Космоса нет мы видим иллюзию: Ловушки восприятия: как органы чувств искажают реальность |

Содержание

Ловушки восприятия: как органы чувств искажают реальность

11 сентября 2021

Образование

Почему мы видим оптические иллюзии, слышим не те слова и по-разному ощущаем вкус одинаковых продуктов.

Ия Зорина

Автор Лайфхакера, атлет, КМС

Мы можем не верить чужим словам, но если удаётся что-то увидеть, потрогать или попробовать на вкус, сомнения отпадают. Мы привыкли доверять своим чувствам и ощущениям, потому что это единственный канал нашей связи с реальностью. Который обманывает нас каждый день.

Как нас обманывает зрение

Наша повседневная жизнь полна иллюзий. Например, каждая девушка знает, что чёрная одежда стройнит, а светлая делает толще, хотя фигура при этом не меняется. Эта иллюзия была обнаружена ещё в XIX веке физиком Германом Гельмгольцем и получила название «иллюзия освещения» (irradiation illusion).

Согласно ей, белый квадрат на тёмном фоне кажется больше, чем тёмный — того же размера — на белом.

И учёные только недавно разобрались, в чём тут дело. В зрительной системе есть два главных типа нейронов: включающие (ON neurons), чувствительные к светлым вещам, и выключающие (OFF neurons) — чувствительные к тёмным.

Выключающие нейроны реагируют линейно: чем больше контраст между тёмным и светлым, тем больше они возбуждаются. А вот включающие ведут себя не так предсказуемо: при том же уровне контраста они реагируют сильнее, выделяя светлые предметы на тёмном фоне.

Эта особенность помогала выживать нашим далёким предкам, визуально увеличивая объекты при плохом освещении. Например, ночью к вам подкрадывается хищник, включающие нейроны активируются и делают его светлую шкуру заметнее. В то же время днём, когда тёмные объекты и так хорошо видны, нет нужды как-то выделять их, поэтому выключающие нейроны ведут себя как положено: передают реальные размеры.

Есть ещё одна полезная визуальная иллюзия, которую можно использовать в обычной жизни — иллюзия Дельбёфа. Так, внутренние круги на изображении ниже одинаковые, но за счёт внешних кругов левый кажется меньше правого. Расстояние между первым и вторым кругом заставляет глаз ошибаться в оценке размеров внутреннего элемента.

Эта иллюзия может быть полезна, например, если вы сидите на диете. Люди часто переоценивают количество пищи, необходимой для насыщения. На маленьких тарелках, в соответствии с иллюзией Дельбёфа, то же количество еды смотрится солиднее. В итоге человек накладывает меньше и не объедается. И это реально работает .

Можно подумать, что иллюзии зрения — полезная штука. Некоторые да, но не все. Например, исчезновение Трокслера. Попробуйте сконцентрироваться на чёрном крестике, и через некоторое время размытые пятна пропадут.

Эта иллюзия объясняется строением глаза. У человека капилляры сетчатки располагаются перед её рецепторами и затеняют их.

Глаз человека всё время перемещается, поэтому единственные неподвижные объекты — это его структуры, те самые капилляры. Чтобы обеспечить целостное восприятие картинки, без затенённых областей, мозг включает механизм компенсации: если взгляд фиксируется на одной точке, неподвижные участки изображения «вырезаются» — вы просто перестаёте их видеть.

Это работает только с небольшими объектами, ведь капилляры по умолчанию маленькие и располагаются только на периферии зрения — в центре глаза их нет. Но в жизни это может сыграть злую шутку. Например, если вы сконцентрировались на каком-то небольшом объекте в машине, то можете не заметить фары другого автомобиля — они просто «пропадут».

Итак, зрение постоянно обманывает нас, к добру это или нет. Более того, оно влияет и на другие чувства, заставляя нас ошибаться в самых простых вещах.

Почему мы слышим не то, что есть на самом деле

Иногда мы слышим совсем не то, что нам говорят. Наше зрение и слух работают в паре, и, если визуальная информация противоречит звуковой, мозг отдаёт предпочтение той, что получает через глаза.

Есть одна интересная иллюзия, которую невозможно преодолеть, даже если вы знаете, в чём дело. Это эффект МакГурка — феномен восприятия, который доказывает взаимосвязь между слухом и зрением.

В видео мужчина произносит один и тот же звук «ба», но сначала вы видите, как губы двигаются правильно — именно так, чтобы произнести «ба». А затем картинка меняется так, как будто мужчина произносит «фа», и вы действительно начинаете слышать этот звук. При этом сам он не меняется. Попробуйте закрыть глаза, и вы убедитесь в этом.

Это работает не только с отдельными звуками, но и со словами. Такие иллюзии могут привести к ссорам и недопониманиям, а то и к более страшным последствиям. Например, если перепутать предложения He’s got a boot и He’s gonna shoot.

Есть ещё одна интересная звуковая иллюзия, не связанная со зрением и речью, — эффект надвигающегося звука. Если звук нарастает, человек склонен считать, что он ближе, чем если громкость снижается, хотя расположение источника звука при этом не меняется.

Эта особенность легко объясняется стремлением выжить: если что-то приближается, лучше считать, что оно ближе, чтобы успеть убежать или спрятаться.

Как нас обманывают вкусовые рецепторы

Исследования доказывают, что наши вкусовые ощущения тоже не самый надежный источник информации.

