Ссылки для упрощенного доступа

logo-print

Перерождение эталона килограмма. Новая наука - нейроэкономика


Темы передачи: перерождение эталона килограмма, новая наука - нейроэкономика, а также короткие научные новости.

Лилия Шукаева: В наше время суровых бюджетных ограничений даже с традиционным эталоном массы возникают неожиданные осложнения. "Килограмм по необъяснимым причинам становится легче, - свидетельствуют ученые-метрологи, - и это может повлечь за собой неприятную путаницу во множестве научных вопросов".

Материальным воплощением килограмма вот уже больше столетия служит платиноиридиевый цилиндр диаметром и высотой 38 миллиметров, отлитый в Великобритании в 1889-м году. Никто не знает, почему он становится легче, по крайней мере, по сравнению с другими весовыми мерами, однако это явное полегчание стимулировало международные поиски более стабильного эталона.

"Нас безусловно не может удовлетворить эталон, единица измерения, сама подверженная изменениям", - говорит Питер Бекер, ученый-метролог, работающий в германской Федеральной лаборатории стандартов в Брауншвейге, где полторы тысячи специалистов постоянно работают над совершенствованием техники измерений физических величин.

Даже изменение веса килограммового эталона на величину порядка 50 микрограммов - столько весит, например, крупинка соли, - может исказить множество научных измерений и результатов, внести путаницу во множество научных теорий.

Доктор Бекер возглавляет международную группу исследователей, стремящуюся переопределить "килограмм", сделать его воплощением определенное число атомов какого-то специально выбранного химического элемента. Другие ученые, включая исследователей из американского Национального института стандартов и технологии в Вашингтоне, занимаются конкурирующей разработкой, стремясь определить килограмм посредством использования сложного механизма, так называемого "ваттного баланса", основанного на измерении электрических величин.

Окончательное решение в этом отношении будет принято Международным бюро мер и весов, организацией, созданной в результате заключения международного договора в 1875-м году. Эта организация хранит международный эталон килограмма в строго охраняемом сейфе в замке под Парижем. Этот эталон проверяет раз в год группа из трех человек, имеющая единственный ключ от сейфа. Изменения веса, о которых мы говорили вначале, были замечены во время очередных проверок.

"Такие проверки представляют собой отчасти традиционную церемонию, отчасти обязательную контрольную процедуру", -говорит доктор Ричард Дэвис, возглавляющий в исследовательском отделе Международного бюро секцию массы. К сожалению, процедура приобрела печальный оттенок, с тех пор, как объект контроля стал мало-помалу улетучиваться, пусть с микроскопической скоростью. Так что, процесс создания нового эталона массы идет полным ходом, хотя и движется медленно, так как разработка надежных методов измерения требует невероятной тщательности.

Напомним, что килограмм - это единственный из семи базовых эталонов системы мер, сохраняющий еще определение, принятое в XIX веке. За прошедшие с тех пор годы физики изменили определение метра, первоначально базировавшееся на длине земной окружности, и определение секунды, первоначально задуманной как определенная доля суток. Теперь метром считается расстояние, которое световой луч пробегает за одну 299792458-ю долю секунды, а секундой считается время, за которое атом цезия совершает 9192631770 колебаний. И новый метр, и новая секунда могут быть измерены с исключительной точностью и, что также очень важно, могут быть воспроизведены в любом месте.

Килограммом первоначально считали массу литра воды, однако, точно измерить литр воды оказалось весьма трудным делом. Тогда был приглашен английский ювелир, который изготовил платиново-иридиевый цилиндр, ставший эталоном килограмма.

Одной из причин, по которой килограмм отстал в своем развитии от других эталонов, было то, что никто не видел непосредственных практических выгод от его уточнения. Однако следует учесть, что изменение веса килограммового эталона влияет на измерение других величин. Вольт, например, также определяется через килограмм, так что стабильное определение килограмма позволит теснее связать величину вольта с другими базовыми измерительными эталонами.

Всего было изготовлено 80 копий килограммового эталона, и эти копии были распределены между странами-участницами соглашения о метрической системе мер. Колоритная история этих небольших металлических цилиндриков подчеркивает тот факт, что мир очень долго пользуется одним и тем же определением килограмма. Некоторые цилиндрики-эталоны попали в страны, которые исчезли с политической карты мира, например, Сербия и Голландская Ост-Индия. Японии свой цилиндрик пришлось сдать после Второй мировой войны. Германия же приобрела несколько экземпляров эталона, включая выданный в 1889-м году Баварии и эталон килограмма, принадлежавший Восточной Германии.

