Ноябрь-декабрь 2006 года

Среди литературы, чтение которой в значительной степени формирует наше мировоззрение, особое место занимает научная литература. Количество научных журналов в мире удваивается каждые 10-15 лет и исчесляется сотнями тысяч. Помочь сориентироваться помогают реферативные и научно-популярные журналы. Наша библиотека выписывает некоторые из них. Мы постараемся регулярно знакомить Вас с наиболее интересными публикациями и напоминаем, что полностью почитать статьи можно в нашей библиотеке.

Игорь Караченцев и Артур Чернин. ОСТРОВА В ОКЕАНЕ ТЕМНОЙ ЭНЕРГИИ // В МИРЕ НАУКИ. — 2006. — № 11. 

Вселенная — мир галактик и вакуума. Недавние исследования показали, что галактики и все тела природы погружены в неведомую ранее космическую среду, получившую название «темная энергия». На эту среду приходится приблизительно 75% всей энергии и массы Вселенной. Галактики — лишь небольшая примесь «обычного» вещества, разбросанного сгустками в космическом пространстве на однородном фоне темной энергии, т.е. энергии космического вакуума. Она создает всемирное антитяготение и заставляет галактики удаляться от нас и друг от друга с возрастающими со временем скоростями. Темная энергия дает о себе знать не только на огромных космологических расстояниях, где ее впервые обнаружили, но и вблизи нас, совсем недалеко от Млечного Пути…

Вселенная — это не мир звезд, как считали веками, а мир галактик… Большинство галактик собрано в различные группы и скопления, насчитывающие от нескольких единиц до сотен и тысяч звездных систем различной массы и размеров. Наша галактика вместе с галактикой Андромеды и четырьмя десятками менее крупных галактик образуют Местную группу, находящуюся по соседству со скоплением галактик в Деве, которое составляет вместе с несколькими другими систему, называемую Местным сверхскоплением… Скопления и сверхскопления распределены в пространстве в среднем равномерно…

Галактики не стоят на месте, а движутся, и притом все они (кроме самых близких к нам, таких как туманность Андромеды) удаляются от нас и друг от друга. Разбегание галактик было обнаружено по спектрам принимаемого от них света… Космологическое расширение было теоретически предсказано в 1922 г. петроградским математиком Александром Александровичем Фридманом. Основываясь на общей теории относительности Эйнштейна, он доказал, что однородный мир не может находиться в покое и должен либо расширяться, либо сжиматься. Раз Вселенная расширяется, это значит, что всему ее веществу некогда были приданы гигантские скорости разбега в результате изначального космического события, получившего название Большого взрыва. Его физическая природа до сих пор остается загадкой… В 1920-е гг. американский ученый Хаббл изучал только что открытый феномен разбегания галактик. В его распоряжении имелись измеренные Слайфером скорости удаления галактик, но расстояния до них не были еще определены. К 1929 г. Хабблу удалось оценить расстояния для двух десятков галактик, и это немедленно привело его к замечательному открытию: оказалось, что скорости удаления галактик пропорциональны расстояниям до них. Этот факт называют с тех пор законом Хаббла…

Общая картина разбегания галактик выглядит так, как если бы глобальный космологический поток начинался прямо вблизи нас и, простираясь далее чуть не до горизонта мира, сохранял всюду свою кинематическую идентичность. Но как же это может быть?

