Научные достижения
Научные достижения
Тема
07 апреля, 01:48

Как Аристотель создал компьютер

Философы, на которых он повлиял, подготовили почву для технологической революции, перевернувшей наш мир.История компьютеров часто рассказывается как история объектов, от счётов до машины Бэббиджа и кодовых машин Второй мировой войны. На самом деле это больше история идей, возникших из математической логики, неясной и почти религиозной дисциплины, которая впервые возникла в XIX веке. Математическая логика была впервые разработана философами-математиками, в первую очередь Джорджем Булом и Готлобом Фреге, которые сами были вдохновлены мечтой Лейбница об универсальном «понятийном языке» и древней логической системой Аристотеля.Математическая логика изначально считалась безнадёжно абстрактным предметом без мыслимых приложений. Как замечал один компьютерный учёный: «Если в 1901 году талантливому и отзывчивому наблюдателю было бы предложено изучить науки и назвать отрасль, которая будет наименее плодотворной в предстоящем столетии, его выбор вполне мог бы пасть на математическую логику. И все же, именно она обеспечила бы основу для области, которая оказала большее влияние на современный мир, чем любая другая.Эволюция информатики из математической логики достигла своей кульминации в 1930-х годах, и была связана с двумя важными статьями: «Символический анализ коммутационных и релейных схем» Клода Шеннона и «О вычислимых числах с приложением к задаче Entscheidungs» Алана Тьюринга. В истории компьютерной науки Шеннон и Тьюринг – значимые фигуры, но важность философов и логиков, которые им предшествовали, часто упускается из виду.Известная история информатики описывает работу Шеннона как «возможно, самый важный, а также самый известный, магистерский тезис века». Шеннон написал её будучи студентом-электротехником в Массачусетском технологическом институте. Его советник Ванневар Буш построил прототип компьютера, известного как Дифференциальный анализатор, который мог быстро вычислять дифференциальные уравнения. Устройство было главным образом механическим, с подсистемами, управляемыми электрическими реле, которые были организованы определённым образом, поскольку ещё не существовала систематическая теория, лежащая в основе схемы. Тема тезисов Шеннона возникла, когда Буш рекомендовал попытаться найти такую ​​теорию.Математика может быть определена как предмет, в котором мы никогда не знаем, о чем мы говоримРабота Шеннона во многом является типичной статьёй из области электромеханики, наполненной уравнениями и схемами электрических цепей. Что необычно, так это то, что основной ссылкой в ней было произведение из математической философии возрастом 90 лет, «Законы мышления» Джорджа Буля.Сегодня имя Буля хорошо известно компьютерным учёным (многие языки программирования имеют базовый тип данных, называемый булевым), но в 1938 году его редко знали за пределами философских факультетов. Сам Шеннон столкнулся с работой Буля изучая философию на бакалавриате. «Просто случилось так, что никто больше не был знаком с обеими сферами одновременно» — рассказывал он позже.Буля часто описывают как математика, но он считал себя философом, следующим по стопам Аристотеля. «Законы мышления» начинаются с описания целей — изучения фундаментальных законов действия человеческого разума:«Цель следующего трактата состоит в том, чтобы исследовать фундаментальные законы тех операций ума, посредством которых осуществляется рассуждение; Выражать их на символическом языке Исчисления и на этом основании устанавливать науку о Логике … и, наконец, собрать… некоторые вероятные зацепки относительно природы и строения человеческого разума».Затем он воздаёт должное Аристотелю, изобретателю логики, оказавшему первостепенное влияние на его собственную работу:«В своей древней и схоластической форме предмет логики почти исключительно связан с великим именем Аристотеля. Поскольку она была представлена ​​Древней Греции в частично технических, частично метафизических исканиях «Органона», и, почти без существенных изменений, она доступна и по сей день».Попытка улучшить логическую работу Аристотеля была интеллектуально смелым шагом. Логика Аристотеля, представленная в его шеститомной книге «Органон», занимала центральное место в академическом каноне уже более 2000 лет. Широко распространено мнение, что Аристотель написал почти все, что можно было сказать по этой теме. Великий философ Эммануил Кант говорил, что, начиная с Аристотеля, логика была «неспособна сделать ни шага вперёд, а потому выглядит законченной и завершённой».