Так, ценителям вина дали попробовать один и тот же напиток. В первом случае это было обычное белое вино, и люди указали характерные для него нотки. Затем в тот же напиток добавили красный пищевой краситель и снова дали участникам эксперимента. На этот раз ценители почувствовали нотки, характерные для красного вина, хотя напиток был тот же.

На вкус еды может влиять даже цвет посуды. Исследование продемонстрировало, что когда горячий шоколад подавали в кремовой или оранжевой чашке, он казался участникам более сладким и ароматным, чем в белой или красной посуде.

Это работает с любыми напитками: жёлтые банки усиливают вкус лимона, синяя газировка лучше утоляет жажду, чем красная, а розовая кажется более сладкой.

Если так легко обмануть вкусовые ощущения, можно предположить, что тактильному восприятию тоже нельзя доверять. И это действительно так.

Как нас могут обмануть тактильные ощущения

Это доказывает знаменитый эксперимент с резиновой рукой. Человек кладёт руки на стол: одну убирает за ширму, а вторую оставляет на виду. Вместо убранной руки на стол перед ним кладут резиновую конечность.

Затем исследователь одновременно гладит кисточками резиновую руку и настоящую, спрятанную за ширмой. Через какое-то время человек начинает чувствовать, что резиновая конечность — это его рука. И когда исследователь бьёт по ней молотком, сильно пугается.

Что особенно интересно, во время этого опыта мозг перестаёт считать спрятанную руку своей. Учёные измерили температуру конечностей во время эксперимента, и оказалось, что рука за ширмой была холоднее, тогда как видимая рука и ноги остались одинаково тёплыми.

Визуальная картинка обманывает мозг, и он замедляет обработку информации, поступающей от настоящей руки. Это доказывает, что ощущение тела тесно связано со зрением и мышлением.

Несовершенно и наше восприятие веса. Тёмные объекты кажутся нам более тяжёлыми, чем светлые. Учёные проверили этот эффект. Выяснилось, что при одинаковом весе и форме тёмный предмет кажется на 6,2% тяжелее, чем светлый. Учитывайте это, когда будете выбирать гантели.

Несмотря на все иллюзии и искажения, мы слишком привыкли доверять своим органам чувств, чтобы позволить себе сомневаться в них. И это правильно, ведь других источников информации у нас нет и не будет. Просто помните, что иногда даже собственные органы чувств могут нас обманывать.

Лайфхакер изучил более 300 научных источников и выяснил, почему так происходит и почему мы часто опираемся не на здравый смысл, а на мифы или стереотипы, которые засели у нас в голове. В нашей книге «Ловушки мышления. Почему наш мозг с нами играет и как его обыграть» мы разбираем по одному заблуждению и даём советы, которые помогут перехитрить свой мозг.

Купить книгу

«Все вокруг – просто иллюзия»: физик-ядерщик рассказал о муравье, благодаря которому существует наша Вселенная

Комсомольская правда

НаукаВыбор редакции

Евгений АРСЮХИН

3 июня 2020 1:00

Дмитрий Сидорин считает, что физики открыли не все энергии и взаимодействия

В прошлом году международная группа ученых доказала: мир иллюзорен, и у каждого наблюдателя своя «голограмма».Фото: EAST NEWS

Весной легендарный американский ученый Джо Дэвис из Массачусетского технологического института выступил на вебинаре в Сколково и потряс российскую аудиторию теорией термодинамической души. Страшно интересно узнать, что по-настоящему крупные ученые думают о бессмертии, Боге, о «том свете», путешествиях во времени и инопланетянах.

Но в России откровенничать не принято: «большая наука» должна быть застегнута на все пуговицы, а то запишут в лжеученые, и прощай финансирование. Смелых, авторитетных, вроде Сергея Капицы или Жореса Алферова, которых в асфальт так просто не закатаешь, у нас, считай, и не осталось. Но нам повезло: мы разговорили физика-ядерщика Дмитрия Сидорина. Дмитрий деканов не боится, потому что подался в бизнес, и сам кого хочешь профинансирует. Он согласился рассказать, что на самом деле думают физики об окружающем мире, и что решаются обсуждать только в узком кругу.

СПРАВКА «КП»

Дмитрий Сидорин закончил с отличием МФТИ. Сфера научных интересов – ядерная физика. Разрабатывал программное обеспечение для Большого адронного коллайдера в ЦЕРНе. Сейчас занимается «большими данными» — создал компанию, которая анализирует, как нами управляют через Интернет и социальные сети. Высшая математика и суперкомпьютеры точно скажут, кто и зачем придумывает мемы, кто стоит за безобидными флешмобами, и почему толпы народа как по команде начинают во что-то верить (или не верить).

ВСЕ ПУСТОЕ

— В социальных сетях люди со всего мира описывают странные случаи, которые с ними произошли. Я изучил с тысячу таких историй. Выделяются два сюжета: вот лежала вещь, секунда – и нет ее. Второй сюжет – двойники: прошел мимо тебя человек, потом снова, и уверяет, «тот, первый, был не я». Конечно, в соцсетях много фантазий, есть и нездоровые люди, но эти события, кажется, правдивы. «Большая наука» эти странности игнорирует. Или я не прав?

