Основы реальности. 10 фундаментальных принципов устройства Вселенной

Пауки конструируют чувствительную систему другого типа. Их паутина — не только ловушка, но и сигнальное устройство, колебания которого указывают на присутствие и положение добычи.

Зрение — наш главный канал связи с внешним миром. Через него мы получаем очень много информации, и 20–50% нашего мозга (в зависимости от того, как считать[110]) предназначены для ее обработки. Но в реальности внешний мир все равно намного богаче.

Наше зрение реагирует на состояние электромагнитного поля — но только на излучение, попадающее в зрачки. Кроме того, чувствительность глаза ограничивается узким диапазоном длин волн, от 350 до 700 нанометров (это примерно полумиллионная часть метра), называемым видимым светом. Но даже в этом диапазоне мы не воспринимаем спектр правильно. У нас в глазу есть три[111] разных типа колбочек, грубо настроенных на разные диапазоны длин волн, задействованных в цветовом зрении, а также есть палочки, грубо настроенные на широкий диапазон, для периферического и ночного зрения.

Многие рептилии воспринимают инфракрасное излучение. Пчелы, как и многие птицы, воспринимают ультрафиолет. Птицы лучше нас анализируют спектр видимого света: их рецепторные клетки содержат вкрапления масла, которые избирательно фильтруют диапазоны длин волн. Как ни странно, ракообразные[112], известные как креветки-богомолы, на сегодня считаются лучшими природными спектроскопистами: у разных их видов есть от двенадцати до шестнадцати различных типов рецепторов (для сравнения: у человека только четыре). Их чувствительность захватывает и значительную часть инфракрасного и ультрафиолетового спектра излучения. Они также чувствительны к поляризации, чего совсем нет у людей.

Наши предки жили во вселенной, отличающейся в сенсорном смысле от нынешней. Трудно представить себе мир без очков, зеркал, линз (и их усовершенствованных форм — микроскопов и телескопов), искусственного освещения и фонарей, датчиков дыма, термометров, барометров и множества других устройств, которые расширяют наше восприятие. Тем не менее в таком мире люди жили в течение большей части истории.

Технологии уже предоставили нам сверхвозможности, и конца этому не видно. Приемники и генераторы электромагнитного излучения как в видимой области, так и за ее границами становятся компактными и дешевыми, равно как и датчики магнитного поля, генераторы и приемники ультразвука, а также устройства, которые могут отбирать и анализировать химические образцы («искусственные носы»). В нашей повседневной жизни двери восприятия открываются все шире.

ТРУДНО ДАВШИЕСЯ ОТКРЫТИЯ

Другие проекты по расширению нашего восприятия требуют экстраординарных усилий во многих областях науки и призваны решать важные вопросы, общаясь с природой на новом уровне. Открытия, которые при этом делаются, не станут в обозримом будущем частью повседневной жизни. Но у людей появился стимул усердно работать дальше. Ведь поднятые вопросы очень интересны.

Здесь я кратко опишу два больших проекта, которые в последние годы расширили границы нашего восприятия мира. Это примеры запланированных открытий, когда мы поставили прямые вопросы природе и ожидаем ответы. В каждом случае я объясню, почему мы задаем именно этот вопрос, почему хотим получить ответ и что для этого делаем.

Цель этих проектов — раздвинуть границы того, что мы умеем делать[113], чтобы расширить горизонт наших знаний. Таким образом, они проводят стресс-тесты для нашего понимания основных законов.

ЧАСТИЦА ХИГГСА

Что мы ищем и почему

Представьте себе планету, покрытую льдом, под которым лежит огромный океан, — например, что-то похожее на Европу, спутник Сатурна. А в этом океане живет уникальный вид рыб — настолько разумных, что они интересуются динамикой. Поскольку рыбы движутся в воде сложным образом, они накапливают много интересных наблюдений и эмпирических правил, не объединенных в целостную систему. И вот однажды у некоей рыбы-гения, назовем ее рыбкой Ньютоном, возникает потрясающая идея. Рыбка Ньютон предлагает новые законы движения. Они намного проще, чем старые правила, но не описывают того, как объекты движутся на самом деле (то есть в воде). Рыбка Ньютон утверждает, что вы сможете вывести наблюдаемые движения из новых, более простых законов, если предположите, что пространство заполнено средой. В этом случае гипотетическая среда — ее мы называем водой — влияет на поведение тел. Идея рыбки Ньютона — соединить сложность наблюдаемой реальности с более фундаментальной простотой, лежащей в ее основе.

Если б только постичь мы сумели, мой друг,
Тайну жизни, что всем управляет вокруг,
Разве б Замысел строгий склонить не рискнули
К зову наших сердечных томлений и мук?

Омар Хайям