Над осовремениванием килограмма германские физики работают с австралийскими, итальянскими и японскими физиками. Они пытаются изготовить совершенный, шаровой, однокилограммовый кремниевый кристалл. Идея заключается в том, что, зная, из каких атомов состоит этот кристалл, на каких расстояниях его атомы расположены друг от друга и каков диаметр шара, можно вычислить, сколько атомов заключается в этом шаре. Это число и войдет в определение килограмма.

Чтобы отделить друг от друга три изотопа кремния, доктор Бекер и его коллеги обратились к российским предприятиям, ранее занимавшимся производством ядерного оружия. На этих предприятиях остались центрифуги, использовавшиеся для обогащения урана. Теперь они будут разделять кремниевые изотопы. "На российских центрифугах , -говорит Питер Бекер, - мы надеемся получить изотоп кремния с атомным весом 28 чистотой 99,99%"

Сейчас уже изготовлен экспериментальный кристалл. И доктор Арнольд Николаус, также работающий в Федеральной лаборатории стандартов, занят проверкой совершенства его шаровой формы. Он измерил уже полмиллиона его диаметров в разных местах и убедился, что это самая точная сфера, когда-либо изготовленная рукой человека. "Если бы земной шар был такой же круглый, - говорит доктор Николаус, -гора Эверест казалась бы небольшим пупырышком". Силиконовый шар настолько круглый, что простым глазом невозможно заметить, вращается ли он или находится в покое. Только если на него сядет пылинка, можно что-то заметить.

Другие ученые из США, Англии, Франции и Швейцарии объясняют, что пока подсчет числа атомов в кремниевом кристалле не обладает достаточной для метрологических целей точностью, так что они работают над другой технологией определения килограмма, основанной на измерении электрических величин.

"Измерять энергию легче, чем считать атомы", - говорит доктор Ричард Штайнер, - физик из вашингтонского Института стандартов, руководящий проектом создания ваттной шкалы. Недавно он объявил, что последние эксперименты дали данные, уже близкие к тому, что им требуется. Теперь ошибка в определении искомых величин составляет меньше одной десятитысячной.

Идея "ваттного баланса" заключается в измерении электромагнитной силы, требуемой для уравновешивания эталонного килограмма. Если напряженность гравитационного поля в месте эксперимента точно известна, массу на весах можно связать с мощностью тока. Конечно, для определения гравитационных величин требуются сложные вычисления. В частности, помимо других данных, нужны постоянно уточняемые сведения об изменениях приливных сил.

Короче говоря, чтобы определить понятие килограмма, нужно либо измерить мощность тока, либо перейти к величинам, которые можно через нее вывести, например, к массе электрона. Требуемые для всего этого эксперименты проводятся в Вашингтоне, в большой установке высотой с трехэтажный дом. Но несмотря на сложность и на окольный способ вычисления массы, доктор Штейнер уверен в скором получении убедительных результатов.

Однако, доктор Дэвис, работающий в тесном контакте с людьми, от которых зависит окончательное решение о судьбе килограмма, пока пребывает в сомнениях. "С точки зрения публикации результатов, - говорит он, - у ваттного баланса действительно есть преимущество перед кристаллическим эталоном. Но окончательно судить о том, какой вид эталона лучше, пока очень трудно".

Александр Сиротин: Американские психологи поставили себе интересную цель: провести экспериментальное исследование, которое бы пролило свет на реальную психологию, определяющую наше экономическое и финансовое поведение.

Казалось бы, человек в этих вопросах, естественно, поступает рационально, стремясь как можно лучше соблюсти собственные интересы. То есть, считается, что люди принимают финансовые решения на основании здравого расчета, а не под воздействием эмоций. И, конечно, стремятся собрать какие-то деньги "на черный день". Верно ведь? Но оказывается, это часто совсем не так.

Как это ни странно, принимая важные финансовые решения, вполне здравомыслящие в других отношениях индивиды то и дело полагаются на интуицию, на так называемо "внутреннее чувство". И при этом они нередко доверяют совершенно случайным лицам, ставят на карту благополучие своих семей, нелепым образом вкладывают тяжело заработанные жизненные сбережения, руководствуясь рекомендациями заведомых жуликов.

