Предисловие наука и религия




НазваниеПредисловие наука и религия
страница15/24
Дата публикации15.07.2013
Размер2.78 Mb.
ТипДокументы
lit-yaz.ru > Астрономия > Документы
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   24
14 которую многие считают одним из самых замечательных открытий двадцатого века. "Хаос - это настоящая революция, повлиявшая на самые разные области науки".15

Понятие хаоса не следует рассматривать как полную неразбериху. Как раз наоборот. У хаоса свои законы, из которых вытекают вполне определенные следствия. "В хаосе есть свой порядок: рандомальность, имеющая вполне определенную общую форму".16

Хаос и прогнозирование

Хаос в принципе ограничивает возможности долгосрочного предсказания погоды. Давид Рюелль, профессор Института фундаментальных исследований под Парижем, пишет:

Когда было показано, что в системе может иметь место хаос, это явилось весьма важным открытием. Хаос объясняет ранее необъяснимые отклонения и ограничивает предсказуемость будущего.17

Хаос имеет место в сложных системах, движение которых описывается техническим термином "нелинейная динамика". Хотя теория хаоса очень сложна, но главная идея вполне поддается наглядному объяснению. Хаотические системы чрезвычайно чувствительны к малейшему изменению условий.

Чтобы пояснить серьезные последствия такой ситуации, сравним поведение традиционной (нехаотической) системы с радикально отличным поведением системы хаотической.

Нехаотические системы

Бросим камень - и он упадет куда-нибудь. Бросим другой, целясь на этот раз немного в сторону - и он упадет немного в сторону. Малые изменения в направлении броска ведут к малым же изменениям в расположении точки приземления нашего камня. Таково характерное свойство традиционной, нехаотической системы.

Хаотические системы

Рассмотрим теперь хаотическую систему. Надуем воздушный шар и отпустим его. По мере того, как из него выходит воздух, шар беспорядочно вертится и скачет таким образом, что предсказать траекторию его движения никак нельзя. Мы можем повторять этот опыт снова и снова, и каждый раз шар будет скакать и вертеться по-другому, как бы тщательно мы ни воспроизводили исходные условия нашего эксперимента. Причина заключается в крайней чувствительности движений шара к этим исходным условиям.

Невозможно наполнить шар точно таким же количеством воздуха, что и в прошлый раз, невозможно расположить его точно так же, как и в прошлый раз. Между двумя такими опытами всегда будет некая, пусть самая малая, разница, и этой ничтожной разницы достаточно, чтобы вторая траектория в опыте с шаром резко отличалась от первой. Такая почти невероятная чувствительность к начальным условиям есть отличительная черта хаотической системы.
ЭФФЕКТ БАБОЧКИ

Чрезвычайная чувствительность хаотической системы к изменению условий получила у метеорологов очень выразительное название. Они говорят об "эффекте бабочки",18 наблюдаемом при прогнозировании погоды. Этот термин наглядно отражает крайнюю чувствительность погоды к мельчайшим изменениям атмосферных условий в любой точке мира. То есть, если бабочка взмахнет крылышками в Токио, это ничтожное событие окажет со временем сильнейшее влияние на погоду в Тель-Авиве, на другом конце земли.

Совершенно очевидно, что нет никакой возможности включить в базу данных, на которую опирается прогноз погоды, трепетание крылышек всех бабочек на свете (и все прочие события такого рода, влияющие на состояние атмосферы). Невозможно поэтому предсказать погоду на долгий срок вообще, и дождь - в частности.

Заметим, что эффект бабочки не означает, что произойдут какие-то радикальные изменения метеорологической картины. Наша бабочка, порхающая в Токио, не вызовет дождя в Тель-Авиве в августе месяце, ибо летом в Тель-Авиве дождей никогда не бывает. Но вот 15-го января погода в Тель-Авиве может быть или теплая и солнечная, или холодная и дождливая. И в том, которая их этих двух возможностей осуществится, японские бабочки действительно играют некоторую роль.

Следует подчеркнуть, что "эффект бабочки" это не просто образное выражение. Утверждение о том, что полет одной-единственной бабочки может изменить погоду на всем земном шаре, надо понимать буквально. Из этого видно, насколько чувствительна погода к самым мельчайшим явлениям в состоянии атмосферы.

