды. Не нарушая герметичности сосуда, введем в него тонкую платиновую проволочку. И вот неожиданность: проволочка нагревается, а сосуд наполняется туманом - водяными парами.
  Температура осталась неизменной, давление осталось таким же, а реакция, рассчитанная на тысячелетия, прошла в считанные секунды. Извлечем платиновую проволочку обратно, она совершенно не изменилась. Ее внешний вид, ее химический состав, ее вес после опыта точно такие же, какие были до опыта.
  Мы оказались свидетелями очень важного явления в мире химических реакций. Это явление называется катализом. А вещества, в данном случае платина, которые во много раз ускоряют реакцию, сами при этом ничуть не меняясь, именуются катализаторами. Катализаторов неисчислимое количество. Ими могут быть металлы - твердые и порошкообразные; окислы самых различных элементов; соли, основания в чистом виде и в виде смесей и т.д.
  Важнейшие процессы химической технологии, например синтез аммиака, не обходятся без катализаторов. Самое обычное металлическое железо с примесью окислов алюминия и калия значительно ускоряет эту реакцию. Химия XX века обязана своим неслыханным расцветом именно применению катализаторов. Разнообразные жизненные процессы протекают в животных и растительных организмах благодаря специальным катализаторам - энзимам.
  Химия неживого и живого - вот сфера действия удивительных ускорителей.
  Есть, оказывается, вещества не менее удивительные - промоторы. Взятые сами по себе, они равнодушно относятся к реакции. Взятые как примесь к катализатору, они ускоряют реакцию в гораздо большей степени, чем это сделал бы "одинокий" катализатор. Платиновая проволочка, "загрязненная" железом, аммиаком или двуокисью кремния, произвела бы в смеси водорода и кислорода еще более впечатляющий эффект.
  Почему же все-таки катализаторы ускоряют химические реакции?
  Как будто бы действие катализатора подобно увеличению температуры. В сосуде образуются пары воды, если нагреть его на несколько сот градусов или же внести проволочку из платины. Результат один, а достигнут он разными способами. Для того чтобы нагреть сосуд, надо привлечь энергию извне. Тепло увеличивает количество активированных молекул и константу равновесия для реакции водорода и кислорода.
  Катализатор не вносит никакой дополнительной энергии. Он совершенно не влияет на константу равновесия. Он лишь помогает достичь равновесия в реакции образования воды и ускоряет во много раз наступление этого равновесия. Катализатор снижает энергию активации молекул водорода и кислорода, ту энергию, которая необходима для их быстрого химического взаимодействия. Платиновая проволочка разогревается благодаря теплу, выделяющемуся при стремительно происходящем синтезе воды.
  ... Все, что было создано на Земле до человека, все, что он создал, и все, что он создаст в будущем, - это результат химических реакций, которые так же многообразны, как сам мир.
  
  
  Ч.4 Опыт Юнга.
  Корпускуля́рно-волново́й дуали́зм - принцип, согласно которому любой физический объект может быть описан как с использованием математического аппарата, основанного на волновых уравнениях, так и с помощью формализма, основанного на представлении об объекте как частице или системе частиц.
  
  Есть один интересный опыт - опыт Юнга, который я бы посоветовал найти в интернете в видео формате, где всё наглядно продемонстрируют. Я же, постараюсь кратко описать этот опыт, и расскажу, в чём он заключается. Отмечу, что этот опыт проводился с различными мельчайшими частицами, например электронами или фотонами (частица света), а эти частицы считаются неделимыми, то есть не могут быть разбиты на более мелкие составные части.
    []  []
   Рис.5 Схема опыта Юнга
  
  И так, у нас есть большой проекционный экран (В), перед ним на небольшом удалении перегородка с двумя вертикальными, близко расположенными щелями (Б). По другую сторону от перегородки находится устройство позволяющее запускать, скажем, по отдельному фотону (А), и уже на проекционном экране мы увидим, куда эта частица (фотон) попала, если она прошла через одну из щелей, а не отразилась от перегородки.
  Ожидания от этого опыта предполагали, что постепенно на экране образуются две вертикальные полосы, как раз напротив прорезей в перегородке (рис.6). И это было бы вполне предсказуемое и понятное действие в макромире, но результат был другой. На проекционном экране появлялись не две полосы, а множество полос разной интенсивности, это так называемая интерференция волн (Рис.7). Но она была бы возможна, только если через прорези пропускать не отдельные частицы, а волны (можно представить, как волна воды разделилась бы после такой перегородки), почему же так произошло в нашем опыте? Подобное теоретически можно объяснить только тем, что отдельно выпущенная частица, каким-то образом разделилась на две, и прошла в обе щели одновременно, но такие частицы как фотоны считаются мельчайшими и неделимыми, и опыт был усовершенствован и продолжен.
    []  []
   Рис.6 Рис.7
  
  Учёные, озадаченные изображением интерференции на экране, решили установить специальные датчики, чтобы зафиксировать через какую из прорезей прошла частица, или прошла каким-то образом сразу через две. И тут произошел интересный поворот в этом опыте. После того как за прорезями в перегородке установили наблюдение, проекционный экран фиксировал 2 обычные полосы, то что и ожидалось в самом начале. Но как только наблюдение за прорезями прекращалось, на экране вновь появлялось изображение волновой интерференции. Из этого можно сделать вывод, что сам факт наблюдения за частицами меняет их поведение; когда за ними не наблюдают, они ведут себя как волны, а когда наблюдают, как отдельные ожидаемые нами частицы.
  Позже этот опыт был проведён по-другому, и наблюдение установили перед проекционным экраном, то есть когда частица уже прошла через перегородку. Тут можно было ожидать что частица, каким-то образом пройдя через 2 отверстия одновременно, будет зафиксирована непосредственно перед попаданием на экран, но в момент, когда датчики фиксации включались, частицы вновь начинали вести себя как обычно, будто прошли через какую-то одну прорезь. Здесь, в этом опыте создаётся впечатление, что отдельная частица (тот же фотон), в момент попытки фиксации, как бы вернулась немного назад во времени и прошла через прорезь обычным способом, а не как при интерференции.
  Опыт Юнга показывает, насколько удивительны эти частицы, они могут быть в двух местах одновременно, могут вести себя как волны, а не как отдельные частицы, и могут менять своё поведение всего лишь от одного факта наблюдения за ними.
  
  Ч.5 Квантовый компьютер.
  Ваш обычный компьютер работает в двоичной системе, вся информация в нём зашифрована в двоичном коде, в котором есть всего две цифры - 0 и 1 (каждая из таких цифр будет называться битом), и при помощи этих битов можно зашифровать абсолютно любые данные. Это можно представить, вспомнив азбуку Морзе - там тоже всего два знака: тире и точка, из которых уже составляются все буквы и слова. Каждый бит информации - это электрон, осевший в регистре памяти.
  В квантовом компьютере бит (так называемый кубит) может быть и нулём и единицей одновременно, это основывается на свойствах квантовой механики, и на удивительных возможностях микромира.
  Что из этого следует? Если говорить своими словами, то квантовый компьютер может обладать удивительной вычислительной мощностью, с его помощью можно было бы предсказать погоду с удивительной точностью, ведь он может обработать огромное количество информации, за малый промежуток времени. Или скажем, чтобы подобрать сложный и длинный пароль (путём перебирания всех возможных вариантов), у обычного компьютера могут уйти десятки и сотни лет, квантовый же сможет подобрать пароль за секунды.
  Стоит заметить, что полноценные квантовые компьютеры ещё не изобретены, есть сложнейшие прототипы, собранные в лабораториях, которым нужно серьёзное охлаждение и множество дополнительного оборудования; хотя одна из фирм заявляет что создала такие компьютеры и даже готова их продавать, но учёные относятся к ним скептически, так как доказательств того что они работают именно на принципах квантовой механики (как например квантовая запутанность или квантовая суперпозиция) так и не было представлено.
  
  Ч.6 Как работает Солнце
  Эту часть я почти дословно приведу из одного увиденного научно-популярного фильма.
  Солнце состоит из 73% водорода и 25% гелия. Атомы Солнца находятся в газообразном состоянии; связи соединяющие атомы и делающие вещества твёрдыми или жидкими на Земле, недостаточно сильны, чтобы выдержать температуру Солнца. Но почему Солнце так горячо? Потому что его собственная мощнейшая гравитация сжимает атомы, при этом энергия гравитации преобразуется в энергию движущихся атомов - это и есть теплота. Чем глубже в Солнце, тем выше температура и давление, а в сердце Солнца атомы так быстро движутся, что сталкиваются и происходит слияние атомов, их ядра соприкасаются (2 атома водорода у которых ядро состоит лишь из одного протона, сталкиваются и образуется атом гелия, у которого ядро состоит из двух протонов). Солнце как природный термоядерный реактор, удерживающийся в балансе между собственной гравитацией, которая сжимает всё солнечное вещество, и между внешней устремлённостью горячих газов.
  Когда при слиянии атомов водорода получается гелий, высвобождается огромное количество энергии в форме фотонов. Эти частицы света медленно пробираются к поверхности Солнца, где они будут видны как свет. Фотоны постоянно сталкиваются с атомами Солнца, миллиарды раз за секунду, и отражаются в случайную сторону. Поэтому на путь из центра до поверхности Солнца фотоны могут потратить до 10 миллионов лет, а потом за 8 минут долететь до Земли!
  
  
  Не знаю, насколько понятно я написал про атомы, ведь достаточно сложно говорить о том, чего никогда не видел, да и вообще невозможно увидеть человеческим глазом, а можно лишь постараться представить и понять, как всё это выглядит и взаимодействует между собой. Но постойте. Что значит невозможно увидеть? Что такое наше зрение, и как устроены наши глаза? Как происходит сам процесс виденья, и верно ли выражение что мы видим скорее мозгом, а не глазами?
  
  
  Глава 3. Мозг и деятельность мозга. Мозг, подключённый к компьютеру. Как работают наши чувства.
  Всю информацию о внешнем мире мы получаем посредством пяти чувств. Весь окружающий нас мир известен нам лишь в той степени, в какой его увидели наши глаза и услышали наши уши. Мы его знаем по тому, что мы попробовали на вкус, что потрогали руками и какие запахи ощутил наш нос. Но как все эти чувства, данные нам с рождения, работают? Как мы можем видеть, слышать и так далее, с научной точки зрения, зная про микромир молекул и частиц, из которых состоит наше тело и мозг? Давайте обо всём по порядку!
  
  Примечание:
  Не существует абсолютно верного, 100% точного ответа на вопрос о том, как работают наши чувства. Как и везде в научном мире, мы снова окружены теориями, основанными на математических расчётах, на физических законах, на принципах квантовой механики, на экспериментах и на мыслях многих поколений учёных.
  Раньше я считал, что мы знаем всё, или почти всё, об окружающем нас мире и о нас самих, но как оказалось, везде есть границы за которые мы ещё не перешагнули, и не получили окончательных ответов. Точно так же как в космосе мы ограничены видимой нами вселенной, так же и в атомах мы не можем далеко заглянуть, но стоит отметить, что постепенно заглядываем всё глубже и глубже (например, раньше считалось, что протоны и нейтроны это мельчайшие частицы, из которых состоит ядро атома; сейчас же мы знаем, что протоны можно разбивать ещё на более мелкие части - кварки.).
  Далее я буду приводить основные, так сказать всеобще принятые объяснения принципов работы наших чувств, но всё же не забывайте фразу, приведённую мною в начале книги: "Ничего нельзя абсолютно точно доказать, кроме наличия собственного разума", ведь действительно, кто знает где границы окружающего нас мира? Может эти границы только в наших мыслях?
  
  Раздел 1. Мы видим глазами или мозгом?
  Начнём с того что даёт нам больше всего информации об окружающем мире (от 70 до 90%), со зрения. Как я уже упоминал, мы видим не сами объекты, а свет, который от них отражается. Свет это электромагнитное излучение, с различным диапазоном длины волн. Поток света можно разделить на спектр, и у этого спектра есть видимые для нашего глаза границы. Видимая часть света - это лишь малая часть всего излучения.
    []
  
  Рис.8 Электромагнитный спектр света, с выделенным диапазоном видимого света, и отдельно вынесенным инфракрасным излучением.
  
  
  Как видно из рисунка, сразу после видимого диапазона света, идёт инфракрасный диапазон, на которое в основном приходится тепловое излучение. Этот диапазон не видим для невооруженного глаза, но его можно визуализировать с помощью специальных приборов.
    []
   Рис. 9 Строение глаза
  
  Но вернёмся к нашему зрению. И так от источника света (Солнце, лампа) исходит электромагнитное излучение и попадает на все предметы, что нас окружают. Отражённые фотоны света попадают на наши глаза, при этом они идут со всех сторон, и чтобы им всем попасть на сетчатку глаза, у нас есть 2 линзы - роговица и хрусталик, которые не только уменьшают и фокусируют изображение (правильней сказать поток отражённых лучей света), но ещё и переворачивают его. И так, перевёрнутое "изображение" попадает на сетчатку глаза. На сетчатке у нас есть два вида светочувствительных клеток - палочки и колбочки. Вследствие сложных химических реакций в этих клетках, сигналы преобразуются в электрические импульсы и передаются дальше на зрительные нервы. По зрительным нервам импульсы попадают в мозг, где в конечном итоге добираются до так называемого центра зрительного восприятия, находящегося в задней части коры головного мозга (и занимающего всего несколько кубических сантиметров). Там информация обрабатывается и расшифровывается, и мозг выдаёт нам "изображение" - то, что мы видим (кстати, у детей возрастом до одного месяца, мозг ещё не умеет "видеть" как положено, поэтому дети воспринимают окружающий мир нечётко, да ещё и в перевёрнутом виде).
  Из этого можно сделать вывод, что мы действительно видим мозгом, а глаза - всего лишь видеокамеры (очень сложные камеры надо сказать!) передающие зрительную информацию в мозг. Говоря "мы видим", мы лишь наблюдаем (или правильней сказать воспринимаем) электрические сигналы, поступающие в наш мозг.
    []
  
  Рис.10 Когда человек наблюдает, например, за горящей свечой, и видит её свет, то сам мозг (что естественно) погружён во мрак. Свет свечи (да и ничего другого тоже) не освещает ни сам мозг, ни зрительный центр мозга, однако мы воспринимаем яркий и разноцветный мир.
  
  Ещё интересный момент - есть специальные очки, которые подают на глаза перевёрнутую картинку, и понятно, что в таких очках очень сложно ориентироваться или соблюдать координацию движений. Но если их носить не снимая, скажем неделю, то мозг вполне приспособится к этому, и никаких проблем с ориентацией в пространстве не будет, однако после их снятия человеку снова придётся приспосабливаться теперь уже к обычному зрительному восприятию.
  
  Раздел 2. Цвет
  На сетчатке нашего глаза есть 2 типа светочувствительных клеток - палочки и колбочки. Палочки цвет не различают, но они очень чувствительны к свету, поэтому мы можем видеть даже в плохо освещённой комнате (при так называемом - сумречном освещении). Колбочки же отвечают за восприятие цвета, и их есть 3 вида. Каждый вид колбочек воспринимает разный небольшой участок видимого спектра - грубо говоря, зелёный, синий, и красный. Все другие видимые цвета (розовый например), создаются при смешивании зелёного, синего и красного в различных сочетаниях. На этом и основано цветовосприятие нашего глаза. У птиц, пресмыкающихся и некоторых видов рыб колбочек не 3, а 4 вида, они могут видеть ещё и в ультрафиолетовом диапазоне. А у многих животных, в том числе у кошек и собак, всего 2 вида колбочек, и цветовосприятие у них хуже, чем у человека, поэтому мир для них выглядит совсем в других красках.
  Здесь мы с вами разобрались в том, как наш глаз воспринимает цвет, но что это такое - цвет? Как можно объяснить наличие цвета?
  Как вы помните свет - электромагнитная волна. На разных участках видимого диапазона, волны разной длины, и каждой длине волны соответствует свой цвет.  []
  
  
  Рис.11 На схеме указана электромагнитная волна света Солнца, с выделенным диапазоном, видимого для глаза человека.
  
  Весь спектр ещё можно продемонстрировать на примере радуги - там мы видим все цвета, воспринимаемые нашими колбочками. И так, лучи света попадая на какой-либо предмет, отражаются во все стороны (кстати, почему во все стороны? Дело в том, что если бы поверхность предмета была идеально ровная, то лучи отразились бы под таким же углом, под каким попали на предмет. Угол падения равен углу отражения, это мы помним ещё со школы. Однако у предметов и объектов нет идеально ровных поверхностей, тем более на атомном уровне). Так же все объекты имеют свойство не только отражать, но и поглощать свет.
  Здесь давайте заметим, как объекты могут поглотить свет? Это можно объяснить тем, что электроны вещества (предмета, объекта) поглотили кванты света. На практике это будет выглядеть как нагрев поглощающего объекта. Иными словами энергия света преобразуется в энергию теплового движения, а видимый свет несёт половину того тепла, которое мы получаем от Солнца.
  И так, как же мы определяем цвет окружающих нас вещей? Допустим, мы смотрим на белый предмет, скажем на белую футболку. Сначала от Солнца (или от лампы и т.д.) идёт электромагнитное излучение (свет). Попадая на футболку и отражаясь, этот свет (волны разной длины с разным цветовым спектром) попадает нам в глаза на колбочки. Они воспринимают этот сигнал и передают его в мозг, где он распознаётся как белый. Белый цвет - это когда весь цветовой спектр отразился от предмета, можно сказать что белый - это наличие всех цветов.
    []
  
  
  
  Рис.12 Отраженный свет возникает, когда некоторая поверхность отражает световые волны, падающие на нее от источника света. Идеально белая поверхность отражает все падающие лучи, ничего не поглощая (рис. 12, а). Серая поверхность равномерно поглощает световые волны разной длины. Отраженный от нее свет не меняет свой спектральный состав, изменяется только интенсивность излучения (рис. 12, б). Черные поверхности, существующие в природе, практически полностью поглощают падающий на них свет (рис. 12, в). Идеальная черная поверхность не отражает свет вообще. Подобные поверхности, отражающие и поглощающие различные цветовые лучи в равной мере, называются ахроматическими (проще говоря - бесцветными)
  
  А если футболка чёрная, то она поглотила весь видимый диапазон цветового спектра, из этого можно сделать вывод, что чёрного цвета вообще не существует, по сути, чёрный - это просто полное отсутствие цветов.
  С белым и чёрным понятно, но как на счёт других? Скажем - зелёный. Большинство растений мы видим в зелёном цвете, но так ли это? Мы видим их зелёными, так как хлорофилл, входящий в состав всех растений отражает зелёный участок цветового спектра, остальные же цвета листья растений поглощают. По сути, в растениях есть все цвета кроме зелёного, ведь он отразился, но учитывая, что мы видим именно отражённый цвет, то и растения воспринимаются нашим мозгом как зелёные.
  Представим, что вы покрасили забор на своём участке в синий цвет - значит, вы нанесли покрытие (краску), которое избирательно поглощает все лучи видимого света, кроме синего, синий диапазон отражается.
  
