Вещи не то, чем кажутся. 100 фреймов УНИВЕРСУМА

Введение

Стремительное развитие науки в начале XXI века привлекает пристальное внимание к её интереснейшим, а подчас блестящим достижениям не только у людей, стоящих на переднем крае прогресса, но и среди широкого слоя населения, никогда профессионально не занимавшегося исследованиями. Между тем высокая специализация научного знания не позволяет даже профессионалам, работающим в разных областях, получать представления о достижениях своих коллег. Сегодняшняя реальность такова, что, например, гениальный учёный, специалист экстра-класса в области нейронных сетей и искусственного интеллекта не владеет новой информацией о модификациях теории Большого взрыва. Более того, из-за огромного количества накопленных данных и, возможно, вследствие суперспециализации науки, он может быть даже не в курсе открытий своих «смежников», коллег-нейрофармакологов в сфере расширения сознания с использованием психоделических средств. В связи с этим вспоминается выражение «информация как вода, если её слишком много – утонешь, а слишком мало – умрёшь от жажды». Как в таком океане информации интеллектуалам-профессионалам находиться в курсе событий, быть ориентированными в ключевых, приоритетных и прорывных направлениях, «держать руку на пульсе» самых современных достижений? А ведь ещё большие гносеологические трудности возникают у широкого круга эрудитов, интересующихся наукой.

В данной книге рассмотрены наиболее узловые зоны притяжения, своего рода аттракторы научного знания, вокруг которых формируются исследовательские и познавательные интересы как учёных, так и тех, кто осваивает их в процессе обучения. Авторы не просто сделали скрупулёзную подборку самых интересных, ярких, загадочных, неподдающихся на сегодняшний день научному объяснению фактов и феноменов, но показывают их с иной стороны, выдвигают гипотезы, а в некоторых фреймах, в частности посвящённых теории катастроф, фрактальной геометрии биологических систем, тормозным процессам в нейронных сетях, проблемам памяти и распознавания образов, приводят результаты собственных исследований.

Книга состоит из семи глав, каждая из которых объединена в соответствии со своей парадигмальной составляющей. В первой главе рассматриваются особенности пространственно-временного континуума, квантов пространства и времени, квантовомеханической интерпретации реальности. Проводятся параллели между воззрениями древнегреческого мыслителя Зенона, немецкого философа Иммануила Канта и самыми современными достижениями в области физики пространства-времени. Проблема хаоса и порядка представлена в синергетическом видении мира, визуализации хаоса в структурах фракталов и фазовых портретах теории катастроф.

Вторая глава посвящена миру космоса и Мультивселенной. В ней уделено внимание сущности гравитации, необычным свойствам тахионов, изменяющих порядок времени и магнитных монополей, уничтожающих вещество. Обсуждаются проблемы существования параллельных вселенных, тёмной материи, модели эволюции нашей Вселенной. Устанавливаются угрозы, которые может представлять космос для земной цивилизации, а также её возможное космопланетарное будущее.

Третья глава содержит материал, посвящённый живой материи. Здесь представлены проблемы, касающиеся возникновения жизни, эволюции биосферы. Постулируются идеи иной, неклеточной формы жизни, которая представлена в виде вирусов, прионов и нанобактерий, являющихся серьезной угрозой для человечества. Идеи социобиологии нашли своё воплощение в гендерном противостоянии, а также возможном существовании рядом с человечеством другой цивилизации на примере муравьев. Обсуждаются проблемы предотвращения старения, выделяются вопросы, до сих пор неразрешённые современной медициной, в частности, эффекты плацебо и ноцебо.

Четвертая и пятая главы отражают особенности психической реальности и мозговой деятельности. В этих разделах описываются проявления бессознательного, возможный перенос сознания на другие носители, феномен дежавю, сексуальные отношения с Шакти, символом женского начала Древнего Востока. Ставятся вопросы о реальности галлюцинаций, проявлениях и причинах возникновения такого состояния, как одержимость. В пятой главе даётся характеристика природы интеллекта, нейрофизиологической основы памяти, обсуждаются вопросы декодирования мозга, искусственного интеллекта и перспектив его развития.