Ознакомившись с эффектом бабочки, мы приходим к выводу, что увеличение скорости компьютерных расчетов не решит задачу долгосрочного предсказания погоды. Самый мощный в мире компьютер не в состоянии будет вместить в себя все факторы, влияющие на состояние земной атмосферы, включая все до единого мельчайшие движения всех живых существ на нашей планете. И становится ясно, что предсказать дождь надолго вперед не удастся даже с помощью компьютера, производящего триллионы триллионов FLOPS.
ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОЕ ВРЕМЯ ХАОТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Хаотические системы отличаются одним очень важным свойством, существенным для нашего разговора. Если вышеописанный эксперимент с воздушным шаром повторить в точно тех же условиях, то поведение второго шара, действительно, будет почти одинаковым с поведением первого - но только в самом начале и очень недолго. Примерно через секунду второй шар уже начнет двигаться по несколько иной траектории, и очень скоро его траектория станет совсем не похожа на первую.

Этот опыт говорит нам следующее. Крайняя чувствительность хаотической системы начинает проявляться только по истечении некоторого характеристического времени - в опыте с шаром, примерно одной секунды. Поэтому можно предсказать движение нашего шара в первую секунду, то есть до окончания характеристического временного интервала. После этого, однако, движение шара становится непредсказуемым. Константа характеристического времени есть важнейшее свойство хаотической системы.

Солнечная система

Движение планет солнечной системы хорошо изучено. Каждая планета движется вокруг Солнца по эллиптической орбите, постоянно описывая один и тот же эллипс. Время полного кругооборота Земли вокруг Солнца мы называем годом, который состоит из примерно 365 дней.

Эта картина, однако, не вполне точна. Она основана на предположении, что каждая планета испытывает силу притяжения одного лишь Солнца. На самом деле солнечная система это сложнейший комплекс взаимодействующих небесных тел, включающий в себя Солнце, планеты, их спутники, астероиды и миллиарды комет. Все эти массы взаимодействуют друг с другом чрезвычайно сложным образом.

Поскольку солнечная система так сложна, следует принимать во внимание возможность ее хаотического поведения. Если солнечная система не есть система хаотическая, к ней приложим стандартный метод оценки, то есть производится анализ эллиптического движения каждой планеты по отдельности, а затем к полученной картине просто добавляется незначительное влияние других компонентов солнечной системы. На этой основе можно предсказать далеко вперед многие явления, такие, например, как солнечные и другие затмения.

Недавно было обнаружено, что наша солнечная система является на самом деле хаотической.19 Вообще, хаотические системы в природе встречаются гораздо чаще, чем предполагалось ранее. Но дело в том, что характеристическая константа солнечной системы составляет примерно 10 миллионов лет. Поэтому, несмотря на хаотичность системы, можно точно предсказывать движение планет, затмения, фазы Луны. Пока предсказываемое явление отстоит в пределах 10 миллионов лет от момента предсказания, хаос можно не принимать во внимание. За пределы характеристического интервала, однако, вывести такого рода предсказание невозможно. Как пишет профессор Жак Ласкар, сотрудник парижского Геодезического бюро: "Предсказуемость орбит планет солнечной системы, в том числе и Земли, через несколько десятков миллионов лет теряется.20
ЗЕМНАЯ АТМОСФЕРА КАК ХАОТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Рассмотрим вопрос о том, что означает хаос в плане долгосрочного прогнозирования погоды. Известно, что атмосфера есть весьма сложная система и что уравнения состояния атмосферы отвечают условиям, характерным для системы хаотической. Следовательно, у нее имеется характеристическое время, которое ставит предел точному предсказанию погоды на долгое время. На короткий срок предсказать погоду можно, а на более долгий - нельзя.

Ключевым вопросом здесь, очевидно, является значение характеристической константы. Вспомним, что оно может составлять всего одну секунду, как в опыте с воздушным шаром, а может достигать и 10 миллионов лет, как в солнечной системе. Каково же характеристическое время прогноза погоды?

Ученые обнаружили, что характеристическая константа атмосферы как хаотической системы составляет одну неделю.21 Поэтому правильно предсказать погоду можно только на неделю вперед. Разумеется, такой прогноз требует мощных суперкомпьютеров и изощренных моделей погоды, построенных по методу численного анализа. Однако на неделю вперед погоду предсказать вполне возможно.

Более же долгосрочные предсказания погоды невозможны в принципе, в связи с хаотическим поведением земной атмосферы. Чувствительность атмосферы к малейшим изменениям условий в любой точке земного шара исключает долгосрочный прогноз погоды полностью и навсегда.
БИБЛЕЙСКИЙ ТЕКСТ

Во Второзаконии (11:10-12) сказано, что дождь в Израиле навсегда останется событием непредсказуемым, и поэтому очи израильтян всегда будут обращаться к Богу, высшему даятелю дождя. В свое время люди думали, что, с ростом скоростей суперкомпьютеров, наступит и такое время, когда метеорологи смогут заранее предсказывать осадки на весь сезон. Такое предсказание противоречило бы тексту Библии, ссылка на который приведена выше.