  Все наверно слышали, что чёрная машина на Солнце сильнее нагревается, чем белая. Почему это происходит? Потому что краска, которой покрыта машина, поглощает весь видимый диапазон света, а свет несёт тепло, как мы помним (или энергию) и потому нагревается сильнее, чем белая машина, которая отразила все видимые нам Солнечные лучи.
  Но тут можно заметить одно противоречие. Если чёрный предмет (объект) полностью поглощает видимый нашему глазу диапазон света, то как мы вообще можем его увидеть? Ведь наше зрение основано именно на отражённом свете, если лучи не отразились - то и увидеть мы не сможем.
   "Представим себе, что рассматриваемый нами предмет - абсолютно черное тело, что он полностью поглощает все падающие на него лучи. Очевидно, при этом ни один квант света не отразится от предмета и не попадет в глаз. Такое абсолютно черное тело мы попросту не увидим, оно будет казаться нам чем-то вроде черного провала в потоке света.
  Рассмотрим противоположный случай. Предмет, попавший под лучи Солнца, не поглощает их. В этом случае, если предмет совершенно прозрачен, лучи проследуют своим путем, а предмет окажется невидимым для глаза (таковы воздух, вода, стекло в относительно тонких слоях). Когда же предмет окажется непрозрачным для лучей, но и не будет поглощать их, он полностью отразит лучи в окружающее пространство.
  В реальной природе нет ни абсолютно черных, ни абсолютно прозрачных тел. Подавляющее большинство предметов на Земле одновременно и поглощает, и отражает, и рассеивает, и пропускает свет. По отношению к лучам с различными длинами волн одно и то же тело ведет себя по-разному. Зеленый лист, поглощает свет в красной и синей областях спектра, а в зеленой отражает. Отраженные лучи, попадая на сетчатку глаз, и дают ощущение зеленого цвета".
  
  Что касается света, то у него есть ещё одно интересное свойство - он может преломляться, все я думаю видели, как в стакане с водой преломляется изображение ложки, именно на границе воды и воздуха.
    []
  
  Рис. 13 Преломление (рефракция) света.
  
  Свет преломляется на границе двух прозрачных сред, и тут есть интересный факт: солнечный свет, проходя границу с атмосферой Земли - тоже преломляется, и поэтому нам известно, что восход Солнца мы видим чуть ранее, чем Солнце действительно появилось над горизонтом. Когда же мы наблюдаем за закатом, и видим, что нижний край Солнца приблизился к горизонту - на самом деле оно уже зашло, а мы видим лишь преломленный свет от него.
  На этом первый раздел можно было и закончить, но в окончании я всё же хочу привести одну статью, которая более полно описывает свет на квантовом уровне, на уровне атомов. Конечно, она написана немного "замудрёнными" словами, но мы с вами вроде немного подготовились к подобному. Если же не хотите забивать свой светлый ум, переходите к следующему разделу, про то, что такое звук, и как мы его слышим.
  
  "Атомы каждого элемента могут иметь только определенные энергетические состояния, квантовые уровни, переходы между которыми совершаются благодаря излучению и поглощению энергии строго определенными порциями - квантами. Из многих квантов света, падающих на данный атом, поглощаются только те, которые по величине своей энергии соответствуют разности энергий его квантовых уровней. Поглотив такой квант, атом переходит на высший энергетический уровень. Но в этом состоянии он неустойчив, поэтому мгновенно совершается обратный процесс - высвечивание поглощенного кванта энергии и возвращение атома в исходное, невозбужденное, состояние. Перейти на более высокий энергетический уровень атом может также в результате нагрева. Высвечивание и в этом случае происходит по описанному выше закону. Низшее энергетическое состояние атомов, в котором газ не светится, является наиболее устойчивым, основным.
  Что же это за гипотетические уровни энергии? Существуют ли они только в нашем представлении или внутри атомов действительно есть какие-то энергетические ступеньки?
  Чем ближе к ядру расположен электрон, тем ниже его собственная энергия и тем больше нужно приложить усилий, чтобы выбить его или перевести на более далекую орбиту. Превращения, происходящие с внешними электронами атома, требуют меньшего количества энергии, т. е. квантов меньших энергий. Испускание же рентгеновских лучей связано с внутренними электронными оболочками атомов.
  В ходе развития атомной физики гипотеза энергетических квантовых уровней, как и гипотеза существования квантов, нашла полное подтверждение. Новейшие открытия позволили проникнуть во многие сокровенные тайны строения вещества, раскрыли физическую природу света. Волновая теория отлично объясняет явления дифракции и интерференции. Возрожденная корпускулярная теория дает объяснение законам испускания и поглощения света. Выходит, как это ни удивительно, что свету присущи и волновые, и корпускулярные свойства. Природа вещества, состоящего из атомов, которые, в свою очередь, построены из протонов, нейтронов и электронов, казалась более понятной, чем двойственная природа света, соединяющего в себе свойства волны и материальной частицы.
  Фотоны обладают удивительными свойствами. В сильном электрическом и гравитационном поле атомных ядер квант света может распадаться на две элементарные частицы, несущие противоположные заряды - электрон и позитрон. А при других условиях возможен и обратный процесс. Ученые сумели получить мощные потоки быстро летящих элементарных частиц (электронов, протонов) и установили, что при встрече с небольшими преградами или отверстиями частицы вещества дают такую же дифракционную картину, как и свет, т. е. они обладают волновыми свойствами.
  Свет исходит из вещества, рождается в нем и, поглощаясь, исчезает в веществе. Их встреча всегда приводит к взаимодействию. С одной стороны, вещество отражает, преломляет, поглощает свет. С другой стороны, свет, встречаясь с веществом, может оказывать на него разнообразное действие. Фотоны - снаряды солнечной артиллерии - давят на материальные тела. Механическое давление света Солнца на перпендикулярно поставленную и абсолютно поглощающую поверхность составляет около 0,5 мг/м2. Лучистая энергия может вызывать химические изменения в веществе: процесс фотосинтеза, почернение фотографической пластинки, ощущение света в сетчатке глаза, образование загара. Под действием излучения происходит фотоэлектрический эффект. Нередко при прохождении светового потока через вещество последнее начинает светиться (явление фотолюминесценции). Наконец, поглощаясь веществом, свет нагревает его.
  Выявленное в ходе развития физики и оптики противоречие волновых и корпускулярных свойств световых явлений - проявление реально существующего единства противоположностей. С точки зрения классической физики представления о непрерывных волнах и прерывных частицах исключали друг друга. Физика XX века для объяснения наблюдаемых фактов берет на вооружение диалектико-материалистическое представление о материи как о единстве прерывного и непрерывного, вещества и света, массы и поля, волн и частиц, рассматривая эти свойства как взаимно дополнительные".
  Дочитали всё это до конца? Тогда вот вам маленький бонус, чтоб расслабиться - ответ на вопрос - почему небо голубое? Ещё одна цитата, но уже, так сказать "читабельная": "В древние времена люди считали небо действительно существующим голубым куполом, опирающимся на плечи титана Атланта. Небесный свод фигурировал в качестве библейской "тверди" и "небесных сфер" в древних системах мира. Средневековые схоласты спорили о характере материала, из которого он изготовлен. Одни из них склонялись мыслью к стеклу и хрусталю, другие - к драгоценным камням синего цвета (сапфиру и др.).
  Правильное представление о небе было дано великим ученым эпохи Возрождения Леонардо да Винчи: "Синева неба происходит благодаря толще освещенных частиц воздуха, которая расположена между Землей и находящейся наверху темнотой". Сейчас гениальное предвидение философа подтверждено экспериментально. Космонавты, пройдя плотные слои атмосферы, видели над собой абсолютно черное небо, на котором одновременно сияли Солнце, Луна и звезды".
  
  Раздел 3. Что такое звук и как мы его слышим.
  И так, что такое звук? Звук - это волна, распространяющаяся в упругой среде (в жидкости, газах, твёрдых телах).
  Воздух, как и все газы, обладает свойствами объёмной упругости, это видно на примере накачки колёс - когда давление в камере увеличивается, приходится прилагать больше усилий, чтоб втолкнуть ещё воздуха. Благодаря этому в нём может распространяться волна звука, но как она появляется? Волна образуется при внезапном изменении плотности воздуха, то есть при появлении сгущения или разряжения в какой-либо точке. Возьмём воздушный шарик: когда он лопается, освободившийся сжатый воздух, ударяет об окружающий воздух, находящийся при нормальном давлении. Воздух в силу своей инерции не может расшириться мгновенно, и более близкий слой оказывается сжатым. Этой слой благодаря свойствам объёмной упругости, снова расширяется и при этом толкает следующий, и он в свою очередь сжимается и так далее. Это и есть волна звука. Громкость звука будет зависеть от амплитуды колебаний этой волны.
  Источники звука - физические тела, которые колеблются, т.е. дрожат или вибрируют с частотой от 16 до 20.000 раз в секунду. Вибрирующее тело может быть твердым, например, струна или земная кора, газообразным, например, струя воздуха в духовых музыкальных инструментах или в свистке, или жидким, например, волны на воде. Звук лопнувшего мяча или тот звук, когда вы что-то поставили на стол, образовался благодаря одиночному импульсу давления. А при длительных колебаниях какого-либо объекта, в воздухе беспрерывно возникают волны. Колеблющееся тело, при своём движении вперёд сжимает воздух перед собой, и это сжатие передаётся дальше.
  И так, мы поняли, что такое звук, звук - это волна. Для её распространения нужна упругая среда (каковой нет в космосе, например, там звук не распространяется), но как мы её воспринимаем и слышим?
    []
  
  Рис.14 1.Волна звука. 2.Ушной канал. 3.Барабанная перепонка. 4.Слуховые косточки. 5.Улитка. 6.Слуховой нерв.
  
  Когда звуковая волна достигает уха, начинает колебаться звуковая перепонка. Колебания перепонки усиливаются тремя слуховыми косточками (наше ухо может воспринять сигнал, вызванный колебаниями барабанной перепонки, амплитудой даже меньше толщины атома). Слуховые косточки связаны с так называемой улиткой - спиральная трубка заполненная жидкостью (лимфой). Колебание косточек вызывает в ней волны, волны провоцируют вибрацию специальных волосковых клеток. Волосковые клетки переводят вибрацию в электрические импульсы, передаваемые слуховым нервом в мозг, а мозг уже определяет характер звука. Благодаря тому, что уха у нас два, мы можем определить источник звука и направление звука, потому что мозг сопоставляет моменты, когда звук достиг каждого уха.
    []
  
  Рис.15 Слышимый диапазон звуковых колебаний, между 20 и 20.000 герц.
  
  Но наши уши воспринимают не весь диапазон звуковых волн. Тот диапазон, что мы слышим, называют слуховым или звуковым диапазоном, более высокие амплитуды колебаний волн - это ультразвук, более низкие - инфразвук.
  Некоторые животные могут слышать и другие диапазоны, к примеру, собаки могут слышать ультразвук, а летучие мыши используют ультразвук для эхолокации.
  Во время взросления человека, слышимый диапазон уменьшается. Дети могут слышать высокие частоты звука, которые уже не слышимы людям лет в 20-25, а они в свою очередь могут услышать то, что не слышно пожилым (после 50 лет слышимый диапазон уменьшается до 12.000 Гц). Уменьшение звукового порога связано с постепенным повреждением волосковых клеток; внешние клетки, настроенные на улавливание более высоких частот, обычно погибают первыми.
  И так, говоря о втором органе наших чувств, мы снова столкнулись с тем, что в мозг идут всего лишь электрические импульсы, а не сам звук; или как в предыдущем разделе импульсы, вместо реального изображения окружающего мира. На этом основана работа нашего мозга, а наш мозг - это цепь из огромного количества нейронов, воспринимающая электрические импульсы, поступающие с нервных окончаний. Сразу замечу, что как и эти два наших чувства, так и следующие три, тоже воспринимаются на уровне импульсов переданных по нервам.
  
  Раздел 4. Вкус. Обоняние. Что такое запах?
  В этом разделе я объединил два наших чувства - обоняние и вкус, так как нашёл достаточно понятную и лаконичную статью в интернете, в которой говорится об этих двух чувствах. Далее я приведу её практически полностью:
    [] Рис. 16 Строение обонятельной системы
  Небольшой участок в задней части носовой полости изобилует нервными окончаниями, воспринимающими запахи. Этот участок, называемый обонятельным эпителием или обонятельной областью, буквально напичкан миллионами нервных окончаний - микроскопическими обонятельными клетками. Каждая из них имеет не меньше десятка тончайших волосков или жгутиков. Они постоянно увлажняются слизью, которая тоже служит ловушкой для пахучих веществ. Но из-за недоступности обонятельной области ученым трудно исследовать происходящие в ней процессы.
  Полагают, что при вдыхании с воздухом доступных нашему обонянию пахучих веществ они растворяются в слизи, увлажняющей жгутики, в результате чего эти тончайшие волоски покрываются раствором пахучих веществ. Реагируя на них, жгутики посылают сигналы обонятельным клеткам для дальнейшей передачи по соответствующим нервным волокнам (их называют обонятельными нервами). Затем эти сигналы передаются в обонятельный мозг - участок головного мозга, гораздо более слабо развитый у людей, нежели у животных. (Тут стоит заметить, что и обонятельных рецепторов у людей намного меньше, например, у собак около 220 млн. рецепторов, в то время как у человека всего около 10 млн.)
  Насколько мы можем судить, все обонятельные клетки, действующие как рецепторы распознаваемых по запаху химических веществ, абсолютно одинаковы, поэтому остается загадкой, как они различают тысячи многообразных запахов.
  Чтобы обладать запахом, вещество должно испарять микроскопические частицы. Так меньшими "кирпичиками" любого вещества являются молекулы, и, как полагают, обонятельные клетки способны распознавать и различать молекулы по их форме. (Этот момент очень интересен, ведь чтобы почувствовать запах чего-либо - молекулы этого вещества должны попасть нам в нос; и так же этот момент не очень-то приятен, особенно когда о нём вспоминаешь, заходя в общественный туалет, и чувствуя весь набор царящих там запахов)
  Чем больше частиц испускает вещество, тел сильнее запах. Например, кипящий на плите куриный суп пахнет сильнее, чем холодная курятина на тарелке, так как с паром в воздух попадает больше пахучих частиц, они то и распознаются как запахи. Под воздействием тепла в воздух попадает больше частиц, а содержащаяся в воздухе влага обеспечивает их повышенную концентрацию, поэтому в теплой и влажной атмосфере запахи усиливаются. Вероятно, все мы сами замечали, что от мокрой собаки сильнее несет псиной, чем от сухой; что в теплой дымке после летнего дождя усиливается благоухание сада или травы; или что щепотка соли для ванн издаст в горячей воде более сильный аромат, чем целая сухая упаковка.
  Если войти в помещение, где кто-то ест котлеты с луком, резкий запах тотчас ударит в нос, хотя находящиеся здесь же люди его не замечают. Это явление называется адаптацией. Причина, по-видимому, в том, что когда все рецепторы "заполнены" пахучими химическими частицами, они перестают посылать сигналы в мозг.
  Возможно, многие задавались вопросом, как освежители воздуха устраняют неприятные запахи. Этот эффект называется маскировкой. Освежитель вовсе не удаляет из воздуха дурно пахнущие частицы, но благодаря его присутствию мы перестаем их замечать. Нечто подобное происходит и при маскировке слуха, когда громкий звук заглушает более тихий, даже если наши уши воспринимают обе частоты. Мы пока не знаем, почему один запах "громче" другого. Само собой, если в воздухе присутствуют два запаха, маскировки происходит далеко не всегда. Часто оба запаха сменяются либо по-прежнему воспринимаются по отдельности.
  
  Чувство вкуса и вкусовые рецепторы
  О вкусе известно гораздо больше, чем об обонянии, и принято считать, что основных вкусов всего четыре: сладкий, соленый, кислый и горький. Но всем богатством оттенков, что называют вкусом, мы обязаны обонянию. Должно быть, многие люди успели заметить, что при сильной простуде обоняние на время пропадает, и пища становится безвкусной. Тут дело в том, что при простуде информация о вкусе поступает только с языка. Как показали опыты, пробуя продукты на вкус только языком, человек не отличает даже очищенного яблока от сырого картофеля.
  Будучи, по сути, реакцией на химические вещества, вкус во многом сродни обонянию. Подобно пахучим химическим соединениям, вещества, дающие нам ощущение вкуса, должны быть растворены. Только когда сухая пища растворяется слюной, мы можем определить ее вкус. Присутствие соли определяется очень быстро, так как она быстро растворяется в слюне. Более сложные по составу вещества растворяются во рту дольше, поэтому их вкус мы ощущаем не так быстро, как соль.
    []  []
  
  Рис. 17 Строение языка и отдельного вкусового сосочка.
  