— Пренебрежение «странным» берется от самоуверенного незнания. По-настоящему большая наука видит мир во всей его странности, и мир становится все более странным по мере появления все более мощных приборов. Вот стол. Глазу он кажется твердым. Берем электронный микроскоп, и видим атомы, а между ними – пустота. То есть стол на самом деле состоит из пустоты. Ладно, но хотя бы сами атомы твердые!

Российский ученый, предприниматель Дмитрий Сидорин.Фото: Личная страничка героя публикации в соцсети

Берем ускоритель элементарных частиц, и видим, что и атом состоит в основном из пустоты. Вокруг ядра – электроны, то ли частицы, то ли волны, ядро – протоны и нейтроны. Хорошо, но хотя бы протоны с нейтронами твердые. Но при ближайшем рассмотрении те и другие распадаются на кварки. А Большой адронный коллайдер демонстрирует, что и кварк – это не «частица», а некая одномерная колеблющаяся струна. Получается, все вокруг — это энергия, колебания, а «твердое вещество» — своего рода иллюзия.

Фантасты гадают, может, мы живем в Матрице, и мир – лишь компьютерная симуляция? На самом деле и гадать не надо, по сути так и есть. Мир «твердых предметов» удобен и комфортен. Взял стакан, поставил на стол, никуда он не денется. Но есть проблема: он иллюзорен, и мы его сами создали под нас, под возможности наших органов чувств. Да, мы в Матрице, которую сотворили природа и наш мозг.

В прошлом году международная группа ученых доказала: мир иллюзорен, и у каждого наблюдателя своя «голограмма». Им удалось воплотить «в железе» мысленный эксперимент, предложенный физиком Юджином Винером. Винер утверждал: если один видит, что знаменитый кот Шредингера мертв, друг этого наблюдателя увидит, что кот жив. Это назвали «парадокс друга Винера». Ученые с огромным трудом синтезировали шесть пар специальных фотонов, и оказалось: ничто во Вселенной не является «состоявшимся», «твердо установленным», пока информация об этом не обошла всю Вселенную. А, поскольку Вселенная велика, все вокруг по сути существует в неком подвешенном состоянии. Моя книга упала со стола. Но, пока информация об этом не дошла до самой далекой галактики, моя книга находится в квантовой суперпозиции где-то между столом и полом.

Когда случился Большой взрыв, мир был очень прост, состоял из чистой энергии, и описывался одной формулой. Но Вселенная расширялась, остывала, и из первоначально единой энергии выделились гравитация, электромагнетизм, сильные и слабые взаимодействия (два последних «держат» вместе элементарные частицы в атомном ядре). Все запуталось, и теперь физики пытаются распутать запутанное, найти формулу Единого, того, с чего все началось.

Термин «запутанность» остро актуален в современной физике. Вы наверняка слышали о квантовой запутанности. Скажем, два кванта «дружат», взаимодействуют, а потом разлетаются по разным уголкам Вселенной. Но связь сохраняется навсегда. Если что-то случится с одним, другой в точности повторит состояние первого. Причем он «узнает» об этом мгновенно, быстрее скорости света. Это уже не теория: инженеры вот-вот представят новое поколение связи, которая заменит Интернет и сотовую телефонию, а опыты по квантовой запутанности в хороших школах учитель показывает просто на столе.

Чтобы «пощупать» то, Единое, надо вернуться в состояние Большого взрыва, когда господствовали колоссальные энергии. А где, как? Пока что лучший инструмент – Большой адронный коллайдер. Протон в коллайдере – больше, чем протон. Мы почти научились превращать его в первоматерию, накачивая колоссальными энергиями. Тут на сцену выходят страхи, что мы устроим черную дыру в центре Европы, или спровоцируем «эффект бабочки», и все вокруг расплывется, как на картинах Сальвадора Дали. Если вы думаете, что это досужие разговоры, а сами физики не обсуждают это за чашкой кофе, то заблуждаетесь.

— Итак, мир состоит из энергии. Что из этого следует?

— Очень может быть, что физики открыли не все энергии и взаимодействия. Дежавю, исчезающие предметы, двойники, которые понятия не имеют о существовании друг друга, призраки – все это может оказаться проявлением неизвестных частиц и энергий. Просто пока нет инструмента, чтобы это измерить. Не хватает энергии. Или нужен в принципе другой инструмент. Вообразим, например, что есть такое понятие, как «душа», у нее есть энергия, и есть частицы, которые эту энергию переносят.

Слово «душа» все чаще фигурирует в исследованиях физиков. Упомянутый Джо Дэвис говорит о «термодинамической душе»: это «энергетическая память» хоть человека, хоть камня, которая делает одушевленной всю Вселенную. Идея одушевленности мира следует из принципов квантовой механики: фотон каким-то образом «сознательно» выбирает свой путь от лампы до страниц вашей книги. Если попытаться проконтролировать дорогу каждого фотона, они поменяют свое поведение – «ребята, за нами следят».

ШЕПОТ, ЛЕГКОЕ ДЫХАНЬЕ

— Итак, душа?

— Мы ищем кварки и бозон Хиггса на больших энергиях. Разумно и «частицу души» искать на больших энергиях. А что это за энергии? Войны, гибель миллионов людей. Любовь матери к ребенку. С ребенком что-то случилось на другом конце света, мать чувствует. Мы удивляемся: экстрасенсорика! При этом нас не удивляет, что «запутанные» фотоны точно так же чувствуют друг друга. Так может, «фотоны души» матери и ребенка тоже находятся в состоянии квантовой запутанности?

