Интересности
 14.8K
 4 мин.

Сколько весит облако?

На небе можно наблюдать самые разные облака: в хороший летний день — пушистые, в пасмурную погоду — грозовые тучи, а иногда огромное полотно серых облаков покрывает все небо на несколько дней. Облака летают, а значит, логично предположить, что они почти ничего не весят, но на самом деле это не так. На сегодняшний день мы знаем достаточно о каждом виде облаков, в частности, об их составе. Это позволяет вычислить их вес с помощью нехитрых математических расчетов. Вода и воздух В первую очередь нужно разобраться, из чего состоят облака. Состав нехитрый: преимущественно воздух и маленькие капли воды, которые могут замерзать и превращаться в маленькие кристаллики льда. Чтобы рассчитать вес облака, мы должны рассчитать вес воздуха и воды, а затем сложить эти две величины. Следующий шаг — определить, с каким видом облака мы имеем дело. Таких видов очень и очень много, и у каждого из них есть название. Например, пушистые облака, неспешно плавающие по летнему небу, называются кучевыми. Поговорим об этих облаках для начала. Итак, в кучевых облаках содержится примерно четверть грамма воды на один кубический метр. То есть, если собрать воду с одного кубического метра облака вместе, получится довольно большая капля. Но если ничего не собирать, то по факту мы имеем около одного миллиона микроскопических капель в одном кубическом метре облака. Насколько большое? Далее необходимо определить размер облака. Чтобы понять, насколько велико обычное кучевое облако, достаточно посмотреть на его тень с высокой точки в солнечный день. Кучевые облака бывают совершенно разных размеров, но если взять среднюю величину, то она составит примерно один километр в длину, в высоту и столько же в ширину. Таким образом, облако можно считать кубом со сторонами длиной 1000 метров каждая, значит, объем составит 1000*1000*1000, то есть миллиард кубических метров. Держим в голове, что наше облако содержит лишь четверть грамма воды на каждый кубический метр, но это уже не так мало, если объем равен миллиарду кубических метров. Путем нехитрых вычислений определяем, что облако весит 250000000 граммов, то есть 250 тонн, а это сравнимо с весом двух взрослых голубых китов. Что насчет остальных видов облаков? Рассмотрим грозовую тучу. Она гораздо больше кучевого облака — средний размер составляет около 10 километров в длину, в высоту и в ширину. Очевидно, что в тучах гораздо больше воды: примерно 2 грамма на кубический метр. Проводим несложный расчет и вычисляем, что грозовая туча весит два миллиона тонн. Теперь неудивительно, что бывают такие сильные дожди. Теперь посчитаем вес огромного полотна серых облаков. Этот вид облаков содержит примерно столько же воды, сколько кучевое облако. Серые облака покрывают гораздо большую площадь — 500 километров, но при этом они плоские — в среднем 200 метров в высоту. Получается, что полотно серых облаков в 50000 раз больше кучевого облака, и вес воды в нем составляет 10 миллионов тонн. И наконец, нужно прибавить вес воздуха к весу воды, который мы уже рассчитали. Вернемся к кучевому облаку. Вес воздуха в одном кубическом метре составляет примерно один килограмм, то есть в 4000 раз больше веса воды. Таким образом, вес воздуха в среднем кучевом облаке составляет один миллиард килограммов или один миллион тонн. Вот почему облако держится в небе — маленькие капли воды удерживаются всем этим огромным количеством воздуха. Если провести те же расчеты с грозовой тучей, то мы получим один миллиард тонн воздуха. Остается серое облако, вес воздуха в нем — 50 миллиардов тонн. Теперь нужно сложить вес воздуха и вес воды. Кучевое облако весит 1000250 тонн. Конечно, вы можете сказать, что воздух не считается, но он есть в составе облаков в любом случае. Даже без учета воздух облака весят гораздо больше, чем вы могли подумать. По материалам статьи «How much does a cloud weigh» The Conversation

Читайте также

 95.7K
Психология

Преодоление психологических барьеров, отделяющих вас от успеха

В этом мире живет невероятное количество талантливых личностей, посвятивших всю жизнь своему ремеслу. Часть из них преуспела в деле, прочие даже не позволяли себе думать о каком-либо вознаграждении, третьи предвкушали триумф, но их ментальные установки становились помехой на пути. Преодоление психологических барьеров — неотъемлемый этап борьбы человека за свою мечту, который требует мужества и сосредоточения. Фундамент возводимых нами же преград закладывается еще в детстве, когда получить выговор можно за одну лишь попытку вести себя не так, как предписано правилами. Предпринимательство же требует от человека противоположной манеры поведения — поиска и масштабирования способностей, черт, идей, которые могли бы выделить личность из общей массы. Эрл Найтингейл, один из первых бизнес-философов нашего времени, по этому поводу сказал следующее: «Если, приступая к какому-либо начинанию, у вас не было бы ни единой ролевой модели для подражания, вам бы не осталось ничего, кроме наблюдения за тем, что предпринимают остальные, и следования противоположному их пути». К сожалению, чаще всего приходится учиться на собственном опыте. Поэтому заранее смиритесь с тем, что вам придется преодолевать следующие ментальные препятствия, которые сокрушили не одну сотню предпринимателей. Страх поражения Успех не придет к вам, если вы не готовы жертвовать и страдать ради него. Неудачи — это тяжкий багаж, который прилагается к будущим достижениям. То, как вы реагируете на провалы, определяет вашу готовность к успеху. Когда вы поймете, что любая осечка награждается бесценным опытом, вы начнете принимать неудачи с мужеством и уверенностью. Восприимчивость к чужому мнению Сторонний опыт ценен сам по себе, но вы всегда должны проводить внутренний кастинг потенциальных собеседников, определяя их намерения и, как бы цинично это ни звучало, их репутацию. Прислушивайтесь к людям, с которыми бы вы были не прочь поменяться местами. Учитесь наблюдать за достижениями успешных предпринимателей и промахами не достигших цели. Так вы сможете значительно сэкономить на обучении и совершении собственных ошибок. К тому же действия, в отличие от слов, говорят сами за себя. Необходимость нравиться всем Причина, по которой большинство людей не готово рисковать, кроется в страхе перед общественным порицанием. Вас заботит то, что о вас думают окружающие? Если вы хотите жить той жизнью, которую действительно заслуживаете, вам придется отказаться от желания понравиться всем. Вам должно хватать осознания своей честности и верности делу. Отсутствие одержимости Если вы не сходите с ума от того, что делаете, полагаться придется только на счастливый случай, которого вы никогда не дождетесь. Только страсти под силу продержать вас на плаву в момент первого провала. Вспомните слова Уоррена Баффета: «Одержимость — это ДНК величия».

