Психология
 2.8K
 7 мин.

Что такое вычислительная психиатрия?

Мы часто слышим, что мозг можно рассматривать как разновидность компьютера. Но насколько серьезно следует относиться к этой метафоре? И может ли она рассказать нам что-нибудь полезное о психических расстройствах? Метафора мозга как компьютера привлекательна: обе системы обрабатывают входные данные, хранят информацию и генерируют выходные сигналы. Мозг получает информацию от органов чувств, а компьютер — от клавиатуры и мыши. И в мозге, и в компьютере эти данные превращаются в электрические сигналы, которые несут информацию в систему и влияют на ее внутреннюю работу. Для нормального функционирования сигналы в обоих случаях должны быть правильно интерпретированы. Например, было бы не очень хорошо, если бы мой компьютер интерпретировал кнопку «Enter» как «Delete», и было бы не очень хорошо, если бы мой мозг интерпретировал счастливое лицо как признак того, что человек сердится. Однако эта аналогия не ограничивается только поверхностными сходствами. Она может пролить свет на механизмы психических расстройств. Понимание того, как мозг обрабатывает информацию, может помочь нам понять, какие именно аномалии в этом процессе могут привести к расстройствам. Эти аномалии можно сравнить с ошибками в программном обеспечении компьютера или неисправностями в аппаратуре. Рассматривая психические расстройства с этой точки зрения, мы также знаем, что современные компьютеры могут выходить из строя по разным причинам. Одна из них — аппаратные повреждения: отсоединенные провода, треснувший экран, сломанный жесткий диск и так далее. Другая причина — проблемы с программным обеспечением, например плохо написанный или поврежденный программный код, слишком много одновременно работающих программ или вредоносное ПО. Видимые повреждения мозга, такие как опухоли, черепно-мозговые травмы или болезнь Паркинсона, можно рассматривать как аппаратные повреждения. В свою очередь, некоторые считают, что психические расстройства можно рассматривать как проблемы с программным обеспечением. Например, детские травмы можно рассматривать как «программирование» мозга на интерпретацию, хранение или использование информации нежелательным образом. В таком случае психотерапия может заключаться в корректировке «кода» этих программ для улучшения функционирования системы. Конечно, мозг во многом не похож на современные компьютеры. Любой компьютер в просто реагирует на ввод данных. Он не способен на такие же независимые внутренние мыслительные процессы, как мозг, у него нет ничего похожего на человеческие эмоции, и ему не нужно управлять телом или искать источники энергии. В мозге также не так четко прослеживается различие между аппаратным и программным обеспечением. Например, хотя эмоциональные расстройства обычно не сопровождаются повреждениями мозга, видимыми на МРТ, «программные» различия, связанные с симптомами депрессии или тревоги, все равно закодированы в физических связях мозга, они просто слишком малы, чтобы их увидеть. Прогресс в робототехнике может улучшить наше понимание некоторых из этих различий, но очевидно, что виды вычислительных задач, которые должен решать мозг, совершенно иные, чем у стандартных компьютеров, и поэтому он должен работать по-другому. Тем не менее новые подходы в исследованиях психиатрии позволяют предположить, что такая перспектива может быть ценной для понимания того, как могут возникать проблемы с психическим здоровьем. Вычислительная психиатрия За последние несколько лет возникла новая область исследований, названная вычислительной психиатрией, которая серьезно относится к такой перспективе. Размышляя о вычислениях, необходимых для таких вещей, как восприятие, обучение и действие, она предлагает способы, с помощью которых нейронные связи мозга (аппаратное обеспечение) могут порождать психологические процессы (программное обеспечение). Она также может помочь выявить новые факторы, способствующие развитию психических заболеваний, и, возможно, разработать новые методы лечения. Вкратце — вычислительная психиатрия изучает, как мозг обрабатывает информацию. Для этого она моделирует эти процессы на компьютерах с помощью математических моделей. Используя эти инструменты, можно описать, как процессы в мозге выполняют вычисления, необходимые для выполнения когнитивных и эмоциональных функций, что обеспечивает прямую связь между биологией и психологией. Например, более точная характеристика конкретных психологических функций, таких как принятие социальных решений, восприятие и интерпретация их результатов, поможет объяснить, почему некоторым людям сложнее поддерживать близкие отношения