Blog

Žmonių polinkis rizikuoti, panašu, yra toks senas, kad jo pėdsakų aptinkama dar priešistorėje. Šiaurės Amerikoje atlikti tyrimai rodo, jog azartiniai žaidimai ir atsitiktinumo „įrankiai“ galėjo būti naudojami prieš 12–13 tūkst. metų, taip gerokai praplečiant iki šiol žinotas laiko ir geografines ribas.

Kiek senas yra lošimas?

Tyrėjai teigia, kad seniausi žinomi žaidimų kauliukai (arba jų analogai) galėjo atsirasti Šiaurės Amerikoje ledynmečio pabaigoje. Juos, kaip manoma, kūrė žemyno vietiniai gyventojai, o radiniai datuojami maždaug 12–13 tūkst. metų. Tai reikšmingas poslinkis, nes ankstesni panašūs radiniai iš Mesopotamijos ar Indo slėnio siekė apie 5,5 tūkst. metų – vadinasi, naujieji yra daugiau nei du kartus senesni.

Aptikti objektai mažai panašūs į šiuolaikinius kubo formos kauliukus. Jie neturėjo taškelių, nebuvo taisyklingos formos. Dažniausiai tai buvo nedideli, dvipusiai kaulo ar medžio fragmentai: viena pusė pažymėta, kita – lygi. Vis dėlto veikimo principas buvo panašus į monetos metimą – tai leido gauti atsitiktinį rezultatą ir pagal jį priimti sprendimus.

Mokslininkai pabrėžia, kad tai ne atsitiktinai parinkti daiktai. Priešingai – vis daugiau požymių rodo, jog jie buvo sąmoningai kuriami kaip atsitiktinumą generuojantys įrankiai. Išanalizavus šimtus radinių daugiau nei 50 archeologinių vietovių, nustatyta, kad jie atitinka tam tikrus kriterijus: turėjo tinkamą formą, žymėjimus ir dydį, leidusį juos mėtyti net grupėmis.

Rekordiškai seni žaidimų „kauliukai“

Įdomu tai, kad šių „kauliukų“ paskirtis galėjo būti kur kas platesnė nei pramoga. Tyrėjai spėja, jog atsitiktinumu paremti žaidimai medžiotojų-rankiotojų bendruomenėse atliko svarbų socialinį vaidmenį: padėjo megzti ryšius tarp grupių, palengvino mainus, o kartais galėjo būti priemonė konfliktams spręsti. Pasaulyje be formalių institucijų tokie mechanizmai galėjo būti itin reikšmingi bendradarbiavimui ir išlikimui.

Taip pat yra užuominų, kad tokie žaidimai buvo ne marginali veikla, o svarbi socialinio ir kultūrinio gyvenimo dalis. Kai kuriuose istoriniuose pasakojimuose minima, jog kauliukų žaidimuose dažnai dalyvaudavo moterys, o pačios rungtys galėjo turėti ritualinį arba bendruomenę telkiantį pobūdį.

Dar vienas svarbus aspektas – žaidimų kauliukai glaudžiai susiję su tikimybės samprata, kuri yra vienas matematikos ir šiuolaikinio mokslo pagrindų. Jei žmonės tokiais įrankiais naudojosi jau prieš 12 tūkst. metų, tai reikštų, kad atsitiktinumo ir nenuspėjamumo supratimas atsirado gerokai anksčiau, nei manyta iki šiol. Nauji duomenys leidžia teigti, jog senosios bendruomenės ne tik išgyveno sudėtingomis ledynmečio pabaigos sąlygomis, bet ir vystė sudėtingesnes abstraktaus mąstymo formas.

Šaltiniai: „Colorado State University“, „American Antiquity“.

