Глоссарий
Список научных терминов или терминов, которые используются в данной книге в узком значении.
Абсорбционные линии – темные линии, которые появляются, если рассматривать звездный свет через спектроскоп; указывают на наличие определенных элементов, которые поглотили часть энергии звездного света; могут использоваться, чтобы определить, как движутся удаленные объекты по сдвигу темных линий к красному или синему краю спектра.
Аграрная эра – эра истории человечества, в которую преобладали сельскохозяйственные технологии; началась по окончании последнего ледникового периода и закончилась 200–300 лет назад.
Аграрные цивилизации – сообщества миллионов человек, существующих за счет сельского хозяйства, с городами, государствами, бюрократией, армией, социальной иерархией и письменностью.
Адаптивная радиация – периоды быстрой биологической эволюции и диверсификации, часто следующие за эпизодами массового вымирания.
Аккреция – процесс, при котором вещество на орбите вокруг звезды собирается в планеты, спутники и астероиды.
Антиматерия, антивещество – субатомные частицы, идентичные другим субатомным частицам, но с противоположным зарядом, например позитрон (электрон с положительным зарядом); если частица материи встречается с частицей антиматерии, они уничтожают друг друга и превращаются в чистую энергию.
Антропоцен – последний период истории человечества, когда люди стали главной движущей силой изменений в биосфере; предлагается считать его новой геологической эпохой, следующей за голоценом.
Арбитражная торговля – торговля, при которой товары дешево покупают на одном рынке и дорого продают на другом, чтобы получить большую прибыль.
Археи – одноклеточные организмы-прокариоты; один из трех основных доменов живых существ. См. также: Бактерии и Эукариоты.
Архейский эон, архей – один из четырех крупных периодов в истории планеты Земля, начался 4 млрд лет назад и окончился 2,5 млрд лет назад.
Астрономическая стандартная свеча – астрономический объект, такой как пульсирующие цефеиды или сверхновая типа Ia, до которого можно определить расстояние, что позволяет с его помощью измерять расстояния до других объектов.
Атом – мельчайшая частица обычной материи, состоит из протонов, нейтронов и электронов; возможно, атомное вещество составляет лишь 5 % массы Вселенной. См. также: Темная энергия и Темная материя.
Атомное ядро – плотная сердцевина атома, в основном наполненная нейтронами и протонами.
АТФ (аденозинтрифосфат) – молекула, которая переносит энергию во всех живых клетках.
Бактерии – одноклеточные организмы-прокариоты домена бактерии, одного из трех основных доменов живых организмов. См. также: Археи и Эукариоты.
Белый карлик – плотная мертвая звезда, которая отбросила внешние слои и будет остывать много миллиардов лет.
Биосфера – сфера планеты Земля, которой управляют и которую формируют живые организмы и побочные продукты их жизнедеятельности.
Взрыв сверхновой – мощный взрыв крупной звезды в конце ее жизни; в процессе взрыва сверхновой формируется множество новых химических элементов.
Водород – химический элемент с атомным числом 1 (в его ядре один протон); самый распространенный элемент во вселенной.
Возникновение, образование – см.: Новые качества.
Вселенная – совокупность всего, о чем у нас есть достоверные свидетельства; образовалась в результате Большого взрыва.
Второй закон термодинамики – см.: Термодинамика.
Гадейский эон, гадей – один из четырех крупных периодов в истории планеты Земля; начался 4,6 млрд лет назад, сразу после ее образования, и закончился около 4 млрд лет назад.
Газ – состояние вещества, когда отдельные молекулы или атомы прочно не соединены друг с другом.
Галактика – скопление миллионов или миллиардов звезд, которые вместе удерживает гравитация; наша галактика – Млечный Путь.
Гелий – химический элемент с атомным числом 2 (в его ядре два протона). Второй по распространенности элемент во Вселенной; химически инертен.
Геном – информация, хранящаяся в ДНК каждой клетки, регулирующая ее деятельность и позволяющая ей создавать точные копии себя самой.
Глобализация – рост сетей обмена до тех пор, пока после 1500 года н. э. они не стали охватывать весь мир.
Голоцен – геологическая эпоха, начинающаяся с конца последнего ледникового периода, около 11 700 лет назад.
Гомеостаз – состояние равновесия; живые организмы поддерживают гомеостаз, выявляя изменения в окружающей среде и подстраиваясь под них.
Гоминины – прямоходящие обезьяны, от которых произошел наш вид и эволюция которых началась, когда наши предки отделились от эволюционной ветви, ведущей к шимпанзе, около 7 млн лет назад.
Горючие ископаемые – часто окаменевшие органические вещества, в первую очередь уголь, нефть и природный газ, содержат древние захоронения энергии фотосинтеза; основные источники энергии в современном мире.
Гравитация – одно из четырех основных проявлений энергии. Гравитационная сила слабая, но действует на больших расстояниях и стремится притянуть друг к другу все объекты, обладающие массой и энергией. Эйнштейн показал, что гравитация действует, геометрически искривляя пространство-время.
Демографический переход – в наше время снижение смертности вызвало рост населения, но урбанизация в конце концов привела к снижению рождаемости, так что сегодня рост населения замедляется; благодаря демографическому переходу изменилось отношение к семье и гендерным ролям, преобладавшее в большинстве крестьянских обществ.
Диаграмма Герцшпрунга – Рассела – график соотношения собственной яркости или светимости звезд (количества энергии, которое они испускают) и их цвета (или температуры поверхности); для астрономов – эффективный способ классифицировать звезды по различным типам и по путям эволюции.
Дифференциация – процесс, в котором молодая Земля нагрелась, растаяла, и ее состав расслоился по убыванию плотности на ядро, мантию и кору.
ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота, молекула, которая переносит генетическую информацию в большинстве живых организмов.
Дыхание – поглощение животными кислорода; также использование кислорода клетками, чтобы высвобождать энергию, заключенную в сахарах.
Естественный отбор – ключевая идея Чарльза Дарвина, согласно которой отдельным организмам удается или не удается выжить и оставить потомство в зависимости от того, насколько они приспособлены к своей среде; этот механизм лежит в основе эволюции.
Жидкость – в жидком состоянии атомы и молекулы вещества связаны друг с другом, но могут протекать мимо и обтекать друг друга; принимает форму сосуда.
Жизнь, живое – новое качество всех живых организмов. Трудно дать точное определение, поскольку мы знакомы с жизнью только на планете Земля, но свойства живых существ включают в себя способность поддерживать гомеостаз, метаболизм, размножаться и эволюционировать.
Зажиточные охотники-собиратели – оседлые охотники-собиратели, такие как натуфийцы, обычно в регионах исключительного природного изобилия.
Звезда – астрономическое тело, образуется, когда в центре сжимающегося объема вещества начинается ядерная реакция; гравитация собирает звезды в галактики.
Земледелие с горящей головней – технология палеолита, основанная на регулярном выжигании земли с целью повысить ее плодородность.
Земля – планета, на которой мы живем, с ее, возможно, уникальным грузом живых организмов.
Изотоп – атомы одного и того же элемента с одинаковым количеством протонов, но разным количеством нейтронов.
Инфляция – в космологии период чрезвычайно быстрого расширения Вселенной в начале первой секунды после Большого взрыва.
Информация – базовые правила, определяющие возможное изменение. Часть этих правил универсальны, но живым организмам необходимо уметь выявлять локальную информацию – правила, действующие только непосредственно в окружающей их среде, – и реагировать на нее. Информация также может означать знание о том, как что-то устроено.
Информоядное – единица, употребляющая информацию подобно тому, как хищник употребляет мясо; все живые организмы – информоядные.
История происхождения мира – описание эволюции всего пространства и времени на основе самых точных данных, доступных определенному сообществу; истории происхождения мира есть во всех основных религиозных и образовательных традициях и сильно помогают человеку понять, где его место в пространстве и времени.
Капитализм – общественный строй, где преобладает коммерческая деятельность и торговцы и где правительства поддерживают торговлю, потому что получают от нее существенную часть своей прибыли.
Карта – в прямом смысле схематическое изображение рельефа или географической области; здесь часто используется в переносном смысле, чтобы обозначить изображения пространства и времени, всей Вселенной и ее истории, которые мы создаем, чтобы определить собственное место в схематическом изображении мира.
Катализатор – молекула (обычно белок), которая способствует определенной химической реакции, снижая необходимую энергию активации, притом что сама молекула в результате реакции остается неизменной.
Квантовая физика – исследование явлений субатомного уровня, где невозможно определить точное положение и движение частиц, поэтому физические законы приходится формулировать как вероятности.
Кварк – субатомная частица; из кварков в результате сильного ядерного взаимодействия получаются протоны и нейтроны.
Кельвина шкала – то же, что шкала Цельсия, но начинается с абсолютного нуля (–273,15 °C); точка замерзания воды – это 273,15 K или 0 °C.
Кембрийский взрыв – внезапный рост числа крупных организмов с жесткими частями тела около 540 млн лет назад.
Кислород – химический элемент, атомное число 8; чрезвычайно охотно вступает в реакции.
Коллективное обучение – процесс, свойственный исключительно человеку, при котором люди обмениваются информацией с такой точностью и в таких объемах, что она накапливается из поколения в поколение; ключ к растущему контролю, который наш вид имеет над информацией и биосферой.
Кора – внешний слой планеты Земля, в основном состоит из легких горных пород, таких как граниты и базальты, которые остыли достаточно, чтобы затвердеть; здесь живет большинство организмов.
Космическое микроволновое фоновое (реликтовое) излучение – излучение, оставшееся с момента, который настал примерно через 380 000 лет после Большого взрыва, когда образовались первые атомы; сегодня его по-прежнему можно обнаружить, и оно составляет одно из важнейших свидетельств в пользу космологии Большого взрыва.
Космология – исследование Вселенной и ее эволюции.
Космология Большого взрыва – возникшая в 60-е годы XX века идея-парадигма, которой объясняется возникновение Вселенной из крошечного плотного скопления энергии около 13,82 млрд лет назад.
Красное смещение – смещение линий абсорбции к красному краю спектра; показатель того, что астрономический объект удаляется от Земли. Одно из важнейших свидетельств в пользу того, что Вселенная расширяется.
Красный гигант – умирающая звезда, например Бетельгейзе в созвездии Ориона; расширилась и имеет более холодную (более красную) поверхность.
Ледниковые периоды, оледенения – эра ледниковых периодов перемежается более теплыми межледниковьями, началась около 2,6 млн лет назад, в начале плейстоцена.
«Лука» – последний универсальный общий предок; гипотетический предок всех живых организмов на Земле.
Луна – планетарное тело, обращающееся вокруг Земли, образовавшееся в результате столкновения с другим планетарным телом вскоре после образования нашей планеты.
Мантия – полурасплавленный слой Земли между корой и ядром, около 3000 километров толщиной.
Материя, вещество – физический «материал» Вселенной, который занимает место в пространстве. Эйнштейн показал, что материя состоит из сжатой энергии и ее можно преобразовать обратно в энергию (например, в ходе протонного синтеза).
Мегафауна – крупные млекопитающие; многие истреблены в конце палеолита, вскоре после появления человека в Австралии, Сибири и Америке.
Метаболизм (обмен веществ) – способность живых организмов подключаться к потокам энергии в окружающей среде и использовать их.
Метазоа – многоклеточные организмы, «крупные формы жизни».
Метеорит – кусок космического мусора, попавший на Землю; большинство метеоритов мало изменились с тех пор, как возникла Солнечная система, поэтому могут дать информацию о ее образовании и эволюции.
Мировые зоны – крупные регионы обитаемого мира (Афроевразия, Австралазия, Америка и Тихий океан), между которыми до 1500 года н. э. почти не было связи, поэтому в каждом мировом регионе история развивалась по своему пути.
Молекула – несколько атомов, соединенных вместе химическими связями.