и как это влияет на мозг и тело. И что особенно важно, она открывает новую перспективу на то, как вычисления мозга могут давать сбои при психических заболеваниях. Чтобы вы лучше поняли, как это работает, ниже я приведу более конкретный пример. Он иллюстрирует один из видов обработки информации, который был изучен, и то, как это может помочь нам лучше понять психические расстройства. Нередко два человека становятся свидетелями одного и того же события, но воспринимают/интерпретируют его по-разному. Это может происходить из-за различий в том, на что человек обращает внимание, и в том, что он ожидал увидеть. При эмоциональных расстройствах это может способствовать возникновению различных перцептивных предубеждений. Например, люди с тревожностью могут воспринимать происходящее как опасное для них, а люди с депрессией могу придерживаться более пессимистичного взгляда. Согласно исследованиям в области нейронаук, это происходит потому, что при восприятии мозг объединяет предварительные ожидания с сенсорными сигналами. В принципе, если мозг доверяет своим ожиданиям больше, чем новым сенсорным сигналам, то восприятие этих сигналов (то есть интерпретация их значения) будет смещено в сторону этих ожиданий. Например, если вы предполагаете, что вы не нравитесь человеку, а затем он делает слегка негативное выражение лица, вы, скорее всего, воспримете его лицо как недружелюбное. Напротив, если вы считаете, что человек в целом дружелюбен, вы можете просто воспринять его как уставшего или подумать, что он плохо себя чувствует по какой-то другой причине. В вычислительной психиатрии это можно смоделировать с помощью уравнений, включающих вероятности. Например, вы можете считать (возможно, бессознательно), что вероятность того, что вы кому-то не нравитесь, составляет p = 0,8 (т.е. 80%). И, возможно, слегка негативное выражение лица этого человека указывает на вероятность p = 0,6 того, что вы ему не нравитесь. Если сложить эти вероятности математически, вероятность того, что это выражение лица означает, что вы ему не нравитесь, составляет 86%. Напротив, если вы заранее считаете, что вероятность того, что вы ему не нравитесь не очень высока, например, p = 0,3, то, вероятность того, что вы ему не нравитесь, после того как вы увидите негативное выражение лица, составит всего p = 0,39 (значит, вероятность того, что вы ему на самом деле нравитесь, будет 61%). Если это так, вы можете воспринять лицо как менее негативное или, возможно, предположить, что человек чувствуют себя плохо по какой-то другой причине. Идея заключается в том, что мозг выполняет эти вычисления бессознательно, и то, что вы воспринимаете, — это интерпретация, которую ваш мозг оценивает как наиболее вероятную. Такой способ математического моделирования восприятия помог нам понять несколько клинически значимых явлений. Например, недавние исследования показали, что люди, страдающие психозом, чаще слышат тональные сигналы, просто потому что научились их ожидать, даже если никаких тонов не звучит. Это говорит о том, что их мозг может бессознательно слишком доверять предыдущим ожиданиям, что может привести к галлюцинациям. Исследования показали, что у людей с эмоциональными расстройствами, расстройствами пищевого поведения и употребления психоактивных веществ мозг может не воспринимать сигналы сердца как достоверные, когда пытается сосчитать их сердцебиения. И опять же, этот «недостаток доверия» не является осознанным. Но это означает, что такие люди часто не чувствуют учащенного сердцебиения, когда оно происходит, и наоборот. С помощью подобных исследований мы можем определить, насколько эти предубеждения отличаются от человека к человеку. Если эти предубеждения вызывают проблемы, мы также можем начать думать о том, как помочь больному (или, скорее, помочь его бессознательным мозговым процессам) больше «доверять» сигналам своего тела и улучшить взаимодействие мозга и тела, которое важно для эмоционального функционирования. Это лишь один пример того, как понимание вычислительных процессов в мозге и их влияния на различные психические расстройства может способствовать нашему пониманию этих расстройств и, возможно, указать путь к более специфическим методам лечения. Можно привести множество других примеров, которые позволят ученым проверить, например, как быстро люди учатся на основе поощрений и наказаний, насколько они ценят получение информации, чтобы уменьшить неопределенность, или сколько шагов в будущем они учитывают при принятии решений. Только время покажет, насколько успешным окажется этот новый подход. По материалам статьи «What Is Computational Psychiatry?» Psychology Today

