Мозг: прошлое и будущее - [21]
Мистическое в сочетании со сложным интересовало нас и в те времена, когда мозг был еще не очень знаменит. Легендарный индийский мудрец Вьяса описывал небесные тела как космического дельфина, у которого во рту Марс, на хвосте – Сатурн, на груди – Солнце, а в уме – Луна[123]. Брюхо дельфина – это «небесный Ганг», поток внеземного сияния, отражающий земной блеск священной реки индуизма. С точки зрения древних греков, брюхо дельфина было белесой полосой под названием «Галаксия»; в современный язык это слово проникло через латинский перевод «Via Lactea» – мы зовем белую дорожку на ночном небе «Млечный Путь». Согласно греческой мифологии, это след от молока, которое пролила Гера, когда оттолкнула от своей груди младенца Геракла. Впрочем, наблюдатели всего мира столетиями размышляли над тем, что Млечный Путь, возможно, не просто дымчатое пятно на ночном небосводе. Ибн Баджа, арабский ученый XI века, пророчески предположил, что Млечный Путь соткан из света множества «неподвижных звезд, которые почти касаются друг друга»[124]. Однако непосредственно пронаблюдать зернистость Млечного Пути удалось лишь под конец европейского Возрождения. «Третьим предметом нашего наблюдения была сущность или материя Млечного Пути. При помощи зрительной трубы ее можно настолько ощутительно наблюдать, что все споры, которые в течение стольких веков мучили философов, уничтожаются наглядным свидетельством, и мы избавимся от многословных диспутов. Действительно, Галаксия является не чем иным, как собранием многочисленных звезд, расположенных группами»[125]. Когда Галилей вгляделся в небо при помощи своих оптических изобретений, которые произвели настоящий переворот в ходе научного прогресса, то различил везде, куда ни нацеливал телескоп, множество мелких звезд. Это колоссальное открытие дало человечеству точку отсчета, чтобы судить о масштабе и сложности Вселенной и мира природы.
Нервная система, впрочем, не галактика и свою сложность выказывает лишь тогда, когда перетасуешь линзы телескопа и вглядишься в нее в микроскоп. Одним из первых исследователей микроскопической структуры мозга стал чешский анатом Ян Пуркине (Иоганн Пуркинье в принятой тогда немецкой транскрипции), который в 1838 году сообщил о своем открытии нейронов мозжечка, которые теперь носят его имя. На собственноручных зарисовках ученого клетки Пуркинье похожи на крошечные переспелые луковки – из каждой торчат одна-две стрелки, которые загадочно и многозначительно уходят в никуда[126]. Поскольку оптические приборы того времени были довольно грубыми, Пуркинье смог разглядеть лишь эти клетки – одни из самых крупных в мозге. Луковицеобразные формы, которые он рассматривал, были телом («сомой») нейрона, самой толстой частью клетки, около сотой миллиметра в поперечнике.
Лишь в конце XIX века, когда появились усовершенствованные системы линз и методы подкрашивания препаратов, ученые разглядели, куда уходят луковые стрелки, и ответ всех потряс. Из каждой клетки Пуркинье исходят целые заросли из тысяч ветвящихся волокон – так называемых дендритов, каждый из которых совсем тоненький, но суммарный их объем превосходит объем сомы клетки во много сотен раз. А кроме того, у каждого нейрона Пуркинье есть один длинный корень – аксон, уходящий в мозговую ткань больше чем на 2 см. Подобная изысканная архитектура типична для всей нервной системы, и самое известное свидетельство этого – подробные рисунки нейроанатомов Сантьяго Рамон-и-Кахаля и Камилло Гольджи[127]. Но даже восхитительно-хитроумное устройство отдельной нервной клетки практически меркнет на фоне того, сколько таких клеток в человеческом мозге.
Сложность и в самом деле часто сводится к числам. Личная жизнь Дон Жуана, героя оперы Моцарта, сложна именно потому, что у него было 2065 любовниц, о чем в смятении узнает заглянувшая в его бумажник пассия, – об этом повествует ария «Каталог всех красавиц»[128]. (Представьте себе, как это отразилось бы на странице Дон Жуана в Фейсбуке.) Детектор субатомных частиц АТЛАС, позволивший непосредственно зарегистрировать неуловимый бозон Хиггса, сложен потому, что у него около 100 миллионов каналов вывода данных, а создавала его более пяти лет команда примерно из 300 физиков[129]. Этот детектор обрабатывает в секунду порядка миллиарда событий, каждое из которых генерирует около 1,6 мегабайт данных[130]. Теперь мы знаем, что «Млечный Путь» Галилея состоит примерно из 300 миллиардов звезд, а во всей Вселенной, вероятно, в 200 миллиардов раз больше, то есть всего получается около 70 миллиардов триллионов (семерка и 22 нуля)[131]. Расхожее выражение астронома Карла Сагана «миллиарды и миллиарды» едва ли воздает должное подобным количествам[132]. Разве может мозг сравниться с такими высотами?