В шестой главе раскрываются результаты воздействия на психику таких мощных психоделических средств, как ЛСД и ДМТ, а также алкоголя с двух сторон: как эндогенного вещества, обладающего определёнными физиологическими свойствами в организме (стимуляция креативности и творчества, защита от радиации и выживание после тяжёлых травм), так и токсичных эффектов, приводящих к обязательному разрушительному финалу – энцефалопатии Гайе-Вернике и анамнестическому психозу Корсакова. О последних мало кому известно даже среди врачей, но не по причине их редкости, а, скорее, из-за того, что такие пациенты изолированы от общества в специализированных клиниках. Обсуждаются вопросы, связанные с последствиями применения психоактивных веществ, принципиальные отличия ЛСД и ДМТ от классических наркотиков. Подробно рассматриваются так называемые ЛСД-трипы и возможности коррекции психики на фоне приёма таких веществ.

Седьмая глава касается смерти и сновидений. Сон, как отмечал ещё легендарный Гомер, приходится братом смерти, что и послужило объединению этих феноменов в данной главе. Тема смерти у многих вызывает тревожные ощущения, особенно когда столкновение с ней происходит при внезапном уходе из жизни близких людей. Выделяются такие аспекты, как ранние предвестники смерти, психические переживания человеком в момент смерти, иллюзии реинкарнации и переноса сознания. Приводятся как результаты современных наблюдений, так и материалы из древних источников, в частности: из тибетской Книги мёртвых, тантрических текстов, йогических трактатов Пхо-ва и Тронг-джуг. Сновидения и их роль трактуется с точки зрения психоанализа и виртуальной реальности, гипотезы реконструирования мозга во время сна и других моделей.

Заканчивается книга невероятной гипотезой об иллюзорности, кажимости нашего мира, где с точки зрения теории голографической Вселенной наша действительность порождается другой параллельной Вселенной и является её проекцией.

Изложение материала носит научно-популярный характер, доступно для широкого круга читателей и порой преподносится в юмористической форме. Целью написания этой книги была популяризация современной науки, повышение интереса к передовым достижениям, проблемам и перспективам её развития. Однако наш труд не пропадёт зря, если читатель просто получит интересный контент для приятного времяпрепровождения и дальнейших тем обсуждения с родными, близкими, друзьями или коллегами по работе, и ёмкость ноосферы нашего мира станет чуточку больше.

Глава 1
Внутри пространственно-временного континуума

Тайны времени. Прошлое, настоящее и будущее одинаково реальны

В одну реку можно войти дважды, если это река времени. И не только войти, но и изменить ход событий. Однако потом это будет уже другая река. Небольшая часть человечества издревле догадывалась об этом, но лишь сегодня наука вплотную подошла к разгадке тайны.

Впервые физическое определение времени дано в «Началах» Исаака Ньютона: «Абсолютное, истинное, математическое время само по себе и по своей сущности без всякого отношения к чему-либо внешнему протекает равномерно и иначе называется длительностью». Подобное понимание времени достаточно долго доминировало в физике, вплоть до начала XX века.

Альберт Эйнштейн в специальной теории относительности показал, что абсолютного времени не существует. Его течение зависит от инерциальной системы отсчёта, в которой происходят измерения. В движущихся с большой скоростью системах время течёт медленнее. Чем ближе приближается наблюдатель к скорости света, тем больше эффект замедления времени. Причём этот эффект ещё более возрастает, если двигаться с ускорением. Так, путешествие до галактики М31 (Туманность Андромеды), расстояние до которой около 2,52 млн световых лет, космонавт, летящий в корабле с ускорением в 1g (что соответствует земной гравитации), по своим часам преодолеет за 53 года. На Земле же пройдёт 3 млн лет. Польский математик Герман Минковский дал топологическую интерпретацию эффекта замедления времени в движущейся системе отсчета. Он объяснил замедление времени при приближении к скорости света увеличением проекции временного интервала четырёхмерного многообразия континуума, где время выступает как четвёртое измерение к трём измерениям пространства. Таким образом, специальная теория относительности открывает механизм путешествия в будущее.

