Научный взгляд на устройство вселенной

106 МАСШТАБИРОВАНИЕ 
ВЕЩЕСТВА
Разумеется, многие объекты, с которыми мы имеем дело, 
формируются путем простого сложения множества одинаковых 
фундаментальных элементов, в них нет почти ничего интересно-
го — ни деталей, ни внутренней структуры. Такие 
экстенсивные 
системы 
строятся, как кирпичные стены. Можно сделать стену 
выше или ниже, добавив или убрав несколько кирпичей, но базо-
вая функциональная единица в ней всегда будет одинакова. Высо-
кая стена фактически ничем не отличается от маленькой стенки. 
В качестве примера можно привести множество крупных систем, 
которые строятся за счет добавления в них однотипных элементов. 
Это относится, к примеру, к микросхемам компьютерной памя-
ти, состоящим из большого количества совершенно одинаковых 
транзисторов.
Другой тип масштабирования, применимый к крупным систе-
мам, — это экспоненциальный рост; такой вариант наблюдается 
в тех случаях, когда поведение системы определяют не столько 
фундаментальные элементы, сколько связи между ними. Хотя 
такие системы тоже увеличиваются с добавлением элементар-
ных «кирпичиков», их поведение определяется не просто числом 
элементов, а количеством связей. Эти связи возникают не только 
между соседними элементами, как у настоящих кирпичей, они 
могут протянуться на некоторое расстояние внутри системы к дру-
гим элементам. Примерами могут служить нейронные системы, 
которые состоят из множества синапсов, связывающих клетки 
при помощи специальных белков, и Интернет, включающий в себя 
множество связанных между собой компьютеров. Эти системы 
сами по себе достойны самого тщательного изучения, и некоторые 
направления физики действительно имеют дело с соответствую-
щим эмерджентным поведением.
Но физика элементарных частиц не занимается сложными 
многокомпонентными системами. Напротив, она сосредото чена 
на обнаружении и распознавании элементарных компонентов 
и физических законов, которым они подчиняются. Физика эле-
ментарных частиц занимается базовыми физическими величи-
нами и их взаимодействиями. Эти мельчайшие компоненты, 
разумеется, значимы для всех типов сложного поведения, в кото-

ВОЛШЕБНАЯ ЭКСКУРСИЯ В ГЛУБЬ МАТЕРИИ 107
рое вовлекается множество компонентов. Но наша цель здесь — 
определить наиболее мелкие базовые компоненты и разобраться 
в их поведении.
Если говорить о технических и биологических системах, то со-
ставные части более крупных систем тоже обладают внутренней 
структурой. В конце концов, компьютеры построены на микро-
процессорах, которые, в свою очередь, построены на транзисто-
рах. А врач, заглядывая внутрь человеческого организма, видит 
там органы, кровеносные сосуды и все остальное — и все это со-
стоит из клеток и ДНК, которые можно наблюдать только при по-
мощи достаточно сложных приборов. Работа внутренних элемен-
тов ничем не напоминает то, что мы наблюдаем на поверхности. 
С уменьшением размеров элементы, из которых состоят макро-
объекты, меняются. Законы, которым эти элементы подчиняют-
ся, — тоже.
История изучения человека как организма в некоторых от-
ношениях напоминает историю изучения законов физики; здесь 
существуют свои масштабы, и их исследование тоже шло от круп-
ного к мелкому. Поэтому, прежде чем обратиться к физике и внеш-
нему миру, давайте отвлечемся ненадолго, подумаем о себе и рас-
смотрим, как были открыты некоторые — самые известные — 
аспекты внутреннего устройства человеческого тела.
Возьмем, к примеру, ключицу. По-английски, кстати гово-
ря, эта кость называется «воротниковой» (collarbone), потому 
что при внешнем осмотре действительно напоминает воротник. 
Но стоило ученым заглянуть внутрь тела человека, и на этой кости 
обнаружился своеобразный в ыступ-«ключ», который и дал кости 
второе название — clavicle (от лат. 

жүктеу/скачать 8,11 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: