Теории всего на свете - Коллектив авторов

Молекулярная биология все активнее демонстрирует, каким именно образом организмам может поступать сигнал о развитии «креветочной» или «кошачьей» схемы устройства тела. Похоже, нашлось и недостающее промежуточное звено – довольно мерзкие, зловонные существа, ползающие и кормящиеся на дне и именуемые кишечнодышащими. У них имеется и спинной, и брюшной нервный ствол, а органы пищеварения, похоже, находятся в процессе смещения вниз.

Поэтому причина того, что наш с вами хребет расположен сзади, вовсе не в том, что он, к примеру, препятствует нашему падению на спину. Бросьте кубик еще раз, и мы окажемся двуногими, чей позвоночный столб проходит спереди, как застежка-молния, и чьи кишки прячутся сзади, в спине (пожалуй, не такая уж плохая идея). Это объяснение так называемой дорсовентральной инверсии может служить еще одним доказательством того, как под действием естественного отбора могло возникнуть столь ошеломляющее многообразие форм жизни – от таких скромных прародителей. И наконец, трудно не воодушевиться, услышав научное объяснение того, почему такие первопроходцы, как Жоффри Сент-Илер, поначалу подвергались осмеянию.

Частенько, варя креветки, или разделывая омара, или представляя себе, каково мне было бы, заставь меня кто-нибудь рассечь кишечнодышащего червя, или похлопывая кота по пузу, или обнимая кого-нибудь, я ловлю себя на мысли, что все эти существа выстроены по единому плану, только вот тела кота и обнимаемого человека несут в себе наследие некоего червя, который плавал не так, как прочие, в докембрийском океане больше 350 миллионов лет назад. Мне всегда казалось, что это потрясающе.

Микробы – причина болезней

Грегори Кохрейн

Консультант по адаптивной оптике, адъюнкт-профессор антропологии Университета штата Юта; соавтор книги The 10000-Year Explosion: How Civilization Accelerated Human Evolution («Взрыв длиной в десять тысяч лет: как цивилизация ускоряла эволюцию человека»)

Микробная теория возникновения и распространения болезней оказалась весьма успешной, особенно если речь идет о практической стороне вопроса – скажем, о сохранении нашей с вами жизни. Теория объясняет, почему недуги способны быстро распространяться среди большого количества людей (так называемый экспоненциальный рост заболеваемости), почему существует так много различных болезней (из‑за наличия множества отдельных видов патогенных микроорганизмов) и почему для заражения требуется какой-то контакт (не всегда прямой). Говоря современным языком, большинство симптомов заболеваний, как выясняется, вызваны крошечными самовоспроизводящимися машинами, чьи генетические интересы не совсем совпадают с нашими.

Собственно говоря, микробная теория оказалась настолько эффективной, что сейчас она даже и не очень-то интересна. Выявив причины холеры, пневмонии и сифилиса, человечество избавилось от них, по крайней мере – в развитых странах. И теперь настало время, когда некоторые люди даже сопротивляются воздействию средств достижения победы (скажем, противятся вакцинации), ибо уже успели забыть об угрозах.

Но эту теорию по-прежнему стоит изучать – не только для того, чтобы во всеоружии встретить очередную чуму, но и потому что болезнетворные микробы стали важным фактором в истории и эволюции человечества. Нельзя по-настоящему понять Кортеса, не зная об оспе, а Китса – не зная о туберкулезе.

Теория эта может объяснить даже те процессы, которые мы не должны бы и видеть, не говоря уж о том, чтобы понять их. Так, человеческий разум до недавнего времени не мог справиться с проблемами, вызванными воздействием паразитарных микроорганизмов, как подчеркивает Уильям Макнил в своей книге Plagues and Peoples («Народы и недуги»). Эти невидимые враги во многом определяют биологическую приспособленность человека: в одних местах они влияют на нее значительнее, в других – слабее.

Наконец, когда вы пролистываете иллюстрированное издание, посвященное тропическим заболеваниям, и ваш взгляд падает на статью о запущенном случае слоновой болезни или корковой чесотки, вы начинаете понимать: любая теория, объясняющая эту мерзость, просто обязана быть верной.