Летом 2000 г. один из авторов этой статьи А. Чернин представил доклад о парадоксе Хаббла-Сэндиджа («Почему хаббловский поток такой спокойный?») на международном космологическом симпозиуме, проходившем в рамках конгресса COSPAR (Committee on Space Research ) в Варшаве. В нем было впервые выдвинуто предположение о том, что хаббловским потоком управляет темная энергия. Она имеет всюду идеально однородную плотность, доминирует во Вселенной по энергии и потому контролирует темп разбегания галактик во всех масштабах — от расстояний 1-2 Мпк и до границ видимой Вселенной. Это и есть физическая причина, по которой разбегание галактик оказывается всюду столь спокойным, то есть регулярным, и почти строго следует закону Хаббла. Темная энергия была только что (в 1998-1999 гг.) открыта в наблюдениях очень далеких галактик… Физическая природа темной энергии остается пока что неизвестной. По этому поводу, однако, высказано немало интересных гипотез, простейшая из которых (и, похоже, самая вероятная) связывает темную энергию с космологической константой. Эта универсальная константа была введена в космологию и физику Эйнштейном в 1917 г., на заре современной науки. Но какая физика стоит за космологической константой? Сам Эйнштейн не оставил ответа на этот вопрос. По мысли петербургского теоретика Эраста Борисовича Глинера, высказанной еще в 1965 г., космологическая константа описывает вакуум. Этот вакуум — отнюдь не пустота. Его можно представить себе как особую сплошную среду, которая идеально равномерно заполняет всю Вселенную и имеет всюду и всегда постоянную плотность. Плотность вакуума положительна, а его давление отрицательно. Из-за отрицательного давления и возникает не тяготение, а антитяготение. Если в такую среду поместить две частицы, то вакуум способен преодолеть их взаимное тяготение и заставить их удаляться друг от друга, притом с ускорением, т.е. с возрастающими со временем скоростями. Этот вакуум Эйнштейна-Глинера вероятнее всего и управляет динамикой наблюдаемой Вселенной…

С открытием вакуума (если темная энергия — это действительно энергия вакуума Эйнштейна-Глинера) Вселенная в целом предстала перед нами более однородной, чем об этом можно было судить ранее только по распределению галактик в ней. Действительно, в наблюдаемом мире доминирует вакуум с его идеально однородной плотностью. По величине эта плотность составляет (в круглых цифрах) 75% полной плотности Вселенной. Таковы данные, известные с 1998-1999 гг. и подтвержденные позднее, в 2003 и 2006 гг., независимыми наблюдениями, выполненными на уже упомянутом американском космическом аппарате WMAP. Это означает, что «обычное» вещество, из которого состоят галактики (включая и так называемую темную материю, которую не следует путать с темной энергией) заметно уступает вакууму по своей средней (мысленно распределенной по всему пространству) плотности. Соответственно вакуум вносит подавляющий вклад в полную массу и энергию Вселенной… Вакуум Эйнштейна-Глинера присутствует везде в мире, в каждом, можно сказать, кубическом сантиметре его объема. Поэтому благодаря вакууму реальная Вселенная оказывается однородной не только в собственно космологических масштабах 300 Мпк и более. В действительности она однородна вокруг нас уже на расстояниях в несколько Мпк. Простые оценки показывают, что тяготение Местной группы галактик преобладает на расстояниях только до приблизительно 1,5 Мпк от центра Местной группы. А дальше вплоть до других групп и скоплений галактик почти безраздельно господствует антитяготение космического вакуума. Там, где доминирует темная энергия вакуума, галактики местного хаббловского потока движутся почти как «пробные частицы» на идеально регулярном фоне темной энергии, которая разгоняет их своим антитяготением.

Ключевой момент нашей модели — кинематическая идентичность хаббловского потока на масштабах от нескольких Мпк до самых больших расстояний в мире галактик. Эта загадка, еще недавно ставившая в тупик космологов, теперь разъясняется: везде, где доминирует вакуум с его всюду одинаковой плотностью, темп расширения (характеризуемый постоянной Хаббла) должен быть практически одинаков. Дело в том, что при таких условиях постоянная Хаббла определяется почти исключительно одной только плотностью вакуума. В теоретически мыслимом предельном случае, когда в мире безраздельно царит вакуум, постоянная Хаббла должна быть во всей области масштабов от нас и до края Вселенной строго одинакова…

Темная энергия является универсальным феноменом природы, а создаваемое ею антитяготение оказывается всемирным в том же смысле, что и ньютоново всемирное тяготение…

Исследования темной энергии разворачиваются в наши дни широким фронтом. Инструментом, подаренным нам для этих целей самой природой, служит весь мир галактик — от границ наблюдаемой Вселенной до близких окрестностей Млечного пути…

Статья приведена в сокращении. Полностью статью можно прочитать на интернет-версии журнала «В мире науки» : http://www.sciam.ru/2006/11/cosmology.shtml, а также в нашей библиотеке.