 86.6K
Психология

Как на вас могли повлиять эти 12 событий, случившихся в детстве

Детство влияет на нас сильнее, чем кажется. Сотни исследований говорят об этом. Истоки того, как мы ведём себя во взрослой жизни, чаще всего кроются именно в нашем детстве. Если сегодня вы страдаете от ожирения, или повзрослев, стали очень скрытным человеком, то оглянувшись назад, можно узнать, когда это началось. 1. Если ваши родители не позволяли вам принимать самостоятельных решений, то повзрослев, вы станете человеком, находящимся в патологической зависимости от партнёра Если ваши замечательные родители не позволяли вам одеваться так, как вы хотите, не разрешали выбирать себе друзей или еду, то в конечном итоге вы можете превратиться в человека, который патологически зависит от партнёров, — говорит советник по психическому здоровью Лора Дессауэр. Это означает, что когда вы станете старше, вы начнёте искать такие отношения, в которых вся власть и весь контроль будут сосредоточены в руках вашего партнёра. 2. Если вы были близки со своим отцом, то сейчас у вас нет проблем в интимной жизни Если в детстве у вас была тесная эмоциональная связь с отцом, то в дальнейшей жизни вы сможете поддерживать здоровые интимные отношения с вашим партнёром. «Исследование выявило чёткую связь между качеством отношений отца и сына и межличностными отношениями в дальнейшей жизни», — рассказал ведущий исследователь доктор Нурит Нахмани. 3. Если ваши родители постоянно вас контролировали, вы можете стать очень упрямым взрослым Упрямство — это защитный механизм, который вырабатывается у детей, чтобы они могли противостоять воле родителей, которые стремятся постоянно их контролировать. Подрастая, дети обычно не утрачивают эту черту. 4. Если вы слишком много смотрели телевизор, то у вас могут быть подавлены навыки общения Понаблюдав в ходе исследования за матерями и их детьми, исследователи пришли к выводу, что телевидение способно ослабить связь между родителем и ребёнком. Даже когда родители и дети смотрели одну и ту же передачу, комментарии родителей, как правило, были совершенно не связаны с тем, что говорили их дети. А так как именно общение с родителями формирует первичные социальные навыки ребёнка, такое непродуктивное общение не даёт этим навыкам нормально формироваться. 5. Просмотр передач со сценами насилия может сделать вас агрессивным По данным 15-летнего исследования, дети изменяют своё поведение после сцен насилия, в которых исполнители получают вознаграждение за совершённое насилие. Например, если ребёнку показывают детектива, которому удалось призвать убийцу к ответственности после серьёзного столкновения с ним, это приведёт к тому, что ребёнок будет больше хватать, толкаться и драться. Даже после того, как он или она повзрослеют. 6. Если вы подражали своим родителям, то — открытый человек Если вы копировали всё, что делали ваши родители, даже если это не имело смысла, то быстро поняли, что все ваши действия приводят к какому-то, порой неожиданному, результату. Позднее это сделает вас более открытым для культурного обмена и передачи информации. Эта деятельность свойственна только человеку: шимпанзе продемонстрировали, что тоже могут подражать действиям, но только в том случае, когда эти действия несут практическую пользу. «Это делаем только мы, и этого не делают приматы», — психолог Марк Нильсен из Университета Квинсленда в Австралии. 7. Если вас часто наказывали, то повзрослев, вы можете стать скрытным В своей книге «Drive» автор Даниель Пинк объясняет, что попытки влиять на поведение ребёнка, предлагая ему вознаграждение или наказание довольно часто приводят к желательному поведению. Вместо этого дети будут всеми силами стараться, чтобы их не поймали в следующий раз. Вывод: если вас в детстве часто наказывали, вы, скорее всего, вели себя ещё хуже, однако знали, как не попасться. И в конечном итоге вы могли превратиться в очень скрытного взрослого. 8. Если ваши родители злоупотребляли алкоголем, вы, вероятно, очень серьёзный взрослый Если вы росли и были свидетелем того, как ваши родители злоупотребляют алкоголем или наркотиками, то очень вероятно, что сами постепенно сделались «родителем» для собственных мамы или папы. Так как вы, по сути, пропустили всё своё детство, то стали невероятно серьёзным и можете испытывать трудности с тем, чтобы хорошенько повеселиться. А ещё вы слишком ответственны. 9. Если вы были психологически травмированы в детстве, то повзрослев, можете заполучить ожирение Несколько исследований показали корреляцию между сексуальным домогательством (и другими травмирующими детскими переживаниями) и расстройством пищевого поведения. Исследование 2007-го года свидетельствует, что у женщин, переживших в детстве сексуальное насилие, риск развития ожирения повышается на 27% по сравнению с женщинами, которые подобному насилию не подвергались. А у мужчин этот риск повышен аж до 66%. 10. Если в детстве с вами жестоко обращались, вы часто страдаете от депрессии В Королевском колледже Лондона исследовали 26 000 человек, и выяснили, что у людей, в детстве подвергавшихся разным формам жестокого обращения, депрессия случается вдвое чаще среднего показателя. Причин, вызывающих это явление, несколько: недостаток общения между матерью и ребёнком, излишне жёсткая дисциплина в семье, жестокость, порождающая страх. 11. Если вы выросли в бедности, ваша кратковременная память будет хуже Люди, которые происходят из низших социально-экономических слоёв, в зрелом возрасте обладают не слишком хорошей кратковременной памятью (то есть способностью удерживать в памяти одновременно несколько объектов), выяснил Исследовательский университет Орегона. 12. Если ваши родители развелись, когда вы были маленьким, то в зрелом возрасте это негативно скажется на ваших с ними отношениях Если ваши родители развелись, когда вы были в возрасте от 3 до 5 лет, то вероятно, ваши отношения с ними будут очень напряжёнными, когда вы повзрослеете, особенно отношения с отцом, считают исследователи из Университета Иллинойса. Однако ранний развод родителей никак не повлияет на ваши отношения с противоположным полом.

