понедельник, 26 марта 2018 г.

НАШЕ ПРОШЛОЕ И БУДУЩЕЕ В ЦИФРАХ

Наше прошлое и будущее в цифрах

Наше прошлое начинается с момента Большого Взрыва, происшедшего около 14 миллиардов лет тому назад. Это время было определено американским астрофизиком профессором Э. Хабблом, лауреатом Нобелевской премии, который с помощью телескопа изучал движение галактик относительно друг друга. Он установил, что галактики удаляются тем быстрее, чем больше расстояние между ними. В этом состоит закон Хаббла. Этот закон включает так называемую постоянную Хаббла, с помощью которой и был определён возраст Вселенной. Подчеркну, что это результат экспериментальных наблюдений, а не теоретических расчётов. Наша солнечная система образовалась 4.6 млрд. лет тому назад, т.е. примерно через 9 млрд. лет после Большого Взрыва. Наша Луна появилась чуть позже, т.е. 4.5 млрд. лет тому назад, в результате столкновения c Землёй гигантского тела размером с Марс. Это был период, когда Земля подвергалась постоянным мощным ударам небесных тел (heavy bombardment period). Компьютерное моделирование этого процесса полностью подтвердило этот вывод.
Когда же появилась первая жизнь на Земле? Она возникла между 3.9 млрд. – 4.2 млрд. лет тому назад. Интересное определение жизни даёт учебник астрономии: “The life is something that can reproduce and evolve through natural selection”. Т.е. жизнь любых организмов имеет два основных свойства – воспроизводить себя путём деления и подвергаться эволюции на основе естественного отбора. Жизнь – это не набор хаотически расположенных молекул. Сложные органические молекулы РНК и ДНК расположены в клетке в определённом порядке и формируют её структуру. Молекулы жизни образовались в условиях, которые существовали на ранней Земле. Для поддержания жизни необходимы три условия – вода, энергия и питание. Все живые организмы имеют общего предка типа микробов (a common ancestor).
Но длительная эволюция и различные условия жизни стали причиной возникновения различных живых структур (разнообразие видов). 3.4 млрд. лет назад микроорганизмы, используя энергию Солнца, а также молекулы воды и углекислого газа, образовывали сложные сахара, например, глюкозу, т.е. изобрели явление фотосинтеза. 2.4 млрд. лет тому назад в атмосфере Земли образовался кислород (в количестве 21%), что является явным доказательством наличия жизни на планете. Эукариоты – организмы, состоящие из клеток, в которых генетический материал представляет собой ДНК в виде хромосом. Они содержатся в отдельном ядре. 1.5 млрд. лет тому назад эти организмы разделились на три группы – растения, грибковые и животные. 900 млн. лет назад возникли многоклеточные организмы, а 650 млн. лет тому назад возникла первая сложная медуза. И наконец, 535 млн. лет назад возникло огромное разнообразие животного мира. Это был период бурного развития жизни на Земле, который длился 25 млн. лет и известен в науке как the Cambrian explosion. 500 млн. лет тому назад некоторые животные вышли из воды на поверхность Земли, на сушу. Это был период эволюционной связи между насекомыми и ракообразными. 250 млн. лет назад появились динозавры и млекопитающие (mammals), но динозавры в то время превалировали. Они исчезли 65 млн. лет тому назад вследствие столкновения Земли с крупным астероидом размером 10 км. Это было время, когда млекопитающие (mammals) преобладали на Земле. Приматы, включающие обезьян и hominids, появились около 60 млн. лет тому назад. Известно 400 видов приматов, в том числе обезьяны, мартышки, гиббоны, гоминиды, лемуры и другие. Предки приматов жили на деревьях в тропических лесах. С деревьями связан образ жизни и большинства современных приматов. За исключением человека, который сегодня населяет все континенты, большинство приматов обитают в тропических или субтропических районах Северной и Южной Америки, Африки и Азии. Исчезновение динозавров стало прообразом появления первых людей на Земле около 200 тысяч лет тому назад.