Читайте также

 72.9K
Психология

Многие женщины делают эту ошибку

Многие женщины делают эту ошибку: не установив отношений с собой, ищут мужчину, с которым можно было бы завязать отношения. Так они мечутся от одного мужчины к другому, пытаясь найти в них то, чего недостает им самим. Этот поиск нужно начать с себя. Не освоив науку любви и доверия к себе, невозможно ни почувствовать любовь и доверие к мужчине, ни завоевать его любовь и доверие. Никто и никогда не сможет удовлетворить нас своей любовью, если мы сами себя не любим. Когда, терзаясь от внутренней пустоты, мы отправляемся на поиски любви, то не находим ничего, кроме той же пустоты. То, что проявляется в нашей жизни, есть отражение того, что запрятано глубоко внутри: наших представлений о собственной значимости, своем праве на счастье, о том, чего мы достойны в этой жизни. Когда эти представления меняются, вместе с ними меняется и наша жизнь. Робин Норвуд "Женщины, которые любят слишком сильно"

 66.5K
Психология

20 вопросов, которые откроют вас настоящего

Есть вопросы, ответы на которые может дать только тот, кто их задал. Публикуем статью, которая поможет узнать о себе много нового. Я всегда старался достичь большего, стать лучше. Но я никогда не задавал вопросы самому себе, вопросы, которые продвинули бы меня вперед и заставили оглянуться вокруг. Они только копились, как снежный ком, а смелости собраться с духом и искренне ответить самому себе все не хватало. Однажды я задумался: что мне скрывать от самого себя? Да и потом, что будет более болезненным — не обращать внимания на эти вопросы или попробовать разобраться в себе и сделать шаг навстречу жизни, которую я всегда хотел? Итак, вот 20 вопросов, которые помогли мне изменить жизнь и узнать о себе все: 1. Что для вас важно в жизни? Составьте список, будьте откровенны с самим собой. 2. Что важно действительно для вас? Еще раз: это ваш собственный список. Напишите о том, что было для вас важно до того, как кто-то другой объяснил вам это. 3. Какое ваше самое заветное, сокровенное желание? Вы прекрасно знаете, что такое желание есть. Просто будьте честны и признайте это. Вы почувствуете себя прекрасно... и свободно. 4. Если бы вы наверняка знали, что ваше начинание не провалится, вы бы попробовали претворить его в жизнь? Никто не даст вам подобных обещаний, но что мешает поверить в себя уже сейчас? 5. Если не сейчас, то когда? Прошлое уходит навсегда, да и будущее не гарантировано. Чего же вы ждете? 6. Чье разрешение вам нужно? Вам прекрасно известно, что необходимо лишь собственное разрешение, но вы ищете чьего-то одобрения или даже «волшебного пинка». 7. Что вас останавливает? Раз вы до сих пор не начали добиваться того, чего действительно хотите. 8. Кто или что вас сдерживает? Единственный ответ: вы сами. 9. Если вы не знаете, чего вы хотите, почему же не пытаетесь это выяснить? Можно довольствоваться малым и плыть по течению, не зная, куда оно занесет. Но принесет ли это удовлетворение — другой вопрос. 10. Когда вы знаете, чего вы действительно хотите, вы пытаетесь добиться желаемого? Большинство людей игнорируют либо отговаривают себя от этой идеи. 11. Включили ли вы себя в этот список? Если нет, то самое время это сделать. 12. Если вы не цените самого себя, как вы можете стать счастливым? Ведь это не произойдет случайно. 13. Какое оправдание вы используете чаще всего? Вы бы использовали его, чтобы оправдаться перед своим лучшим другом? 14. Когда вы перестанете оправдываться? Оправдания не позволяют вам достичь желаемого. Впрочем, если они не мешают вам счастливо жить — выбор за вами. 15. Вы чувствуете себя хорошо, когда используете отговорки? Предполагаю, что нет. Просто догадка. Но, уверен, чувствуете себя намного лучше, когда делаете успехи. 16. Сможете ли вы достичь желаемых результатов, если будете продолжать оправдываться? Было бы обидно проснуться однажды и пожалеть о том, что могли добиться куда более высоких результатов, если бы не искали себе бесконечных оправданий. Не позвольте такому случиться. 17. Почему бы просто не быть честным с самим собой? Врать самому себе — дело нехитрое, но, ведь вы и сами знаете, насколько это бесполезно. Да, может быть больно быть честным с самим собой, но куда больнее заниматься постоянным самообманом. 18. Как долго вы сможете продолжать делать то, что вы делаете сейчас? Если вам не по душе ваше занятие, то сколько времени вы будете продолжать заниматься им? 6 месяцев? 1 год? 5 лет? Если вы не предпримите действий и не начнете что-то менять, то ничего не изменится. 19. Вы выбираете комфорт вместо счастья? И здесь есть разница. Выясните, в чем она заключается именно для вас и что вы выбираете. И последний по порядку, но не по значимости: 20. Если какой-либо вопрос вызовет у вас сильный отклик, вы станете искать оправдания или начнете что-то делать? Есть еще вариант: просто сидеть и ничего не предпринимать. Прокрастинировать. И даже если вы предпочли счастью комфорт. Но позвольте спросить: а что бы сделали вы настоящий?

 18.9K
Интересности

Подборка блиц-фактов №33

Уолт Дисней впервые начал рисовать мультфильмы в обмен на бесплатную стрижку. Люди - единственные существа, которые спят на спине. В большинстве рекламных роликов время на часах - 10:10, потому что в этом случае стрелки создают улыбку. 10% электричества США добывается из демонтированных советских бомб. Римляне использовали измельченный мозг мышей в качестве зубной пасты. Космос содержит примерно 50 миллиардов галактик. Ни один президент США не был единственным ребенком в семье. Леонардо Да Винчи изобрел ножницы. Черепаха может дышать через попу. Микроволновка расходует больше электричества, поддерживая часы в режиме ожидания, чем разогревая пищу. "Бруклинский вампир" - самый страшный убийца-маньяк в США. В качестве жертв он выбирал только детей, которых убивал и съедал. Почти все хозяева разговаривают со своими кошками. В мире насчитывается почти 210 млн сирот, 15% из них совершат самоубийство прежде, чем им исполнится 18 лет. У человека больше шансов найти слиток золота, чем выиграть в лотерею. Самое распространенное в мире млекопитающее - домашний кот. Пессимизм и оптимизм передаются по наследству.

 18.4K
Интересности

Подборка блиц-фактов №35

90% населения Дубая - приезжая рабочая сила. Почти 9 лет Эйнштейн не мог нормально говорить его родители думали, что он будет отсталым. В Англии к мэру надо обращаться не иначе как "мистер мэр", даже если мэр - женщина. В средние века считалось, что куриный бульон является хорошим возбуждающим средством. Скорость МКС = 27000 км/ч. Центр Европы располагается на территории Украины в Закарпатской области между городами Тячев и Рахов. 60% тяжести тела приходится на пятку. Вылечить зубы в Швеции может каждый, при этом, не потратив ни копейки. Самым чистым морем на Земле считается море Уэддела в Антарктиде. Арабские числа на самом деле были изобретены в Индии. У французского короля Людовика XIV было 413 кроватей. У рыбы сарган зеленые кости. В римском войске солдаты жили в палатках по 10 человек. Во главе каждой палатки был старший, которого называли деканом. Футбольный стадион Уэмбли в Англии создан только для игр, тренировки на нем запрещены. Индийский бизнесмен пригласил на свадьбу 18 тысяч вдов. Автор книги "Как я сохранил брак" получил пожизненное за убийство жены. В Кувейте попугай разболтал жене об измене мужа. Бекон вреднее сигарет. Кофе убивает ваше сердце. В мире потребляется порядком 4,5 млрд литров бензина в день. Абсолютно чистое золото очень мягкое, его можно мять руками. 15 граммов адреналина хватило бы всем людям на Земле.