 64.3K
Интересности

Когда твоего парня нет в соцсетях

А вы знаете людей, которых нет ни в одной социальной сети? Этот забавный ролик про девушку, которая начала встречаться с таким парнем. Больше смахивает на трейлер к фильму ужасов.

 44.1K
Жизнь

Высказывания, наполненные жизненным опытом

Вначале ты играешь в азартные игры, а потом на гармошке у прохожих на виду. И все-таки не очень звучит «букет невесты»... Как венеролог говорю. Просто не учи физику в школе, и вся твоя жизнь будет наполнена чудесами и волшебством. Я поверю, что бег полезен для здоровья, когда белка в колесе переживет черепаху. Все законы против пьянства принимаются на утренних заседаниях. Маленькая хитрость. Гора грязной посуды быстро исчезнет, если уронить на нее гирю. Единственная проблема в первые 30 минут в тренажерном зале в том, что прошло только 2 минуты. Для того чтобы жить припеваючи, некоторые готовы подпевать кому угодно. Всё, что мне нравится — либо дорогое, либо нелегальное, либо не отвечает на сообщения. Уборка — это перемещение всякого хлама в более незаметные места. Если вы всё-таки решили ответить на письмо, которое пришло два месяца назад, начните свой ответ так: «Вот уже два месяца я читаю и перечитываю твоё сообщение ...» На лицах некоторых женщин написано только одно: «Осторожно, окрашено!».

 42K
Жизнь

Поучительная история о взглядах на жизнь

Позвали в гости. Подруга с мужем. Будет много народа, сказали… Я говорю: не зовите, хуже будет. Я не люблю народа. Я – социопат. Нет, приезжай, настояли. Ну, приехала. То-се. Выпили, поели. И тут – разговоры. Все болтают, я молчу. Начали у меня всякую фигню спрашивать. Не спрашивайте меня ни о чем, говорю. Я – молчаливый социопат. Нет, пристали. Один. Полчаса рассуждал о манерах, о том, как трудно жить, когда вокруг не умеют себя вести и одеваться. Что Вы об этом думаете, говорит мне. Подряд три раза. Ну, я и сказала, что я думаю, что на его месте я бы не надела крепдешиновую кофточку своей мамы, даже в гости, даже под пиджак своего папы… И не стала бы из общей мисочки доедать салат. Переложила бы в свою тарелку. И… Ну, он не дослушал, ушел быстро и даже уехал. А я что? Я – откровенный социопат. А тут еще одна. Полвечера всё говорила о здоровом питании, и сетовала, что ничего здорового нет на столе. Что я об этом думаю, спросила меня. Несколько раз. Ну, я и сказала, что она, несомненно, символ здорового питания, вся сама здоровая, здоровенная, даже. И да, ничего подходящего для нее нет. Уже нет. Особенно, на ее части стола. Все кончилось. И она как-то сразу тоже домой собралась, только пирожок доела с мясом. А я что? Я – правдивый социопат. И тут с другого края стола спросили. Там женская компания, одна рассказывала про свой успех у мужчин. Бешеный. На отдыхе. В Турции. И Испании. У массажистов и официантов. Громко так рассказывала. И у меня спросила, к несчастью, как мои успехи у мужчин. Ну, я и рассказала, что нет у меня успехов. Ни одного альфонса за это лето не осчастливила. Ни в Турции, ни в Испании. Наверное, денег жалко. Я – жадный социопат. И они как-то вдруг все засобирались домой и уехали. Стало тихо… Остались мы. Я, подруга, муж. И бабушка. – Господи, счастье какое, – сказала подруга. – Как они рано все уехали. Впервые. – Я по этому поводу вишневую наливку сейчас принесу, сам делал, только для нас берег, – сказал муж. Мы пили наливку и смотрели на закат. Было чудесно. Тихо и пахло листвой. – Спасибо, что позвали в гости, – сказала я. – Как хорошо у вас. – Приезжай всегда, – ответили они. Я приеду. Я – благодарный социопат. Автор: Наталья Иванова