С момента появления на Земле человек прошел длительный путь развития. В его жизни произошли огромные изменения. Ни одно живое существо на планете не изменилось, так как изменялся человек. Он изменялся не только сам, но и изменял окружающий его мир. Первые hominidsпоявились 2-3 млн лет назад. Они возникли на Земле в ходе длительного процесса развития и дарвиновской эволюции. Как биологическое существо человек имел много общего с животными в строении организма, в характере своих потребностей: в пище, потомстве, безопасности и др. Первобытные люди не умели говорить, они обладали меньшим по объему мозгом, чем современный человек, а также некоторыми животными чертами. Но эти древнейшие люди жили и работали сообща, сильно отличаясь от животных умением изготовлять различные предметы труда.
Около 350 тыс. лет назад появился «человек разумный» или Homo sapiens, который напоминал внешне современных людей. Позже он стал прямоходящим, усовершенствовалась его рука, увеличился объем мозга, появилась речь. Около 50 тысяч лет назад Homo sapiens встретился со своим кузеном Неандертальцем в Европе. Он использовал орудия труда из дерева, кремния и кости, научился добывать огонь, шить одежду и строить жилище. 40 тысяч лет назад, возникла религия как результат страха перед природными явлениями, которые они не могли тогда объяснить (помните, «страх создал богов»). Поразительно, что религия вошла в жизнь всех народностей и во все времена, и этот факт связан с тем, что люди хотят понять смысл своего существования, и не хотят исчезнуть после смерти. Они уверены в том, что жизнь не заканчивается смертью или как писал великий Л. Толстой: «Смерть не исключает жизнь». Вера обещает возможность жизни после смерти, что мы не исчезаем насовсем, а остаётся душа (отмечу, что в науке нет такого понятия) и что наша душа может жить в других параллельных мирах, в которых имеются такие же условия жизни как на Земле. Если число вселенных бесконечно, то кажется разумным, что в одной из них происходят все те процессы, что и в нашей. Но сегодня мы этого не знаем. Благодаря развитию наук и объяснению природных явлений среди верующих появились атеисты. Слово «атеизм» означает лишь признание очевидных вещей, не связанных с творцом. Интересную мысль высказал испанский архитектор Гауди: «Нет ничего придуманного, всё изначально существует в природе». Но естественно возникает вопрос – откуда? С точки зрения науки – на основе естественных процессов. Например, наша Вселенная имеет гигантскую массу/энергию и многие спрашивают, как вся эта масса могла возникнуть «из ничего». Ответ на этот вопрос известен: энергия взаимного притяжения всех тел во Вселенной (её ещё называют гравитационной энергией) в точности равна энергии материи, т.е. массе (напомню Е = Мс²). Обе эти энергии имеют противоположный знак и в точности компенсируют друг друга. Таким образом, наше Вселенная – это бесплатный «ланч».
Около 8-10 тыс. лет назад человек совершил переход от охоты к земледелию и скотоводству. Люди совместными усилиями смогли не только приспособить, но и изменить окружающий нас мир. Возникли города и целые государства. Люди все больше времени стали уделять искусству, науке, образованию, создаются правила, которые регулируют поведение человека в обществе. Обычаи, традиции, религия, законы становятся основой нравственных, религиозных и правовых норм жизни человека в обществе. Культура превращается в новую среду существования человека. Все, что окружает нас и что создано людьми, появилось в разные эпохи и в разных странах. Например, бумага появилась более 2 тыс. лет в Китае, а печатные книги существуют в Германии и России с XV века. Человек прошел длительный путь развития от дикости до современной цивилизации. Мы стали технологической цивилизацией всего лишь примерно два века назад после открытия электричества, паровых машин и летающих аппаратов. В нашей истории были катаклизмы, когда жизнь почти полностью исчезала, но потом возрождалась вновь. Это происходило шесть раз в нашей истории и не исключено, что подобная катастрофа повторится по предсказанию учёных вновь через 500-600 млн. лет. Одни учёные связывают катастрофы со столкновениями Земли крупных астероидов, другие (например, академик А. Городецкий) с обращением полюсов Земли, когда Земля не защищена от радиации с космоса и жёсткое гамма излучение из космоса способно уничтожить всё живое на Земле. Этот период обычно длится 20000 лет. Но жизнь уже никогда не исчезнет, и она будет возрождаться вновь. В этом смысле она будет существовать всегда.