Pasaulyje vargu ar yra fizikos dėsnis, atrodantis toks nepažeidžiamas, kaip Alberto Einšteino suformuluota riba: niekas negali judėti greičiau už šviesą vakuume. Vis dėlto žurnale Nature paskelbti nauji tarptautinės mokslininkų grupės rezultatai pasiūlė kitokį požiūrį į šią ribą. Tyrėjai pirmą kartą tiesiogiai užfiksavo specifines „skyles“ šviesoje – vadinamąsias fazines singularijas, arba optinius sūkurius – kurios tam tikromis sąlygomis gali judėti virššviesiniu greičiu. Tai patvirtino dar prieš maždaug pusę amžiaus keltas teorines prielaidas ir atvėrė kelią tirti itin greitus procesus gamtoje.

Nors žmogaus akiai šviesa atrodo kaip vientisas energijos srautas, iš tiesų ji turi sudėtingą banginę sandarą. Tam tikromis sąlygomis šviesos banga gali „susisukti“ tarsi kamščiatraukis. Pačiame tokio susisukimo centre įvyksta destruktyvioji interferencija – bangos viena kitą nuslopina, todėl atsiranda taškas, kuriame intensyvumas lygus nuliui. Būtent šiuos tamsius taškus mokslininkai vadina optiniais sūkuriais. Juos galima palyginti su vandens sūkuriais upėje: nors jie yra srovės dalis, jų dinamika – savita.

Dar XX a. 8-ajame dešimtmetyje teoretikai prognozavo, kad tokie šviesos „sūkuriai“ gali tarsi aplenkti pačią bangą, kurioje jie susiformuoja. Kaip vandens sūkurys kartais gali slinkti greičiau nei vietinė srovė, taip fazinės singularijos, pasak modelių, tam tikrais momentais gali pasiekti greičius, kurie iš pirmo žvilgsnio atrodo neįmanomi klasikinėje fizikoje. Tačiau ilgą laiką tokio reiškinio nebuvo pavykę stebėti realiu laiku – dėl itin mažo mastelio ir ypač greitos eigos.

Virššviesinis greitis be reliatyvumo teorijos laužymo

Ar tai reiškia, kad reliatyvumo teoriją reikia perrašyti? Ne. Esminis niuansas tas, kad optiniai sūkuriai nėra „objektai“ įprasta prasme: jie neturi masės ir neneša energijos ar informacijos taip, kad pažeistų priežasties ir pasekmės ryšį. Jų „judėjimas“ kyla iš kintančios bangos rašto geometrijos, o ne iš materijos ar signalo sklidimo erdve.

Vienas pagrindinių tyrimo autorių Ido Kamineris iš Izraelio technologijos instituto „Technion“ aiškina, kad mechanizmas susijęs su priešingų „krūvių“ (topologinių charakteristikų) singularijų tarpusavio trauka. Kai du tokie sūkuriai artėja vienas prie kito, jų trajektorijos erdvėlaikyje iki anihiliacijos momento turi sudaryti nenutrūkstamą kreivę. Dėl to, prieš pat susiliejimą ir išnykimą, jų greitis gali staigiai šoktelėti iki labai didelių, virššviesinių reikšmių. Būtent šį itin trumpą virššviesinio judėjimo epizodą mokslininkams ir pavyko užfiksuoti.

Kaip pavyko tai užfiksuoti: poliaritonai ir itin greita mikroskopija

Kad pamatytų šį sunkiai pagaunamą reiškinį, tyrėjai pasitelkė dvi svarbias inovacijas. Pirmoji – dvimatė medžiaga, vadinama heksagoniniu boro nitridu (hBN). Ši medžiaga palaiko egzotiškų šviesos ir atomų virpesių hibridų, vadinamų fononiniais poliaritonais, egzistavimą. Jie juda gerokai lėčiau nei šviesa vakuume ir gali būti stipriai lokalizuoti mažame plote. Dėl to mokslininkai galėjo sukurti tankius interferencinius raštus, kuriuose susidaro daug sūkurių, ir taip palengvino jų sekimą.

Antrasis elementas – ypač didelio tikslumo prietaisas: ultraspartus elektroninis mikroskopas, leidęs stebėti procesus, trunkančius vos kelias femtosekundes. Tyrėjai daug kartų kartojo eksperimentą su minimaliais laiko poslinkiais, o vėliau sujungė šimtus tūkstančių kadrų į savotišką „kadrų po kadrų“ filmą. Taip pavyko pamatyti, kaip sūkuriai artėja, pagreitėja ir galiausiai anihiliuoja.

