Пьяницы, волосатые ежи и квантовое бессмертие: 5 самых абсурдных научных теорий

И эта формулировка запускает все самое интересное, ибо в ней и коренится воспринимаемая человеком парадоксальность. Здравому смыслу кажется нелогичным как минимум две вещи:

Первое ошибочное впечатление возникает из-за путаницы между формальной логической конструкцией «если, то» и реальной причинно-следственной связью. Второе возражение обезвреживается тем, что формальная запись теоремы не привязана ко времени. Это значит, что человек, для которого это утверждение истинно в один конкретный момент, совсем не обязательно будет тем же самым человеком, для которого оно будет истинным в любой другой последующий момент времени.

Популярностью этот логический парадокс обязан математику и логику Рэймонду Смаллиану, который, собственно, и окрестил его «принципом пития», а также включил его в свою знаменитую книгу «Как же называется эта книга», увидевшую свет в 1978 году.

Убирайте обратно кастрюлю, не будет никаких рецептов — только наука! Спагеттификация или эффект лапши — это астрофизический процесс вертикального растяжения и горизонтального сжатия объектов в чрезвычайно сильном гравитационном поле. После этого они приобретают форму, напоминающую тонкие макароны.

Дело в том, что вблизи черной дыры растяжение и сжатие настолько мощны, что им не может противостоять примерно ничто. При этом в небольшой области горизонтальное сжатие компенсирует вертикальное растяжение, поэтому маленький объект может сохранить первоначальный объем. Термин популяризовал Стивен Хокинг, когда описывал астронавта, растягивающегося как спагетти при пересечении горизонта событий черной дыры.

...теорема о причесывании кокосов (да, мы серьезно!) и еще целый список забавных описаний. Суть остается такой: как бы вы ни старались причесать ежа (или кокос... в общем, что-нибудь любое волосатое), уложить ровно все его иголочки не получится — одна точно останется торчать.

Если обратиться к бытовой аналогии для пояснения сути теоремы, то можно провести мысленный эксперимент: попытайтесь аккуратно пригладить волоски кокоса. Вы неизбежно столкнетесь с тем, что в каком-то месте обязательно будет торчать пучок. Кстати, именно это объясняет, почему на Земле в любой момент времени существует как минимум одна зона, полностью лишенная ветра.

К слову о кокосах — ученые предлагают такую модель: кокос представим в виде идеальной сферы, тогда его волоски — это векторы. Проведем расческой по боку кокоса и тем самым создадим аналог поля касательных векторов — направленных отрезков. Они соприкасаются с поверхностью сферы только в одной точке на всем своем протяжении. При этом очень существенное условие — отсутствие проборов в волосах кокоса. Иными словами, векторы должны распределяться по сфере непрерывно.

Первое строгое доказательство этого математического положения представил Анри Пуанкаре — в 1885 году он установил его справедливость для двумерной сферы. Позже, в 1912 году, математик Лютцен Эгбертус Ян Брауэр обобщил этот результат и распространил действие теоремы на сферы любой четной размерности, а это сильно расширило область ее применений.

Алгоритм муравьиной колонии — это метод оптимизации, в основе которого принципы поведения муравьев в процессе поиска пропитания. Изначально перемещения муравьев носят хаотичный и непредсказуемый характер. Однако когда один из них обнаруживает источник пропитания, он возвращается в гнездо, по пути оставляя за собой след из специальных химических меток — феромонов, которые служат дорожными знаками на пути к обнаруженной пище. Его друзья, наталкиваясь на эти ароматные отметины, с определенной долей вероятности начинают двигаться по уже проложенному маршруту. Возвращаясь с добычей в колонию, они также усиливают этот феромонный след. Чем больше особей пройдут этим путем, тем более выраженной станет феромонная дорожка. Это приводит к формированию устойчивых потоков движения — представьте несколько крупных магистралей, ведущих к разным пищевым ресурсам в относительной близости от муравейника.

При каждой успешной доставке пищи муравьи обновляют свои указатели. Более короткие маршруты естественным образом становятся ярче длинных — этот механизм обеспечивает постепенную оптимизацию пути. При этом определенная часть муравьев продолжает осуществлять случайный поиск, что позволяет колонии обнаруживать потенциально еще более эффективные маршруты. Если источник еды полностью исчерпан, то регулярные обновления феромонов прекращаются, а путь перестает использоваться. Факт того, что муравьиная колония живет в условиях постоянно меняющейся среды, созданный по ее образу и подобию алгоритм демонстрирует высочайшую эффективность при работе с графами, топология которых зависит от изменений. Яркие примеры — оптимизация компьютерных сетей и моделирование поведения групп искусственных агентов в системах искусственного интеллекта.

«Квантовое самоубийство» — это мысленный эксперимент, основанный на принципах квантовой механики. Его предложил физик Макс Тегмарк в 1997 году во время работы в Принстонском университете.

Эксперимент существует на квантовом уровне — мельчайшем из известных науке масштабов материи, где классические методы часто попросту неприменимы из-за принципиально иного поведения частиц.

Представьте человека, к голове которого приставлен пистолет. Оружие подключено к детектору, измеряющему спин (т.е. квантовую характеристику вращения) элементарной частицы — скажем, кварка. При каждом нажатии на курок происходит измерение:

Получается, что вероятность смертельного выстрела при каждом нажатии на курок составляет 50%. С позиции копенгагенской интерпретации квантовой механики это означает, что если несчастный участник достаточно долго будет повторять попытки — он неизбежно погибнет. Однако многомировая интерпретация Эверетта предлагает совершенно иную картину: при каждом измерении (= нажатии на курок) Вселенная расщепляется на две версии — в одной испытуемый выживает, в другой погибает.

Фишка в субъективном опыте самого участника. Объективно он погибает в половине возникающих реальностей, а значит, его сознание может существовать только в тех ветках, где он выжил. Поэтому для самого испытуемого последовательность щелчков будет казаться бесконечной — он сам может пронаблюдать и зафиксировать только свое выживание, а остальные 50% просто останутся за рамками его сознания. Он никогда не столкнется с собственным прекращением существования. На основе этого парадокса возникла гипотеза «квантового бессмертия». Она утверждает, что сознание наблюдателя будет незаметно для него самого мигрировать по тем веткам реальности, где его существование продолжается до тех пор, пока сохраняется хотя бы один сценарий его выживания.

Такие теории напоминают нам, что в науке есть место и парадоксам, и смелым гипотезам и, конечно, юмору. Так что в следующий раз, когда будете расчесывать волосы, наблюдать за муравьями или потягивать напиток в баре, задумайтесь — возможно, прямо сейчас вы стали частью безумной и веселой научной истории!