 36.9K
Искусство

Подборка мрачного и завораживающего фэнтези

В мире фэнтези существует нечто особенное, что заставляет нас забыть о повседневных заботах и проникнуться мистической атмосферой. Это жанр, в котором реальность переплетается с миром мрачных существ, таинственных сюжетов и загадочных мест. Сегодня мы предлагаем вам погрузиться в эту истинно волшебную атмосферу и представляем вашему вниманию подборку самых захватывающих и завораживающих книг фэнтези.. 1. Эми Хармон «Птица и меч» Новый роман Эми Хармон «Птица и меч» откроет перед вами волшебный мир, в котором есть место всему: королевствам, заклинаниям, замкам, битвам и любви, прекрасной и вечной. Есть старая легенда: когда-то давно Создатель подарил людям четыре слова, четыре волшебных дара — так появились Пряхи, Перевертыши, Целители и Рассказчики. Но когда в одном мире живут Одаренные и те, кому магия неподвластна, — неравенство и зависть неизбежны. Однажды могущественный король запретил Одаренным колдовать, дабы оградить их от искушения возвыситься над простыми людьми. И хоть в королевстве Джеру веками искореняли магию, все равно рождались те, кто способен творить заклинания. У Ларк есть особый дар: ее слова наделены невероятной силой. Но дар сулит лишь смерть — именно из-за него жестокий король Золтев убил ее мать. Перед смертью Мешара, чтобы защитить дочь, приказала ей навек замолчать. Но как сложно жить в мире, когда он полон слов, а ты не в силах произнесли вслух ни одного! 2. Лео Кэрью «Под северным небом. Книга 1. Волк» Тысячи лет продолжается противостояние сатрианцев и анакимов. В преддверии зимы сатрианская армия вновь углубляется в Черную Страну, чтобы предать ее огню и мечу. Там, где военные достижения ценятся превыше всего, черные легионы анакимов терпят позорное поражение. Чтобы восстановить хрупкий мир и изгнать сатрианцев с некогда цветущих земель, Роупер, сын Черного Лорда из Дома Йормунрекуров, должен добиться любви и признания легионов. Величайшие воины способны сражаться где угодно. Но лучшие правители побеждают без сражений. 3. Си-Джей Редвайн «Исполняющий Желания» «Исполняющий Желания» — основанная на сказке братьев Гримм удивительная история, в которой добро и зло схлестнутся в неравной борьбе. В королевстве Сандрэйлль праздник — родился наследник престола. Незаконнорожденные дети короля, Тадд и Арианна, вместе с матерью вынуждены бежать из дворца. Пытаясь не допустить смерти родных, юноша в отчаянии заключает договор с чародеем. Алистер Тиг, Исполняющий Желания, возводит беглого принца на престол, но в ответ требует безоговорочного подчинения. Черный маг фактически захватывает королевство — претворяет в жизнь мечты сотен людей, а взамен забирает их души. Власть чародея растет, и Арианна понимает: если не остановить злодея, миру, который она так любила, придет конец. Сумеет ли она воплотить задуманное? 4. Мария Хэдли «Магония» Шестнадцатилетняя Аза с рождения страдает загадочной болезнью легких. Она не может нормально дышать, говорить, жить. Недуг медленно убивает Азу, и доктора не знают, как исцелить ее... Однажды она замечает плывущий в небе старинный корабль. Все уверены, что Азе это привиделось: просто галлюцинация, вызванная лекарствами. Но вскоре девушка исчезает из этого мира. И оказывается в другом... Там, наверху, в Магонии. 5. Роберт Ирвин «Чудесам нет конца» Прихотливый узор, сотканный из средневековых хроник, рыцарских романов и кельтских легенд, складывается в повествование о тех временах, когда чудеса еще не покинули мир, а колдовство легко уживалось с точными науками. Молодой лорд Энтони Вудвилл уверен: впереди его ждут славные битвы, невероятные подвиги и любовь красавиц, а еще — он будет жить вечно. И хотя история расставит все по местам, в главном Вудвилл окажется прав. 6. Нил Гейман «Американские боги» Мрачная — но пропитанная черным юмором — сага про рагнарек, гибель мира из скандинавской мифологии: старые боги, от ифритов до Одина, готовятся к битве с богами интернета, хайвеев и GPRS. Как если бы Снорри Стурлусон начитался комиксов. Две главные жанровые премии разом: «Хьюго» и «Небьюла». 7. Ренсом Риггз «Дом странных детей» Шестнадцатилетний Джейкоб с детства привык к рассказам своего деда о его юности на далеком Уэльском острове, в приюте для странных детей: о чудовищах с тройными языками, о невидимом мальчике, о летающей девочке… Единственным побочным эффектом этих выдумок были ночные кошмары, мучившие подростка. Но однажды кошмар ворвался в его жизнь, убив деда наяву… 8. Брэм Стокер «Гость Дракулы» Имя Брэма Стокера не нуждается в представлении — уже более ста лет роман «Дракула» не покидает списки бестселлеров разных стран в категории «мистика». И только истинные ценители знают, что Стокер — еще и автор малой прозы, написанной в лучших традициях классической английской литературы рубежа веков. Мистические истории, вошедшие в сборник «Гость Дракулы», или байки членов странствующей актерской труппы из «Занесенных снегом», а может, коллекция причудливых, наполненных аллегориями сказок-притч «Под закатом» — каждый читатель наверняка найдет в этой книге что-то для себя, открывая ранее неизвестные ему грани таланта создателя самого притягательного мифа XX века. 9. Эрин Моргенштерн «Ночной цирк» Цирк приезжает без предупреждения. Без афиш или какой-либо другой рекламы. Он просто появился из ниоткуда. Под шатром в чёрно-белую полоску скрывается совершенно уникальный опыт, полный захватывающих дух и поражающих воображение вещей. Этот цирк называется «Цирк Сновидений» и открывается только в ночное время. Но за кулисами начинается жесткая конкуренция — соревнование между двумя молодыми магами, Селией и Марко, которые были обучены с детства специально для этой цели, своими инструкторами. Юные маги и не догадываются, что это игра, из которой только один может выйти победителем, так что цирк становится сценой для замечательного боя воображения и сильной воли. Несмотря на их разногласия, Селия и Марко окунаются с головой в любовь, в глубокую, волшебную любовь, которая делает огни ярче и комнаты теплее, всякий раз, когда они прикасаться друг к другу даже кончиками пальцев. Истинная любовь или нет, но игра должна продолжаться, от этого зависят судьбы всех — от обычных артистов этого необычного цирка до смелых воздушных акробатов. Написанный насыщенной, соблазнительной прозой, этот магический роман — просто праздник для души и сердца. 10. Чак Паланик «Колыбельная» «Колыбельная» еще одно произведение писателя которое многие относят к его лучшим романам. Написанное на фоне утраты отца, книга «Колыбельная» является своеобразным способом переосмысления утраты Палаником. Она была удостоена множества наград, а сразу по нескольким версиям литературных наград США была признана лучшим произведением 2002 года.