Kodėl tai svarbu?

Nors eksperimentas susijęs su optika, jo reikšmė platesnė. Pasak mokslininkų, fazinių singularijų dinamika atspindi universalias bangų dėsningybes, būdingas skirtingoms sistemoms – nuo garso bangų ir skysčių srautų iki sudėtingų būsenų, tokių kaip superlaidininkai. Geresnis šių reiškinių supratimas gali padėti nagrinėti paslėptus procesus kietojo kūno fizikoje, o ateityje – net kai kuriuose molekulinės biologijos kontekstuose.

Be to, tyrime pritaikyta metodika, vadinama elektronine interferometrija, ženkliai pagerina vaizdinimo raišką nanoskalėje. Ji gali tapti svarbiu technologiniu įrankiu, leidžiančiu „žemėlapiuoti“ itin subtilių reiškinių judėjimą pažangiose medžiagose. Mokslininkai jau svarsto kitą žingsnį – bandymus perkelti stebėjimus į trimatę erdvę, kad būtų galima fiksuoti dar sudėtingesnį bangų elgesį. „Technion“ komandos rezultatai rodo, kad net ir gerai ištirtoje optikos srityje gamta tebėra pasirengusi pateikti netikėtumų.

Pastarosiomis dienomis socialiniuose tinkluose išplito nuotrauka, daugeliui sukėlusi nerimą. Tarptautinėje kosminėje stotyje (ISS) užfiksuotas vaizdas primena groteskišką violetinę būtybę, iš kurios tarsi driekiasi besiraitančios „gleivėtos čiuptuvų“ gijos. Sterilioje stoties aplinkoje pakibęs objektas akimirksniu tapo sąmokslo teorijų apie nežemišką gyvybę ir siaubo filmų gerbėjų diskusijų objektu.

Po „NASA“ astronautu Donu Pettitu pasidalintu įrašu pasipylė komentarai, tiesiogiai primenantys kultinę filmų seriją apie ateivius. Vieni rašė, kad tai atrodo „kaip iš kiaušinio besiritantis ateivis“, kiti ragino „sunaikinti ugnimi“.

Tačiau tikrovė, nors ir be mokslinės fantastikos siaubui būdingų grėsmingų instinktų, yra ne mažiau įdomi mokslo požiūriu. Tariamas „ateivis“ pasirodė esąs violetinis bulvės gumbas, kuris mikrogravitacijos sąlygomis ėmė intensyviai leisti daigus. Nuotraukoje matomos „čiuptuvų“ gijos iš tiesų yra ūgliai, neįprastai išsikeroję bandant rasti atramą ir augimo kryptį.

Balta dėmė, matoma kadre, taip pat neturi nieko bendra su „svetima biologija“: tai lipnios juostos (Velcro) gabalėlis, naudojamas daržovei pritvirtinti terariume, kad ji laisvai nedreifuotų po stotį.

Įgula šį objektą praminė „Spudnik-1“. Tai – D. Pettito, vyriausio pagal amžių šiuo metu aktyviai skraidančio „NASA“ astronautu, aistros rezultatas. Jis vykdo dar vieną ilgalaikę orbitinę misiją (planuojamą 2024–2025 m.) ir laisvu nuo tarnybinių pareigų metu užsiima „kosmine sodininkyste“ – kaip pomėgiu ir kartu biologiniu eksperimentu.

Hidroponika nesvarumo būsenoje

Augalų auginimas kosmose yra itin sudėtingas – tenka atsisakyti įprastų žemės ūkio metodų. Kaip aiškina pats D. Pettitas diskusijose socialinėse platformose, ISS bulvės auginamos hidroponikos metodu. Tai reiškia, kad nenaudojama dirva – vietoje jos naudojamas vandens tirpalas su būtinomis maistinėmis medžiagomis.

Nesvarumo sąlygomis vandens tiekimas šaknims tampa inžineriniu iššūkiu: skystis „nenuteka žemyn“, o susitelkia į lašus ir prilimpa prie paviršių dėl paviršiaus įtempimo.