  Рецепторы, улавливающие сигналы от растворенных химических веществ, из которых состоит пища, называются вкусовыми сосочками. Это скопления микроскопических клеток или нервных окончаний на крохотных бугорках, расположенных на языке, нёбе и гортани. Каждый вкусовой сосочек - это гроздь из 50 с лишним клеток, соединенных с мозгом нервными волокнами.
  Некоторые из них служат опорными клетками, остальные же - вкусовыми. Подобно рецепторам запаха, каждая вкусовая клетка имеет крохотный волосок (микровилку). Внешние оконечности вкусовых сосочков соединены с осязательными нервами, благодаря чему вкус и осязание пищи во рту тесно связаны между собой. Услышав спор о том, какая говядина вкуснее - тонко пли грубо нарезанная, - можно задаться вопросом, а в чем, собственно, разница. Однако от осязания пищи языком зависит и ее вкусовое восприятие.
  Лучше всего реагирует на сладкое верхушка (кончик) языка, на кислое - его боковые края, на соленое - область по соседству с верхушкой, а на горькое - прикорневая область. Как и рецепторы запаха, все вкусовые сосочки похожи друг на друга, однако в разных отделах языка они по-разному сгруппированы. Для нас еще остается загадкой, как одни и те же клетки воспринимают разные раздражители. Ученые полагают, что организм вырабатывает так называемые рецепторные вещества, с помощью которых ощущаются различия во вкусе. До сих пор в опытах на животных были открыты только протеины, действующие как рецепторы горечи и сладости. Не исключено, что разные отделы языка вырабатывают разные количества рецепторных веществ. Хотя четкого представления о том, как это происходит, ученые пока не имеют, но уже сейчас можно с достаточной уверенностью предположить, что, вступая в контакт с растворенными химическими веществами, вкусовые сосочки издают соответствующий электрический импульс, который по нервам поступает в головной мозг.
  Помимо вкуса, на представление человека о том, что он ест, влияет целый ряд впечатлении. Прежде всего, газы, выделяемые при пережевывании пищи, поднимаются к полости носа, воздействуя на обоняние. Значение имеет и структура пищи. К процессу подключаются температурные и болевые ощущения - ведь острая пища стимулирует болевые рецепторы (макнув аджикой по лицу, можно ощутить на коже такое же жжение, как и на языке). Рецепторы осязания и давления подсказывают, что находится во рту - хрустящие кусочки или крем, жесткая пища или мягкая; уши воспринимают звуки, издаваемые пищей при пережевывании. И, не менее важна память, - люди надолго запомнят вызвавшее отвращение блюдо.
  Наконец, глаза сигнализируют о внешнем виде того или иного блюди, и человек несколько раз может возвращаться к нему в памяти. Любой хороший повар знает, что красиво оформленное блюдо усиливает аппетит.
  
  
  Раздел 5. Осязание.
  Тело человека усеяно нервными окончаниями и рецепторами, и до какой бы части тела вы не дотронулись, вы тут же это почувствуете. Осязание не ограничивается только тактильными ощущениями, вы так же можете чувствовать тепло и холод, боль, химические раздражения, зуд и так далее. Все эти ощущения возможны благодаря различным рецепторам кожи, мышц, слизистых оболочек. Но как это ощущение происходит? Как вы уже догадались при помощи всё тех же нервных импульсов, которые в виде электрического сигнала поступают мозг и обрабатываются в понятное нам ощущение, приятное, неприятное, или сигнализирующее о какой либо опасности.
  Наш мозг постоянно сканирует состояние нашего тела и как только для нас появилась угроза - тут же подаст нам сигнал в виде боли. Но пока всё в порядке множество ненужных сигналов нами (но не мозгом) практически не воспринимаются (например, вы практически не ощущаете, как одежда касается вашего тела, пока об этом не задумаетесь). Сидя на стуле вы чувствуете его под собой, потому что раздражены множество рецепторов вашего тела, и они передают сигналы в мозг о контакте тела со стулом, но так как это не несёт ни какой опасности, вы практически не обращаете на это внимания, а если вы чем-то заняты, то мозг избавит вас от этого ощущения, чтобы не мешать вам сосредоточится на деле.
  
  Раздел 6. Мозг, подключённый к компьютеру.
  Что ж, мы разобрали все 5 чувств доступные человеку, и знаем, что вся информация об окружающем мире сформирована зрением, слухом, обонянием, осязанием и вкусом. Никаким другим способом мы ничего узнать о происходящем вокруг нас не можем. А все чувства - это набор определённых электрических импульсов, поступивших в мозг, и интерпретированных им в понятные нам образы и ощущения.
  Представим следующее: Вы сидите в комнате и читаете книгу. В ваш мозг поступает огромное количество информации в виде электрических импульсов обо всём происходящем вокруг вас и с вами. Вы ощущаете температуру воздуха, запахи наполняющие комнату, чувствуете под собой стул, ощущаете книгу в руках, слышите окружающие звуки, видите книгу, видите ваше тело и окружающие вас предметы. Абсолютно всё что вы в данный момент можете воспринять основано на ваших чувствах. Допустим у нас была бы возможность записать весь набор электрических импульсов, которые поступают в ваш мозг в данный промежуток времени, скажем, на компьютерный диск
    []
  
  
  Теперь представим отдельно взятый мозг, помещённый в специальные условия необходимые для его жизнедеятельности. К его нервным окончаниям мы подключим компьютер (грубо говоря) и при помощи диска с записанными сигналам, начнём передавать весь набор импульсов в мозг.
  Что же будет с мозгом? Этот мозг, скорее всего, ощутит себя вполне реальным человеком, сидящим в комнате и читающим книгу. Он будет способен чувствовать своё (скорее ваше) тело, которого у него нет на самом деле; будет видеть комнату и книгу; будет слышать окружающие звуки и так далее. В общем, его ощущения ничем не будут отличаться от ваших (в тот момент, когда информация собиралась и записывалась на диск).
  
  Раздел 7. Мозг человека
  Мозг это головной орган центральной нервной системы, он состоит из большого количества нейронов - это клетки мозга, которые связаны между собой синаптическими связями. Взаимодействуя посредством этих связей, нейроны формируют сложные электрические импульсы, на которых и основана вся работа нашего мозга.
  Несмотря на значительный прогресс в изучении головного мозга в последние годы, многое в его работе до сих пор остаётся загадкой. Функционирование отдельных клеток достаточно хорошо объяснено, однако понимание того, как в результате взаимодействия тысяч и миллионов нейронов мозг функционирует как целое, доступно лишь в очень упрощённом виде и требует дальнейших глубоких исследований.
    []
  
  Рис. 18 Примерное изображение отдельных клеток-нейронов, связанных в единую систему - мозг.
  
  И так, давайте чуть более подробно. Во-первых, что представляют собой нейроны?
  Нейрон - это структурно-функциональная единица нервной системы. Эта клетка имеет сложное строение, высокоспециализирована и по структуре содержит ядро, тело клетки и отростки. У человека насчитывается более ста миллиардов нейронов. Форма и размеры нейронов головного мозга очень разнообразны, в каждом его отделе разные типы клеток.
  Нейроны между собой образуют нейронные сети, по которым передаются нервные импульсы. Каждый нейрон образует не менее 15.000 соединений с другими нейронами. Нейроны не соприкасаются друг с другом; они образуют точки соприкосновения, называемые синапсами, которые служат для передачи нервного импульса между ними.
    []
  
  Рис. 19 Место соединения нейронов - синапс.
  
  Именно на этих импульсах построена работа мозга, каждое мгновение мозг наполнен разнообразными электрическими волнами, говорят, что электричества генерируемого мозгом в период бодрствования (10-23 Вт.) хватит, чтобы зажечь небольшую лампочку.
  Конечно нельзя чётко понять и объяснить как эти волны обрабатываются нашим сознанием, как из этого множества электрических импульсов получается осознанный нами мир; ведь не только работа нашего тела зависит от электрических импульсов вырабатываемых мозгом, но и все наши органы чувств, благодаря которым мы осознаём окружающий мир, передают подобные электрические сигналы в мозг. И всё это разнообразие электрических волн воспринимается нами как реальность, нас окружающая. В этом месте заканчивается наше научное понимание работы мозга, и нам до конца неизвестно как наш мозг формирует наше сознание, и как мы можем осознавать себя в этом мире.
  
  Говоря о мозге, нельзя не отметить что это сложнейшее творение природы. Наш мозг управляет нашим телом и нашими мыслями, наше сердце бьётся, потому что мозг посылает ему нервные импульсы, которые заставляют сердечную мышцу сокращаться; мы дышим потому что мозг управляет нашими лёгкими и днём и ночью; чтобы совершить любое движение, нашему мозгу нужно послать определённые нервные импульсы к нужным мышцам; мозг это хранилище огромного количества информации; в мозге зарождаются наши мысли, и именно ему мы обязаны за наш разум, за способность размышлять, за способность задавать вопросы и искать на них ответы.
  Мозг очень сложен и мы, к сожалению, не можем знать, как он работает; мы не можем уверенно сказать, где зарождаются мысли и как это происходит; мы не можем сказать каким образом сообщество клеток-нейронов может осмысленно думать, обучаться, вспоминать, мечтать и фантазировать. Клетки мозга, как и всё нас окружающие, состоят из молекул и атомов, и это удивительно, что атомы в конечном итоге создали то, что обрело разум и смогло определить себя в этом мире. Из атомов состоит абсолютно всё во Вселенной, наше тело и мозг тоже; объединившись в сложнейшие структуры и молекулы, атомы смогли создать нас - человечество, а мы в свою очередь пытаемся разобраться в атомах и во Вселенной, пытаемся понять принципы работы всего что нас окружает, из чего всё состоит и как всё появилось. Можно представить, что атомы пытаются познать сами себя, или скорее сама Вселенная занимается самопознанием, и каждый из нас - это её малая часть, наделённая главным подарком и инструментом - разумом.
  
  Раздел 8. Мозг, разделённый пополам.
  В строении нашей нервной системы много неожиданного и непонятного. Так, каждое полушарие мозга почему-то руководит работой противоположной стороны тела: правое управляет мышцами левой половины тела, а левое - правой. Информацию полушария получают подобным образом: нервные волокна, идущие от органов чувств - вестибулярного аппарата и рецепторов кожи и мышц, - переходят на противоположную сторону мозга. Однако, как у любого хорошего правила, не обошлось без исключений. Например, каждый зрительный и каждый слуховой нерв направляет половину своих нервных волокон в правое, а половину - в левое полушарие, о чем стало известно совсем недавно.
  Изучение человеческого тела столетиями пребывало под запретом. В Средние века врачи не имели права производить вскрытие для установления причины смерти больного. В XIV веке в Италии, Испании и Германии анатомирование трупа проводилось только раз в 5 лет в присутствии представителя церкви. Понятно, что о глубоком и всестороннем изучении организма и тем более головного мозга не могло быть и речи. Так продолжалось до конца XV века. Головной мозг особенно поражал врачей эпохи Возрождения, производивших вскрытие тел умерших. Хранилище чувств, эмоций, привычек и разума выглядело совершенно одинаковым у всех людей. Долгое время изучать человеческий мозг не представлялось возможным. Его внешнее строение ничего не говорило о его функциях. Косвенно судить о работе мозга можно было, только наблюдая за людьми, получившими травмы головы. Было лишь известно, что при травмах одного из полушарий возникает паралич противоположной стороны тела. Собственно, этим и ограничивались знания о работе мозга. Первые догадки о неравноценности полушарий высказал французский врач Марк Дакс в 1836 году. На заседании медицинского общества он сообщил, что у всех его 40 больных с нарушениями речи наблюдались признаки поражения левого полушария. Однако его работа осталась незамеченной. В 1866 году соотечественник Дакса хирург Поль Брока также заметил, что повреждение определенного участка левого полушария приводит к нарушениям речи. Свои выводы он подкрепил результатами посмертного вскрытия больных. Начались исследования.
  Подавляющее большинство людей - правши, поэтому изучали главным образом праворуких людей. Выяснилось, что левое полушарие отвечает за понимание и произнесение слов, и способность к чтению и письму. Чем занимается правое полушарие, больше 100 лет никто не знал. Обнаружить какие-либо расстройства в речи и мышлении при поражениях этой половины мозга не удавалось. Правое полушарие считали немым и отводили ему роль второстепенного, и в каком-то смысле неполноценного. Некоторые ученые вообще дали ему прозвище "тунеядец". Как это часто бывает, выручил случай.
  Оба полушария соединены между собой узким пучком нервных волокон - мозолистым телом, благодаря нему происходит обмен информацией между правой и левой половинами мозга. Мозолистое тело может стать причиной бурной активности нейронов всего мозга во время судорожного припадка у больных эпилепсией. В некоторых случаях, когда эпилепсия не поддается лечению другим способом, нейрохирурги прибегают к оперативному вмешательству: рассекают мозолистое тело, чтобы предотвратить распространение неуправляемого возбуждения на оба полушария мозга. Таким образом, полушария оказываются разделенными и изолированными друг от друга. Интеллект и поведение больных после операции не страдают. Но хитроумные приборы показывают, что "расщепление" мозга все же влияет на сознание и мышление таких людей. В результате изучения разделенного мозга удалось узнать много интересного о его работе. Используя специальные приборы, людям с разделенным мозгом можно показывать изображения так, что информация будет поступать только в правую или только в левую половину мозга.
  Во время первых экспериментов психолог Майкл Гаццанига просил пациентов с расщепленным мозгом смотреть на точку, в то время как сам на короткое мгновение подавал зрительный сигнал "НЕ*ART". "НЕ" появлялось в левом зрительном поле испытуемого (от которого сигнал поступал в правое полушарие), а "ART" - в правом зрительном поле (откуда сигнал передавался в левое полушарие). Когда экспериментатор затем спрашивал испытуемых, что они видели, они говорили, что видели "ART", и, что вызывало сильное удивление, левой рукой (которую контролирует правое полушарие) показывали на "НЕ". Учитывая возможность самовыражения, каждое полушарие сообщаю только то, что оно видело. Левая рука интуитивно знала то, что она не могла выразить вербально.
  Точно так же, когда правому полушарию предъявляли изображение ложки, пациенты не могли сказать, что они увидели. Но когда их просили идентифицировать, что они видели, дав потрогать левой рукой несколько спрятанных предметов, они безошибочно выбирали ложку. Когда экспериментатор говорил: "Правильно!", пациент мог начать препираться: "Что? Правильно? Как я могу выбрать правильный объект, если я не знаю, что я видел?!" Этот разговор, конечно, ведет "левый мозг", сбитый с толку тем, что невербальный "правый мозг" просто знает.
  В результате опытов удалось выяснить, что правое полушарие узнает предметы, но не может назвать их - человек говорит, что ничего не видел. По этой причине правое полушарие стали называть немым. Левое полушарие без труда узнает и называет увиденное, но опознать предмет, находящийся в левой руке, когда информация поступает только в правую часть мозга, левое полушарие не может, тогда как "немая" половина мозга способна выбрать на ощупь показанный ей предмет.
  В раннем детстве головной мозг человека очень пластичен. Если по какой-то причине в детстве пострадает левая половина мозга, правое полушарие способно частично или полностью взять на себя речевые функции. Нечто подобное произошло с одним из пациентов, 16-летним юношей, у которого случавшиеся в раннем детстве эпилептические припадки привели к повреждению левого полушария. Его правое полушарие понимало обращенную к нему речь и могло выражать мысли, записываемые левой рукой. После перерезки мозолистого тела ученые неожиданно получили удивительную возможность общаться с каждым полушарием пациента отдельно. Поразительно, но в одном человеке словно уживались две отдельные психические системы с собственными чувствами, мыслями и желаниями. Так, левая половина мозга мечтала выбрать профессию чертежника, а правая (в это же время) - автомобильного гонщика. У правой половины мозга была своя любимая кинозвезда и любимые кулинарные блюда.... "Каждое полушарие имеет свои собственные "личные" ощущения, восприятия, намерения и мысли, отсеченные от соответствующего опыта другого полушария. Каждое левое и правое полушарие обладает своей собственной памятью и опытом познания, которые недоступны для воспроизведения другим полушарием. Во многих отношениях каждое из разъединенных полушарий имеет, по-видимому, отдельное "самосознание", - так описал свои впечатления от этого пациента физиолог Роджер Сперри, один из тех, кто изучал последствия расщепления головного мозга.
  Некоторые пациенты с разделенными хирургически полушариями головного мозга какое-то время страдали от буйной независимости своей левой руки, которая могла начать расстегивать пуговицы на рубашке, в то время как правая рука застегивала их; или ставить продукты обратно на магазинную полку, после того как правая рука только что положила их в тележку. Это выглядело так, как если бы каждое полушарие думало примерно таким образом: "А почему бы мне не надеть сегодня зеленую (синюю) рубашку?".
  Так не здесь ли лежат наши внутренние противоречия, когда мы пытаемся оправдать свои поступки и вступаем сами с собой во внутренний диалог? Быть может, "второе Я" - не просто метафора, а реальность нашего мозга? Первые исследования разделенного мозга натолкнули ученых на мысль, что исключительно левое полушарие связано с речью и логическим мышлением, то есть работает со словами, знаками и символами, а правое отвечает за пространственно-чувственное восприятие мира, например, ощущает эмоциональную окраску речи. Однако в ходе дальнейших наблюдений ученые пришли к выводу, что основные отличия полушарий - не в типе информации, с которой они работают, а в способе, которым они обрабатывают одну и ту же информацию. Левое полушарие отвечает за повышенную болтливость. Оно строит длинные сложные фразы, но его речь монотонна и лишена интонаций. Правое полушарие сдерживает словоохотливость левого и придает голосу эмоциональную выразительность, контролирует ритм и темп речи. Названия предметов и значения слов хранятся в правой половине мозга, а звуковые образы названий, буквенное выражение слов, символы и формулы - в левой. При выключении левого полушария человек узнает лица людей и предметы, но не помнит имен и не может описать предметы словами. Правое полушарие оценивает неприятные события жизни, быстрее реагирует на картины с выражением печали. Для левого привлекательны приятные и смешные сцены и изображения радостного содержания. Чувство юмора - это заслуга левого полушария. При повреждении левой половины мозга (в наше время самыми частыми причинами поражений мозга являются инсульт и травмы при автомобильных авариях) исчезает хорошее настроение, появляются отрицательные эмоции и признаки агрессивности. Если пострадало правое полушарие, человек впадает в состояние эйфории. Левое полушарие реагирует только на человеческую речь, все остальное богатство звуков - шум дождя, пение птиц, смех и музыка - для него не существует. Эти звуки принадлежат правому полушарию, как и разнообразие мира красок. Правое полушарие с трудом занимается классификацией. Как можно что-то группировать, если каждый предмет для него уникален? Левое, наоборот, с легкостью решает такие задачи. Правое легче находит сходство, а левое лучше разбирается в различиях. Решили схитрить, солгать или приукрасить событие - включилось левое полушарие. Для него истина - понятие относительное. Правое же, как ни крути, скажет только правду - оно заботится о точном отображении действительности. Не поэтому ли в русском языке слова "правый" и "правда" являются однокоренными? Может, в древности люди были умнее, чем мы думаем? За поставленную цель отвечает левое полушарие, а решение, как достигнуть этой цели, целиком лежит на правом полушарии. Например, цель "перейти дорогу" принимает левая часть мозга, а оценивает ситуацию и выбирает удобный момент для действия правая половина. Даже время для каждого полушария имеет собственную характеристику. Для правого время идет в такт с происходящими событиями, для него существует только настоящее, и если это полушарие пострадало, человек затрудняется ответить, сколько времени длится то или иное событие, а также не может определить время года или суток. В ведении левого полушария находится хронологическая последовательность событий. Если вы - человек с доминирующим левым полушарием, то путешествие в страну с экстремальным климатом (слишком жарким или чересчур холодным), скорее всего, вызовет у вас психоэмоциональное напряжение, так как реакцию организма на изменение климатических факторов контролирует в основном правое полушарие. Вам будет немного сложнее акклиматизироваться, чем правополушарному путешественнику. Правое полушарие узнает знакомые лица (в том числе своего владельца в зеркале и на фотографии), отвечает за ориентацию в пространстве и понятия "выше - ниже" и "ближе - дальше". В его ведении находится все, что расположено по левую сторону от нас. Человек с поражением правой половины мозга полностью игнорирует пространство, предметы и людей, расположенные слева от него, - он просто не замечает всего этого, и не замечает в этом какой-либо проблемы. Если попросить его нарисовать человека, он изобразит только правую половину тела, без левой руки и ноги. За завтраком он не тронет еду на левой половине тарелки, но после подсказки обратит на это внимание. Человек словно забывает о существовании левой половины своего тела - надевает тапку на правую ногу, не вспомнив о левой, и может выбрить только правую половину лица. Все действия он непроизвольно выполняет правой рукой, как будто левой не существует. Интересно, что клиническая патология левого полушария не приводит к аналогичному "половинному" восприятию мира. Почему такое левостороннее игнорирование пространства происходит при поражении правого полушария, остается загадкой, как и сама причина межполушарной асимметрии мозга. Здоровый мозг действует как единое целое, и в повседневной жизни мы не задумываемся, какая часть мозга включается при том или ином нашем действии. Информация, получаемая одним полушарием, доступна и другому благодаря соединяющей их нервной перемычке. Работая сообща в тесном взаимодействии, оба полушария выбирают наилучшую общую стратегию, но какое-то из них преобладает над другим и играет роль ведущего. В зависимости от этого одни из нас склонны к логическому мышлению и проявляют тягу к математике и точным наукам, а другие являются творческими натурами - художниками, музыкантами и поэтами.
  
