Использование ресурсов

Мысль о том, что животные защищают территорию, которую они используют для выведения потомства, поиска пищи или спаривания, была впервые высказана малоизвестным английским птицеводом по имени Генри Элиот Говард (Henry Eliot Howard). Изучив множество различных видов птиц, он заметил, что самцы некоторых видов, обосновавшись в каком-то месте, изгоняли с этих участков других самцов этого вида, когда они туда забредали. Он также заметил, что эти участки привлекали самок этого вида и что там происходило спаривание и гнездование. Со времени этого открытия явление территориальности было отмечено у многих видов. Пара, закрепившая за собой территорию (Говард ввел этот термин в словарь поведения животных в 1920-е годы), имеет больше шансов найти себе достаточное количество пищи и может спокойно делать все необходимое для выведения потомства.

Территориальность у разных видов проявляются по-разному. Одни используют территорию для спаривания, выведения потомства, а также добывания пищи, другие — для спаривания и выведения потомства, добывание же пищи ведется на территории сообщества, третьи — только для спаривания. Выражение stamping ground (от англ. stamp — «бить копытом») — «пристанище» (например, говорят I'm glad to be back in my old stamping ground — «Я счастлив вернуться в свое пристанище») — произошло от поведения копытных, таких как олени или некоторые виды антилоп. Самцы этих животных во время сезона спаривания, заняв территорию, бьют копытом, сообщая об этом самкам.

Границы территорий могут быть незаметны для нас, людей, но они четко распознаются животными, которые их устанавливают. В норме самцы защищают свои границы от вторжений других самцов, хотя территориальные стычки редко переходят в борьбу не на жизнь, а на смерть. Похоже, это правило действует для всех — от птиц до рыб: как только границы установлены, самцам на чужую территорию хода нет.

ТЕОРЕМА

О МАРГИНАЛЬНЫХ

ЗНАЧЕНИЯХ

Тест

Тьюринга

Если компьютер может работать так, что человек не в состоянии определить, с кем он общается — с другим человеком или с машиной, считается, что он прошел тест Тьюринга

ТЕСТ ТЬЮРИНГА

Разумные, подобные человеку машины на протяжении многих десятилетий были одной из основных тем научно-фантастических произведений (см. три закона робототехники). С момента зарождения современной вьгчислительной техники умы людей занимал вопрос: можно ли построить машину, которая могла бы в чем-то заменить человека. Попыткой создать твердую эмпирическую почву для решения этого вопроса и стал тест, разработанный Аланом Тьюрингом.

Первый вариант теста, опубликованный в 1950 году, был несколько запутанным. Современная версия теста Тьюринга представляет собой следующее задание. Группа экспертов общается с неизвестным существом. Они не видят своего собеседника и могут общаться с ним только через какую-то изолирующую систему — например, клавиатуру. Им разрешается задавать собеседнику любые вопросы, вести разговор на любые темы. Если в конце эксперимента они не смогут сказать, общались ли они с человеком или с машиной, и если на самом деле они разговаривали с машиной, можно считать, что эта машина прошла тест Тьюринга.

Нет нужды говорить, что сегодня ни одна машина не может даже близко подойти к тому, чтобы пройти тест Тьюринга, хотя некоторые из них весьма неплохо работают в очень ограниченной области. Предположим тем не менее, что в один прекрасный день машина все-таки сможет пройти этот тест. Будет ли это означать, что она разумна и обладает интеллектом?

Джон Р. Сирл (John R. Searle, р. 1932), преподаватель философии Калифорнийского университета в Беркли, разработал воображаемую систему, которая показывает, что ответ на этот вопрос отрицательный. Эта система под названием «Китайская комната» работает следующим образом. Вы сидите в комнате. В стене этой комнаты есть две щели. Через первую щель вам передают вопросы, написанные по-китайски. (Предполагается, что вы, как и Джон Сирл, не знаете китайского. Если это не так, выберите какой-нибудь другой язык, неизвестный вам.) Затем вы просматриваете книги с инструкциями типа: «Если вы получили такой-то набор символов, напишите на листке бумаги такой-то (отличный от исходного) набор символов и передайте его обратно через другую щель».

Ясно, что если книги с инструкциями достаточно полны, «машина», состоящая из вас и комнаты, сможет пройти тест Тьюринга. При этом очевидно, что вам совсем не обязательно понимать, что вы делаете. По мнению Сирла, это показывает, что, даже если машина прошла тест Тьюринга, это еще не значит, что она разумна и обладает интеллектом.

войны работал криптографом в Блетчли-Парке — секретном учреждении правительства Великобритании, созданном для раскрытия кода немецкой военной шифровальной машины «Энигма». После войны, будучи снят со своей научной должности и подвергаясь преследованиям из-за гомосексуальных наклонностей, покончил с собой.

