Искусство в теории
Мы выбрали 5 научных идей, которые столетиями будоражили воображение, вдохновляли как учёных, так и деятелей искусства и порой воплощались в жизнь совсем не так, как того ожидали.
Cамые важные для современного человека изобретения были сделаны в XIX – XX веках: лампа, телефон, автомобиль. Однако появление многих из них было предсказано гораздо раньше. Великие идеи вынашиваются не один десяток лет, до тех пор, пока не получают материального воплощения.
Мы выбрали 5 идей, которые столетиями будоражили воображение, вдохновляли как учёных, так и деятелей искусства и порой воплощались в жизнь совсем не так, как того ожидали.
Мы выбрали 5 идей, которые столетиями будоражили воображение, вдохновляли как учёных, так и деятелей искусства и порой воплощались в жизнь совсем не так, как того ожидали.
ТРАНСПЛАНТОЛОГИЯ
будущее науки или дьявольский эксперимент?
Идея о спасении человека с помощью пересадки органов существует давно, но рождение самой науки трансплантологии традиционно относят к началу ХХ века. В 1902 году французский хирург Алексис Каррель разработал метод сосудистого шва: техника, впоследствии названная «швом Карреля», позволяла пересадку органов с сохранением их функций и кровоснабжения. В России до ХХ века исследованиями в этой области занимался Н. И. Пирогов, чья монография «О пластических операциях вообще, о ринопластике в особенности» стала настоящим научным прорывов в 1835 году.
Двухголовая собака и другие опыты
Кровеносная система собаки Демихова
Первая в мире пересадка почки была проведена в 1933 году советским хирургом Ю. Ю. Вороным. В 40-ые годы наиболее выдающиеся исследования проводил В. П. Демихов, который сейчас считается отцом-основателем науки трансплантологии и ее великим экспериментатором. В 1946 году он первый в мире пересадил второе сердце собаке, а позже смог полностью заменить сердечно-легочный комплекс. Ему также удалась пересадка печени и донорского сердца – сенсация, которая доказала возможность подобной операции на человеке. Чтобы доказать потенциальные возможности трансплантологии, Демихов пересадил вторую голову собаке. Получившееся существо общественность восприняла как монстра, Демихова осуждали за «игру в Бога». Не вызвали одобрения подобные эксперименты и со стороны власти. Более того, ученому не сразу удалось защитить свою диссертацию «Пересадка жизненно важных органов в эксперименте». Несмотря на Первая пересадка человеческого сердца была выполнена только в 1967 году хирургом из ЮАР Кристианом Барнардом.
Что дальше?
Сейчас эта наука не фантастика, но реальность, которая ежедневно помогает тысячам людей. Ее главная проблема состоит в нехватке донорских органов, которые необходимы для спасения других пациентов. Из-за этого во многих странах Европы и США люди, которым небезразлична судьба других, заключают договоры о согласии на донорство собственных органов в случае смерти. Хотя последние эксперименты в Израиле доказывают, что пересадка органов после замораживания возможна, этот метод находится только в стадии разработки.
«Голова профессора Доуэля» Александра Беляева
Идея о спасении жизни с помощью органов другого человека нашла отражение в литературе – роман «Голова профессора Доуэля» Александра Беляева, написанный в 1925, во многом предвосхищает науку. Правда, донорским органом там является не сердце, почка или печень, а целая голова.
«Собачье сердце» Михаила Булгакова
В том же году была написана повесть Михаила Булгакова «Собачье сердце», где профессор Преображенский – чьи эксперименты схожи с работами Демихова - пересадил собаке человеческий гипофиз.
«Семь жизней» Габриэля Маччино
Интерес к трансплантологии возник и у кинематографистов. Фильм «Семь жизней» с Уиллом Смитом в главной роли был высоко оценен критиками: в нем раскрывается не медицинский, а скорее этический аспект трансплантации. Режиссера интересует, какие чувства испытывают доноры и те, кого они спасают, и какой ценой иногда дается это спасение.
Телевизионные шоу
И, конечно, эта теория активно эксплуатируется в сериалах: начиная с сатирического мультсериала «Симпсоны» и заканчивая японской научно-фантастической мангой «Призрак в доспехах».
КЛОНИРОВАНИЕ
игра в бога
На самом деле слово «клон» появилось как обозначение группы растений, полученных от одного растения-производителя вегетативным способом и в точности повторявших его качества. Позже так стали называть любые линии организмов, идентичные прародителю.
Сложно сказать, когда именно появилась идея о клонировании животных и людей. В начале XIX века появилась книга, породившая легенду о «рукотворном человеке», – «Франкенштейн» Мари Шелли. Это не было клонированием в полном смысле слова, но суть эксперимента также заключалась в воссоздании человека. Настоящие разработки начались много позже – уже в XX веке.
Сложно сказать, когда именно появилась идея о клонировании животных и людей. В начале XIX века появилась книга, породившая легенду о «рукотворном человеке», – «Франкенштейн» Мари Шелли. Это не было клонированием в полном смысле слова, но суть эксперимента также заключалась в воссоздании человека. Настоящие разработки начались много позже – уже в XX веке.
От овечки Долли к фабрике клонов
Овечка Долли с ягнёнком
Технология, которую применяют для клонирования организмов, называется замещение ядра: из яйцеклетки изымается ядро, и на его место помещают ДНК другого организма.
Именно с помощью этой технологии шотландские учёные создали знаменитую овечку Долли. Она прожила 6 лет, и даже оставила после себя потомство. Некоторые исследователи говорят, что эксперимент с овечкой Долли прошёл успешно и что следующий шаг – клонирование человека. Однако другие учёные настаивают на том, что технология, как и её влияние на организм, не изучена до конца и может иметь непредсказуемые последствия. Так, овечку Долли усыпили спустя 6 лет, потому что у неё были серьёзные заболевания. Овечка-клон произвела потомство, однако не все ягнята родились здоровыми. Возможно, всё это произошло из-за изменений в ДНК, вызванных клонированием – технология ещё не изучена достаточно хорошо, и учёные не могут ответить однозначно.
Именно с помощью этой технологии шотландские учёные создали знаменитую овечку Долли. Она прожила 6 лет, и даже оставила после себя потомство. Некоторые исследователи говорят, что эксперимент с овечкой Долли прошёл успешно и что следующий шаг – клонирование человека. Однако другие учёные настаивают на том, что технология, как и её влияние на организм, не изучена до конца и может иметь непредсказуемые последствия. Так, овечку Долли усыпили спустя 6 лет, потому что у неё были серьёзные заболевания. Овечка-клон произвела потомство, однако не все ягнята родились здоровыми. Возможно, всё это произошло из-за изменений в ДНК, вызванных клонированием – технология ещё не изучена достаточно хорошо, и учёные не могут ответить однозначно.
Опасно ли запускать бешеный принтер?
В ряде стран законодательно запрещено клонировать людей, так как это противоречит этическим и религиозным нормам
Клонирование остаётся одной из самых загадочных технологий генетики, и учёные активно разрабатывают её. Однако на данный момент нет документально подтверждённых случаев успешного клонирования человека.
Более того, в ряде стран – например, в России, странах Евросоюза – законодательно запрещено клонировать людей, так как это противоречит этическим и религиозным нормам. По мнению законодателей, клонирование не может быть способом увеличения популяции, потому что личность должна своевременно проходить процесс социализации, что вряд ли удастся обеспечить для клонов. Технология также рассматривается как возможность «выращивать» органы для пересадки, однако такой подход считают негуманным и противоречащим общепринятым взглядам на человека – он является личностью, а не набором «запчастей».
Более того, в ряде стран – например, в России, странах Евросоюза – законодательно запрещено клонировать людей, так как это противоречит этическим и религиозным нормам. По мнению законодателей, клонирование не может быть способом увеличения популяции, потому что личность должна своевременно проходить процесс социализации, что вряд ли удастся обеспечить для клонов. Технология также рассматривается как возможность «выращивать» органы для пересадки, однако такой подход считают негуманным и противоречащим общепринятым взглядам на человека – он является личностью, а не набором «запчастей».
В то же время в Китае ведутся активные разработки в данной области. Сейчас китайские учёные проводят эксперименты с разными видами скота, а в дальнейшем планируют применить подобную технологию к людям – построить фабрику клонов. Будущие родители смогут прийти на «фабрику» и выбрать эмбрион, обладающий наибольшим потенциалом развития.
Произведения
«О дивный новый мир» Олдоса Хаксли
Действие происходит в Лондоне в 2541 году. Людей выращивают в «инкубаториях» и на стадии эмбриона делят их на 5 каст. Тогда же определяются умственные способности человека и его будущая профессия, прививаются определённые привычки и предпочтения.
«Мы» Евгения Замятина
В данном романе дети рождаются естественным путём, однако этот процесс жестко регламентирован: «детоводство» является одной из важнейших сфер тоталитарного общества. Люди носят одинаковую одежду, бреют голову, вместо имён у них «нумера» – вся их жизнь определена жестким распорядком, устранены все различия между людьми и образами жизни. Даже половая принадлежность определяется буквой в начале номера.
«Престиж» Кристофера Нолана
За 80 лет тема видоизменилась, однако популярности не потеряла. Так, в фильме «Престиж» среди прочих разработок клонированием занимается Никола Тесла. Прибор, созданный учёным в фильме, позволяет не только создать клона, но и задать определённые параметры. Например, место, в котором он появится.
Создатели фильма намекают и на этическую неоднозначность технологии. Все клоны, созданные аппаратом Теслы, имели не только одинаковую внешность, но и образ мысли: знания, воспоминания, убеждения. И когда наступает развязка фильма, уже невозможно понять, где настоящий человек, а где – искусственно созданный клон.
Создатели фильма намекают и на этическую неоднозначность технологии. Все клоны, созданные аппаратом Теслы, имели не только одинаковую внешность, но и образ мысли: знания, воспоминания, убеждения. И когда наступает развязка фильма, уже невозможно понять, где настоящий человек, а где – искусственно созданный клон.
ТЕЛЕПОРТАЦИЯ
куда можно попасть из Филадельфии?
Телепортация у многих ассоциируется с именем Николы Тесла, которому приписывается разгадка телепортации и работа над установкой-генератором для мгновенного перемещения объектов. В начале 40-х годов 20 века на всю Америку распространился слух о якобы произошедшей телепортации эсминца «Элдридж» из порта в Филадельфии в порт другой базы в Норфолке. Данный случай приписывали работе Николы Тесла, хотя впоследствии оказалось, что «филадельфийский эксперимент» не имеет никакого отношения к ученому. Более того, эта история и вовсе оказалась выдумкой. Однако же многие из идей физика были взяты за основу дальнейших исследований.
В 1893 году Никола Тесла продемонстрировал миру беспроводную передачу электрического тока, заставив светиться люминесцентные лампы, не подключенные к электрическим проводам. Опыты выдающегося физика впоследствии много раз воспроизводились с переменным успехом. Современные ученые представляют совершенно новые методы передачи энергии на расстояния, и для этого предлагают использовать метод квантовой телепортации.
Проще, чем кажется
Квантовая телепортация представляет собой передачу информации между двумя изначально сцепленными частицами, разъединенными в пространстве на любое возможное расстояние. Иными словами, при квантовой телепортации изменение состояния одной из таких частиц неминуемо и необъяснимо вызывает одновременное изменение состояния другой.
Японские физики не первый год изучают явление квантовой телепортации. Руководитель исследования Масихиро Хотта еще в 2008 году создал теорию использования квантовой телепортации для передачи информации и энергии. Физики из японского университета Тохоку пошли еще дальше, и обосновали в теории метод квантовой телепортации как один из способов передачи энергии на расстояния.
Японские физики не первый год изучают явление квантовой телепортации. Руководитель исследования Масихиро Хотта еще в 2008 году создал теорию использования квантовой телепортации для передачи информации и энергии. Физики из японского университета Тохоку пошли еще дальше, и обосновали в теории метод квантовой телепортации как один из способов передачи энергии на расстояния.