 30.7K
Наука

Больцмановский мозг: уникально ли человеческое сознание?

Больцмановский мозг — это гипотетический объект, самопроизвольно собравшийся во Вселенной и способный осознавать свое существование. Вероятность такого события по некоторым оценкам даже превышает вероятность появления обычного человеческого мозга в ходе эволюции. Что с этим делать? И как в науке появилась гипотеза Больцмановского мозга? Все повторяется В августе 1881 года на прогулке в окрестностях горной швейцарской деревушки Фридриха Ницше посетила мысль о вечном возвращении. «Высшая формула утверждения, которая вообще может быть достигнута», — как писал сам философ. По мысли Ницше, бесконечное течение времени с неизбежностью приводит к абсолютно точному повторению всех событий. Здесь и падающее с дерева яблоко, и застывший перед монитором читатель «Теорий и практик», и сам Ницше, в мистическом предчувствии мысли присевший отдохнуть у отвесной скалы. Все в точности повторится во Вселенной еще бесчисленное количество раз. По воспоминаниям современников Ницше был очень увлечен новой идей. В поисках ее фундаментальных оснований он даже стал изучать естественные науки, но цельной теории у него так и не появилось — концепция вечного возвращения появляется в трудах немецкого философа только эпизодически. И тем удивительнее, что история про искусственный мозг, способный продублировать наше сознание, начинается совсем неподалеку — в Венском и Мюнхенском университетах, где в конце XIX века преподавал австрийский физик Людвиг Больцман. Больцмана считают одним из создателей статистической физики — на его могиле даже выбита выведенная им знаменитая формула, позволяющая рассчитать физическую величину энтропию как меру упорядоченности системы: S=k*lnW, где S — энтропия, k — постоянная Больцмана (физическая постоянная, определяющая связь между температурой и энергией) , а W — количество микросостояний, реализующих макросостояние. Микросостояние — это состояние отдельной составляющей системы, а макросостояние — состояние системы в целом. В качестве примера попробуем посчитать энтропию абстрактного рабочего стола, на котором лежит две папки. В идеале в одной (любой) папке должно быть два чистых листа, а в другой — два исписанных. При таких условиях возможны только два микросостояния: либо в папке №1 два чистых листа, а в папке №2 два исписанных, либо наоборот. А значит, по формуле энтропия такого состояния будет S = k*ln 2 Теперь представим, что листы перепутались, и в одну папку попало сразу три из них, а в другую только один. Тут появляется четыре возможных микросостояния: в первой папке два чистых листа и один исписанный, в первой папке два исписанных листа и один чистый, плюс два таких же состояния для папки второй). Подставляем число 4 в формулу: в целом энтропия такого состояния будет S = k*ln 4. А поскольку ln4 = 2ln2, получается, что с увеличением беспорядка энтропия такой простой системы удвоилась. Во времена Больцмана уже был известен второй закон термодинамики, который утверждает, что процессы в закрытых системах самопроизвольно протекают в сторону увеличения беспорядка и энтропии (так и бумаги на столе запутываются, поскольку беспорядку соответствует гораздо больше различных конфигураций, чем порядку). И тут у Больцмана возникла проблема: окружающий мир казался слишком упорядоченной системой (надо отметить, что ученый тогда еще ничего не знал о двойной спирали ДНК или строении атома), чтобы функционировать по этому закону. Мир как флуктуация Тогда Больцман предположил, что наш мир с небольшой энтропией — это не что иное, как флуктуация. Случайное мимолетное отклонение Вселенной от ее основного состояния хаоса. Отсюда следовало и более общее утверждение: хаос способен порождать упорядоченные системы. Прошло больше века, пока ученые нашли реальный механизм, способный подкрепить эту гипотезу — квантовые флуктуации вакуума. Дело в том, что физический вакуум это не просто некое абстрактное и навеки пустое пространство. Как бы хорошо мы не «откачали» всю материю из какого-то объема, в нем все равно постоянно будут появляться виртуальные, существующие бесконечно малое время частицы. На первый взгляд это явление кажется какой-то физической абстракцией, но вполне материальные подтверждения его реальности уже существуют уже давно — вроде эффекта Казимира (две параллельные зеркальные пластины едва уловимо притягиваются друг к другу — в пространстве между ними рождается меньше виртуальных фотонов, чем снаружи, что создает небольшое избыточное давление). Более того, как считают некоторые физики, именно крошечные квантовые флуктуации определяют многие важные аспекты нашей жизни — подобно тому, как взмах крыла бабочки, скажем, в Буэнос-Айресе, через месяц вызовет ледяной дождь в Москве. Но что будет, если пара виртуальных частиц — например, электрон и позитрон, из ниоткуда появившиеся в нашем мире — мгновенно разойдется в пространстве? А если они встретятся с миллиардами других таких же частиц и случайно организуются в точную копию Солнечной системы? Или в конкретного человека со всеми его воспоминаниями, идеями и переживаниями? Так физики конца XX века вернулись сразу и к Больцману, и к Ницше. Впрочем, гораздо более вероятным событием против случайного зарождения целого человека будет появление только одного его мозга. Того самого мозга Больцмана, собравшегося во Вселенной и теперь осознающего свое существование. Более того, вероятность этого события по некоторым подсчетам даже больше, чем вероятность привычного появления точно такого же мозга в результате биологической эволюции. А это уже практически солипсизм. Ведь кто при таком обороте дел способен уверенно сказать, что наш материальный мир реален, а не является только сновидческим порождением какого-нибудь случайного мозга, плавающего в глубинах космоса? Эволюция vs случайность Такие рассуждения могут показаться чистой фантазией. Но даже самые серьезные ученые теперь берут в расчет этот парадокс мозга Больцмана. «Логика квантовой теории поля и инфляционной космологии заставляет меня признать, что в бесконечно отдаленном будущем в вакууме будут рождаться все новые и новые копии меня самого, точнее, моего нынешнего сознания, — говорит профессор физики Стэнфордского университета Андрей Линде. — Но если это так, почему я должен верить, что я нынешний — это и есть оригинал, а не одна из копий? Более того, коль скоро число копий бесконечно, такая вероятность больше, чем вероятность быть первоисточником». Конечно, этот парадокс можно обойти: подогнать вероятности возникновения мозга Больцмана и обычного человеческого мозга в результате длинной цепочки «Большой Взрыв — эволюция Вселенной — появление биомакромолекул — зарождение жизни — биологическая эволюция» под наше интуитивное желание быть уникальными самосознающими объектами. Такой задачей вполне серьезно занимаются многие ученые — и в том числе сам Андрей Линде, написавший одну из самых цитируемых научных работ этой области. Упрощенно же можно говорить о двух основных подходах, способных отстоять уникальность нашего сознания. Первый из них апеллирует к преждевременному распаду вакуума. Наша Вселенная со всеми ее физическим законами перестает существовать, поскольку по природе своей была нестабильна, а Больцмановские мозги просто не успевают возникнуть. Человечество счастливо. Второй же привлекает саму природу биологической эволюции, которая не является слепым перебором вариантов в поисках идеальной случайной комбинации (слепым перебором комбинаций нуклеотидов за все время жизни даже сложно установить структуру одного конкретного гена, кодирующего один белок). Ведь в эволюции очень важен промежуточный отбор вариантов, который явно повышает вероятность «природного» возникновения человеческого мозга. Но как его учитывать в расчете вероятностей? Оставим этот вопрос ученым. Источник: «Теории и практики»