Точка Кюри

Ферромагнитные свойства вещества проявляются лишь при температурах ниже точки Кюри

Магнетизм

Закон ампера

1895 • ТОНКА Кюри

Закон кюри

Подавляющее большинство атомов обладает собственным магнитным полем. Практически любой атом можно представить в виде крошечного магнитика с северным и южным полюсами. Этот магнитный эффект объясняется тем, что электроны при движении по орбитам вокруг атомного ядра создают микроскопические электрические токи, которые и порождают магнитные поля (см. открытие эрстеда). Сложив магнитные поля, индуцируемые всеми электронами атома, мы получим суммарное магнитное поле атома.

В большинстве веществ магнитные поля атомов ориентированы хаотично, в результате чего они взаимно гасятся. Однако в некоторых веществах и материалах (прежде всего в сплавах, содержащих железо, никель или кобальт) атомы упорядочиваются так, что их магнитные поля направлены в одну сторону и усиливают друг друга. В результате кусочек такого вещества оказывается окружен магнитным полем. Из таких веществ, называемых ферромагнетиками, поскольку обычно они содержат железо, и получают постоянные магниты.

Чтобы понять, как образуются ферромагнетики, представим себе кусок раскаленного железа. Из-за высокой температуры атомы в нем движутся очень быстро и хаотично, не оставляя возможности для упорядочения атомных магнитных полей в одном направлении. Однако по мере понижения температуры тепловое движение ослабевает и начинают преобладать другие эффекты. В железе (и некоторых других металлах) на атомном уровне действует сила, стремящаяся объединить магнитные диполи соседних атомов друг с другом.

Эта сила межатомного взаимодействия, получившая название обменной силы, была впервые описана Вернером Гейзенбергом (см. принцип неопределенности гей зенб ер га). Она обусловлена тем, что два соседних атома могут обмениваться внешними электронами и эти электроны начинают принадлежать одновременно обоим атомам. Обменная сила прочно связывает атомы в кристаллической решетке металла и делает их магнитные поля параллельными и направленными в одну сторону. В результате упорядоченные магнитные поля соседних атомов взаимно усиливаются, а не гасятся. И такой эффект может наблюдаться в объеме вещества порядка 1 мм³, в котором содержится до 10¹⁶ атомов. Атомы такого магнитного домена (см. ниже) выстроены таким образом, что мы имеем чистое магнитное поле.

При высоких температурах действию этой силы мешает тепловое движение атомов, при низких же температурах атомные магнитные поля могут усиливать друг друга. Температура, при которой происходит этот переход, называется точкой Кюри металла — в честь открывшего ее французского физика Пьера Кюри.

В реальности структура ферромагнетиков гораздо сложнее, чем описано выше. Обычно отдельные домены включают всего несколько тысяч атомов, магнитные поля которых однонаправ-ленны, однако поля различных доменов направлены беспорядочно и по совокупности материал не намагничен. Поэтому обычный

кусок железа магнитных свойств не проявляет. Однако при определенных условиях упорядочиваются и магнитные поля доменов, из которых состоит ферромагнетик (например, при остывании раскаленного железа в сильном магнитном поле). И тогда мы получаем постоянный магнит. Наличие точки Кюри объясняет также, почему при сильном нагревании постоянного магнита в какой-то момент происходит его полное размагничивание.

МАРИЯ СКЛОДОБСКАЯ-КЮРИ

(Marie Sklodowska Curie, 1867-1934) — польский, затем французский химик. Родилась в Варшаве в интеллигентской семье. Учась в школе, помогала матери содержать пансион, прислуживая в нем в качестве горничной. После окончания школы какое-то время работала гувернанткой в состоятельных семьях, чтобы заработать средства на получение медицинского образования для своей сестры. На этот период приходится расстроенная родителями жениха помолвка Склодовской с юношей из семьи, где она прислуживала (родители сочли такой брак их сына недостойным их социального положения и упустили блестящую возможность улучшить свой фамильный генофонд). После получения ее сестрой медицинского образования в Париже туда же оправилась учиться и сама Склодовская.

Блестящие результаты вступительных экзаменов по физике и математике привлекли к молодой полячке пристальное внимание ведущих французских ученых. Результатом стала ее помолвка в 1894 году с Пьером Кюри и брак с ним, заключенный в следующем году. В те годы исследования явления радиоактивности только начинались и работы в этой области был непочатый край. Пьер и Мария Кюри занялись извлечением радиоактивных образцов из руд, добываемых в Богемии, и их исследованием. В результате супругам удалось открыть сразу несколько новых радиоактивных элементов (см. РАДИОАК-тивный распад), один из которых был назван кюрием в их честь, а еще один — полонием в честь родины Марии. За эти исследования супруги Кюри были совместно с Анри Бекке-релем (Henri Becquerel, 1852-1908), открывшим рентгеновские лучи, удостоены Нобелевской премии по физике за 1903 год. Именно Мария Кюри первой ввела в употребление термин «радиоактивность» — по названию первого открытого Кюри радиоактивного элемента радия.