Центральное наблюдение Аристотеля состояло в том, что аргументы основываются на их логической структуре, независимо от нелогичных слов в них включённых. Наиболее известная схема аргументов, которую он обсуждал, называется силлогизмом:Все люди смертны.Сократ — человек.Поэтому Сократ смертен.Вы можете заменить «Сократа» любым другим объектом и «смертный» любым другим предикатом, и аргумент останется в силе. Справедливость аргумента определяется исключительно логической структурой. Логические слова — «все», «есть», и «поэтому» — не имеют значения.Аристотель также определил ряд базовых аксиом, из которых он вывел остальную часть своей логической системы:Объект есть то, что он есть (Закон Идентичности).Никакое утверждение не может быть одновременно как истинным, так и ложным (Закон непротиворечия).Каждое утверждение либо истинно, либо ложно (Закон Исключенного Ближнего).Эти аксиомы не предназначались для описания того, как люди на самом деле думают (это область психологии), но как должен мыслить идеализированный, совершенно рациональный человек.Аксиоматический метод Аристотеля повлиял на ещё более известную книгу «Элементы Евклида», которая, по оценкам, уступает только Библии в количестве напечатанных копий.Фрагмент «Элементов» Евклида (Wikimedia Commons)Несмотря на то, что это труд якобы о геометрии, Элементы стали стандартным учебником для обучения строгим дедуктивным рассуждениям. (Авраам Линкольн однажды сказал, что он научился здравой юридической аргументации у Евклида). В системе Евклида геометрические идеи были представлены как пространственные диаграммы. Геометрию продолжали практиковать таким образом, пока Рене Декарт в 1630-х годах не показал, что её можно представить в виде формул. Его «Дискурс о методе» был первым математическим текстом на Западе, популяризовавшим то, что теперь является стандартной алгебраической записью — x, y, z для переменных, a, b, c для известных величин и т. д.Алгебра Декарта позволила математикам выйти за пределы пространственной интуиции, манипулируя символами, используя строго определённые формальные правила. Это перевело доминирующий способ математики с диаграмм на формулы, что привело, среди прочего, к развитию исчисления (calculus), которое изобрели примерно через 30 лет после смерти Декарта  Исаак Ньютон и Готфрида Лейбниц независимо друг от друга.Целью Буля было сделать для аристотелевской логики то, что Декарт сделал для евклидовой геометрии: освободить его от пределов человеческой интуиции, придав ему точную алгебраическую нотацию. Приведём простой пример. Когда Аристотель писал:Все люди смертны.Буль заменил слова «люди» и «смертный» на переменные, а логические слова «все» и «есть» на арифметические операторы:X = x * yЧто можно было бы интерпретировать как «Все в множестве x также находится в множестве y».«Законы мышления» создали новую научную дисциплину: математическую логику, которая в последующие годы стала одной из самых активных областей исследований для математиков и философов. Бертран Рассел назвал «Законы мышления» «работой, в которой была открыта чистая математика».Понимание Шеннона заключалось в том, что система Буля может быть отображена непосредственно на электрических цепях. В то время в основе электрических схем не было систематической теории, определяющей их конструкцию. Шеннон понял, что правильная теория будет «в точности аналогична исчислению высказываний, используемых в символическом изучении логики».Он показал соответствие между электрическими цепями и булевыми операциями в простой схеме:Отображение электрических цепей Шеннона в символической логике (Университет Вирджинии)Эта переписка позволила учёным-компьютерщикам использовать десятилетия работы по логике и математике Буля и последующих логиков. Во второй половине своей работы Шеннон показал, как Булевую логику можно использовать для создания схемы с добавлением двух бинарных значений.Схема цепи Шеннона (Университет Вирджинии)Объединив эти схемы, оказалось возможным построить произвольно сложные арифметические операции. Эти схемы стали основами того, что сейчас известно, как арифметические логические блоки, ключевой компонент современных компьютеров.