Человек быстро развивался и являлся создателем и носителем культуры человеческого общества. Возникали крупные города с населением в миллионы людей. Первый город с миллионным населением возник в 1800 г, сегодня таких городов-миллионеров более шестисот, а самые старые из них возникли всего 4000-2000 лет до нашей эры. Если вы посмотрите на географическую карту мира в различные периоды, вы будете поражены тем фактом, что несколько тысячелетий назад на Земле не было ничего. Потом стали появляться города в огромном количестве, десятки – сотни тысяч городов, а население Земли быстро росло и за последние две тысячи лет уже достигло 7.5 млрд. человек. Если провести аналогию, такой рост народонаселения напоминает период бурного возникновения животного мира на Земле (the Cambrian explosion). Они расселились по всей Земле и поразительно, что всего 300 лет назад на карте мира не было таких городов-гигантов США как Чикаго, Лос-Анджелес или Нью-Йорк. Крупнейшие города Земли (они называются мировыми) – это Лондон, Париж, Берлин, Вена, Милан, Москва, Нью-Йорк, Бостон, Филадельфия, Франкфурт-на-Майне, Токио, Рио-де-Жанейро, Сидней, Сингапур, Дели, Пекин, Йоханнесбург, Буэнос-Айрес и многие другие. В средние века такими городами были Каир, Пекин, Париж, Милан, Венеция, Лондон, Токио, Осака, Киото и другие. Любопытный принцип – всё из ничего. Сравните: момент Большого Взрыва и его быстрое расширение, появление первой жизни на Земле и её распространение по всей Земле, резкое увеличение количества городов, момент зачатия ребёнка в организме женщины, его развитие в утробе матери и после рождения. Вначале почти ничего, потом всё как результат бурного развития того, с чего всё начиналось.
Один из любопытнейших вопросов – может ли Вселенная существовать без разума в ней. Т.е. является ли возникновение разумной жизни в ней каким-то остроумным образом запрограммировано. И если да, то кем и если мы на помощь привлекаем творца, то учителям религии предстоит ещё ответить на вопрос – кто породил самого творца, в чём секрет его отсутствия и в чём смысл нашего создания. Как ответить на вопросы типа – откуда мы пришли, кто мы, куда мы идём или что нас ждёт в будущем. Может быть, человек появился во Вселенной, чтобы осмыслить нашу историю, понять как это всё было, существующие в ней законы природы, управляющие миром, и тогда наша цель – это понять, что произошло с нами, а также то, в чём состоит смысл нашего существования. Сумеем ли мы основе этих открытий повторить нашу историю? В чём смысл наличия веры в человеческом обществе и какова её роль в понимании нашей истории? Настанет ли такой момент когда «Религии уйдут и воцарится наука» как это утверждает Дэн Браун в своей новой интересной книге «Происхождение». Он также утверждает, что мы появились ниоткуда и отовсюдуи что жизнь во Вселенной зародилась сама по себе. Интересно, что мы состоим из тех же элементов, из которых состоят звёзды или говоря иначе «we are star stuff”. В нашем организме имеется 206 костей (не 613 как написано в Библии) и почти 70 элементов периодической системы. Главные из них кислород (65%), углерод (18.5%), водород (9.5%), азот, кальций, железо и другие.
Наука давно воцарилась в нашем обществе и благодаря её многочисленным открытиям человечеству удалось осуществить немыслимое – изобрести радиосвязь, открыть электричество, создать различные технологии – машины, самолёты, компьютеры, Интернет, cells и i-phones, которые нас соединяют со всем миром, мы можем говорить и одновременно видеть друг друга как бы далеко мы не находились. Мы научились создавать новые источники энергии, изучив структуру микромира и процессы внутри Солнца, осуществили шесть посадок человека на Луну в 1969-1972 годы. Сегодня мы перемещаемся в космосе с немыслимыми скоростями, позволяющими облететь Землю всего за полтора часа, вышли за пределы солнечной системы и наш космический аппарат сегодня устремляется к звёздам, удалившись от Земли на расстояние в сто раз превышающее расстояние от Земли до Солнца. Учёные всерьёз обсуждают возможности полёта к ближайшим звёздам. Мы открыли 2000 планет вне нашей солнечной системы и занимаемся поисками внеземных цивилизаций. Обнаружение такой цивилизации было бы самым эпохальным событием за всю нашу историю. Возникли новые науки объединяющие различные области, такие как квантовая биология, биофизика, астрофизика, генетика, вычислительная и синтетическая биология, вычислительная социология, наномедицина и многие другие. Возможно, процессы внутри нашего мозга, умение мыслить, рассуждать и открывать новое, связаны с квантовыми явлениями, т.е. они происходят на квантовом уровне. Сегодня разрабатываются совершенно новые методы лечения рака, например, иммунотерапия, а наномедицина в недалёком будущем обещает продлить наш биологический возраст до 120 лет и больше. Мы омолаживаемся сегодня на три месяца за каждый прожитый год и даже исследуем возможность бессмертия человека. В 2000 г. физики построили гигантский суперколлайдер с размером кольца 27 км – самое сложное оборудование в мире, созданное когда-либо человеком. На этом ускорителе работают 2000 физиков из ста стран мира с целью глубже исследовать особенности микромира. Была открыта частица – бозон, ответственная за появление массы во Вселенной.