Общая теория относительности демонстрирует другой механизм перемещения во времени. Для попадания в будущее необходимо искривить пространство вокруг наблюдателя. Чем более искривлено пространство, тем медленнее течёт для него время, поскольку проекция временного интервала четырёхмерного континуума резко увеличивается. В случае замыкания пространства (примером служат чёрные дыры) время практически останавливается, поскольку длина проекции временного интервала стремится к бесконечности. По мнению Н.С. Кардашёва, огромные чёрные дыры, которые находятся в центрах большинства галактик, можно использовать как машины времени для попадания в будущее на сколь угодно далеко. Если пройти через них по расчётной траектории, тогда градиент кривизны будет незначителен и не окажет существенного влияния на движущегося наблюдателя.

Теория относительности не запрещает путешествие в прошлое. Для этого достаточно вызвать «скрутку» пространства, которая бы пересекла мировые линии прошлого, ибо время как четвёртое измерение приравнено к пространству. Но здесь нас ждёт «парадокс дедушки». Предположим мы вернулись в прошлое и встретили там своего деда, взяли да и убили его. Тогда возникает вопрос, а как мы тут сами оказались? Этот парадокс был решён физиком Хью Эвереттом. Согласно его точки зрения, такие действия могут привести к отщеплению линии развития Вселенной, и это будет уже другой параллельный мир, из которого мы переместились в прошлое. Между тем последние физические исследования в квантовой сфере показали, что эффекта бабочки не существует (его проявления крайне незначительны) и изменения в прошлом не могут вызвать кардинальных изменений в будущем. Б. Ян и А.Н. Синицын из Лос-Аламосской Национальной лаборатории в эксперименте на квантовом компьютере наблюдали, как временная шкала исправляла сама себя, и чем в более удалённом прошлом происходят изменения, тем меньше они будут заметны в настоящем. Однако проблема всё же остаётся и требует дальнейших теоретических исследований, потому что процесс перехода этого эффекта в макромир ещё не изучен.

И именно квантовая механика открывает другие пути для путешествия во времени. Соотношение неопределённости Гейзенберга, касающееся вероятностного положения микрообъекта и его импульса, приводит к пространственному туннельному эффекту. Поскольку положение микрообъекта не определено, он может обнаруживаться в разных областях пространства. В результате ток проходит через изолятор (эффект Джефферсона), а луч лазера через зеркало, что, казалось бы, невозможно с точки зрения классической физики и здравого смысла.

Вместе с тем такая же неопределённость существует между энергией и временем. Поэтому возможен туннельный эффект и во времени: если его усилить и задать направление, то можно путешествовать как в прошлое, так и в будущее, сформировав своего рода временную кротовую нору. В современной физике существуют две концепции времени: динамическая и статическая. Согласно динамической концепции, прошлого уже нет, будущего ещё нет, а реально только настоящее. Она согласуется со здравым смыслом, но имеет один существенный недостаток – отсутствие критерия настоящего. Статическая концепция времени исходит из того, что прошлое, будущее и настоящее обладают одинаковым статусом реальности, т. е. они реально существуют [1]. Согласно статической теории, различия между прошлым, настоящем и будущем того же рода, что и различия между точками пространства. Тогда становится более понятным возможность путешествия во времени, поскольку это просто переход на другой фрагмент реальности.

Особого внимания заслуживает субъективное восприятие времени. По современным данным его течение зависит от скорости обработки мозгом информации. Чем быстрее происходит обработка информации субъектом, тем более замедленным вокруг него выглядит реальность. В мозге была обнаружена структура – супрахиазматическое ядро, объёмом 1 мм³, состоящая из 100 тыс. клеток, которая и задаёт темп времени для всего организма [2].

В 2007 году Дэвидом Иглманом и его коллегами из Университета штата Техас был проведён интересный эксперимент. Испытуемых вводили в состояние стресса, сбрасывая с 30-метровой высоты на защитную сетку. На руке у каждого был экран, мерцание которого не позволяло видеть изображение, находящееся на нём, поскольку его частота была столь высока, что мозг не мог распознать информацию. Во время падения темп обработки информации увеличивался, что соответствовало замедлению информационных потоков, поступающих в мозг. Участники субъективно оценивали длительность своего падения на 36 % дольше, чем это было на самом деле. Тем не менее они не смогли идентифицировать ускоренно демонстрирующееся изображение на наручном экране. Результаты эксперимента указывают на то, что субъективное время не является единым целым, которое ускоряется или замедляется, а состоит из отдельных компонентов. Авторы исследования предполагают, что феномен замедления восприятия времени в стрессовых ситуациях происходит при вовлечении в эмоциональную память миндалевидного тела головного мозга [3].