Выразить сложность мозга наглядными цифрами и в самом деле очень и очень трудно. Самым очевидным было бы пересчитать клетки, но эти стандартные методы анализа тканей не позволяют установить точное число клеток во всем мозге. Поэтому бразильский нейрофизиолог Сузана Эркулану-Озель, поставив перед собой эту задачу, была вынуждена изобрести особую процедуру
В эпоху тотальной цифровизации сложно представить свою жизнь без интернета и умных устройств. Но даже люди, осторожно ведущие себя в реальном мире, часто недостаточно внимательно относятся к своей цифровой безопасности. Между тем с последствиями такой беспечности можно столкнуться в любой момент: злоумышленник может перехватить управление автомобилем, а телевизор – записывать разговоры зрителей, с помощью игрушек преступники могут похищать детей, а к видеокамерам можно подключиться и шпионить за владельцами.
История машинного обучения, от теоретических исследований 50-х годов до наших дней, в изложении ведущего мирового специалиста по изучению нейросетей и искусственного интеллекта Терренса Сейновски. Автор рассказывает обо всех ключевых исследованиях и событиях, повлиявших на развитие этой технологии, начиная с первых конгрессов, посвященных искусственному разуму, и заканчивая глубоким обучением и возможностями, которые оно предоставляет разработчикам ИИ. В формате PDF A4 сохранен издательский макет.
Эта книга посвящена вопросам по теме будущего и технологий, на которые в течение года отвечали эксперты проекта The Question. В XXI веке нам кажется, что мы живем в будущем из научной фантастики: нас окружают роботы, сенсорные экраны и виртуальная реальность. Технологии развиваются с невероятной скоростью – и от этого появляется все больше вопросов. Этично ли экспериментировать над генами людей? Когда мы начнем колонизировать другие планеты? Почему, наконец, айфон такой дорогой? В этой книге мы собрали мнения экспертов, которые каждый день отвечают на интересующие людей вопросы на сайте.
В наше время научные открытия совершатся большими коллективами ученых, но не так давно все было иначе. В истории навсегда остались звездные часы, когда ученые, задавая вопросы природе, получали ответы, ставя эксперимент в одиночку.Джордж Джонсон, замечательный популяризатор науки, рассказывает, как во время опытов по гравитации Галилео Галилей пел песни, отмеряя промежутки времени, Уильям Гарвей перевязывал руку, наблюдая ход крови по артериям и венам, а Иван Павлов заставлял подопытных собак истекать слюной при ударе тока.Перевод опубликован с согласия Alfred A, Knopf, филиала издательской группы Random House, Inc.
Настоящее издание поможет систематизировать полученные ранее знания, а также подготовиться к экзамену или зачету и успешно их сдать. Пособие предназначено для студентов высших и средних образовательных учреждений.
Обладатель ученой степени в области теоретической химической физики, старший научный сотрудник исследовательской группы по разработке новых лекарств Скотт Бембенек в лучших традициях популярной литературы рассказывает, как рождались и развивались научные теории. Эта книга — уникальное сочетание науки, истории и биографии. Она доступным языком рассказывает историю науки от самых ранних научных вопросов в истории человечества, не жертвуя точностью и корректностью фактов. Читатель увидит: — как энергия, энтропия, атомы и квантовая механика, составляющие основу нашей Вселенной, управляют миром, в котором мы живем; — какой трудный путь прошло человечество, чтобы открыть законы физических явлений; — как научные открытия (и связанные с ними ученые) сформировали мир, каким мы его знаем сегодня.
Таблица Менделеева занимает в нашем воображении такое же прочное место, как и алфавит, календарь и знаки зодиака. Но сами химические элементы, помимо нескольких самых распространенных: железа, углерода, меди, золота, – покрыты завесой тайны. По большей части мы не знаем, как они выглядят, в каком виде встречаются в природе, почему так названы и чем полезны для нас. Добро пожаловать на головокружительную экскурсию по страницам истории и литературы, науки и искусства! «Научные сказки» познакомят вас с железом, которое падает с неба, и расскажут о скорбном пути неонового света.
Эта книга не только о том, как устроена Вселенная, хотя, казалось бы, разговоров как раз на эту тему следует ожидать от увлеченного астрофизика. Все дело в том, что поклонники и противники Нила Деграсса Тайсона в своих письмах спрашивают его не только об инопланетной жизни, звездных системах, путешествиях в пространстве, параллельных вселенных и прочих космических штучках. Они хотят знать, как относиться к теории эволюции, как построить вечный двигатель, когда ждать конца света, как пережить утрату близкого человека, изменить свою жизнь… И автор осторожно делится своим мнением на этот счет, обнаруживая не только широкий кругозор и интеллигентное чувство юмора – о котором всем известно, – но также и мудрость, и чуткость, и простоту.
Темное вещество, гравитация, возможность межгалактических полетов и Теория Большого взрыва… Изучение тайн Вселенной подобно чтению захватывающего романа. Но только если вы хорошо понимаете физику, знаете, что скрывается за всеми сложными терминами и определениями. В самых головоломных вопросах науки вам поможет разобраться Нил Деграсс Тайсон – один из самых авторитетных и в то же время остроумных астрофизиков нашего времени. Он обладает особым даром рассказывать о сложнейших научных теориях понятно, интересно и с юмором. Новая книга Нила Тайсона – это очередное захватывающее путешествие в мир современной науки.