Марина Смирнова. ЭМОЦИИ И РАЗУМ: ДРУЗЬЯ ИЛИ ВРАГИ? // В МИРЕ НАУКИ. — 2006. — № 12. 

«Почему и зачем человек переживает, злится, нервничает, волнуется, радуется, смеется, плачет, грустит, обижается, совершает бескорыстные поступки? Что такое эмоции? Какую роль они играют в социуме? Входят ли они в конфликт с разумом? Можно ли измерить эмоции и управлять ими? Есть ли эмоции у животных и свойственен ли братьям нашим меньшим альтруизм? Чем эмоции животных отличаются от человеческих? На эти и ряд других вопросов постарались ответить участники „Научного кафе“, посвященного проблемам изучения эмоций…

Первые трудности возникли при попытке дать определение эмоциям и перечислить их базовые разновидности, а также определить, чем они отличаются от чувств. Профессор факультета психологии МГУ  И. А. Васильев утверждал, что эмоция — это особая форма отражения реальности, сигнализирующая об удовлетворении или отсутствии удовлетворения потребности, а доктор биологических наук, заведующий лабораторией Института высшей нервной деятельности РАН  Г. Х. Мержанова привела мнение создателя «информационной теории эмоций» академика П. В. Симонова, согласно которому эмоция определяется как разница между возможным, ожидаемым и реальным удовлетворением потребности.
В наиболее общей форме правило возникновения эмоций может быть представлено в виде структурной формулы: Э = fП · (ИН - ИC), где…

Разногласия возникли и при попытке перечислить базовые эмоции человека. Обычно к ним относят интерес, удовлетворение, надежду, радость, пренебрежение, гнев, страх и горе. Однако нельзя забывать об аффектах и чувствах, разницу между которыми психологи, психиатры и физиологи видят по-разному… Можно, например, любя ребенка (испытывая чувство) одновременно сердиться…

Страх, агрессия, отвращение относятся к базовым эмоциям, часто имеющим у животных биологические основания. Однако основная сложность человеческой психики заключается в том, что у него базовые эмоции переплетаются и осложняются сознательными программами и установками. Это при определенных условиях позволяет вытеснять, например, страх…

Как подчеркивали некоторые ученые, ни одна человеческая деятельность, особенно мыслительная и творческая, не обходится без эмоций, появляющихся в процессе поиска чего-то нового и сигнализирующих о том, насколько человек близок к достижению заветной цели. Эмоции дают определенную ориентировку, подсказывают ту плоскость, в которой следует искать, сокращают количество перебираемых вариантов. Они заставляют нас насторожиться и задуматься, они ставят задачу по смыслу, без них невозможно познать истину или достичь желаемых результатов.

Разум и эмоции, казалось бы, вещи совсем разные, но, как считает И. А. Васильев, они взаимосвязаны. В целом человеческие эмоции можно рассматривать как некую форму отражения действительности, особую форму психического. С одной стороны они соединяют нас с людьми и миром, в котором мы живем, а с другой — сигнализируют о том, как протекает наша реальная деятельность и как она удовлетворяет или не удовлетворяет наши потребности от самых низких уровней до самых высоких, например, культурно-социальных.

Любые наши переживания соответствуют не целям или условиям, а мотивам потребностей. Следовательно, начиная с эмоций, любые наши переживания зависят от потребностей, а эмоции говорят о том, насколько мы близки к их удовлетворению или далеки от него.

Согласно единой теории сознания и эмоций Ю. И. Александрова, оба компонента неразрывны и присутствуют в поведении любого организма, но их соотношение меняется как в процессе эволюционного развития живых существ, так и индивидуального развития отдельных особей, в том числе и человека. Если на ранних, более примитивных стадиях жизни ребенка доминируют эмоции, то постепенно их доля в поведении уменьшается, а доля сознания возрастает. Обратный процесс (уменьшение «сознательности» и увеличение эмоциональности) имеет место после приема алкоголя.