 17.1K
Интересности

Почему кошки испытывают стресс от слишком ласковых хозяев?

Недавние исследования поведения домашних кошек дали любопытный результат: оказывается, питомцам далеко не всегда нравятся ласки хозяина. Специалисты из Университета Сан-Паулу в Бразилии, Университета Линкольна в Великобритании и Венского университета ветеринарной медицины выяснили, что кошка часто испытывает тревогу и беспокойство от прикосновений человека, поэтому, чтобы не подвергать её постоянному стрессу, владельцу лучше избегать частых поглаживаний и других тактильных контактов с домашним любимцем. Как пояснил профессор Дэниел Миллс, один из руководителей эксперимента: «По данным наших исследований наибольший стресс испытывают те кошки, которые позволяют себя гладить, хотя им это не нравится». У животных, которых хозяева часто и настойчиво гладили, в организме наблюдался повышенный уровень кортизола — гормона стресса. В ходе эксперимента профессор и его коллеги изучали поведение питомцев, живущих с людьми поодиночке, парами, а также в составе группы из трёх-четырёх кошек, при этом обнаружилось, что вопреки распространённому мнению одомашненные представители семейства кошачьих так же комфортно чувствуют себя в компании себе подобных, как в одиночестве. Более того, молодые (в возрасте до двух лет) кошки-одиночки даже более подвержены стрессу, чем их сородичи того же возраста, живущие группой.

 15.8K
Интересности

Истории на дорожку №12

Родственница рассказала. Ждала она в гости сына с города, сварила последнюю четвертинку гуся (специально для сына оставляла), убрала из бульона, выложила на тарелку и оставила на столе на летней вернаде, прикрыв слегка, и ушла по делам. Возвращается домой, а мяса нет! Кот утащил и почти сожрал. Сильно коту досталось. На следующее утро она просыпается, а рядом огромная крыса лежит (убитая), и кот сидит и смотрит на неё виновато. Понял свою ошибку, извиниться решил таким образом) ***** Когда я учился в институте, наша группа славилась своей успеваемостью. У нас был очень дружный коллектив, и мы всегда натаскивали друг друга перед экзаменами. Результат - феноменальные показатели по успеваемости. Почти вся группа сдавала все, даже самые сложные предметы на «отлично». «Хорошо» было мало, «удовлетворительно» и «неудовлетворительно» - почти полностью отсутствовали. На 5 курсе по одному очень "важному" предмету попался нам очередной идейный преподаватель. Придя на первый семинар, он с порога сказал, что наслышан о нашей группе, и что считает, что это - неправильно, что такая успеваемость является аномальной и является прямым следствием недоработок преподавателей (он намекал на то, что мы списываем). Аргументировал свою позицию он очень просто – во всём должна быть дисперсия. Кто-то, с его слов, должен сдать на «отлично», кто-то на «хорошо», а кто-то на «удовлетворительно». Не может быть такого, чтобы вся группа сдавала отлично. Поэтому он решил устроить нам не самую стандартную процедуру проведения экзамена. Он сказал, что разработает тест и что мы будем сдавать экзамен в форме этого теста. Это, мол, справедливо, и таким образом он докажет, что во всём есть дисперсия. Справедливости ради он также подчеркнул, что дает слово офицера: каждый получит ту оценку, на которую напишет, - всё объективно. Он в действительности разработал тест, оставил его на кафедре за пару дней до экзамена. Мы утащили этот тест с кафедры, всей группой прорешали его и выучили ответы наизусть (решать тест на экзамене нужно было сидя прямо перед ним за партой). Ставил оценки в зачетки преподаватель с очень грустным лицом, то и дело приговаривая себе под нос: "Дисперсии нет". ***** В бытность студентом медицинского проходили практику в "психушке" - 2 недели. Иду с утра, вижу - стоит знакомый с параллельной группы у трехэтажного здания и чего-то ждет, задрав голову. На мой резонный вопрос последовал ответ (далее с его слов): - Иду на практику, вдруг слышу интеллигентный голос с окна третьего этажа: "Молодой человек, не угостите больного сигареткой?" Я отвечаю: "Конечно угощу, только сигарета до третьего этажа не долетит". "А вы киньте пачку, я из нее вытащу одну, а остальное вам обратно скину". С третьей попытки коробку все-таки удалось закинуть в руки благодарного пациента... Вот теперь стою и думаю: кто из нас умнее, я или он? ***** Про потери ключей. Зашел в банк оплатить кредит и на банкомате увидел мотоциклетный шлем и ключи. Больше в помещении никого не было. Чо делать? Взял шлем с ключами и вышел на улицу, поглядеть может где мотоцикл стоит припаркованный рядом... Ага, стоит и по цвету с шлемом очень подходит... В общем решил ждать хозяина. 40 минут ждал... приходит парень в экипе под цвет шлема и мотоцикла, и его аж трясет всего... он оказывается только сейчас заметил, что у него шлема нет ни в руках, ни на голове! Начал проверять - и ключей нет. Побежал к мотоциклу, а тут я его жду... Стоим курим. Парень от шока отходит... рассказывает, что тоже кредиты пошел оплачивать по 3м банкам... вот в первом и оставил шлем с ключами... В тот день я первый раз ездил на спорт байке. В белом шлеме)) Мотоцикл в гараж и по пивку) Дружим по сей день. ***** К профессии химика у меня была склонность с детства. Помню, как сейчас, что мы любили с двоюродной сестрой закрыться в ванной комнате, втайне перемешать пробы из всех баночек на полках и под ванной, где стояла бытовая химия уже пострашнее шампуней, погреть на батарее, гомогенизировать до однородной массы и отправиться на поиски путей применения полученного продукта. Однажды мы использовали их на моих куклах, а в растворе, помимо стандартного набора из мыла-крема-стирального порошка и т.д., были грифели цветных карандашей. В моем экспериментальном образце присутствовал синий грифель. Этой смесью были намазаны рожи кукол для достижения омолаживающе-разглаживающе-преображающего эффекта и в качестве профилактики старения. Итог: лица не отмылись, раствор был стабилен, как обедненный уран, я играла синерожими аватарами остаток детства, а когда выросла - стала химиком в исследовательской лаборатории. Такие дела) ***** Преподаватель: - Товарищи курсанты, как вы будете определять своё местоположение в лесу? - По мху. - Нет мха! - По солнцу. - Нет солнца! - По деревьям. - Нет деревьев! - ??? - По карте и компасу, товарищи курсанты! Элементарно...