Сегодняшняя реальность такова, что развитие цивилизации позволило создать технику и технологии по преодолению пространства, но до сих пор не созданы хронотехнологии, обеспечивающие путешествие во времени. Остаётся надеяться, что в недалёком будущем появятся технологические решения и этой проблемы.

Топологическое многообразие микро-, макро- и мегамира

Топология, по сути, является наукой о пространстве. Её возникновению предшествовал длительный период развития математической мысли. Геометрия Евклида в течение двух тысячелетий рассматривалась в качестве единственной геометрии нашего мира. Однако работы Лобачевского и Гаусса показали, что она является лишь одним из типов геометрий, которые могут быть реализованы не только как объекты математического мышления. Великое достижение математической мысли конца XIX и начала XX века, как отмечал немецкий математик Гильберт, заключалось в том, что удалось изгнать чертежи из математики и свести геометрию к алгебре. Возникновение алгебраической геометрии явилось предтечей топологии, которая пошла ещё дальше в своём развитии. В отличие от алгебраической геометрии, изучающей метрические свойства пространства, топология сконцентрировала своё внимание на его качественных свойствах.

С точки зрения топологии, выделяются количественные и качественные (собственно топологические) свойства пространства [4]. К количественным свойствам относятся кривизна, измерение углов, измерение площадей. Качественные свойства пространства представлены размерностью, ориентированностью, связанностью.

Немецкий математик Гаусс ввёл понятие кривизны или деформации пространства, а также разработал метод, позволяющий исследовать искривление той или иной поверхности. Он создал обобщающую систему координат, где угол между осями может быть криволинейным. Кратчайшее расстояние между двумя точками в обобщённой системе координат получило название геодезической линии. Изменился постулат о параллельных прямых в евклидовой геометрии, согласно которому через точку, лежащую вне данной прямой, можно провести только одну прямую параллельную данной. Теперь между точкой, лежащей вне геодезической линии, можно было в зависимости от кривизны не провести ни одной геодезической линии параллельной данной или провести их бесконечное количество. В первом случае кривизна положительна, и пространство замкнуто. Образом такого пространства является шар, на котором все геодезические линии, как дуги больших радиусов, пересекаются, а сумма углов треугольника больше 180 градусов. Во втором случае геодезические линии имеют бесконечную длину, пространство разомкнуто, оно имеет отрицательную кривизну. На поверхности с отрицательной кривизной траектории разбегаются и нигде не пересекаются. Сумма углов на подобной поверхности будет меньше 180 градусов. Моделью такой поверхности является седло, а также обратная сторона тора или бублика. Геометрия Евклида оказалась геометрией плоского пространства с кривизной равной нулю. Кривизна во взаимодействии с качественными свойствами порождает огромное топологическое разнообразие пространства.

Рассмотрим такое топологическое свойство, как размерность. Точка как математический объект не имеет измерения. Движение точки порождает линию. Она имеет одно измерение – длину и представляет пример одномерного пространства. Перпендикулярное движение точки относительно линии порождает двухмерное пространство или плоскость. Продолжим алгоритм и получим трёхмерное, а затем четырёхмерное и N-мерные пространства. Представить себе многомерную метрику нельзя, возможности нашего мозга ограничены, но вычислить её можно, используя для этого многоиндексные массивы или матрицы, где количество столбцов и будет определять мерность пространства. Необходимо использовать компьютеры и выполнить проекции, перебрав многомерное многообразие в двухмерных или трёхмерных проекциях. В настоящее время аппарат многомерной метрики широко используется в различных областях науки.

Важной характеристикой размерности пространства является чётность или нечётность. Например, в четырёхмерном пространстве любые две точки будут разделены чем-либо трёхмерным, в двухмерном – одномерном. В подобном пространстве возможно существование таких пар точек, для которых сфера или плоскость, заключающая одну из них, не сможет отделить эти объекты друг от друга. Препятствие в этом случае всегда можно обойти и достичь одной и другой точки, не проникая в сферу. Жук сможет выползти из закрытого ящика стола, желток можно отделить от белка, не разбивая яйцо. Тюрьма в таком пространстве невозможна. Заключённые всё равно убегут, так как препятствия всегда можно обойти.