Мультивселенная – умозрительная гипотеза, согласно которой существует множество вселенных с несколько разными фундаментальными законами и формами энергии.
Натуфийцы – в археологии «зажиточные охотники-собиратели», жившие на территории Плодородного полумесяца к востоку от Средиземного моря 14 500–11 500 лет назад.
Наука – современная традиция строгого, доказательного исследования мира и Вселенной, развивается с момента научной революции XVII века.
Нейтрон – субатомная частица, обычно встречается в атомном ядре; по массе примерно соответствует протону, но не обладает электрическим зарядом.
Новые (вновь образованные) качества (свойства) – возникают, когда имеющиеся структуры соединяются и образуют новые структуры, обладающие свойствами, которых не было у составляющих. Например, у звезд есть свойства, отсутствующие у атомного вещества, из которого они состоят.
Одомашнивание, окультуривание – генетическая модификация вида по мере того, как он коэволюционирует с нашим видом; лежит в основе сельского хозяйства.
Оседлость – некочевой образ жизни, когда люди и семьи в основном остаются вблизи своих домов в постоянных поселениях. Обычно употребляется в связи с сельским хозяйством, но иногда с зажиточными охотниками-собирателями.
Палеолит – эра человеческой истории начиная с возникновения нашего вида около 200 000 лет назад и до конца последнего ледникового периода и начала земледелия около 11 000 лет назад.
Пангея – суперконтинент, появившийся около 300 млн лет назад и распавшийся около 200 млн лет назад.
Парадигма – идея, широко принятая исследователями в определенной области знаний, объединяющая информацию в данной области; например, космология Большого взрыва (в астрономии), тектоника плит (в геологии) и естественный отбор (в биологии). На основе трудов историка науки Т. С. Куна.
Параллакс – видимое движение объекта относительно фона при перемещении наблюдателя; используется в геодезии и астрономии, чтобы вычислять расстояния до удаленных объектов или ближайших звезд.
Парниковые газы – например, углекислый газ и метан. Поглощают и удерживают энергию солнечного света; в чрезмерно больших количествах ведут к повышению температуры на поверхности Земли.
Первый закон термодинамики – см.: Термодинамика.
Период полураспада – время, за которое распадается половина радиоактивного изотопа. Центральное понятие в радиометрическом датировании, потому что разные периоды полураспада позволяют использовать разные изотопы, чтобы датировать события и объекты в разном масштабе времени.
Периодическая таблица – таблица химических элементов, первоначально составленная Дмитрием Менделеевым, где элементы сгруппированы по своим свойствам.
Плазма – состояние вещества, когда температуры настолько высоки, что субатомные частицы не могут объединяться в атомы.
Планета – астрономическое тело, образовавшееся на орбите вокруг звезды с богатым химическим составом.
Плейстоцен – геологическая эпоха. Началась около 2,6 млн лет назад, окончилась около 11 700 лет назад; для нее преимущественно характерны оледенения.
Плодородный полумесяц – хорошо орошаемая территория в области Междуречья, где впервые появилось земледелие; по форме напоминает полумесяц.
Пороги усложнения – переходные моменты, когда возникает нечто новое и более сложное, с новыми качествами; история, рассказанная в этой книге, строится вокруг восьми основных порогов усложнения.
Порядок (структура) – неслучайное, упорядоченное распределение материи и энергии.
Прокариоты – одноклеточные организмы без ядра, относящиеся к доменам бактерии и археи; первыми живыми существами на Земле были прокариоты. См. также: Эукариоты.
Пространство-время – Эйнштейн утверждал, что пространство и время следует понимать как часть единой универсальной структуры, которую он называл пространство-время.
Протерозойский эон, протерозой – один из четырех крупных периодов в истории планеты Земля, начался около 2 500 млн лет назад, окончился 540 млн лет назад.
Протон – субатомная частица с положительным электрическим зарядом, встречается в атомном ядре; число протонов определяет атомное число элемента.
Пульсирующая цефеида – звезда, яркость которой изменяется регулярным образом. Существует два основных типа таких звезд, а поскольку частота изменений зависит от их собственной светимости, можно определить расстояние до них и использовать их в качестве астрономических стандартных свечей, чтобы измерять астрономические расстояния.
Работа – в термодинамике способность порождать неслучайные изменения.
Радиоактивность – склонность многих атомных ядер спонтанно распадаться, испуская субатомные частицы.
Радиометрическая датировка – методы датировки, разработанные в середине XX века на основе регулярности распада радиоактивных изотопов; хронологию в этой книге невозможно было бы построить без методов радиометрической датировки.
Религия – духовные традиции, часто сильно институционализированные, по-видимому, всегда включают в себя определенную историю происхождения мира.
РНК – рибонуклеиновая кислота, близкий родственник ДНК; есть во всех клетках, может и переносить генетическую информацию, и участвовать в метаболизме.
Сверхновая типа Ia – тип сверхновых, для которых известна их собственная светимость, поэтому их можно использовать как астрономические стандартные свечи.
Световой год – расстояние, которое свет проходит в вакууме за один земной год, около 9,5 трлн километров.
Свободная энергия – энергия, которая течет упорядоченно и может совершать работу (например, энергия воды, протекающей через турбину).
Сельское хозяйство, земледелие – комплекс важнейших технологий, с помощью которых люди смогли максимально увеличить доступный им объем энергетических потоков и природных ресурсов, управляя окружающей средой так, чтобы повысить производительность растений и животных, которых они считали полезными.
Сильное ядерное взаимодействие – одно из четырех основных проявлений энергии. Работает на субатомном уровне, связывает кварки в протоны и нейтроны и сохраняет целостность атомного ядра.
Симбиоз – отношения зависимости между двумя видами, настолько тесные, что они начинают влиять на эволюцию обоих видов; отношения между человеком и одомашненными растениями и животными – форма симбиоза.
Слабое ядерное взаимодействие – одно из четырех основных проявлений энергии; работает на субатомном уровне и отвечает за многие формы ядерного распада.
Сложные сущности (явления) – у сложных сущностей больше подвижных элементов, чем у простых, причем эти элементы соединяются строго определенным образом, так что образуются новые качества.
Собирательство – технология палеолита, основанная на сборе ресурсов из окружающей среды и ограниченных объемах производства.
Солнечный ветер – поток заряженных субатомных частиц, исходящий от Солнца.
Солнце – наша звезда, источник большей части энергии, которая питает биосферу.
Спектроскоп – прибор, который раскладывает свет на отдельные частоты; с его помощью определяют химический состав астрономических тел.
Субатомные частицы – составляющие атомов, такие как протоны, нейтроны и электроны.
Твердое вещество – состояние вещества, в котором отдельные атомы и молекулы так прочно связаны друг с другом, что не могут легко менять свое положение.
Тектоника плит – парадигма, возникшая в 60-е годы XX века и объясняющая, как конвекционные течения в земной мантии под действием жара земного ядра управляют движением тектонических плит на поверхности Земли.
Темная материя, темное вещество – материя, гравитационное действие которой можно выявить, но точный источник и форма которой еще неизвестны; вероятно, составляет 25 % массы Вселенной.
Темная энергия – энергия, природа и источник которой еще неясны, но которая, возможно, ускоряет расширение вселенной, а также, вероятно, составляет 70 % ее массы.
Температура – в научном смысле мера средней кинетической энергии (энергии движения) атомов, из которых что-либо состоит.
Тепловая энергия – кинетическая энергия (или энергия движения), которая вызывает неупорядоченные колебания всех частиц вещества; материя теряет всю тепловую энергию только при температуре абсолютного нуля. См. также: Температура.
Термодинамика – изучает, как течет и изменяет свою форму энергия. Первый закон термодинамики гласит, что общее количество энергии во Вселенной постоянно, она сохраняется; второй закон термодинамики утверждает, что энергия стремится принимать все более случайные, неупорядоченные формы, поэтому Вселенная со временем стремится к неупорядоченному состоянию или росту энтропии. См. также: Энтропия.
Трофический уровень – звено пищевой цепочки, в которой энергия фотосинтеза передается от растений травоядным, от них хищникам и далее к верхушке человеческих обществ; значительное количество энергии на каждом уровне теряется, поэтому чем выше уровень, тем меньше численность.
Углерод – шестой элемент периодической таблицы; основной элемент живых организмов благодаря ловкости, с которой он образует связи с самим собой и другими элементами.
Условия Златовласки – редко встречающиеся особые условия и среды, подходящие в самый раз для того, чтобы могли возникнуть новые формы сложных явлений.
Фазовый переход – изменение состояния, например переход из газообразного состояния в жидкое или твердое.
Фанерозойский эон, фанерозой – один из четырех крупных периодов в истории планеты Земля, начался около 540 млн лет назад и длится до сих пор; эра крупных организмов, или крупных форм жизни.
Фермент – биохимическая молекула, действующая как катализатор и способствующая реакциям в клетке, для которых в противном случае потребовалось бы гораздо больше энергии активации.
Фотон – частица электромагнитной энергии с нулевой массой, движется в вакууме со скоростью света, также имеет волновые свойства.
Фотосинтез – захват растениями или растениеподобными организмами солнечной энергии, чтобы питать свой метаболизм.
Хемиосмос – движение ионов через мембрану в соответствии с градиентом концентрации. АТФ-синтаза в клеточной мембране использует эту энергию, чтобы заряжать молекулы АТФ.
Циклы Миланковича – изменения земной орбиты и наклона земной оси, воздействующие на количество энергии, которое планета получает от Солнца; ими можно объяснить периодичность оледенения в плейстоцене.
Человек – представитель вида человек разумный.
Человек разумный (Homo sapiens) – вид человекообразных обезьян, к которому относятся все читатели этой книги.
Черная дыра – настолько плотная область, что ничто не может противостоять ее гравитационному притяжению, даже свет; часто образуется в результате коллапса сверхмассивной звезды в конце ее жизни. Черные дыры могут находиться в центрах галактик.
Электромагнетизм – одно из четырех основных проявлений энергии. Сильно действует на малых расстояниях, имеет положительную и отрицательную форму и играет важнейшую роль в химии и биологии.
Электрон – отрицательно заряженная субатомная частица; обычно движется по орбите вокруг атомного ядра.
Элемент – базовая форма атомного вещества. У каждого элемента свое число протонов в ядре; элементы классифицируются в периодической таблице в соответствии со своими отличительными свойствами; существует около 92 стабильных элементов.
Энергия – потенциал того, что что-то случится, переместится или изменится. В нашей Вселенной энергия проявляется в виде четырех базовых сил: гравитации, электромагнитного, сильного и слабого ядерного взаимодействия, но также существует в форме темной энергии.
Энергия активации – первая доза энергии, которая запускает реакции, способные генерировать гораздо больше энергии, подобно спичке, от которой загорается лес.
Энтропия – стремление Вселенной становиться менее структурированной в соответствии со вторым законом термодинамики.
Эукариоты – один из трех основных доменов живых существ; состоят из клеток, внутри которых есть органеллы. Первые эукариоты получились в результате слияния организмов из двух других доменов (прокариот) – бактерий и архей; все многоклеточные организмы состоят из эукариотических клеток. См. также: Археи, Бактерии и Прокариоты.
Эффект Доплера – кажущееся изменение частоты излучения объектов при их сближении или удалении друг от друга; используется полицией для контроля скорости, а учеными – чтобы определить, движутся ли звезды и галактики к Земле или от нее.
Ядерный синтез – происходит, когда протоны сталкиваются настолько сильно, что преодолевают отталкивание своих положительных электрических зарядов и соединяются сильным ядерным взаимодействием; ядерный синтез сопровождается огромным выбросом энергии, потому что часть вещества переходит в энергию. Источник энергии в водородных бомбах и энергии, испускаемой звездами.
Ядро – центральная, самая плотная область Земли, где преобладают железо и никель; источник магнитного поля Земли.