Физический вакуум – это не абсолютная пустота: в нём постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы.
Работа ученых базируется на свойствах вакуума. Известно, что физический вакуум – это не абсолютная пустота – в нем, в соответствии с принципом неопределенности, постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы, многие из которых являются связанными между собой парами. Использовать эти пары для передачи энергии на расстояние и предлагают японские ученые. Однако расстояние, на которое можно передать энергию, очень ограничено, что делает ее совершенно неинтересной для практического применения.
О той ли телепортации идет речь?
Телепортация является одной из важнейших сюжетных линий в фильме Кристофера Нолана «Престиж», хотя, конечно, данный термин не используется здесь в узком академическом смысле, так как в представлении большинства людей телепортация непременно должна быть связана с перемещением объектов (в то время как всемирно признанный вид телепортации — квантовая — по сути лишь копирование свойств одной частицы на другую).
В "Престиже" показана скорее «мифологическая» сторона опытов Николы Тесла, чем реальная. Главный герой картины, иллюзионист Роберт Энджер обращается к великому ученому за помощью ради победы над своим соперником. Тесла сконструировал машину с трансформатором Теслы, у которой оказалась одна «недоработка» — она не телепортировала, а клонировала. Телепортация же была побочным эффектом. Стоит еще раз упомянуть тот факт, что к телепортации в том смысле, в котором понимают это слово ученые-физики, сюжетная линия не имеет никакого отношения, как и к работе Николы Тесла, а лишь отражает представление об этом феномене в массовом сознании.
Человеческий мозг
как обрести суперспособности?
Сейчас эта теория не более чем городская легенда, но на протяжении последних ста лет она так или иначе интересовала современников. Одна из версий ее появления – это исследования американских ученых Уильяма Джеймса и Бориса Сидиса в 1890-ых годах, проводимых над известным вундеркиндом Уильямом Сидисом. Уильям, поступивший в Гарвард в 11 лет, утверждал, что не использует свой мозг на все 100%. Возможно, именно так возникло предположение о безграничных возможностях человеческого разума, который нужно просто правильно активизировать для достижения максимального результата.
Согласно легенде 100%-ая активность мозга может дать человеку некие суперсилы.
Многие ученые придерживаются другой точки зрения. Они считают эту теорию полностью ошибочной и отчасти сфабрикованной массовой культурой. Нейробиолог Барри Гордон, полагает, что теория о 10 процентах необоснованной и смехотворной, так как человек использует все части мозга полноценно. Барбара Саакян, профессор нейропсихологии в Кембриджском университете, также считает теорию неверной, так как она практически не поддается анализу. Точную цифру эффективности мозга невозможно высчитать, хотя, скорее всего, она намного выше, чем 10 процентов. Повышенный интерес к работе человеческого можно объяснить тем, что, исходя из мифа, 100%-ая активность мозга может дать человеку некие суперсилы. Например, безграничные возможности интеллекта, способного познать величайшие тайны вселенной.
Мозг в культуре
«Цветы для Элджерона» Дэниела Киза
Идея о безграничном могуществе по-разному интерпретировалась в массовом сознании. Герой научно-фантастического романа Дэниела Киза «Цветы для Элджерона» превращается из умственно отсталого человека в гения путем хирургической операции. Его всемогущество заключается в постоянно растущих интеллектуальных возможностях. Правда, оказалось, что регрессия неизбежна и мозг героя возвращается к первоначальному уровню развития. Главный вопрос, который Киз задает читателям, – когда герой был поистине счастлив?
«Люси» Люка Бессона
Несмотря на необоснованность, теория активно эксплуатируется современными режиссерами. Например, фантастический боевик Люка Бессона «Люси» показывает, что может произойти с человеком, если он повысит потенциал своего мозга хотя бы на 5%. Героиня Скарлетт Йоханссон смогла достичь цифры в 100% и стала вездесущей, завершая фильм фразой: «Миллиарды лет назад нам была дарована жизнь. Теперь вы знаете, что с ней делать».