 13.6K
Наука

Существует ли другая версия вас в параллельной Вселенной?

«Иди же, есть и другие миры кроме этих», — писал Стивен Кинг в «Темной башне». Одной из самых интересных тем для обсуждения является то, что наша реальность — наша Вселенная, как мы ее воспринимаем — может быть не единственной версией происходящего. Возможно, существуют другие Вселенные; возможно, и у них есть свои варианты, в которых происходят другие события и принимаются другие решения — своего рода мультивселенная. Американское астрономическое сообщество регулярно обсуждает параллельные миры, фантастические или научные их аспекты и собирается ежегодно. На последнем собрании речь о параллельных мирах держал Макс Тегмарк, известный астрофизик. Вселенная, какой ее видят самые мощные телескопы (даже в теории), огромна, велика и массивна. Вместе с фотонами и нейтрино она содержит около 10^90 частиц, скомканных и сгруппированных вместе с сотнях миллиардов или триллионов галактик. В каждой из этих галактик триллион звезд (в среднем), и они разбросаны в космосе в сфере около 92 миллиардов световых лет в диаметре с нашей точки зрения. Но несмотря на то, что подсказывает нам интуиция, это все не означает, что мы находимся в центре конечной Вселенной. По сути, все доказательства указывают на обратное. Причина того, что Вселенная кажется конечной для нас — причина того, что мы не видим дальше определенного расстояния, — не заключается в том, что Вселенная конечна, а скорее в том, что в своем нынешнем состоянии Вселенная существует определенное время. Вы должны знать, что Вселенная не постоянна во времени и пространстве, а эволюционировала от более однородной, горячей и плотной к холодной, неоднородной и размытой к нынешнему времени. В результате этого у нас есть богатая Вселенная, изобилующая многими поколениями звезд, сверххолодным фоном остаточного излучения, удаляющимися от нас галактиками и определенными пределами, ограничивающими наше зрение. Эти пределы устанавливаются расстоянием, которое прошел свет с момента Большого Взрыва. И это, как вы понимаете, совсем не означает, что за пределами видимой Вселенной нет ничего. У нас есть все основания полагать, как с теоретической, так и эмпирической точек зрения, что за пределами видимого есть много и даже бесконечно много невидимого. Экспериментально мы можем измерить несколько интересных величин, включая пространственную кривизну Вселенной, ее гладкость и однородность в температурном и плотностном планах и ее эволюцию со временем. Мы обнаружили, что Вселенная относительно плоская в пространственном отношении и относительно равномерна в своем объеме, который выходит за пределы видимого нам; возможно, наша Вселенная входит в другую Вселенную, крайне похожую на нашу, но растягивающуюся на сотни миллиардов световых лет во всех направлениях, чего мы не видим. Однако в теории все еще интереснее. Мы можем экстраполировать Большой Взрыв назад и дойти даже не до его чрезвычайно горячего, плотного, расширяющегося состояния и даже не до бесконечно горячего и плотного состояния, а еще дальше — до самых первых моментов его существования — до фазы, которая предшествовала Большому Взрыву. Эта фаза, период космологической инфляции, описывает фазу Вселенной, где вместо Вселенной, наполненной материей и радиацией, была Вселенная, наполненная энергией, присущей самому пространству: в состоянии, которое приводило к расширению Вселенной в геометрической прогрессии. То есть Вселенная расширялась не постепенно вместе с неторопливым течением времени, а в два, четыре, шесть, восемь раз быстрее — чем дальше от центра, тем больше прогрессия. Поскольку это расширение происходило не только по экспоненте, но и весьма быстро, «удвоение» происходило с периодичностью в 10^-35 секунды. То есть как только проходило 10^-34 секунды, Вселенная была уже в 1000 раз больше изначального размера; еще 10^-33 секунд — Вселенная уже в 10^30 раз больше изначального размера; к тому времени, как прошло 10^-32 секунд, Вселенная была в 10^300 раз больше изначального размера и так далее. Экспонента — сильная штука не потому, что быстрая, а потому что настойчивая. Очевидно, что Вселенная не всегда расширялась таким образом — мы здесь, инфляция завершилась, Большой Взрыв состоялся. Мы можем представить инфляцию в виде шара, скатывающегося с пологого склона. Пока шар находится у вершины холма, он катится, хоть и медленно, инфляция продолжается. Когда шар скатывается в долину, инфляция заканчивается, энергия пространства преобразуется в материю и излучение; инфляционное состояние перетекает в горячий Большой Взрыв. Прежде чем мы перейдем к тому, чего мы не знаем об инфляции, стоит сказать, что мы о ней знаем. Инфляция не похожа на шар, который катится по классическому полю, — она скорее волна, распространяющаяся во времени подобно квантовому полю. Это означает, что чем дальше идет время, тем больше пространства создается в процессе инфляции, и в некоторых регионах, с позиции вероятности, инфляция заканчивается, тогда как в других продолжается. Регионы, в которых заканчивается инфляция, переживают Большой Взрыв и наблюдают рождение Вселенной, тогда как остальные регионы продолжают переживать инфляцию. По мере течения времени из-за динамики расширения регионы, в которых инфляция