Chaque rencontre avec quelque chose d'inhabituel, d'inattendu, d'étrange provoque la surprise. Avec quelque chose qui ne rentre pas dans ma tête, même si c'est un fait scientifiquement prouvé.
L'évolution n'est pas un gymnase ou une institution pour les jeunes filles nobles. L'évolution ne rend pas les êtres vivants plus forts ou plus intelligents juste pour devenir plus forts ou plus intelligents, ou pour que ces opportunités leur soient utiles dans le futur. L'évolution est le résultat de la lutte pour l'existence ici et maintenant. Les espèces changent autant qu'elles ont besoin de rivaliser avec d'autres espèces et de survivre - dès maintenant.
Le cerveau humain et ses idées sur la réalité se sont formés pendant des millions d'années dans des conditions plutôt limitées. Nous vivons tous sur la même planète, dans une plage de température très étroite, avons plus ou moins la même taille, un ensemble de besoins physiologiques et utilisons des ressources similaires. L'homme en cours d'évolution n'a jamais eu besoin de connaître les étoiles ou les molécules.
En histoire naturelle, la recherche d'une solution a toujours suivi l'émergence d'un problème: d'abord - de grands arbres aux feuilles succulentes, puis - de longs cous chez les girafes. Ce n'est qu'avec l'avènement de l'homme que « la connaissance pour la connaissance » a commencé à apparaître, et ce n'est qu'avec l'avènement de la philosophie et de la science que l'accumulation de la connaissance a commencé à anticiper son applicabilité. Tout d'abord, nous étudions les protéines des méduses exotiques - juste comme ça ! - et puis il s'avère que ces protéines aident à traiter le cancer.
En conséquence, il existe aujourd'hui un écart tangible entre nos connaissances et nos capacités biologiques. Le progrès culturel est beaucoup plus rapide que biologique. Et plus on accumule de connaissances sur l'Univers, plus on s'y perd: notre cerveau ne peut tout simplement pas percevoir tout cela.
Autour de l'inadéquation entre le "cœur" et "l'esprit" s'est même formé son propre folklore: toutes sortes de faits incroyables, conçus pour étonner et abasourdir. Dans la grande majorité des cas, l'« effet wow » est obtenu de manière simple: en recalculant les échelles.
Pas une seule personne au monde n'a marché jusqu'à Alpha Centauri. Personne au monde n'a vu un électron. L'évolution ne nous a pas doté de telles compétences. Mais la culture nous l'a appris: nous savons, par exemple, que la distance à Alpha - le système stellaire le plus proche du Soleil - est d'un peu plus de 40 millions de kilomètres, soit 4,3 années-lumière.
Le "fait fou" classique manipule cette valeur, qui est pour nous complètement abstraite, pour qu'elle devienne moins abstraite. Il le traduit dans l'ancien « langage » avec lequel notre pensée fonctionne encore. Vous pouvez, par exemple, convertir la distance à Alpha Centauri en terrains de football ou en nombre de marches, ou en coût de l'essence lorsque vous parcourez une telle distance en voiture. Même le concept même d'une "année-lumière" est un exemple de traduction d'un tout à fait incompréhensible à un peu plus compréhensible.
Mais la complexité de la perception scientifique de la réalité est loin de se limiter aux longueurs, distances et quantités. Au contraire, il est beaucoup plus difficile de percevoir des faits qui contredisent qualitativement le bon sens dans sa forme traditionnelle, encore "singe".
Fait numéro 1. Le temps dépend de la hauteur
Les théories d'Einstein sont peut-être la source la plus riche de faits fiables, vérifiés expérimentalement et applicables dans la pratique, mais complètement insensés.
Si vous mettez une horloge au sommet d'une montagne et la même horloge à son pied, et après un certain temps vous les comparez, alors l'horloge fonctionnera différemment. Plus on s'éloigne de la surface de la Terre, plus sa gravité est faible et plus le temps passe vite. Il ne s'agit pas seulement de constructions théoriques, mais de données expérimentales réelles, bien connues depuis cent ans. Armés d'horloges plus précises, les scientifiques ont détecté la dilatation du temps sans même gravir la montagne: une trentaine de centimètres ont suffi pour enregistrer la déviation. Les gens du dixième étage vieillissent littéralement et littéralement plus vite que ceux du premier.
Bien sûr, ces effets sont si faibles qu'ils ne jouent aucun rôle dans la vie quotidienne. Mais ils deviennent critiques lorsque la distance par rapport à la Terre augmente et que les exigences de précision de la mesure du temps se multiplient. L'exemple le plus connu est celui des satellites GPS: sans corrections de "time warp", ils seraient totalement inutiles.
