как пульс певцов в хоре одинаково ускоряется и замедляется во время выступления. А одно из американских исследований показало, что сердцебиение пар синхронизируется, даже когда они сидят в нескольких футах друг от друга, не разговаривают и не касаются друг друга.
Во многих отношениях синхронность как область науки все еще находится на этапе зарождения, но математики и физики пытаются понять и точно определить, как этот спонтанный и, казалось бы, легкий процесс возникает из хаоса во всем своем великолепии.
«Хочу запомнить, что небо необъятно — под ним я словно на берегу».
Солнце — типичная звезда
Долгое время считалось, что наше Солнце может не соответствовать правилам, которым подчиняются другие звезды солнечного типа, но оказалось, что мы похожи на остальных.
Все звезды, независимо от дистанции между ними и разницы в размерах, имеют собственное магнитное поле. Как мы теперь знаем, в жизни нашего Солнца наблюдаются циклы длиной одиннадцать лет: за это время меняются солнечные пятна, уровни излучения и количество вещества, которое звезда разбрызгивает в пространстве. В жизни Солнца чередуются магнитный хаос и продолжительные периоды магнитного покоя.
И хотя мы любим его и терпеливо ждем восемь минут, пока его свет не достигнет планеты, наше Солнце — лишь одно из множества миллиардов. Типичный желтый карлик, которого греки назвали helios, а римляне — sol, вот мы и оказались в Солнечной системе. Любую звезду можно назвать солнцем, если рядом с ней движется планета или если это центр целой планетной системы, похожей на нашу. Мы не такая уж и редкость: ученые знают много «многосолнечных» планет, которые вращаются вокруг двух или трех солнц. К счастью, в пространстве-времени нет места зависти.
Как мы уже говорили (см. «Движение планет»), все вращается вокруг центра масс, и Солнце не думает о нас, вращаясь со своими соседями вокруг центра Млечного Пути. Время, необходимое для одного такого оборота, называется галактическим, или космическим, годом. И хотя Солнце мчится со скоростью 828 тысяч километров в час, нам приходится ждать примерно 230 миллионов земных лет, чтобы одно вращение завершилось.
Элементарно
По существу элементы — это типы атомов с одинаковым зарядом ядер. Во Вселенной их распространенность оценивают по тому, как часто они встречаются по сравнению с другими элементами в среде. Из этих элементов состоит лишь небольшая часть Вселенной — барионная материя. Все остальное — это непосредственно ненаблюдаемые темная энергия и темная материя, природу которых еще предстоит до конца понять.
На 98% барионная материя состоит из водорода и гелия, которые были произведены в первые минуты Большого взрыва 13,8 миллиарда лет назад. Все остальное составляет оставшиеся 2%, и эти другие элементы формируются, когда космические лучи падают на уже существующие тяжелые элементы, такие как ртуть и свинец, разделяя их на множество более легких, например литий и бериллий (этот процесс называется «ядерное расщепление»).
В земной коре наиболее часто встречаются десять элементов: кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, натрий, магний, калий, титан и фосфор. Но есть много других, которые, хоть и существуют в меньших количествах, очень важны для жизни на Земле. Например, без бора не было бы клеточных стенок, не существовало бы ни одного растения. Лишь в 1928 году люди выяснили, что для существования нам необходима медь: этот элемент участвует во всех процессах — от пигментации кожи до восстановления соединительной ткани. Даже самые обильные элементы поражают воображение: древние звезды — причина, по которой у нас на Земле есть кислород, а ДНК закручена в спираль в основном из-за водородных связей.
Ученые по-прежнему открывают новые элементы и создают их синтетическими методами (например, сталкивая разные атомы друг с другом на абсурдной скорости), но никто не знает, насколько может растянуться периодическая таблица (см. «Периодически»). Одни ученые считают, что у нее нет предела, а другие полагают, что граница все же есть — после определенной точки атомы просто не могут стать тяжелее.
Слава создателю за все, что мы неспособны видеть и, скорее всего, никогда не увидим.
Неподвижные звезды всё-таки движутся
Неподвижные звезды (stellae fixae на латыни) — это небесные объекты, которые кажутся недвижимыми относительно друг друга по сравнению с объектами на переднем плане, например планетами. Древние астрономы удобно разделили объекты ночного неба на неподвижные звезды, которые, как им казалось, поднимались и опускались, но сохраняли свое расположение относительно друг друга, и планеты, которые они назвали «блуждающими звездами». Неподвижные звезды стали частями легко различимых созвездий, которые затем применялись для навигации, планирования сельского хозяйства, ведения календаря. Слово «созвездие» происходит от позднелатинского constellationem, что означает «набор звезд».