завершилась, никогда не сталкиваются и не взаимодействуют; регионы же, в которых инфляция продолжается, толкают друг друга и взаимодействуют. Вот именно этого мы и ждем увидеть, основываясь на известных законах физики и наблюдаемых событий, существующих в нашей Вселенной, которые расскажут нам об инфляционных состояниях. Некоторых вещей, правда, мы не знаем, что рождает неопределенности и вероятности одновременно. Мы не знаем, как долго длилось инфляционное состояние, пока не закончилось и не перешло в Большой Взрыв. Вселенная может быть ненамного меньше наблюдаемой, может быть на много порядков больше или вообще бесконечной. Мы не знаем, будут ли регионы, в которых инфляция завершилась, одинаковыми или же серьезно отличаться от нашего. Есть допущение, что существуют физические динамики, которые приводят фундаментальные константы в соответствие — массы частиц, силы фундаментальных взаимодействий, количество темной энергии, — вроде тех, что в нашем регионе. Но есть и допущение, что в разных регионах с оконченной инфляцией могут быть совершенно разные Вселенные с разными типами физик и констант. И если вселенные похожи друг на друга с точки зрения физики, а число этих вселенных бесконечно, а многомировая интерпретация квантовой механики абсолютно верна, значит ли это, что существуют параллельные вселенные, в которых все развивается точно так же, как в нашей, за исключением одного-единственного крошечного квантового события? Инфляция Короче говоря, может ли существовать подобная нашей вселенная, в которой все происходило в точности так же, за исключением одной крошечной вещи, которая кардинально изменила жизнь вашего альтер эго в другой вселенной? Где вы уехали работать за границу, а не остались в стране? Где вы избили грабителя, а не он вас? Где вы отказались от первого поцелуя? Где событие, определившее жизнь или смерть, пошло иначе? Это невероятно: возможно, существует вселенная на каждый из возможных вариантов развития событий. Есть даже ненулевая вероятность появления вселенной, в точности копирующей нашу. Правда, есть множество оговорок, чтобы допускать такое. Во-первых, инфляционное состояние должно было продолжаться не только 13,8 миллиарда лет — как в нашей Вселенной, — а в течение неограниченного количества времени. Почему? Если Вселенная расширялась экспоненциально — не в течение кратчайшей доли секунды, а в течение 13,8 миллиарда лет (4 x 10^17 секунд), — то мы говорим о гигантском пространстве. То есть, даже если существуют регионы, в которых инфляция завершилась, большую часть Вселенной будут представлять регионы, в которых она продолжается. Таким образом, мы будем иметь дело с по меньшей мере 10^10^50 Вселенных, которые начинали с начальными условиями, подобными нашей Вселенной. Это гигантское число. И все же бывают числа и побольше. Например, если взяться описать возможные вероятности взаимодействия частиц. В каждой Вселенной 10^90 частиц, и нам нужно, чтобы у каждой из них была та же история взаимодействия на протяжении 13,8 миллиарда лет, что и у нашей Вселенной, чтобы получить идентичную Вселенную. Для Вселенной с 10^90 частиц с 10^10^50 возможных вариантов такой вселенной нужно, чтобы каждая эта частица взаимодействовала с другой на протяжении 13,8 миллиарда лет. Число, которое вы видите выше, это просто 1000! (или (10^3)!), факториал 1000, описывающий число возможных перестановок 1000 разных частиц в любой момент времени. (10^3)! больше, чем (10^1000), что-то около 10^2477. Но во Вселенной не 1000 частиц, а 10^90. Каждый раз, когда две частицы взаимодействуют между собой, может быть не только один результат, а целый квантовый спектр результатов. Получается, есть намного больше, чем (10^90)! возможных результатов взаимодействия частиц во Вселенной, и это число во много гуголплексов раз больше ничтожного числа вроде 10^10^50. Другими словами, число возможных вариантов взаимодействия частиц в любой Вселенной возрастает до бесконечности намного быстрее, чем растет число возможных Вселенных вследствие инфляции. Даже если отложить в сторону такие моменты, что может быть бесконечное число значений фундаментальных констант, частиц и взаимодействий, даже если отложить проблемы интерпретаций, мол, описывает ли многомировая интерпретация нашу физическую реальность в принципе, все сводится к тому, что число возможных вариантов развития растет так быстро — намного быстрее, чем экспоненциально, — что если только инфляция не продолжается бесконечно, параллельных Вселенных, идентичных нашей, не существует. Теорема о сингулярности говорит нам, что, скорее всего, инфляционное состояние не могло продолжаться бесконечное количество времени, а возникло как далекая, но конечная точка в прошлом. Есть множество Вселенных — возможно, с другими законами, а может, и нет — но их недостаточно, чтобы дать нам альтернативную версию нас самих; число возможных вариантов растет слишком быстро по сравнению со скоростью возникновения возможных Вселенных. Что это значит для нас? Это означает, что у вас нет выбора, кроме как в этой Вселенной. Принимайте решения без сожалений: занимайтесь любимым делом, умейте постоять за себя, живите на полную катушку. Больше нет никаких Вселенных с другими версиями вас и нет никакого будущего, кроме того, ради которого вы живете.