C'est une question de gravité. Selon Einstein, ce n'est pas seulement une force qui doit être "délivrée" d'un point à un autre par une particule ou une onde. C'est la courbure de l'espace-temps autour des corps ayant une masse (et donc de l'énergie). Par exemple, si vous vous tenez au sol et que vous lancez le ballon parallèlement à celui-ci, il vole en fait en ligne droite. Mais comme la Terre est un objet très lourd, dans son voisinage signifie directement courbe. L'espace et le temps sont inextricablement liés et ils ne sont déformés qu'ensemble. Par conséquent, la masse de la Terre courbe non seulement la trajectoire de la balle, elle déforme également son mouvement dans le temps. En tombant au sol, la balle « ralentit » simultanément de notre point de vue.
Fait #2. La gravité dans une assiette
Il y a beaucoup de bizarreries associées à la gravité. Il semblerait que les êtres vivants se soient habitués à la gravité terrestre depuis la nuit des temps. Mais si vous le regardez du point de vue de la science, la gravité est l'un des phénomènes les plus mystérieux - et essentiels - de l'univers.
La gravité est également importante pour les humains, et pas seulement sur Terre. Avez-vous déjà pensé que la quasi-totalité de l'énergie que les organismes vivants utilisent, y compris nous, provient de la gravité ?.. En effet, à l'exception de certaines bactéries et archées, les êtres vivants reçoivent de l'énergie soit du Soleil, soit en mangeant ceux qui ont reçu de l'énergie de le soleil. Mais d'où vient l'énergie du Soleil lui-même ?
Le soleil est une énorme boule d'hydrogène et d'hélium. Il est si grand que la gravité le comprime sous son propre poids. En simplifiant, on peut dire qu'à l'intérieur du Soleil, la pression atteint des valeurs telles que les noyaux d'hydrogène sont pressés les uns contre les autres avec une force énorme et fusionnent pour former de l'hélium. Cette fusion libère beaucoup d'énergie. Le noyau du Soleil est dans un état d'explosion thermonucléaire continue, qui équilibre la contraction de l'étoile sous sa propre masse - sinon, la surface du Soleil continuerait de tomber vers l'intérieur et de s'effondrer. Après de nombreuses années, le rayonnement de cette très longue explosion atteint la surface puis atteint la Terre. Ici, il est capté par les pigments des plantes et des bactéries, qui le transforment en énergie chimique, c'est-à-dire en notre nourriture.
Fait numéro 3. Nous vivons dans le passé
La théorie de la relativité ne rentre pas dans le cadre de l'habituel, car la vie en général et notre évolution en particulier se déroulent à des vitesses très faibles, auxquelles l'espace et la gravité semblent constants et stables.
Par exemple, notre sens de l'instant présent est lié à la même adaptabilité aux faibles vitesses. Nous ne ressentons pas de pause entre ce qui se passe autour de nous et le moment où nous percevons ce qui se passe. Même avec un appel vidéo vers l'Australie, nous avons tendance à attribuer la latence à une mauvaise connexion Internet.
En fait, la même théorie de la relativité spéciale impose une limite claire à la vitesse à laquelle tout peut se déplacer - y compris, par exemple, des paquets de données numériques ou de lumière d'un objet à nos yeux. Ce n'est pas qu'Internet soit toujours mauvais en Australie - même avec un traitement instantané du signal, la vitesse de communication est limitée par la vitesse de la lumière. Dans des conditions normales, c'est imperceptible, mais à de grandes distances, c'est assez perceptible.
Pour les traders en bourse, même quelques millisecondes de retard peuvent être critiques. L'exemple le plus célèbre est la communication entre les bourses de Chicago et de New York. Un câble à fibre optique posé dans les années 1980 faisait une boucle d'un côté à l'autre et délivrait le signal en 14 ms. Aujourd'hui, le même signal peut être délivré en 8 ms par des faisceaux de faisceaux hyperfréquences, cependant, l'accès aux émetteurs coûtera, et beaucoup.
De même, notre capacité à percevoir la réalité est également limitée: aucune information ne bouge instantanément. Mais un facteur bien plus important nous plonge très loin dans le passé: la transmission d'un influx nerveux. Comparé à la lumière, le signal se déplace le long du neurone à la vitesse de la cochlée: 0,5-100 m/s. En conséquence, tout signal - provenant de la rétine, de l'oreille, de la peau, de la langue, du nez ou des muscles - est retardé d'un temps assez notable: environ 0,1 s. Notre conscience vit dans le passé. Et il ne le sait même pas.