Согласно теории Ю. И. Александрова, соотношение между эмоциями и сознанием человека сходно с соотношением между моралью и законом в обществе. Эмоции и мораль соотносимы с низко дифференцированными, глобальными, древними системами. В первом случае эти системы — элементы субъективного опыта, во втором — элементы системной структуры общественного опыта, культуры.

Исследователи также установили, что способность к сопереживанию может приобретаться в результате жизненного опыта, обучения, и что, как правило, доля «альтруистов» составляет 30% и в популяции крыс, и человекообразных обезьян. Такое же соотношение, как утверждают психологи, свойственно и людям.»

Статья приведена в сокращении. Полностью статью можно прочитать на интернет-версии журнала «В мире науки» : http://www.sciam.ru/2006/12/kafe.shtml, а также в нашей библиотеке.

P.S.: Исследование эмоций человека является, безусловно, одной из самых сложных задач науки. Для сравнения невольно вспоминается статья о чувствах и  эмоциях, опубликованная в конце 19-го века в Энциклопедическом словаре Гранат и К°:

«Чувство в психической жизни человека имеет ту первостепенно-важную функцию, что оно позволяет нам ощущать и познавать разнообразные состояния, которые переживает наш организм, благодаря воздействиям на него со стороны окружающего. В период младенчества, когда деятельность интеллекта еще слаба, мы воспринимаем мир почти исключительно внешними органами, мы только ощущаем его. Чувство находится в зародыше. Для развития его необходимо присоединение элементов общения и познания, потому что для наличия чувства нужно, чтобы к ощущению прибавилось представление. Низшие и высшие чувства есть разветвления общего чувства жизни, которое создает отдельные эмоции, сходные между собой в том, что все они сопровождаются удовольствием или неудовольствием. Эти два настроения и отличают чувство от разума и воли.
Осязание, вкус и обоняние стоят еще очень близко к своей первоначальной основе — чувству жизни. Последние два очень важны для питания, но оба они могут и значительно отрешаться от своего базиса и служить не инстинкту самосохранения, а эстетическому удовольствию. Зрение и слух, отделившись от зависимого положения к чувствужизни, являются источником наслаждений и основой высших духовных эмоций. Между эмоциональной и познавательной деятельностью души существует неразрывная связь и взаимодействие: чувство влияет на представление, представление — на чувство. Для возникновения таких чувств, как любовь, надежда, страх, отвращение, печаль, гнев, ненависть и др., необходимо наличие известных объектов, познание которых и возбуждает перечисленные эмоции. Отсюда ясно, что для испытания высших эмоций необходимо обладать значительной умственной силой. Чувства неизмеримо консервативнее мысли, поэтому образование не всегда смягчает и облагораживает душу. Идея только тогда обращается в могучую силу, когда она идет рядом с чувством. Чувство делает выбор из множества представлений и то, на котором оно остановилось, превращается в главный стимул жизни. Низшие чувства, например, половое влечение, голод, жажда, как проявления инстинктивного влечения к жизни, относятся к области эгоистических чувств, т.е. связаны с деятельностью человека, который ставит себя в центре существования.
Наряду с элементарными эгоистическими чувствами, у человека появляются симпатические чувства, которые предполагают, что человек находит удовольствие и неудовольствие за пределами своего Я. Безусловно, первейшим из них является материнская любовь, завязывающая первый узел общественных отношений и порождающая такое чувство, как альтруизм. Чувство половой любви в своих высших проявлениях обращается в сердечную привязанность, в удовольствие от счастья другого человека.
Чувства симпатии проходят многочисленные ступени, и чем выше они поднимаются, тем становятся глубже, превращаясь в нравственное чувство, которое сообразуется уже не с тем, что полезно для меня, а с тем, какое значение имеют мои поступки для других. Сознание, что Я — только часть общества , и являются сутью нравственного чувства. Если оно вступает в борьбу с тем, что приятно для человека, но не желательно для других, то оно получает вид чувства долга. К тому же типу нравственных чувств относится религиозное чувство, которое, начинаясь страхом перед природой, достигает в своем развитии глубоких форм, становясь бескорыстным и говорит душе человека о его связях с миром, о его зависимости перед Абсолютным.
Правильное, логическое сочетание идей, ясность умопостроений вызывают во многих натурах приятную эмоцию — интеллектуальное чувство, которое, в особенности, известно людям науки и мысли. Удовольствие, доставляемое ритмом и симметрией, чуждое всяких практических соображений, действует на присущее каждому человеку эстетическое чувство.
Есть люди, которым особенное болезненое наслаждение доставляет анализ собственных чувств, — таков, например, Гамлет. Несмотря на имеющуюся связь между чувством и разумом, надо иметь в виду, что такая рефлексия ненормальна, так как чувство только тогда охватывает всего человека и дает ему полную сумму соответствующих возбуждений, когда оно не замечает над собой контролирующей деятельности ума и свободно господствует в душе.
Эмоции и связанные с ними отношения людей, свободное проявление одних чувств, подавление других являются, едва ли, не главной основой общественных отношений.»