 22.9K
Жизнь

Тpи челoвека, спасшие миллионы

Лишь через пять дней после взрыва, 1 мая 1986 года, советские власти в Чернобыле сделали страшное открытие: активная зона взорвавшегося реактора все еще плавилась. В ядре содержалось 185 тонн ядерного топлива, а ядерная реакция продолжалась с ужасающей скоростью. Под этими 185 тоннами расплавленного ядерного материала находился резервуар с пятью миллионами галлонов воды. Вода использовалась на электростанции в качестве теплоносителя, и единственным, что отделяло ядро плавящегося реактора от воды, была толстая бетонная плита. Плавившаяся активная зона медленно прожигала эту плиту, спускаясь к воде в тлеющем потоке расплавленного радиоактивного металла. Если бы это раскаленное добела, плавящееся ядро реактора коснулось воды, оно бы вызвало массивный, загрязненный радиацией паровой взрыв. Результатом могло бы стать радиоактивное заражение большей части Европы. По числу погибших первый чернобыльский взрыв выглядел бы незначительным происшествием. Так, журналист Стивен Макгинти (Stephen McGinty) писал: «Это повлекло бы за собой ядерный взрыв, который, по расчетам советских физиков, вызвал бы испарение топлива в трех других реакторах, сравнял с землей 200 квадратных километров [77 квадратных миль], уничтожил Киев, загрязнил систему водоснабжения, используемую 30 миллионами жителей, и на более чем столетие сделал северную Украину непригодной для жизни» (The Scotsman от 16 марта 2011 года). Школа российских и азиатских исследований в 2009 году привела еще более мрачную оценку: если бы плавящаяся сердцевина реактора достигла воды, последовавший за тем взрыв «уничтожил бы половину Европы и сделал Европу, Украину и часть России необитаемыми на протяжении приблизительно 500 тысяч лет». Работавшие на месте эксперты увидели, что плавившееся ядро пожирало ту самую бетонную плиту, прожигало ее — с каждой минутой приближаясь к воде. Инженеры немедленно разработали план по предотвращению возможных взрывов оставшихся реакторов. Было решено, что через затопленные камеры четвертого реактора в аквалангах отправятся три человека. Когда они достигнут теплоносителя, то найдут пару запорных клапанов и откроют их, так чтобы оттуда полностью вытекла вода, пока с ней не соприкоснулась активная зона реактора. Для миллионов жителей СССР и европейцев, которых ждала неминуемая гибель, болезни и другой урон ввиду надвигавшегося взрыва, это был превосходный план. Чего нельзя было сказать о самих водолазах. Не было тогда худшего места на планете, чем резервуар с водой под медленно плавившимся четвертым реактором. Все прекрасно понимали, что любой, кто попадет в это радиоактивное варево, сможет прожить достаточно, чтобы завершить свою работу, но, пожалуй, не более. Советские власти разъяснили обстоятельства надвигавшегося второго взрыва, план по его предотвращению и последствия: по сути это была неминуемая смерть от радиационного отравления. Вызвались три человека... Трое мужчин добровольно предложили свою помощь, зная, что это, вероятно, будет последнее, что они сделают в своей жизни. Это были старший инженер, инженер среднего звена и начальник смены. Задача начальника смены состояла в том, чтобы держать подводную лампу, так чтобы инженеры могли идентифицировать клапаны, которые требовалось открыть. На следующий день чернобыльская тройка надела снаряжение и погрузилась в смертоносный бассейн. В бассейне царила кромешная тьма, и свет водонепроницаемого фонаря у начальника смены, как сообщается, был тусклым и периодически гас. Продвигались в мутной темноте, поиск не приносил результатов. Ныряльщики стремились завершить радиоактивное плавание как можно скорее: в каждую минуту погружения изотопы свободно разрушали их тела. Но они до сих пор не обнаружили сливные клапаны. И потому продолжали поиски, даже несмотря на то что свет мог в любой момент погаснуть, а над ними могла сомкнуться тьма. Фонарь действительно перегорел, но произошло это уже после того, как его луч выцепил из мрака трубу. Инженеры заметили ее. Они знали, что труба ведет к тем самым задвижкам. Водолазы в темноте подплыли к тому месту, где увидели трубу. Они схватились за нее и стали подниматься, перехватывая руками. Света не было. Не было никакой защиты от радиоактивной, губительной для человеческого организма ионизации. Но там, во мраке, были две задвижки, которые могли спасти миллионы людей. Водолазы открыли их, и вода хлынула наружу. Бассейн начал быстро пустеть. Когда трое мужчин вернулись на поверхность, их дело было сделано. Сотрудники АЭС и солдаты встретили их как героев, таковыми они и были на самом деле. Говорят, что люди буквально прыгали от радости. В течение следующего дня все пять миллионов галлонов радиоактивной воды вытекли из-под четвертого реактора. К тому времени как расположенное над бассейном плавившееся ядро проделало себе путь к резервуару, воды в нем уже не было. Второго взрыва удалось избежать. Результаты анализов, проведенных после этого погружения, сходились в одном: если бы тройка не погрузилась в бассейн и не осушила его, от парового взрыва, который изменил бы ход истории, погибли бы миллионы людей.