Пока что лучшим «коллайдером» для исследования этих вещей остается сам человек. Сидит человек вечером один, вспоминает умершего родственника. Посмотрел на его портрет, сконцентрировался. Настроил свой «коллайдер». Он один, дневные дела позади, ничто не отвлекает. И… что-то изменилось. Мы не знаем, что именно. Шорох, упала тень, сдвинулась книга, которую любил покойный. Что это, игра воображения? А если попытаться описать эти феномены в формулах квантовой механики, так никакой мистики и нет. Если «квант души» существует, ваши кванты запутанны. Вот вы и вступили во взаимодействие.

Мы можем предположить, что некоторые могут настраивать свой «коллайдер» эффективнее других. Пророки, святые, любимые толпой диктаторы или лидеры вроде Илона Маска – люди, которые лучше управляют гипотетическими, еще не открытыми, энергиями. Мне кажется, самоизоляция сильно нас изменила. Все человечество взяли, и отрезали от суеты, погрузили каждого в себя. Если я прав, последствия будут колоссальными. Переход на удаленную работу, изменения в экономике – все это мелочи. Человек станет другим.

— Шорох, упала тень… У меня мурашки побежали. Допустим, призраки существуют. Кто они: просто энергия, или личность?

— Часть физиков приводят аргументы, что сознание прекращается с его носителем, но доказательства, честно говоря, умозрительные.

Недавно публично сцепились два друга-физика. Адам Франк заявил, что души и загробной жизни не существует, потому что мы не можем получить «оттуда» никакой информации. Альва Ноэ жестко возразил: наука хвалится, что может предсказывать. Рассчитали, что корабль поплывет – и он в самом деле не тонет. Но наука не может предсказать итог боксерского поединка. Значит, по твоей логике боксеров не существует! Разнимали друзей всем научным миром.

Другие полагают, что пока не открытая «человеческая энергия» безличностно отправляется в какое-то хранилище, вроде ноосферы. Мне ближе другая точка зрения. С утратой физического тела человек переходит в, скажем так, квантовое состояние. Как на самом деле, конечно, никто не знает.

— Что это за квантовое состояние? Циолковский говорил, что эволюция нашего вида не остановилась. Нам предстоит отказаться от тела и стать чистой энергией.

— Ракеты, сделанные по его принципам, летают. Может, он и в остальном прав?

Теория, объединяющая квантовую механику и «душу», называется «Orch OR» (организованная объективная редукция), ее продвигают Стюарт Хамерофф из Аризонского университета и сэр Роджер Пенроуз из Оксфорда. Она предполагает, что внутри нейронов мозга находятся белковые полимеры, которые живут по квантовым законам и порождают наше сознание. Согласно этой теории, сознание существует после физической гибели тела, а также может отделяться от него и путешествовать по Вселенной при жизни. Пенроуз еще в 1980-е годы показал, что квантовый компьютер будет по определению разумным. Ждать осталось недолго: их запустят через пару лет.

МАТРЕШКА ИЛЛЮЗИЙ

— Как человеку, который неуверенно плавает, и норовит пощупать ногой дно, мне все время хочется вернуться к материи и как бы за нее ухватиться.

— Что ж, иллюзия привычного трехмерного мира сидит в нас прочно, вероятно, потому, что она была хороша для нашей эволюции. Мы создали материальную цивилизацию, веря, что занимаемся «серьезным делом»: сталь, бетон, мощные машины. Но теперь достижения нашей же цивилизации толкают нас к пониманию, как на самом деле обстоят дела. Пора взрослеть.

Стол, стул, руки, ноги – лишь визуальная интерпретация реального мира. Возьмите проблему измерений. Длина, ширина, высота. С трудом мы еще в состоянии понять, что есть еще четвертое измерение – время. А дальше – воображения не хватает. Трехмерный мир – это удобно. Мы так привыкли. На самом деле в мире бесконечное число измерений.

Давайте потренируем мозг, и вы увидите, как все логично и просто. Нарисуйте линию. Существа, живущие в ней, двумерны, у них нет ширины, и они могут двигаться только взад и вперед. Но вы можете двигать всю линию. Это – «время» для двумерных существ. Идем в наш мир, и «время» двумерных существ становится нашей шириной, третьим измерением, которого у обитателей двумерного мира нет. Но у нас самих есть время, которое мы интерпретируем как «прошлое, настоящее и будущее» и которое для обитателей других миров, с четырьмя измерениями, просто «еще одна ширина», а никакое не «прошлое». Но у них есть свое «время», и так далее. В результате мы получаем матрешку иллюзий.

Добавьте к этому парадокс наблюдателя, которого мы уже касались. Мир меняется, когда мы на него смотрим. Это – одна из основ квантовой механики, принцип неопределенности. Для физиков это не абстракция, а повседневная реальность: если ты наблюдаешь за объектом, «щупаешь» его фотонами, он уже не тот, который без тебя.

Принцип неопределенности сформулировали в 1920-х, и он показался таким странным, что физики отказывались в него верить, даже когда он подтвердился тысячами опытов. Принцип говорит: природа существует, лишь пока мы на нее смотрим. Соратник Нильса Бора, физик Паскуаль Джордан, сказал так: «Мы не наблюдаем реальность, мы ее создаем». В 1970-х Джон Уилер провел эксперимент, который показал: природа не просто меняется от нашего взгляда, она заранее «знает», будем ли мы на нее смотреть. Упомянутый выше квантовый компьютер как бы соединит исконное «знание» Вселенной с нашим сознанием.