Современные научные данные говорят о хаотической природе земной атмосферы. Она исключает всякую возможность предсказывать погоду больше чем примерно на неделю вперед, что и согласуется со словами Второзакония. Таким образом, прогнозирование дождя - это еще один пример того, как современная наука находит объяснение библейскому тексту.
ПРИМЕЧАНИЯ

1Английский перевод Филиппа Бирнбаума, 1977, Daily Prayer Book (Hebrew Publishing: New York), стр. 698.

2R. A. Houze, Jr., 1993, Cloud Dynamics (Academic Press: New York), стр. 26-30.

3J. P. Peixoto and A. H. Oort, 1992, Physics of Climate (American Institute of Physics: New York).

4A. P. Ingersoll, сентябрь 1983, Scientific American, стр. 119.

5R. W. Hockney and С R. Jesshope, 1988, Parallel Computers 2 (Adam Hilgor: Bristol), стр. 2-53.

6E. Corcoran, January 1991, Scientific American, стр. 74-83.

7Hockney and Jesshope, стр. 3.

8Т. Fukushige, P. Hiet and J. Makino, март-апрель 1999, Computing in Science and Engineering, стр. 12-16.

9К. Е. Trenberth, 1992, Climate System Modeling (Cambridge University Press).

10D. G. Andrews, 2000, Introduction to Atmospheric Physics (Cambridge University Press), стр. 207-209.

11Полную библиографию талмудических источников по этому вопросу см. в Rabbis M. Berlin and S. Y. Zevin (составители), 1973, ^ Talmudic Encyclopedia, том 1, стр. 679-680.

12Talmud, Baba Metzi 'a 42b.

13Talmud, Berachot 54a.

14J. Gleick, 1988, Chaos: A New Science (Cardinal: London).

15J. P. Crutchfield, декабрь 1986, Scientific American, стр. 38.

16Crutchfield, стр. 38.

17D. Ruelle, July 1994, Physics Today, стр. 26.

18Gleick, стр. 20-22.

19J. Laskar, 1989, Nature, стр. 237-238.

20Laskar, стр. 238.

21Ruelle, стр. 28.
11 Долгожители Книги Бытия

ВОПРОСЫ

Один из самых сложных вопросов, возникающих при чтении Книги Бытия, связан с необычайной продолжительностью жизни, приписываемой первым двадцати поколениям от Адама до Авраама. Говорится, что люди в те времена жили по 900 лет и больше; рекорда достиг Мафусаил, проживший 969 лет. Как же понимать этот невероятно долгий жизненный век? Каждый, кто имел дело со стариками, знает, что, приближаясь к ста годам, человеческое тело попросту изнашивается. Библейский рассказ о людях, проживших многие сотни лет, кажется совершенно неправдоподобным.

Есть здесь и другая сложность. После исхода из Египта феномен долгожительства исчезает, и в последующих поколениях длительность жизни приближается к сегодняшним стандартам, ограничиваясь традиционным максимумом в 120 лет. Что же так резко сократило человеческий век?

Таковы вопросы, которые мы здесь рассмотрим. Мы покажем, что новейшие научные исследования по проблемам старения дают возможность объяснить как необычайное долголетие первых поколений в Книге Бытия, так и современный человеческий век, проживаемый людьми после Исхода.

Жить дольше

Почему люди стареют? До недавнего времени этого никто по-настоящему не знал. Однако за последние двадцать лет в этой области достигнут огромный прогресс. Процесс старения стал предметом столь интенсивных исследований, что один из ведущих ученых назвал это "революцией в науке о старении".1 Среди недавно обнаруженных фактов некоторые столь неожиданны, что научно-популярные журналы наперегонки печатают теперь материалы, посвященные этим волнующим открытиям. Вот несколько примеров:

Обложка журнала ^ New Scientist восклицает: "Жить до 200 лет: Всегда ли мы будем стариться?" Центральная статья, броско озаглавленная "Смерть старости", начинается так: "Исследования показывают, что мы можем благополучно жить не одну сотню лет."2

Из статьи под названием "Обнаружен ген бессмертия" в журнале ^ Scientific American: "Две группы ученых сумели с помощью клонирования получить ген, управляющий производством теломеразы, которая считается "философским камнем" науки о старении... Клетки, производящие теломеразу, бессмертны."3

Крупнейший авторитет в этой области, директор Центра по изучению процессов старения при Университете штата Луизиана, профессор Михал Язвински утверждает, что "максимальная продолжительность человеческой жизни может дойти до четырехсот лет."4
ПОЧЕМУ МЫ СТАРЕЕМ?