 19.9K
Наука

Ноам Хомский о происхождении языка

В 1866 году Парижское лингвистическое общество включило в свой устав пункт, запрещающий его членам рассматривать теории о происхождении языка. К этому времени образовалась масса теорий, ни одну из которых нельзя было подтвердить или опровергнуть конкретными данными. Может быть, язык появился из примитивных выкриков, а может быть — из звукоподражания. Может быть, он возник для координации действий по время охоты, а может быть — для эффективного изготовления орудий. Запрет французских лингвистов был жестом благоразумия. Если данных недостаточно, можно поверить в любую теорию. Зачем тогда тратить время? Такое положение дел по-настоящему изменилось только к концу XX века. «За последние 25 лет о языках стало известно больше, чем за предшествующие тысячелетия», — утверждают Ноам Хомский и Роберт Бервик в новой книге «Человек говорящий». Для лингвистов Ноам Хомский — всё равно что Пол Маккартни и Джон Леннон для любителей музыки. Последняя его книга, написанная в соавторстве со специалистом по искусственному интеллекту, обобщает результаты недавних исследований языка в эволюционной биологии, палеогенетике, когнитивной психологии и антропологии. Свою первую знаковую работу, которая называлась «Синтаксические структуры», Хомский опубликовал ещё в 1957 году. В ней была впервые сформулирована теория универсальной грамматики — теория, которая вот уже около 60 лет не даёт покоя представителям самых разных научных дисциплин. Что же революционного сделал Хомский и почему об этом всё ещё важно знать сегодня? Проблема Платона и парадокс шифровальщика До появления Хомского в науках о человеке господствовал бихевиоризм. Для бихевиориста владение языком — это результат научения. Человек, согласно этой теории, производит языковые высказывания примерно также, как собаки Павлова выделяют желудочный сок. Но человек, заметил Хомский, уже в самом раннем детстве способен порождать высказывания, которых никогда не слышал. Допустим, ребёнку говорят: «мама мыла раму». Поразмыслив, ребёнок может ответить: «рама мыла маму» или «мама мыла маму» и так далее. То, что мы знаем и умеем, почти с самого начала не соответствует нашему опыту и во много раз его превосходит. Набор высказываний, которые можно породить на естественном языке, потенциально бесконечен. Это безграничное поле возможностей просто не может быть результатом научения. Сходный путь размышления когда-то привёл Платона к мысли о существовании врождённых идей. Хомский переносит проблему в область лингвистики и заключает: человеческая языковая способность укоренена в биологии. Язык — это орган человеческого тела, суперкомпьютер, который вшит в нашу черепную коробку. Аналогия с компьютером появилась тут неслучайно: именно Хомский впервые охарактеризовал язык как вычислительную систему. В 1950-е уже были сформулированы основы теории информации Тьюринга и Шеннона. Если раньше лингвисты смотрели на человеческие языки и видели бесконечное и хаотическое разнообразие, то благодаря Хомскому за разнообразием стала угадываться общая схема. Эту схему Хомский и назвал универсальной грамматикой. Это то, что объёдиняет все существующие языки — набор правил и структурных блоков, благодаря которым возможен перевод с одного языка на другой и быстрое усвоение любого языка в детском возрасте. Язык — это не слова, а структурная иерархия. Основа языка — совокупность синтаксических правил, по которым строится любое высказывание. На первый взгляд даже близкородственные языки сильно отличаются друг от друга. На русском и английском мы говорим «красная роза» и «red rose», а на французском — «rose rouge»: отличаются не только слова, но и порядок слов в предложении. Мы привыкли, что в языке есть деление между субъектом и объектом действия. Но в языке американских индейцев навахо объект присутствует в обозначении самого действия. Например, глагол sela в дословном переводе с языка навахо означает: «я, длинный и тонкий, лежу на земле, растянувшись, как веревка». Что делает возможным перевод с одного языка на другой, несмотря на все различия между ними? Последователь Хомского Майкл Бейкер называет эту проблему «парадоксом шифровальщика». Во время Второй мировой войны американцы смогли расшифровать военно-морской шифр японцев, что отчасти и обеспечило им победу. Японцы американский код расшифровать не смогли. Дело в том, что вместо кода американцы использовали тот самый язык навахо: индейцы, призванные на военную службу, переводили сообщения с английского на навахо при отправке, и с навахо на английский — при получении. Несмотря на первоначальные опасения, расшифровка происходила точно и быстро: ни одной серьёзной ошибки перевода индейцы не допустили. С одной стороны, навахо и английский сильно отличаются друг от друга — если бы не отличались, японцы быстро разгадали бы загадку. С другой стороны, они достаточно похожи — иначе точный перевод с одного языка на другой был бы невозможен. Этот парадокс как раз и решает теория Хомского. Хомский предположил, что у всех людей есть врождённая языковая способность — примерно такая же, как способность ходить на двух ногах, но ещё более уникальная. Именно эта способность делает людей такими своеобразными существами. Системы коммуникации животных существуют уже около миллиарда лет, но ничего похожего на язык мы у них не найдём. Именно из-за утверждений об уникальности человеческого языка теория Хомского десятилетиями была удобной