 10.2K
Наука

Эффект Моцарта – миф или реальность?

Уже не одно десятилетие идет спор среди ученых о влиянии классической музыки на мозг человека. А если конкретнее, речь идет о воздействии на наш организм музыки Моцарта. Оно получило название «эффект Моцарта». Проводилось немало исследований, и ученые пришли к интересным выводам… Предлагаем вам интересные факты об этом важном воздействии на человека. А оно действительно, на мой взгляд, важное. Нас с раннего детства учили, что нужно слушать хорошую музыку, читать интересные книги и смотреть «правильные» фильмы, поскольку все это вносит свой вклад в формирование личности. Но если звуковое воздействие, помимо всего прочего, еще и влияет на наш мозг, а точнее на интеллект, значит, есть повод серьезно задуматься. Уже не одно десятилетие ученые ведут исследования. Конечно же, сначала подопытными стали крысы. Животных запустили в лабиринт и посмотрели, сколько времени им нужно, чтобы найти из него выход. Затем их разделили на две группы, поселили их в отдельных помещениях и включили музыку. Одни грызуны слушали классическую музыку, другие – какафонию из громких звуков и попсу. Через несколько недель животных снова запустили в тот же лабиринт. Крысы, слушавшие классику, нашли выход ил лабиринта быстрее, чем в первый раз. А крысы с «плохим вкусом» искали его на треть дольше, чем в первый раз. Вывод: музыка оказывает воздействие на определенную часть мозга, отвечающую за интеллект. Но, может быть, она не влияет на людей? Опыты показали, что влияет, причем очень сильно. Когда мы слушаем музыку, сначала возбуждается слуховой центр, а затем импульсы подаются на участок мозга, отвечающий за эмоции. Далее, в зависимости от эмоций, наш мозг либо весь «включается» в прослушивание (если музыка «нравится» мозгу), либо происходит его частичная блокировка (если она не нравится). Ученые исследовали музыку разных жанров. Они разбирали ее по частоте звука, по перепадам ритма и пришли к выводу, что наша нервная система и мозг воспринимают мелодичную классическую музыку гораздо лучше, чем громыхающую попсу. Ученые уверяют, что позитивную классическую музыку полезно слушать и беременным женщинам, и самым маленьким детям. Более того, они уверяют, что если двум детям с одинаковым интеллектом дать решить одну и ту же задачу, только один будет сидеть в тишине, а второй будет слушать классику, то «меломан» решит задачу быстрее и правильнее. С этим разобрались. Но так влияет на нас вся классическая музыка или только произведения Моцарта, в чем нас пытаются убедить не одно десятилетие? Оказывается, эффект Моцарта – миф. Абсолютно любая мажорная классическая музыка очень полезна для нашего мозга. В наши дни классическая музыка является одной из составляющих при лечении различных психических заболеваний и заболеваний, сопровождающихся отставанием в умственном развитии. Абсолютно здоровые люди также должны периодически слушать хорошую музыку, если хотят быть умственно развитыми и здоровыми.