ДА ПРИДЕТ СПАСИТЕЛЬ

— В принципе неопределенности меня всегда интересовало вот что. Представим заброшенную деревню где-нибудь в глухой тайге. Принцип неопределенности на полном серьезе говорит, что, пока туда не забрела группа туристов, деревни нет. А если на деревню смотрит лиса, муравей? Они – наблюдатели?

— И лиса, и птица, и муравей – все, что получает энергию от объекта, считается наблюдателем. Даже камень: он разогревается днем, и остывает ночью. В целом мир — система бесконечных взаимодействий. Муравей наблюдает камень, камень — Землю, та — Солнце. Это поразительно, но вашей деревни не было бы без туманности Андромеды. Когда мы давим муравья, мы уничтожаем наблюдателя. Теоретически в этот момент где-то может погибнуть галактика. Честно, я об этом иногда думаю. Утешаю себя так: я не могу ходить, и не давить случайно муравьев, я так устроен. Значит, так надо.

— Не является ли Бог универсальным наблюдателем, благодаря которому все существует?

— В церковь я хожу. С квантовой точки зрения Бог – это закон, который соединяет бесконечное число взаимодействий, от муравья до планеты. Формула Бога, если она существует – это теория всего, которую безуспешно ищут физики, начиная с Альберта Эйнштейна. Знаете, на что это похоже? Вы сидите в комнате, в окна падает свет. Комнату еще пронизывают радиоволны, но вы их не видите. Включите приемник – и вот они. Но это еще не все. Комната наполнена космическими лучами, радиацией, которая летит к нам из космоса и от которой не укрыться нигде. Далее, у комнаты есть прошлое, оно оставило какой-то след. Есть и будущее, и квантовая механика говорит, что будущее тоже присутствует «здесь и сейчас». Тот, кто видит все это вместе, и есть Бог.

Отсюда следует: чем больше ты видишь, чем шире твой кругозор, тем больше ты напоминаешь квантового Бога. Эйнштейн видел больше заурядного человека. Композитору дано «музыкальное» зрение. Людям сострадательным – зрение добра. По-настоящему добрый человек ничуть не менее велик, чем Эйнштейн, он – гений доброты.

— Философский вопрос: на ваш субъективный взгляд, человечество становится лучше или хуже? Люди глупеют или умнеют?

— Колоссально вырос поток информации. Она перегружает наш «приемник», наш мозг. Хуже, что львиная ее доля – это мусор. Мой бизнес – анализ контента социальных сетей. Он почти целиком состоит из перепостов, там не творят ничего нового. В будущем станет еще жестче. Настоящей информации не будет вообще. Смартфоны уйдут, их сменят «умные» очки и прочие гаджеты, которые вобьют коммерческую информацию прямо в мозг, помимо сознания: купи, купи, купи. Отчасти будущее уже наступило. Только Китай еще сохраняет цифровой суверенитет.

Мы получим одно-два поколения неспособных к творчеству людей. Потом настанет отрезвление. Но будет поздно. Роль спасителя возьмет на себя, скорее всего, не человек, а нейросеть. Она позаботится о нас, как муравей о тле. Я надеюсь, что в итоге все будет хорошо. Но на самом деле я не знаю, будет ли.

СЛУШАЙТЕ ТАКЖЕ

Аудио: Когда Земле придет звездец: Ученые выяснили, что огромный астероид прилетит к Земле в пятницу, 13-го

Возрастная категория сайта 18+

Сетевое издание (сайт) зарегистрировано Роскомнадзором, свидетельство Эл № ФС77-80505 от 15 марта 2021 г.

ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР — НОСОВА ОЛЕСЯ ВЯЧЕСЛАВОВНА.

ШЕФ-РЕДАКТОР САЙТА — КАНСКИЙ ВИКТОР ФЕДОРОВИЧ.

АВТОР СОВРЕМЕННОЙ ВЕРСИИ ИЗДАНИЯ — СУНГОРКИН ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ.

Сообщения и комментарии читателей сайта размещаются без
предварительного редактирования. Редакция оставляет за собой
право удалить их с сайта или отредактировать, если указанные
сообщения и комментарии являются злоупотреблением свободой
массовой информации или нарушением иных требований закона.

АО «ИД «Комсомольская правда». ИНН: 7714037217 ОГРН: 1027739295781
127015, Москва, Новодмитровская д. 2Б, Тел. +7 (495) 777-02-82.

Исключительные права на материалы, размещённые на интернет-сайте
www.kp.ru, в соответствии с законодательством Российской
Федерации об охране результатов интеллектуальной деятельности
принадлежат АО «Издательский дом «Комсомольская правда», и не
подлежат использованию другими лицами в какой бы то ни было
форме без письменного разрешения правообладателя.

Приобретение авторских прав и связь с редакцией: [email protected]

Space — это тщательно продуманная иллюзия

Share на Facebook
Share в Twitter
Share на Reddit
Share на LinkedIn

777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777Н 70007777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777н Примечание редактора: этот пост был впервые опубликован 12 мая на веб-сайте Всемирного фестиваля науки .