Другая интересная публикация в декабрьском номере журнала «В мире науки»:

Гэри Стикс. ПРОЩАЙТЕ, КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА! // В МИРЕ НАУКИ. — 2006. — № 12. 

Одна картинка может стоить тысячи слов, но в ответ на запрос «роза» система поиска изображений Google Image Search выдает более 60 тыс. ссылок на графические файлы, размещенные во Всемирной паутине.

Использование ключевых слов имеет как сильные, так и слабые стороны: компьютер может найти множество релевантных веб-страниц, но неспособен отличить, скажем, название цветка от женского имени. Было бы здорово, если бы поисковая система могла находить изображения, похожие на предоставленную пользователем фотографию.

Идея использовать картинки в качестве поисковых запросов не нова. Лет десять назад появилась программа, способная находить похожие друг на друга фотографии и отыскивать в базе данных изображения по их словесному описанию. Несмотря на это, до последнего времени методы поиска изображений по визуальному содержанию разрабатывались лишь в рамках дипломных проектов и кандидатских диссертаций.

Популярным поисковым системам еще предстоит внедрить новую технологию обработки своих каталогов, содержащих гиперссылки на миллиарды фотографий и рисунков. Однако кое-какие успехи в этой области уже достигнуты, и в ближайшем будущем мы сможем отказаться от использования ключевых слов.

Камера вместо клавиатуры

Повсеместное распространение сотовых телефонов и КПК, способных подключаться к Интернету и оснащенных фотокамерами, а также неудобство использования миниатюрных клавиатур для ввода ключевых слов, открывают широкие возможности для отправки поисковых запросов в виде фотографий. Фотография, сделанная с помощь камеры сотового телефона, может использоваться для поиска веб-страниц…

Полностью статью можно прочитать на интернет-версии журнала «В мире науки» : http://www.sciam.ru/2006/12/inform1.shtml, а также в нашей библиотеке.

В интернет-версии радио «Свобода» есть раздел «Наука и технологии». На его страницах 22 декабря 2006 года была опубликована статья:

ЧТЕНИЕ ШЕКСПИРА АКТИВИЗИРУЕТ РАБОТУ МОЗГА

Лингвист Филипп Дэвис из Школы Английского Языка Ливерпульского Университета, объединившись с нейрофизиологами Гильомом Тьерри из Школы психологии Университета Уэльса, Бангор и Нилом Робертсом из Центра Магнитно-резонансных исследований при Ливерпульском Университете доказал, что Шекспировские тексты, в отличие от обычных, заставляют мозг активно работать.

Сам «литературно-физиологический» эксперимент был довольно тривиален. 20 испытуемых читали предложения из пьес Шекспира, а в это время энцефалограф регистрировал электрическую активность их мозга (ЭЭГ). Чтобы исключить эффект узнавания, для эксперимента выбирали не слишком известные шекспировские фразы. Также с помощью аппаратуры для функциональной магнитно-резонансной томографии снималась и томограмма мозга. Функциональная томография позволяют получить пространственный портрет возбужденных нейронов непосредственно во время работы мозга.