  
  Полностью сформированное мозолистое тело состоит из 200 млн. нервных волокон и передает 4 трлн. сигналов/сек.
  Нервные импульсы от и до мозга путешествуют с невероятной скоростью - до 274 километров в час.
  Клетки человеческого мозга могут удерживать в 5 раз больше информации, чем любая энциклопедия. Ученым еще предстоит определиться с окончательной суммой, но емкость мозга в электронных значениях, как полагают, от 3 до 1000 терабайт. Национальный архив Великобритании, содержащий более 900 лет истории, занимает до 70 терабайт, что делает память вашего мозга чертовски впечатляющей.
  Ваш мозг использует 20% кислорода, который присутствует в вашей крови. Ваш мозг составляет только около 2% от вашей общей массы тела, но потребляет больше кислорода, чем любой другой орган, что делает его чрезвычайно восприимчивыми к повреждениям, связанным с кислородным голоданием. Так что дышите глубоко, чтобы ваш мозг оставался счастливым и его клетки купались в кислородном бассейне.
  Мозг гораздо более активен ночью, чем днем. Логично, что все сложные вычисления и задачи, и общее взаимодействие мы ежедневно делаем во время нашего рабочего времени, и это занимает гораздо больше энергии, чем скажем, лежание в постели. Оказывается, верно и обратное. Когда вы себя "выключаете", ваш мозг - включается. Ученые до сих пор не знают, почему это происходит, но вы можете поблагодарить ваш мозг за тяжелую работу во время сна, которая дарит нам приятные сновидения.
  Мозг сам по себе не может чувствовать боль. В то время как мозг может быть болевым центром, когда вы порезали палец или обожгли себя, сам он не имеет болевых рецепторов и не может чувствовать боль. Но все же, благодаря тому, что мозг окружен множеством тканей, нервов и кровеносных сосудов, вы способны чувствовать головную боль, которая, по сути, не связана напрямую с мозгом.
  
  
  Глава 4. Человек, работа организма, обновление клеток.
  
  Ч.1 Клетки.
    []
  Рис. 20 Схематичное строение большинства животных клеток.
  
  Тело взрослого человека состоит примерно из 10 триллионов клеток (это если говорить чисто о человеческих клетках; если же говорить о том сколько всего клеток в организме человека - то мы получим цифру равную примерно 100 триллионам клеток, так как 90% клеток принадлежат различным микроорганизмам и бактериям, живущим как внутри нас, так и снаружи; но об этом в соответствующей главе). Клетки - это мельчайшие строительные блоки не только для наших тел, но и для всего живого на Земле. Клетка - элементарная единица строения и жизнедеятельности всех организмов (кроме вирусов, о которых нередко говорят, как о неклеточных формах жизни), обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию. Все живые организмы либо состоят из множества клеток (многоклеточные животные, растения и грибы), либо являются одноклеточными организмами (многие простейшие и бактерии).
  У высших животных и растений клетки объединены в ткани и органы, в составе которых они взаимодействуют между собой, в частности, благодаря прямым физическим контактам. В растительных тканях отдельные клетки соединяются между собой с помощью плазмодесм, а животные образуют различные типы клеточных контактов.
  Многоклеточные организмы состоят из клеток, которые в той или иной степени отличаются по строению и функциям, например у взрослого человека около 230 различных типов клеток.
    []
  Рис. 21 В отличии от растительных клеток, животные клетки зачастую не имеют определённой формы.
  
  Из клеток состоит весь человеческий организм - кожа, внутренние органы, мышцы, мозг, кости, волосы и т.д. Давайте рассмотрим подробнее некоторые ткани нашего организма и то, как в них сгруппированы клетки.
  Например, в нашей коже клетки находятся в непосредственном контакте между собой, и это не удивительно, ведь кожу можно назвать естественной бронёй нашего тела, она защищает весь организм от внешнего воздействия и раздражителей. Наша кожа это первая и очень надёжная преграда не только от физических воздействий, но и для различных вирусов, которые могут нам навредить.
    []  []
  Рис. 22 а) Поверхность пальца под увеличением. б) Клетки, которые образуют неповторимый отпечаток пальцев каждого человека.
  
  И так, клетки нашей кожи расположены очень плотно, слой за слоем, и между ними практически отсутствует межклеточное вещество. Однако не все клетки так организованы, допустим в наших костях клетки (остеоциты - костные клетки) занимают лишь незначительную часть, они как бы рассеяны по всему объему кости, а большую часть составляет плотное межклеточное костное вещество, которое на 90 % вырабатывается самими остеоцитами. Остальные 10 % объема кости - это неорганические соединения, которые поступают из кровотока и откладываются в толще костной ткани вместе с органическими составляющими.
  У некоторых позвоночных, например у рыб - остеоциты отмирают после того, как сделали свой вклад в создание костного вещества, у человека эти клетки существуют на протяжении всей жизни.
  Мышечная ткань обладает возбудимостью и способностью к активному сокращению под влиянием нервной системы и некоторых веществ. Мышцы так же состоят из клеток, но в них есть различие; допустим мышечная ткань, которая обволакивает многие органы (кишечник, мочевой пузырь и т.д.) состоит из отдельных клеток и сокращается непроизвольно.
  Скелетные же мышцы состоят из волокон, которые образуются тысячами клеток слитыми в одну структуру, за исключением их ядер. Такие мышцы мы можем сокращать по своему усмотрению, для этого мозгу нужно послать определённые нервные импульсы к этим клеткам (однако весь этот сложный процесс остаётся для нас незаметным и нам не приходится задумываться о том, как пошевелить рукой или ногой).
  Так же межклеточное вещество может быть жидким, как например кровь, в которой плавают эритроциты, тромбоциты и лейкоциты.
    []  []
  
  Рис. 23 Клетки крови. На втором рисунке слева на право: эритроцит, тромбоцит и лейкоцит.
  
  В одной капле крове содержится около 7 тыс. лейкоцитов, 300 тыс. тромбоцитов и 5 млн. красных кровяных телец - эритроцитов.
  Ежедневно у человека погибает полтриллиона клеток крови, и все они должны разрушиться вовремя, чтобы освободить место новым клеткам.
  Большинство новых клеток в организме человека появляются в результате деления, но клетки крови не содержат ядра и ДНК, поэтому не могут делиться, и за их выработку отвечает костный мозг. Каждую минуту производится до 300 млн. клеток крови, а за всю жизнь человек генерирует около 6 тонн клеток крови. В основе кровообразования стоят стволовые кроветворные клетки, они делятся, и образуют все типы клеток, которые есть в крови.
  Кровь это очень важная составляющая нашего тела, она не только доставляет кислород и питательные вещества ко всем органам, но и совершает с ними обмен, отдав всё нужное, и забрав углекислый газ и другие отходы жизнедеятельности.
  Ещё у крови есть очень важное свойство - свёртывание. Кровеносную систему можно сравнить с водопроводом, малейшее повреждение - и вся жидкость вытечет. При самой незначительной ране мы могли бы потерять всю кровь, но этого не происходит, так как кровь имеет свойство сворачиваться, но как это работает и почему кровь не сворачивается сама по себе, без каких либо причин на это? Дело в том, что внутренняя поверхность всех сосудов выстелена плотным слоем эндотелия - специальными клетками, которые система свёртывания не замечает. Если эндотелий на месте значит всё в порядке.
    []
  Рис. 24 На рисунке отмечен слой эндотелия в отдельном кровеносном сосуде.
  
  Клетки крови тромбоциты скользят по сосудам вдоль слоя эндотелия, это происходит потому что тромбоциты - самые маленькие клетки крови, и большие клетки их просто вытесняют к стенкам сосудов. Если в каком либо месте слой эндотелия нарушен, то тромбоциты пытаются заделать место прорыва, и образуют тромбы.
    []
    []  []
  Рис. 25 Место прорыва в слое эндотелия, при повреждении кровеносного сосуда.
  
  
  Рис. 26 Место прорыва кровеносного сосуда, и пример того как тромбоциты закупоривают прореху.
  
  В считанные секунды тромбоциты сцепляются друг с другом и стенками сосуда как репейник, и образуют закупорку. Так же свертывающая система следит за тем, чтобы этот тромб не был больше чем необходимо, чтобы кровь могла дальше перемещаться по сосуду.
  
  Ч.2 ДНК
  Из клеток и из межклеточного вещества устроены все органы и все части нашего тела. Как я уже упоминал, клетки различных органов отличаются от других клеток, но в них есть кое-что одинаковое для всех (за исключением клеток крови). В ядре каждой клетки содержится одинаковая цепочка ДНК.
  ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота) - макромолекула (одна из трёх основных, две другие - РНК и белки), обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов. ДНК содержит информацию о структуре различных видов РНК и белков.
   ДНК представляет собой цепь химических веществ объединённых в гены. Именно эти цепочки ДНК и определяют всё разнообразие жизни на Земле, в них как бы закодирована информация и инструкции о том, как должен быть построен организм, где какие клетки должны находиться, как объединяться в органы и ткани, и какие функции выполнять. В каждой клетке человека заключены одинаковые цепочки ДНК, каждая длиной около двух метров. Если взять все цепочки из всех клеток одного человека, и выложить их в прямую линию, то они могли бы дотянуться до луны тысячи раз.
    []  []
   Рис. 27 Изображение цепочки ДНК.
  
  Тут важно понять какую нужную роль играет ДНК, ведь каждая клетка живёт по инструкциям, полученным от определённых участков этой цепочки - генов. Всё разнообразие клеток и их жизнедеятельность основаны на информации, которую несёт ДНК. Это было доказано опытами, когда в ДНК клетки одного существа вживляли небольшой определенный фрагмент чужой ДНК, в итоге клетки начинали работать так, как им было указано чужеродными генами (например в ДНК дрожжей вживляли ген медуз, отвечающий за свечение зеленоватым цветом - в итоге дрожжи светились зелёным цветом, и при размножении и делении передавали это свойство следующим клеткам дрожжей)
  Вся цепь ДНК может быть закодирована с помощью буквенного кода, который будет состоять всего из 4-х различных букв (A,C,T,G), обозначающих различные азотистые основания - химические соединения, или проще говоря - молекулы. Этот буквенный код будет называться геномом. Геном человека состоит из 3,4 млрд. букв, и для его написания потребуется 120 томов.
  По генетическому коду можно определить ближайшего родственника человека, ведь небольшие отличия в геноме и формируют всё разнообразие животного мира. Например, с шимпанзе "бонобо" жившим 5 млн. лет назад, наш код совпадает на 99 %. С общим предком гориллы на 98,4 %. С общим предком орангутанга совпадение составляет 97,4%.
  Продолжать можно практически бесконечно, можно дойти до общего предка с курицей и увидеть, что совпадения составляют 60%, и так вплоть до мух или бактерий, которые так на нас не похожи, однако можно сказать, что все мы связаны генетическим кодом, и всех нас можно назвать родственниками.
  
  Ч.3 деление клеток и развитие нового организма.
  Все новые клетки вашего организма появляются в результате деления других клеток, из этого следует, что ни одна клетка вашего тела не может появиться сама по себе. Давайте рассмотрим этот процесс с самых азов, на примере зарождения нового человека.
  И так, у мужчин половая клетка носит название сперматозоид, у женщин - яйцеклетка. При оплодотворении сперматозоид проникает в яйцеклетку, их ядра сливаются, образуя новое ядро - так получается первая клетка эмбриона. В ядре этой клетки заключена ДНК, переданная от родительских половых клеток (половые клетки сами по себе имеют только половину наследственной информации, и сливаясь, образуют уже полноценный набор хромосом), и дальнейшее развитие будет проходить по инструкциям заключённых в неё. Кратко этот процесс можно описать так: первая клетка эмбриона делится на 2. Потом каждая из них проходит этап деления, и получаются 4 клетки. 4 делятся на 8, 8 на 16, 16 на 32 и так далее. При каждом делении новые ядра в клетках всегда получают одинаковый набор хромосом. Так начинается развитие нового организма (в данном случае человека), и в итоге всего лишь из одной изначальной клетки мы получаем целого человека состоящего из триллионов клеток. Конечно, процесс развития эмбриона очень сложен, ведь из одной первоначальной клетки получается множество разных по свойствам и назначениям клеток, которые формируются в различные ткани и органы, но суть вы поняли.
  Если же говорить о постэмбриональном делении клеток, то нужно заметить что процесс деления не останавливается никогда, постоянно появляются новые клетки, и отмирают старые. Бытует мнение, что за 7 лет человеческий организм обновляется полностью, но это не совсем так. Различные клетки делятся (и обновляются, так как старые заменяются новыми) с различной скоростью и интенсивностью. Давайте рассмотрим несколько примеров, но для начала я приведу реальные изображения, полученные с помощью микроскопов, которые показывают пример деления клетки.
    []
  Рис.28 На этом рисунке видно, что левая клетка готовится к делению, поэтому её ядра не видно, в отличии от тех что находятся справа; а ДНК сконденсирована так, что видны хромосомы (синий цвет получен при помощи окрашивания клетки специальным веществом).
  
    []
  Рис. 29 Здесь видно как разделяются хромосомы в ядре перед началом деления, на два одинаковых набора для каждой клетки.
  
    []  []
  Рис. 30 Ядро делится надвое, а следом и сама клетка.
  