Astronautas pastebėjo ir įdomią biologinę anomaliją – kosmose augalai vystosi gerokai lėčiau nei Žemėje. „Sulėtėjęs augimas gali būti susijęs su specifine stoties atmosferos sudėtimi, mikrogravitacija arba augalo metaboliniu stresu“, – aiškina D. Pettitas.

Įdomu tai, kad nepaisant kosminės spinduliuotės, prasiskverbiančios pro ISS korpusą, jis nepastebėjo nei akivaizdžių mutacijų, nei matomų neigiamų pokyčių, galinčių rodyti radiacijos poveikį bulvių genetinei struktūrai. Augalai pasižymi dideliu atsparumu, nors jų išvaizda prisitaiko prie aplinkos, kur nėra įprasto „viršaus“ ir „apačios“.

Kodėl bulvės svarbios Marso kolonizacijai?

Bulvės pasirinktos neatsitiktinai. Dar 1995 m. jos tapo pirmąja daržove, sėkmingai užauginta kosmose. Jų reikšmė būsimai Saulės sistemos tyrinėjimo programai, įskaitant misijas į Marsą, yra labai didelė.

Bulvės pasižymi itin palankiu maistinės vertės santykiu su mase ir tūriu: jos gausios angliavandenių, kalio ir vitaminų, o jų auginimą galima integruoti į uždaras gyvybės palaikymo sistemas.

Idėja, išpopuliarinta knygoje ir filme „Marsietis“, pamažu tampa realybe. Per savo karjerą D. Pettitas jau bandė auginti žemės riešutus, cukinijas, brokolius, saulėgrąžas, taip pat baziliką ir pomidorus. Pastaruosius jam esą pavyko sudygdyti panaudojus… ausų kamštukus, kurie tapo improvizuotu substratu.

Astronautas anksčiau rašė tinklaraštį „Diary of a Space Zucchini“ (liet. Kosminės cukinijos dienoraštis), kuriame gyvenimą stotyje aprašė tarsi augalo akimis.

„Gyva žaluma“ metalo ir mechanizmų pasaulyje

Be mokslinių ir mitybos aspektų, augalai ISS turi ir svarbią psichologinę reikšmę. Tarptautinė kosminė stotis – tai aplinka, kurioje nuolat girdimas įrangos ūžesys, juntamas ozono, metalo ir plastiko kvapas.

„Nėra nieko geriau už gyvos žalumos kvapą šiame inžinerinių mechanizmų miške“, – yra rašęs D. Pettitas. Kontaktas su augalais padeda įgulai išlaikyti emocinę pusiausvyrą per ilgus izoliacijos mėnesius.

Nors violetinė bulvė „Spudnik-1“ iš pradžių ir galėjo atrodyti bauginamai dėl „svetimos“ išvaizdos, iš tiesų ji tapo simboliu, kad žmogus gali žengti savarankiškumo link ir už Žemės ribų. Kiekvienas toks daigas – dar vienas žingsnis į ateitį, kai astronautai bus mažiau priklausomi nuo tiekimo iš Žemės ir galės patys užsiauginti maisto net pačiomis sudėtingiausiomis sąlygomis.

Trūksta tik vieno – kaip juokauja internautai ir pats D. Pettitas – saugios gruzdintuvės, galinčios patikimai veikti nesvarumo būsenoje.

Naujausi tyrimai rodo, kad žmonija priartėjo prie kritinio taško, kurio pasekmės gali nulemti civilizacijos ateitį ateinančiais šimtmečiais. Žurnale Environmental Research Letters paskelbti rezultatai leidžia daryti niūrią išvadą: žmonių populiacija jau seniai viršijo Žemės gebėjimą tvariai išlaikyti gyvybę, o dabartinis vartojimo ir demografinio augimo modelis stumia pasaulio ekosistemas į vis gilesnę krizę.