Fait numéro 4. Au milieu de la revue - vide
Le cerveau en général est étonnamment adapté pour simplifier la réalité, sinon la vie serait extrêmement inconfortable. Par exemple, si vous connectez vos yeux maintenant à un écran de télévision, vous obtiendrez une image inversée avec un point blanc au milieu. C'est vraiment une "image brute" que le cerveau reçoit des yeux. Et après l'avoir reçu, il retouche pour votre commodité.
L'évolution nous améliore autant que nécessaire. Elle n'a aucun sens abstrait de la perfection. Nos yeux fonctionnent bien - pourquoi les améliorer davantage ? Par exemple, pourquoi retirer le nerf optique à l'arrière de la rétine s'il est plus facile d'apprendre au cerveau à ne pas le remarquer ?
Le cerveau ne se contente pas de retoucher les "lacunes" des images fournies par l'œil. Il est évident à partir du dispositif optique de l'œil que l'image frappe l'écran rétinien à l'envers. Le cerveau corrige également cette imperfection technologique. Et si vous portez pendant un certain temps un appareil spécial qui retourne l'image, le cerveau s'adaptera bientôt à nouveau: l'image se retournera à nouveau et redeviendra normale, sans aucun inconvénient. Et si vous revenez ensuite à une vision normale, l'effet inverse sera observé pendant un certain temps: le cerveau verra tout sous sa forme originale et inversée.
Fait n°5. Les mathématiques sont plus difficiles qu'on ne le pense
La simplification de la réalité par le cerveau n'a pas besoin d'être physique. L'homme a développé des capacités uniques pour la pensée abstraite, y compris les calculs mathématiques. Mais "l'arithmétique biologique" n'est pas toujours exacte. De ce fait, stricts, du point de vue de la science, mais « fous », du point de vue de la logique quotidienne, des faits peuvent aussi survenir.
D'une manière générale, même les plantes peuvent « compter ». Ils stockent généralement de l'énergie pendant la journée et la dépensent la nuit pour la croissance et le métabolisme. En évaluant la quantité d'énergie stockée et en la divisant par le temps restant jusqu'à l'aube, la plante "calcule" le taux optimal de consommation des réserves.
Eh bien, notre cerveau est continuellement engagé dans l'arithmétique, calculant les probabilités, les vitesses, les forces, l'équilibre, etc. Mais au cours des siècles passés, les mathématiques "culturelles" avec leurs nombres et leurs formules ont considérablement dépassé une telle inconsciente, "biologique".
Les paradoxes statistiques en sont un exemple classique. Imaginez, par exemple, un jeu télévisé. Il y a trois portes devant le joueur, derrière l'une d'elles se trouve une voiture, derrière les deux autres se trouvent des chèvres stupides. L'hôte demande au joueur de choisir une des portes au hasard pour trouver une voiture. Il choisit, par exemple, le premier. Mais le présentateur expérimenté décide d'intensifier encore plus les passions en studio et au lieu de la première ouvre la troisième porte, montrant à tous qu'il y a une chèvre derrière elle. Et puis l'animateur demande au joueur: "Voulez-vous changer d'avis ?"
Il semblerait que rien n'ait changé: la voiture peut encore être derrière les première et deuxième portes. "Pourquoi changer d'avis ?" - le joueur pense. Il ressent une détermination inébranlable - au cours de l'évolution, le cerveau avait l'habitude de le connecter dans n'importe quelle situation difficile. La plupart des gens refuseront l'offre de l'hôte.
Mais un simple calcul mathématique le montre: paradoxalement, si dans cette situation vous passez à la deuxième porte, la chance de gagner la voiture double ! Une analyse des raisons du paradoxe de Monty Hall dépasse le cadre de notre article, mais vous pouvez vous en convaincre expérimentalement - simplement en répétant le "jeu" plusieurs fois et en calculant la fréquence de victoire dans chacune des situations.
Il existe de nombreux exemples similaires. Par exemple, il est très difficile d'expliquer à notre cerveau mathématiquement naïf que si nous combinons deux groupes de données différents en un seul, l'interprétation de ces données peut être inversée.