  Для некоторых клеток нашего организма срок обновления можно установить достаточно точно, например возраст верхнего слоя вашей кожи всегда около месяца, так как именно это время требуется клеткам, чтобы зародиться в нижних слоях кожи, а потом совершить путешествие к верхнему слою. По мере их продвижения они получают всё меньше питательных веществ, а когда достигают поверхности - высыхают и отшелушиваются. Примерно 500.000 клеток кожи человек теряет за час, около миллиона за сутки. Если говорить не о количестве, а о весе, то получим что за год с человека отшелушивается около килограмма кожи, а за всю жизнь (с учётом того, что к старости процесс обновления замедляется) не менее 50 кг. Куда девается такое количество чешуек кожи? Немалая часть оседает в наших домах, в виде обычной пыли (пыль не менее чем на 30% состоит из отмершей кожи, и ей то и питаются пылевые клещи), так же её немало в наших кроватях, так как, ворочаясь во сне, мы сами как бы сдираем верхний (роговой) слой кожи.
  Скелет человека обновляется примерно за 10-15 лет, и хотя кости состоят по большей части не из самих клеток, а из выработанного ими вещества, всё же процесс обновления затрагивает всю кость. Как это происходит? Костная ткань постоянно обновляется - одни клетки (остеокласты) секретируют кислоту, повреждая костное вещество, таким образом, в костях образуются полости; затем другие клетки (остеобласты) секретируют вещество, которое минерализуется кальцием и кристаллами фосфора, и заполняют полости новой костной тканью. Процесс разрушения и восстановления костной ткани называется ремоделированием. Ремоделирование является естественным и постоянным процессом, который происходит в здоровом организме; таким образом, удаляется старая костная ткань и формируется новая. Окончательно костная масса формируется между 20 и 30 годами, и какое-то время остается не изменой, но впоследствии начинается естественная потеря массы костей. Мужчины ежегодно теряют около 1% костной массы, а у женщин после менопаузы потери составляют от 2% до 3% ежегодно. По мере старения новая костная ткань не образуется так быстро, как теряется старая, в результате чего кости истончаются и становятся хрупкими.
  Вот еще несколько примеров обновления нашего тела:
  * Клетки мозга проживают с человеком всю его жизнь. Возраст, травмы, курение, алкоголь, тяжёлые наркотики - все это в той или иной степени разрушает мозг, убивая часть клеток. Однако если бы они имели способность полностью обновляться, вместе с исчезнувшими старыми клетками мы теряли бы накопленный опыт, приобретенные навыки, информацию об окружающем мире. И все же в двух областях мозга клетки обновляются. Одна из них - обонятельная луковица, отвечающая за восприятие запахов. Вторая - гиппокамп, управляющий способностью усваивать новую информацию, чтобы затем передать ее в "центр хранения", и отвечающий за умение ориентироваться в пространстве.
  * О том, что клетки сердца также обладают способностью к обновлению, стало известно совсем недавно. Исследования показали, что это происходит всего один-два раза за всю жизнь, поэтому так важно беречь наш "пламенный мотор".
  * В легких обновление клеток происходит с разной скоростью. Альвеолы - воздушные мешочки, находящиеся на концах бронхов, - возрождаются с периодичностью 11 - 12 месяцев. А вот клетки на поверхности легких - каждые две-три недели, поскольку эта часть дыхательного органа принимает на себя основную часть вредных веществ, содержащихся в воздухе, которым мы дышим. Загрязненная атмосфера, курение и другие вредные привычки замедляют обновление альвеол, разрушая их и в худшем случае приводя к эмфиземе легких.
  * Печень - чемпион по регенерации среди органов человеческого организма. Ее клетки обновляются примерно каждые 150 дней, то есть печень "рождается" заново раз в пять месяцев. Она восстанавливается полностью, даже если в результате операции человек потерял до двух третей органа. Конечно, такая выносливость печени возможна при соблюдении определенных условий: печень не любит жирной, острой, жареной, копченой пищи. Кроме того, ее работе вредят алкоголь и лекарственные препараты в больших количествах. И если орган запустить совсем, он жестоко отомстит своему хозяину страшными заболеваниями - циррозом или раком. Кстати, если отказаться от алкоголя на восемь недель, печень очистится полностью.
  * Мельчайшие ворсинки, которыми покрыты стенки кишечника, помогают лучшему всасыванию питательных веществ. Но они находятся под постоянным воздействием желудочного сока, который растворяет пищу, поэтому долго не живут. Сроки их обновления - три-пять дней. * Волосы отрастают в среднем на один сантиметр в месяц, если же говорить об общем приросте длины всех волос - то всего за сутки наша шевелюра удлиняется метров на 30. Живая часть волоса находится под эпидермисом. Выросший из-под него волос состоит из биологически мертвой ткани. Можно выделить три стадии роста волоса. Первая - стадия активного роста, вторая - промежуточная, когда волос перестает расти, последняя стадия - полное прекращение роста.
  В конце концов, старый волос выпадает под действием роста нового (в день мы теряем до 100 волос), и цикл начинается снова. Первая стадия продолжается от двух до четырех лет, вторая стадия - всего 15-20 дней, а последняя - от 90 до 120 дней. В любой момент около 93% волос находится в первой фазе роста, 1% - во второй фазе и 6% - в третьей.
  * К сожалению, в таком хрупком и жизненно важном органе, как глаз, способностью к обновлению обладают только клетки роговицы. Ее верхний слой полностью заменяется каждые 7 - 10 дней. Однако если роговица повреждена, этот процесс происходит гораздо быстрее - она может восстановиться за сутки.
  * Самый известный пример обновления органа - ногти. Они отрастают на 3 - 4 мм каждый месяц. Но это на руках, на ногах ногти растут в два раза медленнее. Полностью ноготь на пальце руки обновляется в среднем за шесть месяцев, на пальце ноги - за десять. Причем на мизинцах ногти растут гораздо медленнее остальных, и причина этого до сих пор остается загадкой для медиков.
  
  Эти и другие части человеческого тела постоянно обновляются, однако организм человека стареет, а не остаётся вечно молодым. С чем это связано? По исследованиям некоторых учёных дело в том, что ДНК митохондрий очень быстро накапливают все изменения и повреждения, и передают их в новые клетки при делении. Митохондрии это составляющая часть практически всех видов клеток, они нужны для вырабатывания энергии, которая необходима для жизнедеятельности самой клетки. Митохондрии имеют собственную ДНК, отличную от ДНК человека (если мы говорим о человеке, а так митохондрии есть во всех животных клетках); считается что митохондрии раньше были отдельными клетками, но после того как одна клетка поглотила другую - они "стали жить в союзе", благодаря этому структура клеток сильно усложнилась и они смогли формировать продвинутые многоклеточные организмы.
  Так же, по мнению многих психологов, старение происходит благодаря тем психологическим программам, которые заложены в нас с детства: наверняка все знают такое выражение как "старость не радость" и подобные. Плюс мы видим пожилых людей со многими болезнями и психически настраиваемся на то, что это неизбежная участь каждого человека. Можно сказать, что мы с самого раннего возраста начинаем готовить свой организм на дряхлость и немощность в старости.
  Психологическую составляющую никак нельзя недооценивать; все наверно слышали про так называемый "эффект плацебо", он возникает когда людям при заболеваниях дают "супер-современное и действенное лекарство" и те, кто действительно свято верит в чудодейственную силу данного препарата - выздоравливают даже от тяжёлых заболеваний; хотя на самом деле получали не лекарство, а безобидные, и в принципе бездейственные при данном заболевании средства. Этот эффект многократно доказан различными экспериментами, и хоть он и не доказывает влияние психологических установок на старение организма, всё же не стоит постоянно думать о возможных болезнях и переживать по этому поводу, на мой взгляд намного лучше и эффективней твёрдо верить в то, что ваш организм может справиться с любой болячкой и инфекцией, как в молодости, так и в более преклонном возрасте.
  
  Ч.4 Как появилась жизнь. Первая клетка.
  Согласно клеточной теории, жизнь передаётся от одного организма к другому, от клетки к клетке, то есть давным-давно появилась самая первая живая клетка, которая положила начало всему живому разнообразию, наблюдаемому в наши дни. Эта теория доказывается в частности схожестью ДНК всех существ; считается, что первая клетка обладала самой простой цепочкой ДНК, однако со временем она становилась всё сложнее и сложнее, и каждое её малейшее изменение в процессе эволюции давало новый вид живого существа.
  Доподлинно неизвестно когда и каким образом образовалась первая клетка. Из теории биогенеза как утверждения о том, что живые организмы могут происходить только от других живых организмов, неизбежно следует единственный логичный вывод: жизнь существовала вечно. Другими словами, если проследить цепочку порождающих друг друга живых организмов в прошлое, то она должна тянуться бесконечно.
  Таким образом, закона биогенеза как утверждения "живое всегда происходит только от живого" в современной науке не существует. Несмотря на это, данное утверждение взято на вооружение и широко пропагандируется некоторыми лженаучными концепциями.
  Однако как раз напротив, поскольку всё живое состоит из тех же самых "неживых" элементов, что и остальное вещество, между живой и неживой материей нет непреодолимой грани. Химикам известно множество способов синтеза органических веществ из неорганики. Следовательно, живое должно было произойти от неживого.
  Несмотря на существенные различия между живой и неживой материей, их объединяет то, что в состав клеток живых организмов входят те же химические элементы, которые встречаются и в неживой природе. Так, в среднем 75-85% массы клетки составляет вода, 10-20% - белки, 1-5% - жиры, 0,2-2% - углеводы, 1-2% - нуклеиновые кислоты, 0,1- 0,5% - низкомолекулярные органические соединения, 1-1,5% - неорганические вещества. Все эти органические и неорганические соединения состоят из 80 химических элементов периодической таблицы Менделеева. Химических элементов, свойственных только живой материи, в природе не существует. Для всех объектов живой и неживой природы характерна одна и та же структурная организация материи на молекулярном, атомном и нуклонном уровнях. Кроме того, для всех них выполняются все известные фундаментальные законы природы, включая законы сохранения массы и энергии. Все это свидетельствует о единой природе живой и неживой материи.
  Также неизвестно, когда и где началась химическая эволюция. Возможны любые сроки по окончании второго цикла звёздообразования, наступившего после конденсации продуктов взрывов первичных сверхновых звезд, поставляющих в межзвездное пространство тяжелые элементы (с атомной массой более 26). Второе поколение звёзд, уже с планетными системами, обогащенными тяжёлыми элементами, которые необходимы для реализации химической эволюции появилось через 0,5-1,2 млрд. лет после Большого взрыва. При выполнении некоторых, вполне вероятных условий, для запуска химической эволюции может быть пригодна практически любая среда: глубины океанов, недра планет, их поверхности, протопланетные образования и даже облака межзвёздного газа, что подтверждается повсеместным обнаружением в космосе многих видов органических веществ - альдегидов, спиртов, сахаров и даже аминокислоты глицина, которые вместе могут служить исходным материалом для химической эволюции, имеющей своим конечным результатом возникновение жизни.
  
  Что такое пища для человека, в привычном для нас понимании? Это белки, углеводы и жиры - где белки это поставщики необходимых для нас аминокислот, которые в свою очередь являются строительными блоками для наших тел, для новых клеток и так далее. В процессе именно жизнедеятельности куда более важную роль играют углеводы, и общая калорийность пищи - под этим названием подразумевается количество энергии, которое получит организм при полном её усвоении. Можно сказать, что работа нашего организма основана на обмене энергией - мы получаем её в пище, а отдаём в пространство в виде тепла, которое излучает наше тело. Пример неживого - песок, который нагреваясь под лучами Солнца, получает его энергию, а после заката - передаёт её Вселенной, постепенно охлаждаясь.
  Энергетический баланс человека можно выразить формулой: W=A+Qд+Qк, где W общее количество выделяемой энергии, A совершаемая человеком работа, Qд тепло выделяемое при дыхании, Qк тепло выделяемое кожей. Общее количество выделяемой энергии (W) зависит от состояния человека (сон, интенсивный физический труд и т. д.) и состояния окружающей среды (температура, влажность, ветер и т. д.), и лежит в пределах 350 - 1050кДж в час, т. е. 8400 - 26250кДж в сутки. Интересно отметить, что такой же объем солнечного вещества в его ядре (где идут термоядерные реакции) выделяет за день всего 1192кДЖ теплоты, т. е. мощность энерговыделения в ядре солнца на порядок меньше чем у человека. Если же взять удельное энерговыделение солнца по всему объему, то оно меньше еще на два порядка.
  Где-то была сказана интересная фраза: "Что делает живое существо - живым? Нет никакой магической искры зажигающей жизнь, жизнь - это процесс, процесс взаимодействия между материей и энергией".
  
  
  Ч.5 Разное.
  Человек на 65% состоит из воды. Распределена она неравномерно: так, в жировых тканях воды всего 20%, в кости 25%, в печени 70%, в мышцах 75%, в крови 80% и в мозге 85% воды от общего веса. При взгляде на эти цифры поражает кажущийся парадокс - в жидкой крови меньше воды, чем в довольно плотном мозге. Но ведь дело не только в количестве, но и в 'упаковке' воды. Известно, что медузы на 98-99% состоят из воды, тем не менее, медуза не растворяется в море, и ее можно взять в руки.
  Из элементов, слагающих наше тело, самую важную роль играют кислород, углерод, водород и азот. В организме взрослого человека их около 70 килограммов. Немало также кальция и фосфора - вместе их почти 2 килограмма, они входят в состав кости, обеспечивая ее прочность. Калий, сера, натрий, хлор содержатся в количестве по нескольку десятков граммов. Железа в человеке всего около 6 граммов, но оно играет исключительно важную роль, входя в состав гемоглобина.
  
  Как это ни странно, указать точное количество костей в скелете человека не представляется возможным. Во-первых, оно несколько различно у разных людей. Примерно у 20% людей есть отклонения в количестве позвонков. Один человек из каждых двадцати имеет лишнее ребро, причем у мужчин лишнее ребро встречается примерно в 3 раза чаще, чем у женщин. Во-вторых, количество костей меняется с возрастом: со временем некоторые кости срастаются, образуя плотные швы. Поэтому не всегда ясно, как считать кости. Например, крестцовая кость явно состоит из пяти сросшихся позвонков. Считать ее за одну или за пять? Поэтому солидные руководства осторожно указывают, что у человека "несколько более 200 костей".
  Самая длинная кость - бедренная, ее длина составляет обычно 27,5% от роста человека. Самая короткая - стремечко, одна из косточек, передающих колебания барабанной перепонки к чувствительным клеткам внутреннего уха, Она работает как рычаг, увеличивая давление звуковых волн. Ее длина всего 3-4 миллиметра.
  
   Самая маленькая мышца - мышца стремечка. При слишком сильных звуках она поворачивает стремечко так, что соотношение длины плеч косточки-рычага меняется, и коэффициент усиления звука падает.
  Точно указать количество мышц невозможно. Специалисты насчитывают у человека от 400 до 680 мышц. Для сравнения: у кузнечиков около 900 мышц, у некоторых гусениц до четырех тысяч. Общий вес мышц у мужчины составляет около 40% от веса тела, а у женщины - около 30%.
  
  В спокойном состоянии, лежа, человек потребляет за сутки 400- 500 литров кислорода, делая 12-20 вдохов и выдохов в минуту. Для сравнения: частота дыхания лошади - 12 дыхательных движений в минуту, крысы - 60, а канарейки - 108.
  Весной частота дыхания в среднем на одну треть выше, чем осенью.
  
  У взрослого человека сердце за день перекачивает около 10.000 литров крови. За один удар в аорту выбрасывается примерно 130 миллилитров. Нормальный пульс в спокойном состоянии - 60-80 ударов в минуту, причем у женщин сердце бьется на 6-8 ударов в минуту чаще, чем у мужчин. При тяжелой физической нагрузке пульс может ускоряться до 200 и более ударов в минуту. Для сравнения: частота пульса у слона-20 ударов в минуту, у быка - 25, у лягушки (холоднокровное животное)-30, у кролика - 200, а у мыши - 500 ударов в минуту.
  Общая длина кровеносных сосудов в организме человека - примерно сто тысяч километров.
  Вот как распределена кровь в организме в состоянии покоя: четверть общего объема находится в мышцах, другая четверть в почках, 15%-в сосудах стенок кишечника, 10% - в печени, 8%-в мозгу, 4% - в сосудах сердца, 13% - в сосудах легких и остальных органов.
  Каждый эритроцит содержит около 270 миллионов молекул гемоглобина.
  
  Нервная система человека содержит около 10 миллиардов нейронов и примерно в семь раз больше клеток обслуживающих - опорных и питающих. Лишь один процент нервных клеток занят 'самостоятельной работой' - принимает ощущения из внешней среды и командует мышцами. Девяносто девять процентов - это промежуточные нервные клетки, служащие усилительными и передающими станциями.
  В черепно-мозговых нервах в мозг входит 2.600.000 нервных волокон, а выходит 140.000. Около половины выходящих волокон несут приказы к мышцам глазного яблока, управляя тонкими, быстрыми и сложными движениями глаз. Остальные нервы управляют мимикой, жеванием, глотанием и деятельностью внутренних органов. Из входящих нервных волокон два миллиона - зрительные.
  За минуту через мозг протекает 740-750 миллилитров крови.
  Начиная с тридцатого года жизни у человека ежедневно гибнет 30-50 тысяч нервных клеток. Уменьшаются основные размеры мозга. С возрастом мозг не только теряет вес, но и изменяет форму - уплощается. У мужчин вес мозга максимален в 20-29 лет, у женщин - в 15-19.
  
  Средняя нормальная острота зрения составляет 0,0003 угловой минуты, то есть глаз способен различить хорошо освещенный предмет поперечником в одну десятую миллиметра на расстоянии 25 сантиметров. Но если предмет сам светится, он может быть и значительно меньше. Дырочка диаметром в 3-4-тысячные доли миллиметра, проколотая в листе жести, за которым зажжена лампочка, хорошо различается нормальным глазом.
  
  
  Глава 5. Микроорганизмы.
  