мишенью для этологов и когнитивистов. Чем больше становилось известно о коммуникации у животных, тем менее уникальным выглядел язык человека. Оказалось, что животным известно, что такое символизация и «произвольность знака»: одно и то же движение в пчелином танце в зависимости от контекста может означать разное расстояние до объекта поисков. Считалось, что только человек может производить концептуальные структуры (к примеру, «деятель — действие — цель»). Потом оказалось, что всё это есть уже у приматов. Что тогда отличает человеческий язык от других систем коммуникации? Согласно поздней версии теории Хомского, человеческий язык стал тем, чем он стал, благодаря рекурсии и логической операции соединения. All we need is Merge В 2002 году в журнале Science вышла знаковая статья Хомского, написанная в соавторстве с этологами Марком Хаузером и Текумзе Фитчем. Хомский предположил, что в основе универсальной грамматики — а значит и языка как такового — лежит рекурсия. Рекурсия — это простейшая логическая операция, при которой одна единица высказывания вкладывается в другую. Предложение «вот кот, который пу­гает и ловит синицу, которая часто ворует пшеницу, которая в темном чулане хранится в доме, который построил Джек» — пример этого языкового свойства. Именно рекурсия, по мнению Хомского, делает возможным бесконечное разнообразие человеческих языков и предложений внутри каждого из них. В основе всех языковых высказываний — и детского стишка, и «Поминок по Финнегану» — лежит простейшая операция соединения. Соединение (Merge) — это операция, которая превращает отдельные синтаксические единицы в новую синтаксическую единицу. Например, выражение «сын брата учителя» — результат соединения выражений «сын» и «брат учителя». К любой такой единице можно прибавлять новые выражения до бесконечности. По мнению Хомского, рекурсия — единственная неизменная основа языковой способности, и возникнуть она могла только одномоментно. Не было никаких постепенных шагов, к которым привыкли сторонники эволюционного подхода. Постепенно менялись внешние системы выражения и понимания — например, голосовые связки и слуховой аппарат, который у человека почти не отличается от слухового аппарата высших приматов. Постепенно менялись ментальные способности человека и структура его мозга. Но язык как таковой возник в результате резкого эволюционного скачка. В новой книге «Человек говорящий» Хомский резюмирует: где-то 80 000 лет назад произошло что-то невиданно странное. Человек научился думать, как мы, и говорить, как мы. С тех пор в наших языковых и когнитивных способностях принципиально ничего не изменилось. Как утверждает Хомский, языковая способность могла возникнуть в результате небольшого изменения нейронных сетей мозга. Произошла всего лишь незначительная перемаршрутизация, небольшая поправка в рамках общего структурного плана — но её последствия оказались колоссальными. Для того, чтобы это изменение закрепилось отбором, нужно было всего лишь несколько тысяч поколений — какое-то мгновение по меркам эволюционистов. За это время языковая способность распространилась по всей популяции и стала важнейшим отличием человека от всех других видов. Возможно, язык существовал и у неандертальцев. Но они оставили слишком мало свидетельств символического поведения, и Хомский эту вероятность отвергает. Согласно новой версии теории Хомского, язык появился как инструмент мышления, а коммуникативные задачи стал выполнять потом. Для коммуникации, кажется, достаточно было бы того репертуара сигналов и символов, который есть у приматов. Настоящее значение языка, утверждает Хомский, заключается в том, что он делает возможным абстрактное и творческое мышление. Язык сначала позволяет создавать «возможные миры» в нашей голове, а уже потом — делиться своими мыслями с окружающими. Коммуникация, пишет Хомский, «это своего рода интрига, в ходе которой говорящий производит какие-то внешние события, а слушающий пытается как можно более удачно соотнести их со своими собственными внутренними ресурсами». У этой мысли Хомского есть много противников. Если он прав, то почему дети, выросшие вне общества, так и не осваивают язык? Никто ведь не мешает им мыслить и строить «возможные миры» у себя в голове. Вероятно, язык всё-таки нельзя отделять от того, как и зачем мы его используем. Это слабая сторона теории универсальной грамматики, на которую сегодня обращают внимание очень часто. Хомский смотрит на язык взглядом натуралиста. Для него это система, которая подчиняется природным законам — так же, как им подчиняется форма снежинки или устройство человеческого глаза. Не существует огромного количества типов глаз. У всех животных глаза примерно одинаковы — отчасти из-за ограничений, заданных физикой света, а отчасти потому, что лишь одна категория белков (опсины) может выполнять необходимые для зрения функции. То же и с языком. Есть общий языковой механизм — и множество вариаций, которые строятся на его основе. Как говорил французский биохимик и микробиолог Жак Моно, «что верно для кишечной палочки, то верно и для слона». Несмотря на все недостатки теории Хомского и обоснованную критику в её адрес, она несомненно обладает одним качеством — красотой. Возможно, именно поэтому она вот уже около 60 лет находится в авангарде научного знания — видоизменяясь, как язык, но сохраняя неизменными свои наиболее глубокие свойства. Источник: Newtonew

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