ЭЭГ испытуемых во время чтения шекспировских фраз оказалась не похожа на ЭЭГ читающих обыденные или бессмысленные тексты. Как пояснил участник исследования профессор-нейрофизиолог Нил Робертс, когда человек читает бессмысленный текст, состоящий из привычных слов, то на его ЭЭГ появляется особый минимум, так называемый эффект N400. Он означает, что слова не восприняты мозгом. Этой отрицательной волны при обычном чтении не возникает. Когда же предлагается для прочтения осмысленный, но грамматически «корявый» текст, то энцефалограф вычерчивает положительную волну, так называемый эффект N600. Этот эффект продолжается еще некоторое время после окончания чтения, то есть мозг продолжает заниматься перепроверкой смысла неправильно (или необычно) употребленного слова. При чтении Шекспира на ЭЭГ появляется именно такая N600-волна.

Исследователи объясняют появление эффекта N600 неожиданным использованием слов, при котором слово приобретает редко используемый смысловой оттенок или меняет смысл вовсе. Например, Шекспир часто заменял глаголы существительными (например, «To lip the wanton women» — здесь существительное lip употреблено в значении to kiss). Подобную манеру, свойственную не только Шекспиру, но и другим классическим английским поэтам — Чосеру, Вудворту — литературоведы называют «функциональным сдвигом».

Функциональный сдвиг заставляет мозг сначала распознавать слово, затем определять смысл предложения, а после заново реконструировать значение использованного слова. Получается, что для понимания такого предложения мозгу приходится выполнить тройную работу. На томограммах испытуемых видно, что при чтении фраз из Шекспира расширяется область работающих нейронов. Особенно активизируется область теменной доли и нейроны Сильвиевой борозды, ответственной за лингвистический анализ. Мозг начинает интенсивно работать.

Профессор Дэвис, чья книга «Мыслить по-шекспировски» (Thinking Shakespeare), должна выйти в следующем месяце, уверен, что это исследование показало, что чтение классики — это не просто необязательные украшения современной жизни, это, прежде всего, одна из возможностей заставить «скрипеть» наши ленивые мозги. Он также предполагает, что для пожилых людей чтение Шекспира может служить отличным мозговым тренажером, который не даст мозгу состариться раньше времени.

Оригинал текста можно найти по адресу: http://www.svobodanews.ru/Article/2006/12/22/20061222162816850.html

Н. МИТРОФАНОВ, канд. ист. наук. «ЕВАНГЕЛИЕ» от Смайлса // НАУКА И ЖИЗНЬ. — 2006. — № 11.

«Пустой мешок не стоит прямо» — так выразился английский мыслитель, моралист, популяризатор самовоспитания Самуэль Смайлс о человеке, не обремененном духовными и нравственными началами. Главный труд Смайлса «Самодеятельность» (так книга была названа в русском издании, в английском 1959 года она именовалась «Помощь себе») был переиздан в нашей стране во второй половине XIX и начале ХХ века десять раз! Ею, по словам кандидата исторических наук Николая Митрофанова, буквально зачитывались все, кто жаждал себя усовершенствовать, а следовательно, стать лучше, разбогатеть, превратиться в достойного и даже влиятельного человека. С несколькими положениями книги можно ознакомиться в ноябрьском номере «Науки и жизни».

Полностью статью можно прочитать в нашей библиотеке.

 А. Зайцев. Выйти в прошлое и вернуться! // ЗНАНИЕ-СИЛА. — 2006. — № 12.

В современной физике постепенно утверждается мысль о том, что наша Вселенная лишь одна из бесчисленного множества Вселенных. Теория Эйнштейна не запрещает переноситься из одной точки космического пространства в другую со скоростью выше световой — и даже проникать в прошлое, как показал австрийский математик Курт Гедель, столетие со дня рождения которого научный мир отметил в 2006 году. Оказывается, мы можем вернуться в прошлое! Все эти сюжеты о невероятных путешествиях во времени и пространстве легли в основу Главной темы номера.

Обзор подготовил В. Комаров