Как объяснить такое непредсказуемое нерациональное поведение, как вывести формулу, которая могла бы научно объяснить и предсказать экономические поступки как отдельного человека, так и многочисленных групп? Ведь если бы такое удалось, мы могли бы с помощью нашей магической формулы регулировать сложные экономические процессы. И вот за выполнение подобной задачи взялись специалисты по изучению работы мозга. По их мнению, настало время для совершенно нового научного направления, которое они назвали "нейроэкономикой".

Эти специалисты заняты сейчас исследованием того, как функционирует мозг в моменты принятия финансовых решений о торговых сделках, капиталовложениях, заключении деловых соглашений, о банкротствах, аукционах, ставках в азартных играх и долговременной корпоративной политике.

Основываясь на своем понимании функционирования мозговых нейронов и превращений биохимических субстанций, воздействующих на поведение человека, нейроэкономисты пытаются сформулировать свои выводы о закономерностях экономических мотиваций в виде дифференциальных уравнений и химических формул.

Чтобы исследовать процесс принятия экономических решений, нейроэкономисты проводят эксперименты по сканированию работы мозга во время различных игр, связанных с необходимостью делать выбор. Цель экспериментов - побудить испытуемого просчитать ходы вперед, предугадывая действия других людей, либо предугадывая то, что другие могут ожидать от него самого. В процессе таких экспериментальных игр наглядно раскрываются фундаментальные процессы работы мозга, процессы, которые ученые-экономисты только начинают понимать и оценивать по достоинству.

Делая расчеты на ближайшее будущее, биологические нейросистемы пытаются использовать предчувствия и эмоции, сравнивать опыт прошлого с происходящим сейчас. Мозгу необходим какой-то объективный метод сравнения и оценки экономических аспектов партнеров, объектов, событий, внутренних состояний... Нужно также понимание того, что интересует других людей. К этому пониманию мозг приходит путем присвоения событиям каких-то относительных оценок. Но эти оценки делаются не в центах или долларах, а в концентрациях разных нейротрансмиттеров - химических соединений вроде допамина, ответственных за передачу нервных импульсов. Новые ощущения, деньги, кокаин, деликатесы, красивые лица - все это вызывает разную степень активации допаминовых цепочек. Но насколько активизируется выработка допамина и объем его накопления в ответ на различные раздражения зависит от персонального опыта индивидуума и его биологических особенностей.

Специфические мозговые цепочки определяют характер оценки людьми отдельных раздражителей, оценки ими положительных и отрицательных факторов, распределение ими своего внимания. Имеется также специфическая область мозга, реагирующая на ошибки индивида, на его промахи. По мнению некоторых неврологов, в этой же области регистрируются потери и достижения и финансовые, и житейские. Другая небольшая мозговая структура под названием "инсула", то есть "островная" или "замкнутая", фиксирует ощущения, чувства, овладевающие человеком. Она же участвует в оценках доверия, например, к деловым партнерам, предлагающим купить, скажем, Бруклинский мост или Эйфелеву башню. Эти структуры и нейротрансмиттерные системы активизируются перед тем, как человек осознает необходимость сделать выбор, принять решение, - говорит профессор Коэн.

В исследовании, опубликованном в журнале "Science" ("Наука"), профессор Коэн и его коллеги, например, профессор Ален Сэнфи из Принстона, изучали изображения человеческого мозга в момент финальной стадии игры между двумя партнерами, своего рода теста на честность. В этой игре первый участник получает, скажем, 10 долларов наличными. И он должен сам решить, сколько из этого дать второму участнику: 5 долларов, то есть, половину, что считается самой справедливой долей, или меньше, в зависимости от того, насколько это, по его мнению, возможно без особого конфликта. Если второй участник примет предложение, деньги так и будут распределены. Но если он предложение не примет, то оба участника уйдут с пустыми руками. Это - одноразовая игра, после которой участники уже не встречаются.

По словам профессора Коэна, большинство людей, на месте второго игрока отказываются брать 2 или 3 доллара. Они предпочитают лучше ничего не получить, но, во-первых, не остаться с чувством, что их обманули, а во-вторых, наказать первого игрока за жадность и несправедливость.

"В таком подходе, однако, нет разумного экономического смысла, - говорит профессор. - Ведь лучше получить хоть что-то, чем уйти ни с чем".