«Области тьмы» Нила Бергера
Чуть более реалистичный фильм – «Области тьмы» Нила Бергера, где герой Брэдли Купера из писателя-неудачника превращается в настоящего гения с помощью препарата, повышающего активность мозга. Принесет ли это счастье его герою – совсем другой вопрос.
Бозон Хиггса
частица всего
Большой адронный коллайдер (БАК) - самый мощный ускоритель заряженных частиц, построенный Европейским центром по ядерным исследованиям (CERN) в подземном тоннеле протяженностью 27 километров на границе Швейцарии и Франции. БАК был запущен осенью 2008 года, однако из-за аварии эксперименты в нем начались только через год — в ноябре 2009 года. Основной целью строительства БАК было уточнение или опровержение Стандартной модели — теоретической конструкции, дающей нам более глубокое представление о типах материи, чем любая другая физическая теория.
Что такое Стандартная модель?
На протяжении многих веков человечество пыталось создать структурированную картину мира со всеми работающими в ней законами физики. Сначала были обнаружены атомы, затем протоны, нейтроны и электроны, и, наконец, — кварки и лептоны. Суть Стандартной модели заключается в том, что наша вселенная состоит из 12 частиц материи и четырех сил. Среди этих 12 частиц есть шесть сортов кварков и шесть — лептонов. Кварки образуют протоны и нейтроны, а члены семьи лептонов включают электрон и электронное нейтрино (его нейтрально заряженный антагонист). Ученые полагают, что лептоны и кварки являются неделимыми: их нельзя разбить на более мелкие частицы. Наряду с этими частицами Стандартная модель описывает четыре фундаментальных силы: гравитацию, электромагнитное, сильное и слабое взаимодействие. Ученые считают, что каждая их этих четырех фундаментальных сил обладает соответствующей частицей (или бозоном), которая воздействует на материю. Так, например, электромагнитные поля передают электромагнитную силу материи посредством фотона. Отсюда следует важная мысль, которую порой сложно понять не имеющему отношения к физике человеку — сила так же реальна, как и материя.
Почему бозон называют частицей Бога?
Стандартная модель, разумеется, не единственная существующая в физике теоретическая конструкция, но лишь она предполагала наличие механизма Хиггса, при минимальной реализации которого должен возникать нейтральный бозон. Положительный результат поисков бозона Хиггса послужил аргументом в пользу именно Стандартной модели, хотя последняя, в целом, и так получала одно блестящее подтверждение за другим. Считается, что если бы ученые опровергли существование данного бозона, то это открыло бы путь бесчисленному количеству альтернативных теорий, вплоть до экзотики с параллельными Вселенными или «высшими измерениями».
Предполагаемая роль частицы была столь велика, что в заголовке книги нобелевского лауреата Леона Ледермана она названа «частица бога»
Предполагаемая роль частицы была столь велика, что в заголовке книги нобелевского лауреата Леона Ледермана «Частица Бога: если Вселенная это ответ, то каков вопрос?» она названа «частица бога» («god particle»). Ироническое прозвище быстро подхватили СМИ, и вскоре оно стало негласным синонимом бозона Хиггса.
После нескольких лет работы, 4 июля 2012 года команда CERN объявила, что нашла частицу, ради которой, собственно, и был построен БАК — бозон Хиггса. Но для того, чтобы понять важность этого открытия, необходимо сначала обратиться к одной из самых известных теорий, описывающих устройство и работу космоса — Стандартной модели.
После нескольких лет работы, 4 июля 2012 года команда CERN объявила, что нашла частицу, ради которой, собственно, и был построен БАК — бозон Хиггса. Но для того, чтобы понять важность этого открытия, необходимо сначала обратиться к одной из самых известных теорий, описывающих устройство и работу космоса — Стандартной модели.