Tyrėjų komandai vadovavęs profesorius Corey Bradshaw iš „Flinders University“ atliko išsamią pastarųjų dviejų šimtmečių demografinių duomenų analizę. Išvados griežtos: žmonija šiandien gyvena „į skolą“, gamtos išteklius naudodama gerokai sparčiau, nei planeta pajėgia juos atkurti. Mokslininkų skaičiavimais, išties tvari Žemės populiacija – tokia, kuri galėtų užtikrinti orų gyvenimo lygį neniokojant biosferos – siektų apie 2,5 mlrd. žmonių. Tuo metu dabartinis gyventojų skaičius viršija 8,3 mlrd., todėl per didelio gyventojų skaičiaus ir perteklinio vartojimo mastas, pasak tyrėjų, yra milžiniškas.

Kyla klausimas: kodėl sistema dar nesugriuvo?

Profesorius C. Bradshaw aiškina, kad tokia didžiulė „perteklinė“ populiacija įmanoma tik dėl intensyvaus iškastinio kuro deginimo ir išteklių, kurių gamta nebespėja atkurti, naudojimo. Tai, jo teigimu, tarsi „dūmų uždanga“, ilgą laiką leidusi ignoruoti faktą, kad peržengta vadinamoji aplinkos talpa (carrying capacity). Žemės ūkio mechanizacija, pasaulinė logistika ir pramonė, paremta anglimi bei nafta, leido pamaitinti milijardus žmonių, tačiau tai vyko klimato stabilumo ir biologinės įvairovės sąskaita.

Tyrimas taip pat išryškino reikšmingą, nors ir neraminančią populiacijos dinamikos permainą, įvykusią XX a. viduryje. Ilgus šimtmečius – iki maždaug praėjusio amžiaus 6-ojo dešimtmečio – gyventojų skaičiaus augimas skatino technologinę pažangą ir inovacijas, o tai savo ruožtu sudarydavo sąlygas dar spartesniam natūraliam prieaugiui. Tai buvo teigiamas grįžtamasis ryšys: daugiau žmonių reiškė daugiau darbo rankų ir daugiau protų, sprendžiančių problemas.

Tačiau apie 1960-uosius, pasak autorių, įvyko staigus lūžis – prasidėjo vadinamoji neigiama demografinė fazė. Nors bendras gyventojų skaičius ir toliau auga, šio augimo tempas nuosekliai mažėja. Tai reiškia, kad kiekvienas papildomas žmogus globaliai sistemai vis rečiau tampa progreso pagreičiu, o vis dažniau – papildoma našta. Tyrime pateikiamos prognozės, kad žmonijos populiacija piką turėtų pasiekti XXI a. 7-ajame arba 8-ajame dešimtmetyje ir stabilizuotis ties 11,7–12,4 mlrd. riba.

Ekologinis pėdsakas ir šiltnamio efektą sukeliančios dujos

Globalios ekologijos specialistams svarbiausia tyrimo išvada – tiesioginis ryšys tarp bendro žmonių skaičiaus ir aplinkos degradacijos. Mokslininkai analizavo, kaip populiacija siejasi su šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijomis, pasaulinės temperatūros kilimu bei ekologinio pėdsako rodikliais. Nustatyta, kad būtent bendras žmonių skaičius planetoje – net labiau nei vartojimas vienam gyventojui – neigiamos fazės laikotarpiu geriausiai paaiškina aplinkos niokojimo rodiklių svyravimus.

Vienas iš šio darbo bendraautorių buvo biologas profesorius Paul Ehrlich, dešimtmečius perspėjęs apie „populiacijos bombą“. Pasak tyrėjų, nauji duomenys atitinka pačius pesimistiškiausius scenarijus: dabartinė kryptis veda į vis gilesnes krizes. Maisto ir vandens saugumo problemos, drastiškas biologinės įvairovės nykimas bei auganti socialinė nelygybė, jų vertinimu, nėra vien teorinės grėsmės – tai procesai, kurie jau dabar destabilizuoja ištisus pasaulio regionus.

Ar dar įmanoma išvengti blogiausio?