Информация – преодоление неопределенности

Эндрю Ли

Адъюнкт-профессор журналистики Университета Северной Каролины; автор книги The Wikipedia Revoluton: How a Bunch of Nobodies Created the World’s Greatest Encyclopedia («Википедическая революция. Как компания неизвестных создала величайшую энциклопедию в мире»)

Почти все, чем мы с удовольствием пользуемся в наш цифровой век, базируется на этой идее, хотя мало кто знает о том, кто ее автор или что лежит в основе соответствующей простой и элегантной теории информации. Многим ли известно, что информационная эпоха – творение не Билла Гейтса или Стива Джобса, а Клода Шеннона, и что она, по сути, началась еще в 1948 году? Шеннон, скромный человек, разносторонний мыслитель, сторонился публичных выступлений и интервью. Этот блестящий математик, генетик и криптоаналитик, сформулировал основы концепции, которой суждено было вырасти в информационную теорию. Он сделал это вскоре после окончания Второй мировой войны, когда стало очевидно, что ее сражения уже не сводятся к пулям и пушкам.

Если Первая мировая оказалась первой механизированной войной, то Вторую мировую можно считать первым силовым конфликтом, завязанным на коммуникационные технологии. В отличие от предыдущих боевых противостояний армейские части здесь массово применяли радиосвязь. Быстрая координация между удаленными друг от друга подразделениями принесла войну во все части света. Стала активно развиваться криптография, поскольку требовалось сохранять передаваемые депеши в тайне от противника. Кроме того, в боевых операциях впервые был задействован радар – устройство, позволявшее обнаруживать летательные аппараты и следить за их перемещениями: так удалось расширить возможности слежения за воздушной техникой, ведь сфера действия традиционного – визуального – наблюдения ограничивалась линией горизонта.

Клод Шеннон работал над проблемой прицельного уничтожения самолетов и разрабатывал системы контроля огня, которые могли бы напрямую взаимодействовать с радаром. Как определить текущее и будущее положение вражеского самолета, чтобы вовремя направить артиллерийский огонь в нужную точку и сбить неприятельскую воздушную машину? Появление радара ознаменовало собой настоящую революцию в противовоздушной обороне, однако поступавший с радара сигнал был загрязнен «шумом»: получаемая информация позволяла приблизительно определить местонахождение объекта, но была недостаточно точной, чтобы ею удалось сразу же воспользоваться. После войны это заставило Шеннона и многих других специалистов задуматься о природе фильтрации и распространения информации, будь то радарные сигналы, голос (передаваемый по телефону) или видеоматериалы (транслируемые по телевидению). Шум оказался врагом связи, так что любые способы хранения и передачи информации, снижавшие уровень шума, весьма интересовали нанимателей Шеннона – компанию Bell Laboratories, научно-исследовательское подразделение знаменитого американского телефонного монополиста середины XX века.

Шеннон рассматривал коммуникационную сферу как наиболее математизированную из прикладных наук. Он решил сосредоточить все свои интеллектуальные усилия на проблеме информационного шума. Поизучав тонкости работы аналогового компьютера – дифференциального анализатора Ванневара Буша – в первые годы своей работы в Массачусетском технологическом институте и защитив весьма математизированную диссертацию на тему «Алгебра в теоретической генетике», Шеннон оказался особенно хорошо экипирован для понимания основ теории о том, как следует обращаться с информацией, используя знания из самых разных дисциплин. К 1948 году он сформулировал свой главный тезис, простой и сильный: «Информация – преодоление неопределенности».

Если уж мы можем передать что-нибудь, это «что-нибудь» снижает неопределенность: такова фундаментальная природа информации. Звучит самоочевидно, однако это важнейшее умозаключение, если вспомнить, что люди говорят на огромном количестве различных языков и какое-то сочетание звуков может оказаться полным смысла для одного человека и совершенно непонятным для другого. До того как Шеннон сформулировал свою теорию, никто не знал, как правильно компенсировать «психологические факторы» подобного рода. Основываясь на работах своих коллег Ральфа Хартли и Гарри Найквиста, Шеннон показал, что метод кодирования и используемые символы – ключевые элементы при решении, будут ли две коммуницирующие стороны обладать общим пониманием преодолеваемой неопределенности.