  90% живых клеток организма человека составляют бактерии. Триллионы живых организмов содержит и питает человеческое тело - начиная от кишечной палочки, использующей свои хвосты, чтобы плавать вверх-вниз по нашим внутренностям, до сальмонеллы, которая может отравить еду, или спокойно жить на нашей коже без вреда для нас.
  Они невидимы, но вездесущи. Простые, но способные принимать самые разные формы. Микроскопические, но иногда смертельные.
  Микробы - самые настоящие невидимые хозяева Земли.
  Микроорганизмы (микробы) это ненаучное определение, под которое попадают все микроскопические существа (бактерии, одноклеточные, микрогрибки и т.п.) кроме вирусов, так как вирусы не жизнеспособны без живой клетки. Самые первые микробы возникли 3,5 млрд. лет назад, и в следующие 3 млрд. лет были единственными живыми существами на Земле.
  В настоящее время, при всём многообразии высокоразвитой жизни, они продолжают доминировать. Хотя это и не очевидно, но вдумайтесь в цифры.
  Общее количество микробов на коже и в теле человека в 10 раз больше, чем всего клеток тела человека, то есть в среднем на каждую клетку вашего тела приходится по 10 клеток различных микроорганизмов. Их количество просто поразительно, и они не только существуют внутри нас, но и вокруг нас, они очень малы, но их количество впечатляет. Микробов на немытых руках может быть несколько миллионов штук на 1 кв. см; если выловить всю живность в морях и океанах, то 90% этой массы составят микробы; в почве содержится около 2 тонн бактерий на 1 гектар.
  Ареал обитания бактерий очень широк. Их колонии обнаружены в сверхглубоких шахтах на глубине более 6 км, в атмосферу их "заносит" на высоту около 8 км. Предполагается, что они живут так же глубоко под морским дном.
  Для их размножения оптимальна температура от +10 до +55 ?C, но некоторые их виды выживают при морозе -100?C, а другие размножаются при +110 и какое-то время могут "продержаться" при +140?C.
  В каждом взрослом человеке живёт около 2 кг бактерий. Они живут на нашей коже, в носу, в пищеварительном тракте - бактерии, грибки и другие микробы.
  Теперь ученые определили, какие существа обычно живут внутри или снаружи нас, и где именно они живут: они подсчитали, что в теле здорового человека обитает более 1000 разновидностей микробов, а по современным данным число разновидность достигает даже 10.000.
  Но не стоит расстраиваться. Многие из этих организмов существуют для того, чтобы сохранять здоровье людей. В чем же полезные свойства микроорганизмов, которые сосуществуют с человеком?
  Во-первых, некоторые виды незаменимы при пищеварении и производстве витаминов.
  Во-вторых, они борются с возбудителями инфекционных заболеваний и укрепляют иммунитет.
  В-третьих, микроорганизмы, которые живут на теле человека, могут очищать нашу кожу, например один из видов подкожных клещей съедает отмершие слои эпидермиса, тем самым помогая нашей коже обновляться. Не зря ученые предупреждают о том, что слишком тщательная гигиена может стать причиной различных заболеваний, так как мы смываем не только пот и грязь, но и полезных для нас микроорганизмов. Поэтому, советуется если и мыться в душе каждый день, то хотя бы не всегда использовать мыло (однако это не относится к рукам, так как на руки, при контакте с чем бы то ни было, попадает огромное количество самых разнообразных микробов, в том числе и вредных, а уже руками мы можем перенести их в рот, и они попадут внутрь нашего организма).
  Зная, какую важную роль микроорганизмы играют в жизнеобеспечении, можно подумать, что бактерии появляются на свет вместе с человеком. Однако, как выяснилось, это не так: люди рождаются без бактерий и обзаводятся ими в течение нескольких первых лет жизни.
  Первую "порцию" микробов младенец получает при прохождении через родовые пути матери, если же малыш появился на свет с помощью кесарева сечения, то он не получает этой доли микроорганизмов, из-за чего у него может быть повышен риск возникновения некоторых видов аллергии, а также ожирения. Затем, при кормлении ребёнка молоком, в его кишечник попадает много микрофлоры, которая помогает пищеварению, поэтому грудное кормление полезней для новорождённых, чем искусственное. Большая часть микробиома ребёнка формируется к трём годам - это период интенсивного развития всех систем организма.
  На человеческой коже существует множество видов бактерий, особенно в потовых железах и волосяных луковицах. Обычно они не вызывают проблем, хотя некоторые могут вызывать боль. Обычно бактерии становятся проблемой, если проникают под кожу, например, при порезах или ссадинах.
    []  []
  Рис.31 На первом рисунке бактерии на поверхности кожи. На втором бактерии на поверхности языка.
  
  Самое большое скопление микроорганизмов в теле человека - в пищеварительной системе, начиная со рта, где микробы питаются остатками пищи, и заканчивая кишечником, в котором содержится микробов общим весом более чем на 1,5 кг. В среднем с экскрементами человек выделяет более 100 млрд. микробов, 95% которых мертвы.
  Кстати такое естественное явление как газообразование в нашем организме, непосредственно связано с микроорганизмами. Метеоризм вызывает смущение, но он является результатом того, что безвредные бактерии расщепляют еду в толстом кишечнике и это совершенно здоровый процесс. Наш кишечник наполнен бактериями, которые выпускают газ, как побочный продукт пищеварения, а наш организм поглощает часть из этого, а остальное выпускает наружу.
  
  Жизнь вокруг нас тоже кипит разнообразием, и даже если мы не будем рассматривать микроскопических микробов, то организмов более крупных размеров всё равно хватает.
  Например, ложась спать в одиночестве, мы никогда не остаёмся одни. Мы спим, а миллионы клещей, как ни в чем не бывало, прогуливаются по нашим простыням.
  В крошечном фрагменте матраса весом всего лишь в один грамм могут обитать несколько тысяч клещей, которые питаются микроскопическими ороговевшими частичками нашей кожи. К настоящему времени в квартирах найдено около 150 видов клещей.
    []  []
   Рис.32 Постельные клещи
  
  Возможно, и даже вероятно, что существуют и неизвестные науке. Причем есть вид клещей, хищные клещи, которые питаются своими более слабыми сородичами. Как мы видим, и среди них действуют безжалостные "законы джунглей".
  Пылевых клещей можно увидеть только при увеличении в 30-40 раз, их размер составляет от 250 до 300 микрон в длину. Подсчитано, что в средней двуспальной кровати их порядка двух миллионов. Такое количество связано ещё и с тем что тело спящего человека способно прогревать постель до 20-30?С, и дополнительно создавать влажность - идеальные условия для жизнедеятельности, развития и размножения клещей.
  Средний цикл жизни для самца пылевого клеща 20 - 30 дней, в то время как самка пылевого домашнего клеща может жить в течение 10 недель, откладывая 60-100 яиц за прошедшие 5 недель ее жизни. За время своей непродолжительной жизни постельные клещи оставляют такое количество экскрементов, что их общий вес превышает собственный вес клеща в две тысячи раз.
  
  Разное
  На ступнях человека тоже обитает множество микробов. Некоторые из них питаются выделениями потовых желез, и в процессе своей жизнедеятельности выделяют пахучие вещества. Так что неприятный запах ног вызван не по нашей вине. Большинство всех обитателей на ногах не опасны, но мы можем подхватить и плохие микроорганизмы - например микозные грибки, питающиеся уже не потом, а плотью. С такими "сожителями" мы уже не можем спокойно сосуществовать.
  Одна бактерия кишечной палочки (Esherichia cоli) в течение суток могла бы дать потомство, общего объема которого хватило бы для постройки пирамиды площадью 2 кв. км и высотой 1 км. При благоприятных условиях за 48 часов один холерный вибрион (Vibriо chоlerae) дал бы потомство общим весом в 4 тыс. раз превышающим массу земного шара. К счастью, выживает лишь незначительное количество бактерий.
  Запах мокрой земли, который мы чувствуем после дождя, - это органическое вещество геосмин, которое вырабатывают живущие на поверхности земли цианобактерии и актинобактерии.
  Во рту человека около 40 000 бактерий. Во время поцелуя от одного человека другому передается 278 различных культур бактерий. К счастью, 95 процентов из них не представляют опасности.
  Самая большая бактерия может достигать до полумиллиметра в длину и содержит в себе 85000 копий ДНК, что в 25 раз больше, чем в клетках человека. Питательные вещества и энергия в ней вырабатываются "на месте" без использования внутренних механизмов доставки.
  На коже грызунов землекопов насчитывается до 516 000 бактерий на квадратный дюйм, на сухих участках кожи этого же животного, например, на передних лапах, всего 13 000 бактерий на квадратный дюйм. На теле обыкновенной домашней мухи живет около 6.000.000 бактерий.
  Микроорганизм Deinоcоccus radiоdurans способен выдержать 1.5 миллионов рад ионизирующего излучения, превышающий смертельный уровень для других форм жизни более чем в 1000 раз. В то время как ДНК других организмов будет разрушен и уничтожен, геном этого микроорганизма не будет поврежден. Секрет подобной устойчивости заключается в специфической форме генома, которая напоминаете окружность. Именно этот факт способствует подобной устойчивости к воздействию радиации.
  В Антарктиде из ледника Тейлора временами выходит Кровавый водопад. Вода в нём содержит двухвалентное железо, которое, соединяясь с атмосферным воздухом, окисляется и образует ржавчину. Это и придаёт водопаду кроваво-рыжий цвет. Однако двухвалентное железо в воде возникает не просто так - его производят бактерии, живущие в изолированном от внешнего мира водоёме глубоко подо льдом. Эти бактерии сумели организовать жизненный цикл при полном отсутствии солнечного света и кислорода. Они перерабатывают остатки органики, а "дышат" трёхвалентным железом из окружающих пород.
  Некоторые виды ракообразных питаются бактериями, которые выращивают на своём же теле. Например, краб Kiwa puravida, который называют также йети-крабом, живёт на глубинах более 2000 метров и обитает около щелей, откуда наружу выходят метан и сернистые соединения, что служат источником энергии для бактерий. Краб активно помогает росту бактерий, подставляя ворсистые клешни с ними под питательные потоки, словно танцуя.
  Clostridium Botulinum - спорообразующая палочка, продуцирующая ботулизм - одно из самых токсичных созданий на Земле. Одной чайной ложки этого яда достаточно, чтобы убить все население Соединенных Штатов Америки, а 4-х килограмм - всего человечества. Палочка ботулизма вызывает паралич диафрагмы, разрывает связь между мозгом и мышцами, приводит к асфиксии. Clostridium Botulinum есть везде, она живет на всех континентах и материках, в грунте. Эта бактерия способна выжить даже в солёной морской воде, в жаркой Сахаре и Антарктиде, что говорит о её идеальной способности приспосабливаться к различным условиям природной среды.
  Единственное, что спасает человека от заражения палочкой - желудочный сок, убивающий развитие бактерии. Если же споры начали образовываться, сдержать их рост очень тяжело. Они трудно выводятся даже при 10-минутном кипячении. Оптимальные условия для развития палочки ботулизма сохраняются, например, при холодном консервировании. При употреблении заражённой пищи только одного укуса продукта хватит, чтобы заразиться и умереть в течение одного дня. Ни один человек, ни одно животное на планете не имеет иммунитета к ботулизму. Взрослый слон весит 5,5 тонн, он умрет менее чем за 3 дня при употреблении в пищу 0,005454 мг токсина.
  
  
  
  Глава 6. Теории происхождения Вселенной.
  
  Ч.1 Теория большого взрыва.
  Большой взрыв (англ. Big Bang) - общепринятая космологическая модель, описывающая раннее развитие Вселенной, а именно - начало расширения Вселенной, перед которым Вселенная находилась в сингулярном состоянии.
  Сингулярностью называют состояние Вселенной в начальный момент Большого Взрыва, характеризующееся бесконечной плотностью и температурой вещества. Плюс ко всему тут надо как-то понять, что вся материя и всё пространство-время было заключено в одну крошечную точку - сингулярность. Если задать вопрос о том, где находилась эта точка, то ответ будет таким, будто сам вопрос не имел смысла, так как всё пространство было заключено в этой точке; таким образом нельзя сказать что сингулярность находилась "где-то", потому что всё было внутри неё.
  Однако, даже не затрагивая философскую тематику сингулярности, нужно отметить, что и известным законам физики она не подчиняется. Например, не могут быть одновременно бесконечными плотность и температура, т. к. при бесконечной плотности мера хаоса стремится к нулю, что не может совмещаться с бесконечной температурой.
  Проблема существования космологической сингулярности является одной из наиболее серьёзных проблем физической космологии. Дело в том, что никакие наши сведения о том, что произошло после Большого Взрыва, не могут дать нам никакой информации о том, что происходило до этого.
  Есть ряд вопросов, на которые теория Большого взрыва ответить пока не может, однако основные её положения обоснованы надёжными экспериментальными данными, а современный уровень теоретической физики позволяет вполне достоверно описать эволюцию такой системы во времени, за исключением самого начального этапа - порядка сотой доли секунды от "начала мира". Для теории важно, что эта неопределённость на начальном этапе фактически оказывается несущественной, поскольку образующееся после прохождения данного этапа состояние Вселенной и его последующую эволюцию можно описать вполне достоверно. Но не стоит забывать, что в теории Большого взрыва не рассматривается вопрос и о причинах возникновения сингулярности, или материи и энергии для её возникновения, обычно просто постулируется её "безначальность". Считается, что ответ на вопрос о существовании и происхождении начальной сингулярности даст теория квантовой гравитации.
  Здесь можно вспомнить о таком направлении теоретической физики как "теория струн" - она сочетает в себе идеи квантовой механики и теории относительности, поэтому на её основе, возможно, будет построена будущая теория квантовой гравитации.
  Теория струн основана на гипотезе о том, что все элементарные частицы и их фундаментальные взаимодействия и свойства (электрический заряд, масса и т.д.) возникают в результате колебаний и взаимодействий ультрамикроскопических квантовых струн на масштабах порядка планковской длины (вообще планковская длина находится далеко за рамками человеческого воображения; её можно представить в сравнении с размером атома: для этого нам нужно увеличить какой-либо атом до размера всей видимой Вселенной - тогда планковская длина будет равняться высоте среднего дерева на Земле).
  
  
  В официальной науке СССР теория Большого взрыва сначала была воспринята с настороженностью. Так, в 1955 г. один советский автор писал: "Марксистско-ленинская доктрина о бесконечной Вселенной является фундаментальной аксиомой в основании советской космологии... Отрицание или избегание этого тезиса... неизбежно ведет к идеализму и фидеизму, то есть, в конечном итоге, к отрицанию космологии и, таким образом, не имеет ничего общего с наукой". Хотя теория Большого взрыва и была, в конце концов, воспринята советскими учеными и философами, тем не менее, до самого распада СССР в философских словарях был закреплен постулат о бесконечности и вечности материи. При этом декларировалось, что теория Большого взрыва справедлива лишь для Метагалактики, а Метагалактика - это еще не вся Вселенная, "Большой Взрыв" не начало Вселенной, а всего лишь очередной переход несотворимой и неуничтожаемой материи из одного состояния в другое.
  В 3-м издании Большой советской энциклопедии сказано: "Факт взаимного удаления галактик, составляющих Метагалактику, свидетельствует о том, что некоторое время тому назад она находилась в качественно ином состоянии и была более плотной... Возраст Метагалактики иногда принимают за возраст Вселенной, что характерно для сторонников отождествления Метагалактики со Вселенной в целом. Действительно, гипотеза о существовании во Вселенной многих метагалактик, расположенных просто на некоторых расстояниях друг от друга, не находит никаких подтверждений. Однако следует принимать во внимание возможность более сложных соотношений между Метагалактикой и Вселенной в целом и даже между отдельными метагалактиками: в столь больших объёмах пространства, принципы евклидовой геометрии оказываются уже неприменимыми. Эти соотношения могут быть сложны и в топологическом отношении. Нельзя исключать и возможность того, что каждая заряженная элементарная частица может быть эквивалентна целой системе галактик, то есть состоять из такой системы. Возможности таких, более сложных соотношений, должны также учитываться космологией. Поэтому ещё преждевременно говорить, что имеются какие-либо данные о возрасте Вселенной в целом"
  
  Ч.2 Теория голографического строения Вселенной.
  Ученые из Центра астрофизических исследований в лаборатории имени ферми (Fermilab) сегодня работают над созданием устройства "голометр" (Holometer), с помощью которого они могут опровергнуть все, что человечество сейчас знает о Вселенной.
  С помощью "Голометра" специалисты надеются доказать или опровергнуть безумное предположение о том, что трехмерной Вселенной в таком виде, как мы ее знаем, просто не существует, будучи ничем иным, как своеобразной голограммой. Другими словами, окружающая реальность - иллюзия и не более того.
  Теория о том, что Вселенная является голограммой, основывается на появившемся не так давно предположении, что пространство и время во Вселенной не являются непрерывными. Они якобы состоят из отдельных частей, точек - как будто из пикселей, из-за чего нельзя увеличивать "масштаб изображения" Вселенной бесконечно, проникая все глубже и глубже в суть вещей. По достижению какого-то значения масштаба Вселенная получается чем-то вроде цифрового изображения очень плохого качества - нечеткой, размытой. Представьте обычную фотографию из журнала. Она выглядит как непрерывное изображение, но, начиная с определенного уровня увеличения, рассыпается на точки, составляющие единое целое. И также наш мир якобы собран из микроскопических точек в единую красивую, даже выпуклую картинку.
  Поразительная теория! И до недавнего времени к ней относились несерьезно. Только последние исследования черных дыр убедили большинство исследователей, что в "голографической" теории что-то есть. Дело в том, что обнаруженное астрономами постепенное испарение черных дыр с ходом времени приводило к информационному парадоксу - вся содержащаяся информация о внутренностях дыры в таком случае исчезала бы. А это противоречит принципу сохранения информации. Но лауреат Нобелевской премии по физике Герард т'Хоофт доказал, что вся информация, заключенная в трехмерном объекте, может быть сохранена в двумерных границах, остающихся после его уничтожения, - точно также, как изображение трехмерного объекта можно поместить в двумерную голограмму.
  Впервые "безумная" идея о вселенской иллюзорности родилась у физика Лондонского университета Дэвида Бома, соратника Альберта Эйнштейна, в середине XX века. Согласно его теории весь мир устроен примерно так же, как голограмма. Как любой сколь угодно малый участок голограммы содержит в себе все изображение трехмерного объекта, так и каждый существующий объект "вкладывается" в каждую из своих составных частей.
  - Из этого следует, что объективной реальности не существует, - сделал тогда ошеломляющее заключение профессор Бом. - Даже несмотря на ее очевидную плотность, Вселенная в своей основе - фантазм, гигантская, роскошно детализированная голограмма.
  К "безумной" идее Бома подтолкнул еще и нашумевший в свое время эксперимент с элементарными частицами. Физик из Парижского университета Алан Аспект в 1982 году обнаружил, что в определенных условиях электроны способны мгновенно сообщаться друг с другом независимо от расстояния между ними. Не имеет значения, десять миллиметров между ними или десять миллиардов километров. Каким-то образом каждая частица всегда знает, что делает другая. Смущала только одна проблема этого открытия: оно нарушает постулат Эйнштейна о предельной скорости распространения взаимодействия, равной скорости света. Поскольку путешествие быстрее скорости света равносильно преодолению временного барьера, эта пугающая перспектива заставила физиков сильно засомневаться в работах Аспекта.
  Но Бом сумел найти объяснение. По его словам, элементарные частицы взаимодействуют на любом расстоянии не потому, что они обмениваются некими таинственными сигналами между собой, а потому, что их разделенность иллюзорна. Он пояснял, что на каком-то более глубоком уровне реальности такие частицы являются не отдельными объектами, а фактически расширениями чего-то более фундаментального.
  Раздельными мы видим эти частицы только потому, что мы видим лишь часть действительности. А частицы - не отдельные "части", а грани более глубокого единства, и поскольку все в физической реальности состоит из них, наблюдаемая нами Вселенная сама по себе есть проекция, голограмма.
  Что еще может нести в себе голограмма - пока не известно. Предположим, например, что она - это матрица, дающая начало всему в мире, как минимум, в ней есть все элементарные частицы, которые принимали или будут когда-то принимать любую возможную форму материи и энергии - от снежинок до квазаров, от голубых китов до гамма-лучей. Это как бы вселенский супермаркет, в котором есть все.
  Хотя Бом и признавал, что у нас нет способа узнать, что еще таит в себе голограмма, он брал на себя смелость утверждать, что у нас нет причин, чтобы предположить, что в ней больше ничего нет. Другими словами, возможно, голографический уровень мира - просто одна из ступеней бесконечной эволюции.
  