Ориентированность – ещё одно важное качественное свойство пространства. Под ориентированностью понимается сохранение при движении в таком пространстве положений верх-низ и право-лево. Действительно, двигаясь в этом пространстве, и даже совершая кругосветное путешествие, придя в отправную точку или место нашего движения, мы не заметим никаких изменений – положения лево-право и верх-низ не изменились. Такое пространство называется ориентированным. Неориентированное пространство – это такое пространство, при движении в котором, возможно изменение состояний, приводящих к ситуации, когда левое станет правым, а пол поменяется местами с потолком. Как это возможно? Немецкий математик Мёбиус продемонстрировал топологический конструкт, получивший название в его честь, реализующий пример неориентированного пространства. Если взять вытянутую в прямоугольник бумажную ленту, перекрутить её на пол-оборота и склеить противоположные края, то мы получим так называемый лист Мёбиуса. С одной стороны, его геометрия в небольших масштабах не отличается от евклидовой, но с другой – если жук проползёт из исходной точки этого конструкта и вернётся назад, то он окажется на противоположной стороне листа, и низ станет верхом, а левое будет правым. Не пересекая края листа, можно кисточкой покрасить одной краской обе его поверхности. Это пример так называемой односторонней поверхности и неориентированного пространства.

Может ли такое произойти с нашим трёхмерным пространством? В принципе, это возможно. Если на больших расстояниях, следуя указанному алгоритму, деформировать пространство, то космонавт, вернувшись после путешествия, обнаружит, что левое стало правым, а низ превратился в верх.

Топология особым способом описывает свойства геометрических фигур. С точки зрения этой науки, пирамида, куб, шар являются проявлениями одного и того же топологического образца, поэтому эти фигуры одинаковые, несмотря на их различную геометрию. Она изучает свойства геометрических фигур, которые сохраняются при деформациях, лишь бы это не сопровождалось разрывами и склеиваниями. Деформируя пирамиду, можно перевести её в шар, но ни при каких усилиях шар не превратить в тор.

Важнейшей топологической характеристикой является связанность. Если взять на круге какую-нибудь кривую, то деформациями мы можем стянуть её в точку. Такое пространство называется односвязанным. Между тем, если эта кривая будет находиться на кольце, то сжать её в точку не удастся. Только сделав разрез, она превратится в односвязанную поверхность. Связанность измеряется количеством разрезов области пространства N, которые переводят его в односвязанное, увеличенное на единицу. Связанность характеризуется прерывностью пространства, наличием в нём разрывов. Какое это имеет отношение к физическому пространству нашей Вселенной? Выясняется, что самое непосредственное. С точки зрения теории суперструн, пространство имеет, по крайней мере, девять измерений, три из которых расширились в момент рождения Вселенной, а остальные шесть остались на микроуровне, искривлены и компактифицированы. Более того, в пространстве имеются прерывности. При взаимодействии с таким сложным топологическим конструктом суперструны реализуют физические процессы, происходящие в микромире, благодаря чему теория суперструн единообразно описывает основные виды физических взаимодействий.

Топология разводит такие понятия, как бесконечность и безграничность, которые раньше отождествлялись [5]. Безграничность – это топологическое свойство пространства, указывающее, что у него нет границ ни в каком направлении. Бесконечность – метрическое свойство, согласно которому можно продвигаться как угодно далеко. Примером безграничного, но не бесконечного пространства является шар. Перемещаясь по шару, мы не встретим никаких границ при своём движении, но это пространство метрически конечно, так как имеет вполне определённую площадь. Напротив, плоскость – это пример бесконечного и безграничного пространства. В целом для топологических характеристик пространства необходимо применять понятия, характеризующие их свойства, как замкнутое (метрический признак «конечное») или открытое (метрический признак «бесконечное»), ориентированное или неориентированное, а также показатель связанности.

В настоящее время топология является ключом к пониманию многих процессов, происходящих как в макро-, так и в микромире. Какой в наших представлениях окажется Вселенная на разных уровнях масштаба, во многом будет зависеть как от развития самого топологического знания, так и от его применения в различных научных сферах.