Поле и бозон Хиггса
Ученые задались вопросом: что если у всех частиц нет собственной массы, но они получают ее, проходя через определенное поле? Это поле известно как поле Хиггса, и оно по-разному влияет на разные частицы. Если суммировать все вышесказанное, бозон — это новая элементарная частица, а все, что обладает массой, взаимодействует с полем Хиггса, которое занимает всю Вселенную. И как в других полях, описываемых Стандартной моделью, хиггсовскому нужна своя частица-переносчик, чтобы влиять на другие частицы. Она-то и получила название бозона Хиггса.
Предполагается, что бозон Хиггса сыграл основную роль в механизме, посредством которого некоторые частицы во время Большого взрыва приобрели массу, а другие остались безмассовыми.
За теоретическое основание существования бозона — частицы, благодаря которой остальные элементарные частицы обретают массу, британский ученый Питер Хиггс и его бельгийский коллега Франсуа Энглер получили Нобелевскую премию по физике в 2013 году. Питер Хиггс, чье имя отныне носит частица, британский физик-теоретик. Еще в 1960-х годах он предложил механизм, объясняющий происхождение массы элементарных частиц, который предсказал существование бозона. После объявления на пресс-конференции ЦЕРНа об открытии частицы, Хиггс признался, что не ожидал экспериментального подтверждения своей теории при жизни.
Предполагается, что бозон Хиггса сыграл основную роль в механизме, посредством которого некоторые частицы во время Большого взрыва приобрели массу, а другие остались безмассовыми.
За теоретическое основание существования бозона — частицы, благодаря которой остальные элементарные частицы обретают массу, британский ученый Питер Хиггс и его бельгийский коллега Франсуа Энглер получили Нобелевскую премию по физике в 2013 году. Питер Хиггс, чье имя отныне носит частица, британский физик-теоретик. Еще в 1960-х годах он предложил механизм, объясняющий происхождение массы элементарных частиц, который предсказал существование бозона. После объявления на пресс-конференции ЦЕРНа об открытии частицы, Хиггс признался, что не ожидал экспериментального подтверждения своей теории при жизни.
Мифология XXI века
Разговоры о строительстве Большого адронного коллайдера породили множество слухов и мистификаций обывателей на тему того, какую же все-таки роль в дальнейшей судьбе человечества сыграет сам коллайдер и то, что с его помощью удастся открыть. Еще в 2000 году вышел роман американского писателя Дэна Брауна «Ангелы и демоны», который был экранизирован в 2009 году режиссером Роном Ховардом.
Одной из важнейших сюжетных линий в книге является похищение из лаборатории ЦЕРНа контейнера с антиматерией, произведенной в ходе работы Большого адронного коллайдера, которая является бомбой замедленного действия. На сайте ЦЕРНа есть страница, объясняющая, что вся описанная в романе ситуация является абсолютным вымыслом с точки зрения физики. Стоит отметить, что частицы антиматерии практически идентичны своим материальным партнерам, за исключением того, что переносят противоположный заряд. Согласно теории Большого Взрыва, материя и антиматерия появилась во Вселенной в равных количествах. И хотя, действительно, при взаимодействии материи и антиматерии происходит аннигиляция (взаимное уничтожение), и остается только чистая энергия, исходя из чего мы не должны существовать, на деле оказывается, что в мире не существует идеальной симметрии. Физики полагают, что на каждый миллиард пар материи-антиматерии была одна лишняя частица материи, что породило столь сильную асимметрию, которую пока ученые объяснить не в состоянии.
На сайте ЦЕРНа подчеркивается, что на самом деле бомба из антивещества невозможна; что антивещество создается вовсе не так, как это описано в книге, а также, что необходимы миллиарды лет, чтобы создать всего один грамм антивещества на существующих ускорителях.
На сайте ЦЕРНа подчеркивается, что на самом деле бомба из антивещества невозможна; что антивещество создается вовсе не так, как это описано в книге, а также, что необходимы миллиарды лет, чтобы создать всего один грамм антивещества на существующих ускорителях.
Текст подготовили студентки 209 группы дневного отделения факультета журналистики МГУ:
Юлия Бубнова,
Анастасия Ковальчук,
Юлия Морковкина
Юлия Бубнова,
Анастасия Ковальчук,
Юлия Морковкина