Nors išvados skamba niūriai, publikacijos autoriai pabrėžia, kad galimybių langas dar nėra visiškai užsidaręs, tik sparčiai siaurėja. Norint išvengti globalios katastrofos, būtina iš esmės keisti požiūrį į išteklių – žemės, vandens ir energijos – valdymą. Mokslininkai ragina stiprinti tarptautinį bendradarbiavimą, siekiant stabilizuoti populiaciją, taip pat reikšmingai mažinti vartojimą aukšto išsivystymo šalyse.

„Mažesnė populiacija ir žemesnis vartojimo lygis duoda geresnius rezultatus ir žmonėms, ir planetai“, – apibendrina profesorius C. Bradshaw.

Pasak jo, didžiausias iššūkis – pasiekti mažesnę populiacijos pusiausvyrą kontroliuotai ir teisingai, o ne per staigų sistemų, palaikančių gyvybę, žlugimą. Tyrėjų teigimu, sprendimai, kuriuos tarptautinė bendruomenė priims per artimiausius du dešimtmečius, gali nulemti, ar ateities kartos gyvens stabilesniame ir saugesniame pasaulyje, ar bus priverstos kovoti dėl išlikimo išsekusioje ir perkaistančioje planetoje.

Senovės rankraščių paieškose pasiektas proveržis leido mokslininkams aptikti iki šiol neidentifikuotas vieno garsiausių senovės Graikijos filosofų Empedoklio eiles. Kairo archyvuose buvo rastas maždaug prieš du tūkstančius metų rašyto papiruso fragmentas. Tai pirmas kartas per daugelį amžių, kai atsiveria galimybė susipažinti su filosofo mintimis originaliu tekstu, o ne vien per vėlesnių autorių išsaugotas citatas.

Papirusas, pažymėtas kaip P. Fouad inv. 218, buvo atpažintas Prancūzijos Rytų archeologijos instituto Kaire rinkiniuose. Jį identifikavo tyrėjų grupė, vadovaujama papirologo Nathano Carligno iš Lježo universiteto. Nors dokumentas archyvuose buvo saugomas ir anksčiau, tik neseniai pavyko nustatyti jo tikrąją reikšmę: paaiškėjo, kad tai Empedoklio kūrinio Apie prigimtį – vieno svarbiausių jo filosofinių poemų – fragmentas.

Ši žinia ypač reikšminga filosofijos istorijai. Iki šiol Empedoklio pažiūras tyrėjai daugiausia rekonstruodavo iš netiesioginių šaltinių: trumpų citatų ir apibendrinimų, išlikusių tokių autorių kaip Platonas, Aristotelis ar Plutarchas darbuose. Naujai atrastas papirusas pirmą kartą nuo antikos laikų leidžia skaityti filosofo tekstą tiesiogiai, be vėlesnių interpretacijų filtro.

Rastų eilučių turinys daugiausia sutelktas į suvokimo ir pojūčių veikimo klausimus, ypač regėjimą. Jose Empedoklis plėtoja dalelių emanacijos idėją: pasaulį, pasak jo, žmogus pažįsta per itin subtilius materijos „srautus“, pasiekiančius jutimus. Teksto analizė atskleidė ir netikėtų sąsajų su vėlesniais filosofiniais darbais – tyrėjų manymu, papiruso fragmentai galėjo būti tiesioginis šaltinis kai kurioms idėjoms, aptinkamoms, pavyzdžiui, Platono kūryboje.

Be to, Empedoklio įtakos pėdsakų mokslininkai įžvelgia ir kitų antikos autorių darbuose – tarp jų minimi Aristofanas bei romėnų poetas ir filosofas Lukrecijus. Atradimas kartu sustiprina hipotezę, kad Empedoklis galėjo būti vienas iš atomizmo pradininkų. Tyrėjai radinio svarbą lygina su nežinomų didžiųjų naujųjų laikų rašytojų kūrinių fragmentų atradimu. Jie pabrėžia, kad situacija primena Renesanso epochos antikinių rankraščių atradimus, todėl kai kurie šį įvykį net vadina savotišku antruoju senovės literatūros renesansu.

Šaltinis: Lježo universitetas