Всем людям процесс старения знаком по собственному опыту. Старость и смерть кажутся нам такими же естественными, как дыхание, и столь же неизбежными. Долгое время старение рассматривалось как некое загадочное и неотъемлемое свойство жизни, однако наука радикально изменила наше представление о его причинах5. Гигантскими шагами продвигаясь вперед и все глубже проникая в основные механизмы, вызывающие старение, ученые получили возможность вмешиваться в процесс старения, увеличивая тем самым продолжительность жизни. Эти новые знания дают все основания надеяться, что достижения биомедицины позволят нам со временем замедлять старение, и даже полностью исключать некоторые причины старения и смерти.

Старение имеет множество аспектов. Организм производит вещества (свободные радикалы), разрушающие ткани в процессе окисления. Иммунная система слабеет и все хуже защищает организм от болезней. Сложные белки меняют свою структуру, что ведет к уменьшающейся эластичности мышц сердца, легких и связок. В глазах образуются катаракты. Некоторые клетки (фибробласты) теряют свою способность к делению (ограничение Хейфлика). Молекулы ДНК, необходимые для воспроизводства клеток, подвергаются мутациям. Клетки выходят из-под контроля, развиваются различные виды рака. Происходят гормональные изменения, ведущие к постепенному разрушению костей (остеопороз). Перестают действовать жизненно-важные ферменты. Мозг разрушается инсультом. В суставах возникает артрит. Дегенерируют нервные клетки мозга (болезнь Альцхаймера). Кровеносные сосуды теряют гибкость и перестают правильно функционировать. Развивается болезнь Паркинсона и диабет. Слабеет память. И так далее, и тому подобное.

Как выясняется, у всех этих бесконечных старческих болезней имеется, по-видимому, одна общая причина. Хотя существуют по-прежнему некоторые расхождения во мнениях, большинство ученых согласны, что основная причина процесса старения - генетическая. Калеб Финч, профессор факультета нейрологии старения в Университете Южной Калифорнии, говорит: "Мы убеждены, что темпы процесса старения находятся под генетическим контролем".
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   24

Похожие:

Предисловие наука и религия iconНерассказанная история Падших Ангелов
Это касается не только истории, но и любого другого предмета. Ибо, что есть современная наука? Когда религия перестала внушать доверие,...

Предисловие наука и религия icon2. Вера. Религия. Наука любви к Богу. 9 ступеней преданного служения 16
Тема Принципы, духовная организационная структура Международного общества сознания Кришны (исккон) 3

Предисловие наука и религия iconОтветы к экзамену по литературоведению Литературоведение как наука
Литературоведение — одна из двух филологических наук — наука о литературе. Другая филологическая наука, наука о языке, — языкознание,...

Предисловие наука и религия icon«Религия и наука в контексте культуры» XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
Рублевская “Троица”, поклонение волхвов, явление Христа народу, Тайная Вечеря, православная литургия, протестантский хорал, баховские...

Предисловие наука и религия iconАкадемия наук СССР институт народов азиииздательство «наука» ГлавнаяредакциявосточнойлитературыМосква...
Г л а в н а я р е д а к ц и я в о с т о ч н о й л и т е р а т у р ы м о с к в а 1966

Предисловие наука и религия iconГленн Йеффет – Прими красную таблетку наука, философия и религия в «матрице»
Когда реальность оказывается не тем, чем она кажется, ты открываешь себе «пустыню реального», похожую на мир «Матрицы». Впрочем,...

Предисловие наука и религия iconСправка о проведении районного конкурса детских творческих работ «Религия и толерантность»
...

Предисловие наука и религия iconЛекция № Происхождение языка § Наука, философия, религия § Классификация...
По утверждению самих компаративистов, установить фонетический и морфологический состав слов праязыка, конечно, с известной долей...

Предисловие наука и религия iconТема очерка
Наука форма творческой общественной деятельности человека. Наука явление мировой культуры, связанное со всем ходом ее исторического...

Предисловие наука и религия iconВ. С. Семенов Религия, ее философские основания и место в культуре и обществе
Что же представляет собой религия и каково ее реальное место и роль в культуре, обществе, цивилизации, в многообразной деятельностной...



Образовательный материал



При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
lit-yaz.ru
главная страница