Мой папа получал особое удовольствие, помещая максимальное количество вещей в минимально возможное пространство. Всякий раз, когда мы отправлялись в семейную поездку, он собирал наши чемоданы, как трехмерные пазлы, следя за тем, чтобы не было ни одного потерянного дюйма — похвальное умение, с моей точки зрения, поскольку я мог брать все игрушки, которые хотел, и он найдет для них место. (Сумки весили тонну, но это были дни бесплатной регистрации багажа. ) Позже, когда я поехал в свою первую квартиру, он ухитрился втиснуть в двухдверную машину вещи на целый дом. Он всегда отрицал, что существует какой-либо предел тому, сколько материала можно упаковать в определенный том. Это был всего лишь вопрос изобретательности.

Увы, у физиков-теоретиков, выступавших с докладом «Тонкий лист реальности: Вселенная как голограмма» на Всемирном фестивале науки в этом году, есть плохие новости: — это предел. Если вы превысите его, гравитационная сила содержимого вашего чемодана станет настолько сильной, что чемодан рухнет в черную дыру, и вы больше никогда не увидите свои вещи. По общему признанию, этот предельный предел довольно снисходителен. Катушка самолета может вместить объем сильно сжатого материала, равный Юпитеру, прежде чем вы столкнетесь с проблемами с черными дырами. (ВСТ — другое дело.)

Ограничение само по себе может показаться не слишком удивительным. Никакая отеческая изобретательность не может преодолеть тот факт, что материальные объекты неизбежно занимают место; как бы сильно вы ни сжимали, вы не можете сжать их до нуля. Но самое странное в окончательном пределе упаковки то, что он зависит от размера контейнера. Контейнеры большего размера могут вместить пропорционально на меньше вещей, чем контейнеры меньшего размера. Двухдверный автомобиль шириной с два чемодана вмещает восемь чемоданов. Если я упакую каждый чемодан до предела, а затем запихну их все в машину, я превыслю общий лимит машины и потеряю все. Максимум, что я могу поставить, это два. Машина обещает столько дополнительного места, но как только я пытаюсь им воспользоваться, природа останавливает меня. Это как если бы космос был миражом.

Этот предел упаковки является одним из аспектов того, что физики называют голографическим принципом по аналогии с голограммой, которая, подобно моей старой машине, создает иллюзию глубины. То, что происходит, когда вы собираете вещи вместе, является одним из самых важных мысленных экспериментов для современных физиков. Когда в феврале я зашел в Стэнфордский университет, чтобы поболтать с одним из участников этого фестивального мероприятия, Ленни Сасскиндом, он сказал мне: «Я думаю, что это самый радикальный урок физики, который мы усвоили со времен принципа неопределенности».

Что делает его таким радикальным, так это то, что плотность материи должна была зависеть только от того, насколько сжимается каждый отдельный клочок материи. Не должно иметь никакого значения, сколько обрезков вы накопите. Это относится не только к плотности, но и к другим ключевым свойствам, таким как количество информации, которую может закодировать каждый клочок материала. Целое — это просто сумма его частей. Эта интуиция формализована в современной теории материи, известной как квантовая теория поля. Но склонность к образованию черных дыр означает, что то, на что способен один клочок материи, зависит от того, что делают все остальные клочки. Всего меньше , чем сумма его частей.

На протяжении более полувека физики подозревали, что квантовая теория поля должна уступить место в чрезвычайно малых масштабах, чтобы в конечном итоге объединиться с другим великим столпом современной физики — общей теорией относительности Эйнштейна. Вот почему они построили гигантские ускорители частиц, которые действуют как мощные микроскопы для увеличения субатомного мира. Но голографический принцип означает, что квантовая теория поля также не работает на большие весы. В то время как ни один чемодан на Земле не рискует превратиться в черную дыру, предел становится все более насущным по мере увеличения размера. Объекты с размерами Солнечной системы имеют максимальную плотность жидкой воды. Космос заполнен черными дырами, которые образовались, когда естественные процессы пытались слишком плотно упаковать слишком много материала. Одно дело ожидать краха квантовой теории поля в малых масштабах, и совсем другое — понимать ее в больших масштабах.

Голографический принцип также показывает, что пространство не то, чем кажется. Я имею в виду не космическое пространство, царство космонавтов и астероидов, а пространство вокруг нас, пространство в наших чемоданах и машинах, пространство, которое разделяет влюбленных, когда они расстаются. Космос заманивает нас в ловушку: кажется, что в нем достаточно места для вещей, но на самом деле его нет. Голографический принцип — один из нескольких ключей к разгадке того, что концепция «пространства» — это тщательно продуманная иллюзия, или, если быть более точным, что оно возникает из более глубокой внепространственной реальности, подобно тому, как живые организмы возникают из неодушевленной материи.

Что вдыхает жизнь в безжизненный беспорядок химикатов, так это то, как эти части соединяются и работают вместе. Точно так же мир может развить пространственную структуру, исходя из того, как его самые фундаментальные ингредиенты сочетаются друг с другом и работают вместе. Наиболее развитая теория того, как это может произойти, носит несколько техническое название «гравитационно-калибровочный дуализм», в котором используются концепции квантовой теории поля для подгонки и работы. Сила тяжести оказывается побочным продуктом этого процесса. Одним из следствий является то, что пространственные понятия, такие как расстояние, являются производными. Объекты, которые кажутся далекими друг от друга, на самом деле могут лежать прямо друг над другом, если рассматривать их в каком-то более глубоком смысле, что, возможно, дает некоторое утешение разлученным влюбленным мира.