 7.6K
Интересности

25 интересных фактов о шахматах

Сейчас в Нью-Йорке идет матч за звание чемпиона мира по шахматам между Магнусом Карлсеном и Сергеем Карякиным. И мы решили подготовить подборку фактов по этой игре. Родиной шахмат считается Индия, эпоха государства Гуптов (около 1400 лет назад). Оттуда игра попала в Эраншахр (территория современных Ирана и Ирака), затем на Ближний Восток, в Европу и Россию. Первый ход пешки на две клетки вместо одной был придуман в Испании в 1280 году. Китайский император Суй Вэнь-ди однажды казнил двух заморских шахматистов, услышав, как они называли одну из фигур императором. Ярость Суй Вэнь-ди вызвало упоминание высокого титула правителя Поднебесной в простой игре. Первое упоминание шахмат в Америке относится к 1641 году и связано с городом Эстер Синглтон, где в то время жили голландские поселенцы. А первый шахматный турнир в США состоялся в Нью-Йорке в 1857 году. Самый долгий по времени ход принадлежит бразильцу Франсиско Троису: на его обдумывание шахматист потратил два часа и двадцать минут. Первая партия «Космос — Земля» состоялась 9 июня 1970 года. Её сыграли экипаж космического корабля Союз-9 и представители центра подготовки космонавтов на Земле. Игра закончилась вничью. Первоначально ферзь мог двигаться только на одну клетку по диагонали, затем на две. Так продолжалось до тех пор, пока королева Изабелла Испанская не приказала сделать ферзя (а в Европе его называют королевой) самой сильной фигурой на доске. Самая старая из записанных шахматных партий относится к 900 году – это была игра между багдадским летописцем и его учеником. Легендарный учёный Алан Тьюринг написал первую в мире компьютерную программу для игры в шахматы в 1951 году. Так как в то время не было машины, способной обработать эту программу, для тестовой игры Тьюрингу пришлось самому выполнять алгоритмические вычисления, делая в несколько минут один ход. «Deep Blue» стала первой программой, проигравшей гроссмейстеру в ноябре 1988 года. Однако девять лет спустя она же выиграл две партии в матче с Гарри Каспаровым в 1997 году и стал также первой машиной, теперь уже обыгравшей человека. Самый старый из сохранившихся наборов шахмат был найден на острове Льюис в Северной Шотландии. Он датируется XII веком нашей эры, и предположительно создан в Исландии или Норвегии. Его оригинальное исполение послужило образцом для волшебных шахматных фигур в фильме «Гарри Поттер и философский камень». Эммануэль Ласкер оставался чемпионом мира по шахматам дольше всех в истории: 26 лет и 337 дней, с 1894 по 1921 годы. Второй книгой, напечатанной на английском языке вслед за рассказами о Троянской войне, стал труд о шахматах. В 1561 году испанский священник Руи Лопес де Сегура написал книгу «Об изобретательности и искусстве игры в шахматы», которая стала первым серьезным изучением этой игры. С именем Руи Лопеса связано создание испанского дебюта, так как наибольшее внимание в своем труде Лопес уделял именно началу игры. Шахматы часто приводятся врачами в пример эффективного средства улучшения памяти. Также эта игра тренирует ум путём решения сложных логических задач, поэтому она рекомендуется для борьбы с болезнью Альцгеймера. Название «шахматы» происходит от персидских слов «шах» и «мат», которые часто переводятся как «король умер», хотя более точным эквивалентом было бы выражение «король в ловушке» или «королю не убежать». В 1972 году во время матча Фишер-Спасский в Рейкъявике советская делегация подозревала претендента Фишера в использовании различных электронных и химических устройств для того, чтобы вывести чемпиона мира из равновесия. Стул Спасского охранялся круглосуточно, а после игр был отправлен в лабораторию, но ничего необычного в нем найдено не было. Филлипинский мальчик Алехин Нури стал самым молодым мастером ФИДЕ в мире. Сейчас ему 9 лет. В английском языке слово rooky, обозначающее выдающего шахматиста, происходит от «rook» — ладья. Как правило, ладьи вступают в игру ближе к эндшпилю и вместе с ферзем являются самыми сильными фигурами. Складная шахматная доска была изобретена в 1125 году священником-шахматистом. Церковь запрещала священникам играть в шахматы, поэтому изобретательный пастор просто складывал доску пополам, чтобы она казалась похожей на лежащие друг на друге книги. Шахматные часы были изобретены Томасом Уилсоном в 1883 году, до этого времени использовались песочные часы. Современный вид шахматные часы приобрели к 1900 году, когда был придуман механизм переключения. В 1985 году Гарри Каспаров стал самым молодым чемпионом мира по шахматам в возрасте 22 лет и 210 дней. До сих пор тринадцатый чемпион мира признаётся многими экспертами величайшим шахматистом в истории. Самый продолжительный по количеству ходов матч был сыгран между шахматистами Николичем и Арсовичем в Белграде в 1989 году. Партия продолжалась 20 часов 15 минут и завершилась ничьей. За игру было сделано 269 ходов. После этого матча ФИДЕ ввела правило 50 ходов: если за 100 ходов ни одна фигура не была взята, игроки не имеют права более затягивать игру и объявляется ничья. Однако теоретически в самой длинной шахматной партии может быть 5 949 ходов. Число возможных уникальных шахматных партий больше числа электронов во всей вселенной. Количество мельчайших частиц материи составляет около 10 в 79 степени, в то время как число неповторяющихся шахматных комбинаций более 10 в 120 степени. Многие учёные не подвергают сомнению то, что шахматы оказывают крайне положительное воздействие на человека: развивают память, тренируют ум и не зря даже считаются спортом, а потому можно не сомневаться, что эта уникальная игра еще долгое время не уйдёт в историю.

Стаканчик

© 2015 — 2024 stakanchik.media

Использование материалов сайта разрешено только с предварительного письменного согласия правообладателей. Права на картинки и тексты принадлежат авторам. Сайт может содержать контент, не предназначенный для лиц младше 16 лет.

Приложение Стаканчик в App Store и Google Play

google playapp store