Если наше развитие будет развиваться с ускорением, то каким будет наше будущее, не заменят ли компьютерные технологии нашу цивилизацию и если да, то как они смогут изменить нас. Если всю историю Земли сократить до одного года, то мы, как разумная цивилизация, находимся на ней меньше 30 минут. И тем не менее наши успехи и темп нашего развития поразительны.
Рассмотрим теперь наше будущее в цифрах. Вы, конечно, можете сказать, как можно предсказать будущее, если мы не знаем, что произойдёт завтра. Это, разумеется, не то, о чём говорит Глоба или писал Нострадамус. Эти предсказания, основанные на законах физики и тот факт, что мы умеем рассчитывать процессы внутри нашей Вселенной, т.е. можем предсказать, когда и что произойдёт, учитывая, конечно, наше прошлое. Так, через 2000 лет лёд Гренландии растает, что приведёт к повышению уровня океанов. Через 100 тысяч лет огромный астероид или супервулкан сотрёт 95% жизни на Земле и это уже произойдёт в седьмой раз за нашу историю, но жизнь полностью не исчезнет и через некоторое время она возродиться вновь. Через 500 млн. лет температура Солнца начнёт возрастать, и Земля превратится в пустыню подобно Венере. Через несколько миллиардов лет вся органическая жизнь на Земле погибнет и через 4 млрд. лет Туманность Андромеды столкнётся с нашей Галактикой, т.к. они приближаются друг к другу со скоростью 50 км/сек. Такие столкновения двух галактик с образованием одной новой происходят во Вселенной. Через 5 млрд. лет Солнце поглотит Землю и поэтому наша цивилизация должна заниматься поисками других мест проживания – Луне, Марсе или ещё дальше, чтобы жизнь не исчезла из Вселенной. Через один триллион лет Солнце уже не будет больше излучать энергию, т.к. большая часть её массы будет превращена в энергию. А ещё через многие триллионы лет наша Вселенная остынет до 0ᵒК (т.е. -273ᵒС) с плотностью близкой к нулю и полностью исчезнет из-за её расширения с ускорением. Но согласно теории множественности миров существуют и другие вселенные, параллельные миры. По меньшей мере, в одной из них возможно зарождение жизни. Это будет мир, управляемый совершенно другими фундаментальными законами и постоянными и с жизнью, отличной от нашей.
В заключение рассмотрим, что мы могли бы осуществить в ближайшем будущем: узнать о чём «говорят» растения друг с другом; понимать язык собак и птиц; превращать пепел в бриллианты; построить летающие автомашины, которые будут заряжаться от Солнца; изучить феномен интуиции и озарения; превратить углекислый газ в метан и топливо; понять, как мы думаем, запоминаем и делаем открытия на квантовом уровне; соединить науку с искусством. Развитие наномедицины существенно продлит нашу жизнь – те, кто родился в 21 веке, будут жить и в 22, т.е. 100 и более лет и многое другое. «Самая удивительная вещь, которую мы можем испытать,– говорил Эйнштейн,– это таинство». Прекрасное – это тайна, к которой мы можем приблизиться, но которую мы никогда не можем постичь, а науками и искусством мы будем заниматься всегда.
Илья Гулькаров

Комментариев нет:

Отправить комментарий

Красильщиков Аркадий - сын Льва. Родился в Ленинграде. 18 декабря 1945 г. За годы трудовой деятельности перевел на стружку центнеры железа,километры кинопленки, тонну бумаги, иссушил море чернил, убил четыре компьютера и продолжает заниматься этой разрушительной деятельностью.
Плюсы: построил три дома (один в Израиле), родил двоих детей, посадил целую рощу, собрал 597 кг.грибов и увидел четырех внучек..