Приведенные в журнале изображения мозга демонстрируют, что когда участники игры принимают предложение, кажущееся им справедливым, нервная цепочка во фронтальной части мозга, в которой происходит оценочный процесс, активизируется. Но когда второй участник отвергает предложение первого, "инсула", следящая за эмоциональными состояниями, включая отвращение, берет решение на себя. "Чем сильнее реагирует "инсула", тем быстрее человек отвергает предложение, - говорит профессор Коэн. - Более того, "инсула" реагирует намного раньше, чем участник игры нажимает на кнопку отказа".

Экономисты могут использовать это открытие для того, чтобы подсчитать пропорцию эмоционального и рационально-оценочного начала в принятие финансовых решений, - считает профессор Коэн.- Так, например, можно подсчитать, сколько эмоций требуется для ценностной оценки экономических предложений и изучить нейрооснову споров об условиях сделок, споров, вызванных нежеланием людей, чтобы кто-то их одурачил.

Профессор Рид Монтегю, нейроисследователь из Бэйлорского университета в Хьюстоне, использовал этот тест для определения индивидуальных различий в желании взять на себя финансовый риск. У вкладчиков, играющих на повышение, характер синтеза допамина совершенно другой, чем у инвесторов, играющих на понижение. А в игре на взаимное доверие, женский мозг синтезирует больше допамина, когда участнице игры доверяют партнеры. То есть, женщина испытывает больше удовлетворения от того, что ей верят другие. Мужской мозг такой реакции не дает.

В других университетах нейроэкономисты исследуют мозговую активность, возбуждаемую разными социально-экономическими играми. Так в игре "Дилемма заключенного", когда проверке подвергается желание участника либо сотрудничать с властями, либо бежать, мозг испытуемого перед тем, как ему приходит мысль предать другого "заговорщика", демонстрирует особый специфический характер нейропульсаций. Аналогичным образом можно проследить за активизацией мозговых цепочек в моменты предвкушения приобретения или потери денег, в момент принятия решения о проявлении доверия к незнакомцу или решения о наказании партнера по дележу. Мозг особенно сильно реагирует на неожиданности.

Профессор Монтегю утверждает, что мозг сам вводит себя в заблуждение, полагая, что короткие последовательности событий могут служить основанием для долговременных прогнозов. Например, после трехкратного падения монеты орлом, многие ожидают, что следующий раз выпадет решка. Но по контрасту с этим, после двух удачных кварталов с акциями какой-нибудь компании многие ожидают, что и третий будет удачным. Подобное чувство ведет к тому, что у людей появляется либо склонность к необоснованной самоуверенности, либо к излишней терпимости к потерям.

"Нейроэкономисты, возможно, смогут пролить свет на разнообразные виды экономического поведения, - говорит Джордж Лоэнстин, профессор-экономист из университета Карнеги-Меллона в Питтсбурге. - Под влиянием сильных эмоций или прилива энергии люди часто действуют даже вопреки собственному ощущению здравого смысла".

"Пока нейроэкономические эксперименты говорят нам больше об индивидуумах и о небольших группах, чем о психологии масс, о состоянии рынков и экономики целых стран, - говорит Колин Камерер, профессор-экономист из Калифорнийского технологического института, автор новой книги "Теория бихэйвористских игр".

Изучение мозговых состояний крупных скоплений людей можно осуществить выведением сканированных нейроизображений в процессе экономических игр на Интернет. Фондовая биржа отражает решения, принимаемые миллионами людей. Со временем станет возможным изучение массовых нейропроцессов, связанных с неожиданными подъемами финансового рынка и с внезапными его падениями вниз. Почему люди продолжают тратить деньги на акции, когда биржевые индексы падают? Почему налоговые сокращения замедленно влияют на настроение инвесторов и, соответственно, всего финансового рынка? На все эти вопросы призвана ответить новая наука - нейроэкономика.

Евгений Муслин: И в заключение нашей передачи сообщение об опасности хранения оружия дома.

Исследование, проведенное в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе доктором Дугласом Вибом и опубликованное в журнале "The Annals of emergency medicine" показало, что у людей, имеющих дома огнестрельное оружие, шансы быть убитыми таким оружием повышаются вдвое в сравнении с теми, у кого такого оружия нет. Кроме того, у владельцев оружия в 16 раз выше вероятность того, что они используют это оружие для самоубийства. Объяснение этим фактам, считает доктор Виб, возможно, связано с летальной эффективностью огнестрельного оружия. У людей, в которых стреляют, вероятность умереть гораздо больше, чем у тех на кого нападают с ножом или кастетом.

XS
SM
MD
LG