В этой группе участвуют Сасскинд и другой отец голографического принципа, лауреат Нобелевской премии Жерар т Хофт, а также два физика, которые обобщили и усовершенствовали свою работу, Рафаэль Буссо и Герман Верлинде.

Изображение: Flickr, Chispita_666

Выраженные взгляды принадлежат авторам и не обязательно совпадают с мнением Scientific American.

ОБ АВТОРЕ(АХ)

Джордж Мюссер – пишущий редактор в 9 лет0029 Scientific American и автор книг Жуткое действие на расстоянии (Farrar, Straus and Giroux, 2015) и The Complete Idiot’s Guide to String Theory (Alpha, 2008). Подписывайтесь на Джорджа Массера в Твиттере. Автор: Ник Хиггинс,

, Космос и физика,

. Перезагрузка космоса: Вселенная — совершенный компьютер? [Повтор]

Разум и мозг

Иллюзия уверенности: риск, вероятность и шанс [Повтор]

Эволюция

Крутые работы с Всемирного фестиваля науки [повтор]

Разум и мозг

Разум после полуночи: куда вы идете, когда ложитесь спать? [Повтор]

Космос и физика

Всемирный фестиваль науки: Темная сторона Вселенной [Повтор]

Иллюзия времени: что реально?

(Изображение предоставлено: Изображение часов через Shutterstock)

Роберт Лоуренс Кун — создатель, сценарист и ведущий программы « Ближе к истине» », общественное телевидение и мультимедийная программа с участием ведущих мыслителей мира, исследующих самые глубокие вопросы человечества, касающиеся космоса, сознания и поиска смысла. Кун является соредактором (вместе с Джоном Лесли) книги «Тайна существования: почему вообще что-то существует». ? Кун предоставил эту статью, основанную на двух недавних эпизодах сериала «Ближе к истине» (продюсер/режиссер Питер Гетцельс), для Space.com Expert Voices: Op-Ed & Insights .

Почему время вызывает споры? реально, всегда здесь, неумолимо движется вперед. Время течет, течет, как река. Время имеет направление, всегда идет вперед. Время имеет порядок, одно за другим. Время имеет продолжительность, поддающийся количественному измерению период между событиями. Время имеет привилегированное настоящее, только сейчас реально.Время кажется универсальным фоном, через который протекают все события, так что порядок может быть установлен в последовательность, а продолжительность измерена.0005

Вопрос в том, являются ли эти особенности реальными реалиями физического мира или искусственными конструкциями человеческого разума. Время может быть не тем, чем кажется — это гладкое единство без частей, вечно существующая сцена, на которой происходят все события.

Связанный: Мировое время: что это такое и как оно работает?

Является ли время физическим?

Ценить время — значит чувствовать ткань реальности. Я беру интервью у физиков и философов в своем общественном телесериале «Ближе к истине», и многие утверждают, что время — это иллюзия. Что они имеют в виду, говоря, что время «не реально»?

Хью Прайс, профессор философии Кембриджского университета, утверждает, что три основных свойства времени исходят не из физического мира, а из наших ментальных состояний: особый момент настоящего; какой-то поток или проход; и абсолютное направление.

«То, что дает нам физика, — сказал Прайс, — это так называемая «блочная вселенная», где время — лишь часть четырехмерного пространства-времени… а само пространство-время не фундаментально, а возникает из некоторого более глубокая структура».

Мы ощущаем «стрелу» или направление времени и даже причинно-следственную связь, сказал он, потому что наш разум добавляет к реальности «субъективный ингредиент», «так что мы проецируем на мир временную перспективу, которую имеем как агенты. [в этой среде]». [Алан Алда спрашивает: ‘Что такое время?’]

Подумайте о блочной вселенной, которая поддерживается теорией относительности Эйнштейна, как о четырехмерной пространственно-временной структуре, где время подобно пространству, в котором каждое событие имеет свою собственные координаты или адрес в пространстве-времени. Время лишено напряжения, все точки одинаково «реальны», так что будущее и прошлое не менее реальны, чем настоящее.

Время есть, было, будет?

Значит, наши человеческие взгляды вводят нас в заблуждение? Является ли наше ощущение, что время течет или проходит и имеет необходимое направление, ложным? Не придаем ли мы ложного значения настоящему моменту?

«Мы можем изобразить нашу реальность либо как трехмерное место, где что-то происходит с течением времени, — сказал физик Массачусетского технологического института Макс Тегмарк, — либо как четырехмерное место, где ничего не происходит [«блочная вселенная»] — и если это действительно вторая картина, то изменение действительно является иллюзией, потому что ничего не меняется, все просто есть — прошлое, настоящее, будущее. 0005

«Значит, жизнь похожа на кино, а пространство-время — на DVD», — добавил он; «В самом DVD нет ничего, что могло бы измениться каким-либо образом, хотя в фильме разворачивается вся эта драма. В любой момент у нас есть иллюзия, что прошлое уже произошло, а будущее еще не существует, и что все меняется. Но все, что я когда-либо осознаю, это состояние моего мозга прямо сейчас. Единственная причина, по которой я чувствую, что у меня есть прошлое, заключается в том, что мой мозг содержит воспоминания».

«Время вышло», — сказал Андреас Альбрехт, космолог-теоретик из Калифорнийского университета в Дэвисе. «Это называется внешним параметром — независимым параметром в [классическом] уравнении движения. Итак, время — время, которое мы знаем с тех пор, как научились измерять время по часам, — кажется, исчезает, когда вы изучаете физику, пока вы не дойдете до теории относительности. .

«Суть относительности в том, что нет ни абсолютного времени, ни абсолютного пространства. Все относительно. Когда вы пытаетесь обсуждать время в контексте вселенной, вам нужна простая идея, что вы изолируете часть вселенной и называете это ваши часы, а эволюция времени связана только с отношениями между некоторыми частями вселенной и тем, что вы называете своими часами». [5 самых точных часов, когда-либо созданных]

Джулиан Барбур, британский физик, описывает время как «последовательность картинок, последовательность снимков, непрерывно сменяющих друг друга. Я смотрю на вас, вы киваете». ваша голова. Без этого изменения у нас не было бы понятия времени».

«Исаак Ньютон, — заметил Барбур, — настаивал на том, что даже если бы абсолютно ничего не происходило, время шло бы незаметно, и я считаю, что это совершенно неправильно».

Для Барбур перемены реальны, а время — нет. Время — это лишь отражение изменений. Из изменений наш мозг конструирует ощущение времени, как если бы оно текло. По его словам, все «доказательства времени, которые у нас есть, закодированы в статических конфигурациях, которые мы видим или переживаем субъективно, и все они сочетаются друг с другом, чтобы время казалось линейным».

Не все ли иллюзорно?

Но не все физики готовы низвести время до второсортного статуса.

Джон Полкингхорн, квантовый физик и англиканский священник, верит, что течение и направление времени реальны и неумолимы. Это «ошибочный аргумент», сказал он, использовать теорию относительности для утверждения, что время есть иллюзия, «потому что ни один наблюдатель не знает об отдаленном событии или одновременности различных событий, пока они однозначно не находятся в прошлом этого наблюдателя. И Следовательно, этот аргумент фокусируется на том, как наблюдатели организуют свое описание прошлого, и не может установить реальность ожидающего будущего».

Полкингхорн отвергает представление о статической блочной вселенной пространства и времени вместе. «Мы живем в мире раскрытия и становления», — сказал он.

Фотини Маркопулу-Каламара, физик-теоретик из Института периметра, сказал: «У меня есть печальный опыт, когда физики говорят мне, что время нереально… Это сбивает меня с толку, потому что время кажется реальным. хлопаю в ладоши, так случилось… Я бы предпочел сказать, что общая теория относительности не является окончательной теорией, чем сказать, что времени не существует».

Время — основной конфликт между теорией относительности и квантовой механикой, измеряемый и податливый в теории относительности, в то время как в квантовой механике он считается фоном (а не наблюдаемым). Для многих физиков, хотя мы воспринимаем время как психологически реальное, оно не является принципиально реальным. В глубочайших основах природы время не является примитивным, нередуцируемым элементом или понятием, необходимым для построения реальности.

Если вы являетесь тематическим экспертом — исследователем, бизнес-лидером, автором или новатором — и хотели бы внести свой вклад в обзорную статью, напишите нам здесь. (Изображение предоставлено SPACE.com)

Идея, что время не реально, противоречит здравому смыслу. Но многие идеи о том, как устроен мир, которые человечество считало само собой разумеющимся, потребовали полного переосмысления. Как говорит Тегмарк, «в физике было так много вещей, которые мы считали фундаментальными, но оказались простыми иллюзиями, что мы подвергаем сомнению все — даже время».

Реальность зависит от времени. Является ли время неустранимым, фундаментальным, окончательным дескриптором фундаментальной реальности? Или наше субъективное ощущение течения времени, порожденное нашим мозгом, развившимся для других целей, — иллюзия?

Мнения разделились, но многие физики и философы теперь подозревают, что время не является фундаментальным; скорее, время возникает из чего-то более фундаментального — чего-то вневременного, чего-то совершенно другого (возможно, чего-то дискретного, квантованного, не непрерывного, гладкого).

Альтернативой, конечно же, является наша общая интуиция: время действительно течет, настоящее сверхособенно как единственный реальный момент, а глубокая природа реальности — это становление.

Не могу решить.

Следите за всеми проблемами и дебатами Expert Voices — и участвуйте в обсуждениях — на Facebook, Twitter и Google+. Выраженные взгляды принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения издателя. Эта версия статьи была первоначально опубликована на Space.com.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Роберт Лоуренс Кун — создатель, сценарист, ведущий и исполнительный продюсер телесериала PBS «Ближе к истине», соавтором, продюсером и режиссером которого является Питер Гетцелс, — сериала PBS/общественного телевидения и онлайн-ресурса о космосе, сознании. и смысл, который представляет ведущих ученых, философов и творческих мыслителей, обсуждающих фундаментальные вопросы. Кун опубликовал более 30 книг, в том числе «Тайна существования: почему вообще что-то есть?» (2013) с философом Джоном Лесли, «Ближе к истине: вызов нынешним убеждениям» (2000), «Ближе к истине: наука, смысл и будущее» (2007), «Как думают лидеры Китая» (2011) и «Человек Кто изменил Китай: жизнь и наследие Цзян Цзэминя» (2005 г.