Общее количество звезд, видимых невооруженным глазом, — около девяти тысяч, и все они находятся на разном расстоянии от Земли. Они расположены в нашем Млечном Пути, но являются солнцами собственных систем. В астрономии звезды обычно обозначаются цифрами. Свои «звездные каталоги» составляли еще древние цивилизации, например вавилоняне.
Проблема с термином «неподвижные звезды» в том, что они на самом деле тоже движутся, причем постоянно, но так медленно, что их движение практически незаметно в масштабе человеческого времени. Это движение точно измерили лишь в XIX веке. Помимо «видимого» движения — иллюзорного перемещения неподвижных объектов по отношению к движущимся — у звезд также есть «реальное» движение: галактики вращаются, движутся и звезды внутри галактик.
Хотя абсолютно ничто не является статичным и неподвижным, ночное небо до сих пор очень похоже на то, каким оно было тысячи лет назад. Названия для многих современных нам созвездий придумали вавилоняне, а другие созвездия по-прежнему носят греческие и римские имена. В небесной сфере над нашими головами — восемьдесят восемь формально описанных созвездий. Мы узнаём в них узоры или упорядоченные рисунки, потому что смотрим на ночное небо в двух измерениях, не видя глубины, которая в действительности прячет огромные расстояния между этими, казалось бы, вечными светящимися булавочными головками.
Истина не навсегда
Научные идеи намного более надежны и гораздо более вероятны, чем любые другие идеи. Они основаны на доказательствах, прошли экспертную оценку, были подвергнуты тщательному и длительному тестированию. Тем не менее они не застрахованы от песка времени и неизбежности, которую приносит возросшее понимание.
Не все, во что мы сегодня верим и что принимаем за истину, останется истиной навсегда. В некоторых областях знания могут устареть совсем скоро: данные можно опровергнуть или получить дополнительную информацию, которая поможет нам понимать окружающий мир лучше и точнее.
Хотя путь науки медленно, но верно ведет к истине, мы живем в такое время, когда знания и толкования часто меняются быстрее, чем мы сами. Этим изменениям посвящена наукометрия — это наука о науке, которая изучает рост и развитие самого знания с течением времени.
Факты опровергаются с предсказуемой скоростью, и процесс их крушения можно описать математической кривой — так называемым «периодом полураспада фактов». Как и в случае с радиоактивным периодом полураспада некоторых нестабильных атомов, невозможно точно знать, когда истекает срок действия факта, но, посмотрев комплексно на знания в определенном секторе, можно выявить период полураспада. Период полураспада фактов — это измерение, показывающее, через сколько времени половина объема знаний устареет и перестанет соответствовать действительности, при этом нельзя предсказать, какой части знаний уготована эта участь. Например, в медицине период полураспада знаний составляет сорок пять лет, а в математике этот период намного длиннее — в этой науке идеи опровергаются редко.
Американский писатель Айзек Азимов прекрасно описал это явление: «Люди ошибались, полагая, что Земля плоская. Люди ошибались, полагая, что Земля сферическая. Но если вы считаете, что мнение о сферической Земле так же неправильно, как мнение о плоской Земле, то ваши представления более ошибочны, чем то и другое, вместе взятое».
Все это не стоит наших терзаний: и росту, и разрушению знаний присущи такие же формы и закономерности, как и всему остальному.
Благодарности
Я поняла, что не буду стараться перечислить всех, кто сыграл важную роль в создании этой книги: общеизвестно, что слова часто не передают всех чувств, когда мы пытаемся выразить свое восхищение людьми.
При этом я хочу сердечно поблагодарить Дженнифер Вельц (JVNLA): без всякого сомнения, вы самый прекрасный литературный агент (несмотря на то, что все так говорят о своих агентах); Мег Ледер — моего редактора и невероятно талантливого человека — за то, что она так быстро поняла, в чем суть этой книги, за ее доброе отношение и веру в меня; Шеннон Келли, Сабрину Бауэрс, Элизабет Яффе и всех-всех в издательстве Penguin, кто так или иначе поддержал мою книгу: спасибо за то, что позволили мне проявлять педантичность на грани одержимости мелкими деталями, на которые мало кто в принципе обращает внимание.
Я также благодарю тех, кто крайне способствовал успеху этой книги: Кэтти — за то, что она неизменно была в восторге от происходящего, поощряя во мне самое смешное (и возможно, самое лучшее); Ника — за то, что он предложил мне погрузиться в благоприятную для писателя тишину Бразилии и другие комфортные и тихие пространства; а также бесчисленных безымянных незнакомцев, которые оставили в моей памяти впечатления разных форм и размеров, когда я рассуждала о сути (или хаосе) существования.