Supposons qu'il y ait une admission à la Faculté de philologie et de mathématiques. 80 femmes ont postulé à la faculté de philologie, dont 30 sont entrées, et 20 hommes, dont 5 sont entrés en faculté de mathématiques, 15 femmes sur 20 et 50 hommes sur 80 sont entrés en faculté de mathématiques. Si l'on compte tous les candidats réunis, il s'avère que 45% des candidats et 55% des candidats ont été acceptés. Il y a une discrimination de genre ! Soit dit en passant, l'Université de Californie à Berkeley a été confrontée à un problème similaire en 1973 - l'affaire a même été jugée.
Le tribunal, heureusement, l'a compris: si vous regardez les données séparément, la situation change radicalement. La philologie dans notre exemple a inscrit 37,5% de femmes contre 25% d'hommes, et les mathématiques - 75% de femmes contre 62,5% d'hommes. Les femmes ont fait mieux partout que les hommes - mais sans division en départements, les données semblent inverses.
Nous analysons, calculons et interprétons le monde qui nous entoure à chaque seconde. Même si quelque chose semble tout à fait évident, il ne faut pas oublier que malgré tous ses mérites, notre cerveau est loin d'être parfait.
Fait numéro 6. Notre plus proche parent est un microbe unicellulaire
Enfin, un groupe distinct de "faits frits" peut être basé sur la jonglerie avec des catégories familières, bien que complètement artificielles, - les produits de notre propre culture.
Les biologistes discutent depuis plus d'un siècle de la signification du concept d'« espèce ». Avec les organismes supérieurs, le problème est un peu plus simple: lors de la reproduction sexuée, il est facile de vérifier si les espèces peuvent se croiser entre elles et produire une progéniture fertile. Mais qu'en est-il des bactéries et autres organismes unicellulaires qui se reproduisent en divisant simplement leurs propres cellules ?
La réponse à cette question ne sera jamais, car la nature n'a rien à voir avec notre définition de l'espèce. Nous élaborons nous-mêmes des définitions, puis nous en débattons lorsque la réalité ne veut pas rentrer dans leur cadre.
En 1951, un échantillon de cellules tumorales utérines a été prélevé sur une afro-américaine Henrietta Lacks. La patiente est décédée d'un cancer quelques mois plus tard, mais ses cellules ont continué à vivre dans un tube à essai - c'était la première fois que des scientifiques réussissaient une telle expérience (nous avons écrit plus sur cette histoire étonnante dans le numéro de janvier 2014, dans le article "La vie éternelle d'Henrietta Lacks") …
Depuis lors, un grand nombre d'autres lignées cellulaires immortelles ont vu le jour, mais les cellules HeLa continuent de vivre en culture et sont utilisées dans la recherche scientifique par des milliers de laboratoires. Depuis 60 ans, leur nombre a déjà commencé à se compter en tonnes, ils ont accumulé un tas de mutations et d'anomalies chromosomiques (HeLa a généralement de 76 à 80 chromosomes, contre 46 chez l'homme), et en général, ils sont allés assez loin de la cellule humaine habituelle.
De nombreux biologistes pensent que les cellules HeLa et autres ne représentent pas une espèce d'Homo sapiens, mais d'autres espèces unicellulaires qui nous sont génétiquement très proches, mais qui existent séparément et indépendamment d'une personne. D'autres ne sont pas d'accord avec eux: une telle espèce (pour les cellules HeLa, elle a été surnommée Helacyton gartleri) ne s'intègre pas dans un arbre évolutif harmonieux, dans lequel les microbes unicellulaires se sont séparés des animaux il y a des milliards d'années et ont depuis lors suivi des chemins différents avec eux.. Si nous reconnaissons HeLa comme une espèce distincte, alors l'apparition de toute tumeur cancéreuse devra être considérée comme un événement évolutif !
Cependant, pourquoi pas ? Les cellules cancéreuses résultent de mutations qui leur permettent de se diviser rapidement. Dans la plupart des cas, cela est supprimé par le système immunitaire. Mais certaines cellules parviennent à « percer » et à continuer à se reproduire sans regarder en arrière le reste de l'organisme. N'est-ce pas une sélection naturelle de cellules rebelles particulièrement performantes qui ont soudainement décidé d'abandonner la multicellularité ?
La réalité scientifique peut être incompréhensible, étrange, contradictoire. C'est la faute de notre propre cerveau: ses limitations, ses conventions, ses habitudes et ses "réglages" biologiques. D'un autre côté, est-ce que cela rend la science moins amusante ? Prendre conscience de ses propres limites est toujours le premier pas vers quelque chose d'intéressant.