  Но можно ли "пощупать" эту иллюзорность инструментами? Оказалось, да. Уже несколько лет в Германии на гравитационном телескопе, сооруженном в Ганновере (Германия), GEO600 ведутся исследования по обнаружению гравитационных волн, колебаний пространства-времени, которые создают сверхмассивные космические объекты. Ни одной волны за эти годы, впрочем, найти не удалось. Одна из причин - странные шумы в диапазоне от 300 до 1500 Гц, которые на протяжении длительного времени фиксирует детектор. Они очень мешают его работе. Исследователи тщетно искали источник шума, пока с ними случайно не связался директор Центра астрофизических исследований в лаборатории имени Ферми Крейг Хоган. Он заявил, что понял, в чем дело. По его словам, из голографического принципа следует, что пространство-время не является непрерывной линией и, скорее всего, представляет собой совокупность микрозон, зерен, своего рода квантов пространства-времени.
  - А точность аппаратуры GEO600 сегодня достаточна для того, чтобы зафиксировать колебания вакуума, происходящие на границах квантов пространства, тех самых зерен, из которых, если голографический принцип верен, состоит Вселенная, - объяснил профессор Хоган.
  По его словам, GEO600 как раз и наткнулся на фундаментальное ограничение пространства-времени - то самое "зерно", вроде зернистости журнальной фотографии. И воспринимал это препятствие как "шум".
  И Крейг Хоган вслед за Бомом убежденно повторяет:
  - Если результаты GEO600 соответствуют моим ожиданиям, то все мы действительно живем в огромной голограмме вселенских масштабов.
  Показания детектора пока в точности соответствуют его вычислениям, и, кажется, научный мир стоит на пороге грандиозного открытия. Специалисты напоминают, что однажды посторонние шумы, выводившие из себя исследователей в Bell Laboratory - крупном исследовательском центре в области телекоммуникаций, электронных и компьютерных систем - в ходе экспериментов 1964 года, уже стали предвестником глобальной перемены научной парадигмы: так было обнаружено реликтовое излучение - одно из доказательств гипотезы о Большом взрыве.
  А доказательства голографичности Вселенной ученые ожидают, когда заработает прибор "Голометр" на полную мощь. Ученые надеются, что он увеличит количество практических данных и знаний этого необыкновенного открытия, относящегося пока все же к области теоретической физики.
  
  
  Президент Лондонского королевского общества, космолог и астрофизик Мартин Рис: "Рождение Вселенной для нас навсегда останется загадкой"
  - Нам не понять законы мироздания. И не узнать никогда, как появилась Вселенная и что ее ждет. Гипотезы о Большом взрыве, якобы породившем окружающий нас мир, или о том, что параллельно с нашей Вселенной может существовать множество других, или о голографичности мира - так и останутся недоказанными предположениями. Несомненно, объяснения есть всему, но нет таких гениев, которые смогли бы их понять. Человеческий разум ограничен. И он достиг своего предела. Мы даже сегодня столь же далеки от понимания, к примеру, микроструктуры вакуума, сколько и рыбы в аквариуме, которым абсолютно невдомёк, как устроена среда, в которой они живут. У меня, например, есть основания подозревать, что у пространства - ячеистая структура. И каждая его ячейка в триллионы триллионов раз меньше атома. Но доказать или опровергнуть это, или понять, как такая конструкция работает, мы не можем. Задача слишком сложная, запредельная для человеческого разума.
  
  
  
  Ч.3 Сознание и солипсизм.
  Существуют теории, по которым первична не материя, а сознание, то есть сознание порождает всю материю и всю Вселенную в целом.
  В таких теориях говорится о том, что весь мир - это всего лишь плод работы нашего "сознания", то есть нет ни чего материального и даже сами люди возможно не так уж сильно нуждаются в своём "материальном" теле. Мы знаем, что наш мозг просто поразительный орган - это множество в принципе обычных клеток, созданных из обычных "неживых" химических веществ, а далее и просто атомов - и он наделён поразительной способностью к "сознанию", к "самосознанию" себя в этом мире, он полон мыслей и размышлений. Саму суть появления такого сложного явления как "сознание" достаточно сложно объяснить, в итоге мы можем лишь сказать - да, оно существует в мозге каждого человека; но мы не сможем сказать, в результате чего оно существует, как возможно существование нечто такого сложного как сознание? Мы можем скрываться за такими размытыми фразами как, например: "...в результате химических процессов и реакций", "в результате электрической активности мозга" и т.п., но мы же понимаем что на самом деле это вовсе не ответы на поставленный вопрос. Поэтому некоторые философы усомнились - а не первично ли сознание? Оно намного сложнее и необъяснимее чем материальный мир, значит возможно материальный мир её порождение, а не наоборот? Что если мы познаём мир лишь в той степени, в какой его нам представляет наш разум, сам при этом являясь основополагающим, и скрывающимся от нашего понимания.
  Имеются такие наблюдения учёных, согласно которым мысль или какое-либо решение появляется в мозге чуть ранее, чем сам человек это осознаёт. Конечно, это обсуждается на основе "электрической активности мозга", и на основе классического понимания устройства мира - но тоже вносит предпосылки для рассуждений. Например, вы задумывались над тем, что вообще такое мысли? Они рождаются в голове постоянно, и странно, что человек не может, как следует, управлять этим процессом - скажем достаточно сложно попробовать полностью остановить весь поток мыслей, взять и отключится от всего происходящего - всё равно что-то да всплывёт в "голове" буквально через несколько секунд. Так же люди подвержены "внутреннему диалогу" - вы общаетесь сами с собой, решаете чем заняться, может быть даже спорите с собой - всё это и есть наши мысли, но разве мы можем объяснить суть этого явления?
  В некоторых теориях говорится, что всё создано коллективным разумом всего человечества, и все крупные процессы происходили и происходят согласно мировоззрению людей. Войны, финансовые кризисы, эпидемии, старость, смерть и т.д. вызваны тем, что подавляющее большинство людей сами на это настроены и тем самым "проецируют" свои мысли в реальность. Негативные новости, которые мы видим по ТВ или обсуждаем со знакомыми, ещё более усугубляют положение, так как работа нашего разума (или сознания) направлены на негатив. Согласно этому всё человечество могло бы жить в радости и достатке, при условии, что большинство людей будет думать в позитивном направлении.
  В других теориях, таких как, например "солипсизм", говорится не о коллективном разуме, а о своём собственном - как едино существующим. В солипсизме есть такое выражение: "Ничего нельзя доказать кроме наличия собственного сознания". То есть приверженец данной теории может считать, что вся Вселенная и все люди созданы его сознанием. Вся история развития человечества, развития Вселенной и т.д. являются лишь фантазией одного единичного разума.
  Конечно представить это достаточно сложно, однако вашему мозгу или скорее подсознанию не доставляет труда придумывать ваши сновидения: в них вы можете видеть знакомых людей и разговаривать с ними; бывать в разных местах; испытывать эмоции и т.д.; и при этом вы не можете отличить всё это от реально происходящего действия, хотя никакого материального подтверждения этому не нет. Нереальность и порою абсурдность происходящего в сновидениях вы понимаете только когда пробуждаетесь ото сна. Возможно "проснувшись" вы попадаете в такой же вымышленный мир, только более стабильный и предсказуемый. Возможно тогда сам сон нужен для того чтобы отдохнул ваш разум, и во время отдыха он выдаёт беспорядочную информацию которая называется сновиденьем.
  Если смотреть с вашей точки зрения - то вы единственно существующий разум, создавший свой мир и живущий по своим правилам. Возможно, эти правила устанавливает ваше подсознание, и вы не можете их нарушить (нарушить законы физики, например или безнаказанно поубивать кучу "неразумных людишек"). Всё чему вы учились и даже эта книга в таком случае - плод вашей фантазии, или правильней сказать вашего подсознания, видимо это оно придумывает информацию, расширяющую ваши взгляды и мировоззрение в целом. Ещё из этого следует, что ваша жизнь зависит от ваших твёрдых убеждений и мыслей. Если они направлены на счастье и здоровье - то это и будет вас сопровождать. Если же вы постоянно думаете негативно, о нехватке денег, болезнях, проблемах - то это и проецируете в свою жизнь. Но это конечно скорее уже некое психологическое отступление.
  Если учитывать теории о первичности некоего вселенского разума, при котором мы лишь познающие частички, или о своём собственном единичном сознании - то нам придётся смириться с мыслью, что мы никогда ни когда не сможем до конца познать и изучить Вселенную. Нам постоянно будут открываться новые слои реальности, мы будем всё глубже погружаться на атомном уровне, и всё дальше простирать свой взгляд в космос. Это может продолжаться до бесконечности ведь ничто не может ограничить полёт фантазии, учитывая, что весь "реальный" мир, находится лишь в наших мыслях.
  
  Ч.4 Мультивселенная.
  "Недавнее сенсационное открытие следов гравитационных волн в микроволновом космическом излучении может частично подтвердить, что наш мир - лишь один из бессчетного числа вселенных. Более того, это один из немногих миров, где возможно появление жизни.
  Тем, кому поднадоели привычные три - четыре измерения (налево - направо, вперед - назад, вверх - вниз, и только вперед, в будущее), космологи, изучающие происхождение нашей Вселенной, готовы предложить заманчивые альтернативы.
  Недавно обнаруженные следы гравитационных волн в реликтовом излучении, по предположениям физиков, свидетельствуют о том, что мы живем в Мультивселенной - пространстве, состоящем из множества вселенных.
  Полученные результаты показали, что инфляция пространства-времени, т. е. экспоненциальное расширение всех его измерений, происходило настолько интенсивно, что образовавшаяся в результате структура должна была во много раз превосходить масштабы нашей Вселенной.
  Советский физик Андрей Линде впервые описал сценарий хаотической инфляции в 1983 году, развив первоначальную теорию инфляции Вселенной Алана Гута.
  Оба мэтра теоретической физики присутствовали на пресс-конференции в Гарвард-Смитсоновском центре по астрофизике, во время которой было объявлено о сенсационном открытии следов гравитационных волн в реликтовом излучении.
  Результаты группы BICEP2 подтверждают модели, в которых процесс инфляции пространства-времени происходил с интенсивностью, которая предполагает появление на свет многих Вселенных. Это означает, что непосредственно после Большого Взрыва новые миры рождались снова и снова.
  Существование Мультивселенной отлично объясняет многие явления, происходящие в нашем мире. Например, появление жизни на Земле.
  Физики полагают, что миры, образовавшиеся после Большого Взрыва, могут быть абсолютно разными, непохожими друг на друга. Наша Вселенная, заполненная звездами, планетами, газовыми туманностями и галактиками - лишь одна из множества вариаций бесчисленных миров.
  Вполне возможно, что иные вселенные лишены таких понятий как знакомые нам пространство-время, гравитация, фотоны, атомы и другие кирпичики нашего мироздания. Такие миры могут быть не похожи на что-либо из того, что мы вообще в состоянии себе представить.
  Мультивселенная, порожденная хаотической инфляцией из стартовой точки Большого Взрыва, состоит из множества вселенных (включая нашу собственную), которые разделены друг от друга невообразимыми пространствами.
  Это означает, что предполагаемый размер нашей Вселенной (примерно 92 миллиарда световых лет) - лишь точка среди мириад иных миров, с иными измерениями, траекториями и физическими свойствами.
  Хотя Алан Гут и является ярым сторонником Мультивселенной, даже он признает, что речь пока идет лишь об удобной теоретической модели, которая объясняет множество явлений, смущающих целые поколения космологов.
  Например, в 1998 году астрофизики обнаружили, что галактики нашей Вселенной разлетаются с большим ускорением, тогда как гравитационное притяжение должны было замедлить их движение.
  Это открытие, авторы которого в 2011 году заслуженно получили Нобелевскую премию по физике, по мнению многих ученых, предполагает наличие так называемой "темной энергии", которая в космических масштабах противостоит силам гравитационного притяжения.
  Но что собой представляет "темная энергия"? По выражению Майкла Тёрнера из Чикагского Университета, единственное, что нам о ней известно, это ее имя.
  Согласно квантовой теории, в вакууме должны постоянно возникать, а затем исчезать субатомные частицы, которые и снабжают космос "темной энергией". Однако для того чтобы объяснить наблюдаемые явления, энергия вакуума должна на 120 порядков (10 в 120-ой степени) превышать результаты теоретических вычислений. Такое чудовищное несоответствие теории и практики ставит физиков в тупик.
  Мультивселенная элегантно решает эту проблему. Инфляционное расширение космоса в мириады различных миров могло привести к тому, что в одном из них (в нашей Вселенной) роль "темной энергии" оказалась несущественной. В других же вселенных она принимает форму чудовищных антигравитационных сил, ускоренно разносящих материю во все стороны.
  Еще один сложный вопрос, на который может дать ответ понятие Мультивселенной - количество измерений, предсказываемых знаменитой теорией суперструн. Субатомные частицы, согласно теории струн, состоят из крошечных струн энергии в пространстве с 11 измерениями.
  Но как совместить теорию струн с известным нам четырехмерным пространством-временем? Быть может, она описывает не только нашу Вселенную, но и всевозможные миры Мультивселенной? Согласно струнной теории, число всех вселенных должно быть в районе 10 в 500-ой степени (т. е. 1 с 500 нулями).
  Короче, "добро пожаловать в клуб Мультивселенной!", как выразился Андрей Линде в своем недавнем обзоре инфляционной космологии. Понятие Мультивселенной легко и элегантно решает многочисленные проблемы, над которыми десятилетия бились ведущие умы астрофизики.
  Но это еще далеко не все. Мультивселенной можно объяснить даже проблемы, не имеющие прямого отношения к физике. В их числе так называемый "антропный принцип": Мы видим Вселенную такой, потому что только в такой Вселенной мог возникнуть наблюдатель, человек.
  С точки зрения космологов, наша Вселенная буквально создана для того, чтобы в ней появилась жизнь. Всевозможные физические константы, относительная слабость гравитационных сил по сравнению с электромагнитными и сильными взаимодействиями - все идеально подогнано друг к другу для того, чтобы в результате появились звезды, планеты, вода, углеродные соединения, да и сама жизнь.
  Если бы наша Вселенная являлась единственной, порожденной Большим Взрывом, такое удачное стечение обстоятельств для возникновения жизни было попросту невозможным.
  Но если в результате хаотической инфляции были порождены бесчисленные мириады миров, то несколько Вселенных, подобных нашей, получают, с точки зрения физики, реальный шанс на существование.
   Шанс, которым мы воспользовались и продолжаем пользоваться".
  
  Конечно с доводами о возникновении жизни я бы не согласился, так как это утверждение основано на том что мы знаем жизнь только в том виде что представлена на нашей планете. Мы знаем, что для жизни необходимы определённые условия, определённые принципы строения организмов и клеток, определённые процессы жизнедеятельности и т.д. Однако если представить абсолютно другие условия существования вселенной, то вполне возможно что жизнь могла бы развиться и там, другое дело что она абсолютно бы отличалась от нашей, не только видами, формами и размерами живых существ, но и самой сутью. Возможно для разумных "существ" даже не требовалось бы "тела" в том смысле, которое мы прикладываем к этому слову, но нам не стоит даже пытаться представить себе что-либо подобное, так как мы никогда ни с чем, даже приблизительно подобным, не сталкивались и никогда не столкнёмся в привычном для нас мире.
  
  Ч.5 Виртуальная реальность.
  Еще несколько тысяч лет назад Платон предположил: то, что мы видим, может быть вовсе не реальным. С появлением компьютеров идея обрела новую жизнь, особенно в последние годы, когда появились фильмы "Начало", "Темный город" и трилогия "Матрица". Ну и задолго до появления этих фильмов идеи того, что наш "дизайн" виртуален, находили место в фантастической литературе. Может ли наш мир действительно в буквальном смысле быть смоделирован на компьютере?
  Компьютеры могут обрабатывать огромные объемы данных, и некоторые из наиболее продуктивных и интенсивных решений требуют моделирования. Симуляции подразумевают включение множества переменных и искусственный интеллект для их анализа и изучения результатов. Некоторые симуляции сугубо игровые. Некоторые вовлекают ситуации из реальной жизни, например, распространение болезней. Некоторые игры представляют собой исторические симуляторы, которые могут быть игровыми (например, "Sid Meyer"s Civilization") или имитируют рост реальной жизни общества в течение долгого времени.
  Именно так выглядят симуляции сегодня, но компьютеры становятся все мощнее и быстрее. Вычислительная мощность периодически увеличивается вдвое, и компьютеры через 50 лет вполне могут быть в миллионы раз мощнее, чем сегодня. Мощные компьютеры позволят проводить мощные симуляции, особенно исторические. Если компьютеры станут достаточно мощными, они смогут создать историческую симуляцию, в которой у самоосознающих существ не будет ни малейшего представления о том, что они являются частью программы.
  Думаете, мы далеко от этого? Гарвардский суперкомпьютер "Odyssey" может смоделировать 14 миллиардов лет всего за несколько месяцев.
  
  Что ж, допустим, создать вселенную внутри компьютера вполне возможно. Будет ли это допустимо с нравственной точки зрения? Люди сложные существа со своими чувствами и отношениями. Вдруг в определенный момент в создании фальшивого мира людей что-то пойдет не так? Не упадет ли ответственность за вселенную на плечи создателя, не возьмет ли он непосильную ношу?
  Возможно. Но какое это имеет значение? Для некоторых людей даже сама идея моделирования будет заманчивой. И даже если бы исторические симуляции были нелегальными, ничто не мешало одному существу взять и создать нашу реальность. Понадобилась бы всего лишь одна персона, которая задумалась не больше, чем любой игрок в The Sims, начинающий новую игру.
  У людей тоже могут быть веские причины для создания таких симуляций, кроме развлечений. Человечество может оказаться перед лицом смерти и заставить ученых создать нашему миру массивный диагностический тест. Моделирование может помочь им выяснить, что пошло не так с реальным миром и как это исправить.
  
  Если модель будет достаточно качественной, внутри никто не поймет, что это вообще симуляция. Если бы вы вырастили мозг в банке и заставили его реагировать на раздражители, он бы не узнал, что находится в банке. Он бы считал себя живым, дышащим и активным человеком.
  Но даже у симуляций могут быть косяки, не так ли? Разве вы сами не замечали некоторые недостатки, "сбои в матрице"?
  Возможно, мы видим такие сбои в повседневной жизни. Матрица предлагает пример дежавю - когда что-то кажется необъяснимо знакомым. Моделирование может давать сбои, как поцарапанный диск. Сверхъестественные элементы, призраки и чудеса тоже могут быть сбоями. Согласно теории моделирования, люди действительно наблюдают эти феномены, но это следствие ошибок в коде.
  В Интернете хранится масса таких свидетельств, и хоть 99 процентов из них - бред, некоторые рекомендуют держать глаза и ум открытыми, и возможно, что-то да откроется. В конце концов, это всего лишь теория.
  
  Все во Вселенной можно в некотором роде посчитать. Даже жизнь подвергается количественной оценке. Проект "Геном человека", в процессе которого была вычислена последовательность химических пар оснований, которые составляют ДНК человека, был разрешен с помощью компьютеров. Все тайны Вселенной решаются с помощью математики. Наша Вселенная лучше объясняется языком математики, чем словами.
  Если всё есть математика, всё можно разбить на двоичный код. Получается, если компьютеры и данные достигнут определенных высот, функциональный человек может быть воссоздан на основе генома внутри компьютера? И если вы построите одну такую личность, почему бы не создать целый мир?
  Ученые предполагают, что кто-то, возможно, уже сделал это и создал наш мир. Чтобы определить, действительно ли мы живем в симуляции, исследователи проводят серьёзные исследования, изучают математику, которая составляет нашу Вселенную.
  
  Существование людей в высшей степени удивительно. Чтобы начать жизнь на Земле, нам нужно, чтобы все было в порядке. Мы находимся на прекрасном расстоянии от Солнца, атмосфера нам подходит, гравитация достаточно сильная. И хотя в теории может быть много других планет с такими условиями, жизнь кажется еще более удивительной, когда вы смотрите за пределы планеты. Если бы какой-нибудь из космических факторов вроде темной энергии был бы чуточку сильнее, жизнь, возможно, и не существовала бы ни здесь, нигде бы то ни было еще во Вселенной.
  Антропный принцип задает вопрос: "Почему? Почему эти условия нам так отлично подходят?".
  Одно из объяснений: условия были намеренно установлены, с целью дать нам жизнь. Каждый подходящий фактор был установлен в фиксированное состояние в некой лаборатории вселенских масштабов. Факторы подключились к вселенной, и симуляция началась. Потому мы существуем, и наша индивидуальная планета развивается как сейчас.
  Очевидное следствие - по ту сторону модели могут быть вовсе не люди. Другие существа, которые скрывают свое присутствие и играют в свои космические "симсы". Возможно, инопланетная жизнь вполне осознает, как работает программа, и для них не составляет труда стать для нас невидимыми.
  
  Теория параллельных миров, или мультиверса, предполагает бесконечное число вселенных с бесконечным набором параметров. Представьте себе этажи жилого дома. Вселенные составляют мультивселенную так же, как этажи - здание, структура у них общая, но между собой они отличаются. Хорхе Луис Борхес сравнивал мультивселенную с библиотекой. В библиотеке содержится бесконечное количество книг, некоторые могут отличаться на букву, а некоторые хранят невероятные истории.
  Такая теория вносит некий беспорядок в наше понимание жизни. Но если действительно существует множество вселенных, откуда они взялись? Почему их столько? Как?
  Если мы в симуляции, многочисленные вселенные представляют собой многочисленные симуляции, запущенные одновременно. У каждой симуляции собственный набор переменных, и это не случайно. Создатель модели включает различные переменные для тестирования различных сценариев и наблюдает различные результаты.
  Наша планета - одна из многих, способных поддерживать жизнь, и наше Солнце довольно молодо относительно всей Вселенной. Очевидно, жизнь должна быть везде, как на планетах, где жизнь начала развиваться одновременно с нашей, так и на тех, что зародились раньше.
  Более того, люди отважились выйти в космос, значит, и другие цивилизации должны были предпринять такую попытку? Существуют миллиарды галактик, которые на миллиарды лет старше нашей, значит, по крайней мере, одна должна была стать "лягушкой-путешественницей". Поскольку на Земле есть все условия для жизни, значит, наша планета вообще могла бы стать целью для колонизации в определенный момент.
  Тем не менее, никаких следов, намеков или запахов другой разумной жизни во вселенной мы не нашли. Парадокс Ферми звучит просто: "Где все?".
  Теория моделирования может дать несколько вариантов ответов. Если жизнь должна быть везде, но существует только на Земле, мы находимся в симуляции. Тот, кто отвечает за моделирование, просто решил понаблюдать за тем, как люди действуют в одиночку.
  Теория мультиверса говорит, что жизнь на других планетах существует - в большинстве моделей вселенных. Мы вот, например, живем в спокойной симуляции, такие себе одиночки во вселенной. Возвращаясь к антропному принципу, мы можем сказать, что вселенная была создана только для нас.
  Другая теория, гипотеза планетария, предлагает еще один возможный ответ. Моделирование предполагает массу населенных планет, каждая из которых мнит, что она одна во Вселенной такая населенная. Получается, цель такой симуляции - взрастить эго отдельной цивилизации и посмотреть, что будет.
  
  Люди давно обсуждают идею творца-бога, который создал наш мир. Некоторые представляют конкретного бога как бородатого мужчину, сидящего в облаках, но в теории моделирования богом или кем-либо еще может быть обычный программист, нажимающий кнопочки на клавиатуре.
  Как мы выяснили, программист может создать мир на основе простого двоичного кода. Единственный вопрос в том, зачем он программирует людей служить своему создателю, о чем говорит большинство религий.
  Это может быть преднамеренным или непреднамеренным. Возможно, программист хочет, чтобы мы знали, что он или она существует, и написал код, чтобы дать нам врожденное чувство того, что все было создано. Возможно, он этого не делал и не хотел, но интуитивно мы предполагаем существование творца.
  Идея бога в качестве программиста развивается двумя путями. Первый: код начал жить, дал всему развиться, и симуляция привела нас туда, где мы находимся сегодня. Второй: виноват буквальный креационизм. Согласно Библии, Бог создал мир и жизнь в течение семи дней, но в нашем случае он использовал компьютер, а не космические силы.
  
  Что находится за пределами Вселенной? Согласно теории моделирования, ответом был бы суперкомпьютер, окруженный развитыми существами. Но возможны и более безумные вещи.
  Те, кто управляют моделями, могут быть такими же ненастоящими, как и мы. Может быть множество слоев в симуляции. Как предполагает оксфордский философ Ник Бостром, "пост-люди, разработавшие нашу симуляцию, могут быть и сами смоделированы, а их создатели, в свою очередь, тоже. Может быть множество уровней реальности, а их количество может увеличиваться с течением времени".
  Представьте, что вы сели играть в The Sims и играли до тех пор, пока ваши персонажи не создали свою игру самостоятельно. Их "симсы" повторили этот процесс, а вы на самом деле являетесь частью еще большей симуляции.
  Остается вопрос: кто создал настоящий мир? Эта идея настолько далека от нашей жизни, что кажется невозможным рассуждать на эту тему. Но если теория моделирования, по крайней мере, может объяснить ограниченный размер нашей Вселенной и понять, что находится за ее пределами... это хорошее начало в выяснении природы бытия.
  Даже если компьютеры становятся все более мощными, вселенная может быть слишком сложной, чтобы уместиться в одном из них. Каждый из семи миллиардов человек в настоящее время достаточно сложен, чтобы конкурировать с любым возможным воображением компьютера. И мы представляем бесконечно малую часть огромной вселенной, которая содержит миллиарды галактик. Будет невероятно сложно, если вообще возможно, принять во внимание многие переменные.
  Но моделируемому миру не нужно быть таким сложным, каким он кажется. Чтобы стать убедительной, модели понадобится несколько подробных показателей и очень много едва очерченных вторичных игроков. Представьте себе одну из игр серии GTA. В ней хранятся сотни людей, но вы взаимодействуете всего с несколькими. Жизнь может быть похожа на это. Существуете вы, ваши близкие и родственники, но все те, кого вы встречаете на улице - могут быть ненастоящими. У них может быть несколько мыслей и отсутствие эмоций. Они как та "женщина в красном платье", метонимия, образ, эскиз.
  Давайте примем во внимание аналогию видеоигры. Такие игры содержат огромные миры, но только ваша текущая локация в настоящий момент времени имеет значение, в ней разворачивается действие. Реальность может идти по такому же сценарию. Области за пределами взгляда могут храниться в памяти и проявляться только при необходимости. Колоссальная экономия вычислительной мощности. А как насчет удаленных районов, которые вы никогда не посетите, например, в других галактиках? В симуляции они вообще могут не запускаться. Им нужны убедительные образы на случай, если на них захотят посмотреть.
  Ладно, люди на улицах или удаленные звезды - это одно. Но у вас нет доказательств, что вы существуете, по крайней мере в том виде, в котором вы себя представляете. Мы считаем, что прошлое произошло, потому что у нас есть воспоминания и потому что у нас есть фотографии и книги. Но что если это все только что написанный код? Что если ваша жизнь обновляется каждый раз, когда вы моргаете?
  Самое интересное, что это невозможно доказать или опровергнуть.
  
  Ч.6 Заключение.
  В итоге мы так и не получили ответа на вопрос о возникновении Вселенной. Мы знаем, что всё живое состоит из клеток - молекул - атомов. Всё не живое состоит из химических соединений - молекул - атомов. Атомы состоят из нейтронов, протонов и электронов. Ядро атома состоит из кварков. Сами кварки, возможно, состоят из чего-то ещё более малого, возможно, всё состоит из микроскопических энергетических волн или чего-то подобного. Давайте представим что учёные нашли то, что составляет всю сущность, что они добрались до самого фундаментального уровня, до того что уже нельзя разбить на составляющие части или как-то уменьшить.
  Всё это появилось во время Большого взрыва, который сам был изначально в состоянии сингулярности, всё было заключено в малую точку. Допустим, учёные сформулируют теорию квантовой гравитации, и объяснят, как вся энергия могла быть в состоянии сингулярности. Допустим, даже сама сингулярность существовала ещё миллиарды лет до большого взрыва. Но ответа на то откуда и как всё появилось, мы всё равно не получим. При максимальном удалении во времени она должна была появиться просто из ничего, при этом, не могло быть абсолютно ни какой причины для её появления. Не могло быть ни каких основополагающих факторов для создания, потому что не было самого пространства и вообще ни чего; ничто не могло взаимодействовать или обладать какими-то свойствами; ни что не могло на что-то повлиять, да и влиять было не на что. То есть, как бы мы далеко не зашли научным путём мы либо упрёмся в создание всего из ничего (но разве это возможно?), либо будем продолжать выдвигать какие-то философские рассуждения и новые теории. Мы можем предположить даже вечное существование сингулярности или ещё какого-то состояния всей начальной материи или энергии, но не ответим на причины её существования, тем более вечного существования, как такое может быть?
  Возможно, человеческий разум настроен на поиск причин, когда имеются какие-либо следствия. Всё что нам известно в нашем реальном мире появилось вследствие каких-то причин: было создано человеком или природой, на процессы создания влияли физические свойства и химические реакции, и т.д. Всё это мы можем объяснить достаточно подробно и понятно. Но можем ли мы говорить о причинах создания и существования нашей Вселенной? Какой ответ наш разум будет способен понять и принять, и каков должен быть этот ответ, чтобы не нарушить наш обыденный, реальный мир?
  
  
  В заключение хочу привести несколько интересных изображений, полученных при помощи обычных и электронных микроскопов. Стоит заметить, что электронные микроскопы не могут передавать цвета, и полученные изображения окрашиваются уже на компьютерах. Что интересно - электронные микроскопы работают не как обычные, оптические, которые преломляют поток света; а используют потоки электронов, которые сами и испускают. Они как бы "обстреливают" рассматриваемый предмет электронами, и фиксируют то, как они отразились от объекта, и уже на основе этих данных выдают чёрно-белое изображение. Рассматриваемый объект должен быть помещён в вакуум, чтобы молекулы воздуха не препятствовали свободному полёту электронов.
  
    []
  Волос человека с увеличением в 1000, 3000, и в 5000 раз.
  
    []  []
  Это расщеплённый волос человека. Лапка мухи при увеличении.
  
  
  
  
    []  []
  Ресницы человека и ресничный клещ. Эти клещи живут на ресницах примерно половины всего человечества, и с возрастом повышаются шансы на то, что они вас "колонизируют". На одной реснице могут обитать до 25 таких клещей; когда они не спариваются - они зарываются в ресничную фолликулу и там питаются. В принципе они не опасны, но могут вызвать аллергические реакции.
  
    []  []
  Яйцеклетка с коронарными клетками. И поверхность яйцеклетки, с попавшими на неё сперматозоидами.
  
  
  
    []
  Кишечные бактерии.
  
    []
  Тихоходка. Примерно 10 % тихоходок - морские обитатели, другие встречаются в пресноводных водоёмах, однако большинство населяет мхи и лишайники на земле, деревьях, скалах и каменных стенах. Количество тихоходок во мхе может быть очень велико - сотни, даже тысячи особей в 1 г высушенного мха.
  Тихоходки привлекли внимание исследователей своей поразительной выносливостью. При наступлении неблагоприятных условий они способны на годы впадать в состояние анабиоза; а при наступлении благоприятных условий довольно быстро оживать. Выживают тихоходки в основном за счёт высушивания. При высыхании они втягивают в тело конечности, уменьшаются в объёме и принимают форму бочонка. Поверхность покрывается восковой оболочкой, препятствующей испарению. При анабиозе их метаболизм падает до 0,01 %, а содержание воды способно доходить до 1 % от нормального.
  В состоянии анабиоза тихоходки выносят невероятные нагрузки.
  Температура. Выдерживают пребывание в течение 20 месяцев в жидком воздухе при −193 ?C, восьмичасовое охлаждение жидким гелием до −271 ?С; нагрев до 60-65 ?С в течение 10 ч и до 100 ?С в течение часа.
  Ионизирующее излучение в 570.000 рентген убивает примерно 50 % облучаемых тихоходок. Для человека смертельная доза радиации составляет всего 500 рентген.
  Атмосфера. Довольно долго могут находиться в атмосфере сероводорода, углекислого газа.
  Давление. В эксперименте японских биофизиков "спящих" тихоходок помещали в герметичный пластиковый контейнер и погружали его в заполненную водой камеру высокого давления, постепенно доведя его до 600 МПа (около 6000 атмосфер), что почти в 6 раз выше уровня давления в самой низкой точке Марианской впадины.
  Открытый космос: В эксперименте шведских учёных тихоходок видов Richtersius coronifer и Milnesium tardigradum разделили на три группы. Одна из них по прибытии на орбиту оказалась в условиях вакуума и была подвергнута воздействию космической радиации. Другая группа, кроме этого, также подверглась облучению ультрафиолетом A и B (280-400 нм). Третья группа животных испытала воздействие полного спектра ультрафиолета (116-400 нм). Все тихоходки находились в состоянии анабиоза. После 10 дней, проведённых в открытом космосе, практически все организмы были иссушены, но на борту космического аппарата тихоходки вернулись к нормальному состоянию. Большинство животных, подвергшихся облучению ультрафиолетом с длиной волны 280-400 нм, выжили и оказались способны к воспроизводству. Однако ультрафиолетовое облучение оказало критическое воздействие, лишь 12 % животных третьей группы выжили, все они принадлежали к виду Milnesium tardigradum. Тем не менее, выжившие смогли дать нормальное потомство, хотя их плодовитость оказалась ниже, чем у контрольной группы, находившейся на Земле. Все животные из третьей группы погибли через несколько дней после возвращения на Землю.
  Влажность. Известен случай, когда мох, взятый из пустыни спустя приблизительно 120 лет после его иссушения, поместили в воду, и находившиеся в нём тихоходки ожили и были способны к размножению.
    []  []
  На первом изображении человеческая вошь на волосе. На втором - блоха
  
    []  []
  На первом изображении шестидневный зародыш человека. На втором - нервные волокна с увеличением в 3300 раз.
  
    []  []
  Кожа паука и пыльца
  
  
    []
  Для книги использовались источники, предоставленные в свободном доступе в сети интернет. В книге кроме авторского текста приведены цитаты с различных сайтов, с- или без изменений автором. Автор не ведёт научной работы, и не ставит каких-либо экспериментов и опытов, не ведёт математических расчётов и т.д.; все данные, значения, все объяснения того или иного раздела книги, взяты из сторонних источников.
  
  
  
   Автор: Сергей Гринько.
  
  
  
  
  
  
Оценка: 8.06*10  Ваша оценка:

Популярное на LitNet.com А.Ардова "Жена по ошибке"(Любовное фэнтези) М.Атаманов "Искажающие реальность-6"(ЛитРПГ) А.Вильде "Эрион"(Постапокалипсис) Ю.Кварц "Пробуждение"(Уся (Wuxia)) В.Соколов "Мажор 4: Спецназ навсегда"(Боевик) И.Иванова "Большие ожидания"(Научная фантастика) О.Бард "Разрушитель Небес и Миров. Арена"(Уся (Wuxia)) М.Эльденберт "Любовница поневоле"(Любовное фэнтези) Н.Семёнова "Ведьма, к ректору!"(Любовное фэнтези) С.Панченко "Ветер"(Постапокалипсис)
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
И.Мартин "Время.Ветер.Вода" А.Кейн, И.Саган "Дотянуться до престола" Э.Бланк "Атрионка.Сердце хамелеона" Д.Гельфер "Серые будни богов.Синтетические миры"

Как попасть в этoт список
Сайт - "Художники" .. || .. Доска об'явлений "Книги"