Другим способом охарактеризовать достижения Шеннона является то, что он первым выделил логический и физический уровни компьютеров (это различие стало настолько фундаментальным для компьютерной науки, что для современных читателей это может показаться удивительным, как поразительно оно было для своего времени – излишнее напоминание о том, что «философия одного столетия — это здравый смысл следующего»).Со времени работы Шеннона был достигнут значительный прогресс на физическом уровне компьютеров, включая изобретение транзистора в 1947 году Уильямом Шокли и его коллегами из Bell Labs. Транзисторы — это значительно улучшенные версии электрических цепей Шеннона — самый известный способ физически кодировать логические операции. В течение последующих 70 лет полупроводниковая промышленность упаковывала все больше и больше транзисторов в меньшие пространства. В 2016 году iPhone имеет около 3,3 млрд. транзисторов, каждый из которых является «реле-переключателем», как показано на диаграммах Шеннона.Пока Шеннон демонстрировал как привнести логику в физический мир, Тьюринг показал, как проектировать компьютеры с помощью языка математической логики. Когда Тьюринг написал свою статью, в 1936 году он пытался найти ответ «проблему решения» (decision problem – ред.), впервые определённую математиком Дэвидом Гильбертом, который задался вопросом, существует ли алгоритм, который мог бы определить: является ли произвольное математическое выражение истинным или ложным. В отличие от материала Шеннона, статья Тьюринга очень технична. Главное историческое значение этого труда заключается не в его ответе на решение проблемы, а в шаблоне для создания компьютера.Тьюринг работал в традиции, уходящей к Готфриду Лейбницу, философскому гиганту, который развивал исчисление независимо от Ньютона. Среди многочисленных вкладов Лейбница в современную мысль одной из самых интригующих была идея нового языка, которую он назвал «универсальной характеристикой», который, по его представлениям, смог бы представить все возможные математические и научные знания. Вдохновлённый отчасти религиозным философом 13-го века Рамоном Ллуллом, Лейбниц предположил, что язык будет идеографическим, как египетские иероглифы, за исключением того, что символы будут соответствовать «атомным» понятиям математики и науки. Он утверждал, что этот язык дал бы человечеству «инструмент», который мог бы усилить человеческий разум «в гораздо большей степени, чем оптические инструменты», такие как микроскоп и телескоп.Он также представлял себе машину, которая могла бы обрабатывать язык, который он называл рационализатором исчисления.«При возникновении разногласий между двумя философами необходимости в диспутах будет не больше чем между двумя бухгалтерами. Ибо будет достаточно просто взять карандаши в руки и сказать друг другу: Calculemus — Давайте вычислим».У Лейбница не было возможности развить свой универсальный язык или соответствующий ему аппарат (хотя он и изобрёл относительно простую вычислительную машину, ступенчатый счётчик). Первая заслуживающая доверия попытка осуществить мечту Лейбница появилась в 1879 году, когда немецкий философ Готлоб Фреге опубликовал свой знаменитый логический трактат «Begriffsschrift». Воодушевлённый попыткой Буля улучшить логику Аристотеля, Фреге разработал гораздо более продвинутую логическую систему. Логика, преподаваемая сегодня в классах философии и компьютерной науки — логика первого порядка или предикатов, — это лишь небольшая модификация системы Фреге.Фреге обычно считают одним из самых важных философов XIX века. Среди прочего, ему приписывают катализирование того, что известный философ Ричард Рорти назвал «лингвистическим поворотом» в философии. Поскольку философия Просвещения была одержима вопросами знания, философия после Фреге стала одержима вопросами языка. Среди его учеников были два самых важных философа XX века — Бертран Рассел и Людвиг Витгенштейн.Важнейшим новшеством логики Фреге является то, что она намного точнее представляет логическую структуру обычного языка. Среди прочего, Фреге был первым, кто использовал квантификаторы («для каждого», «существует») и отделил объекты от предикатов. Он также первым разработал то, что сегодня является фундаментальными понятиями в компьютерной науке, например, рекурсивные функции и переменные с областью действия и привязки.Формальный язык Фреге — то, что он назвал своим «концепт-скриптом» — состоит из бессмысленных символов, которые управляются чётко определёнными правилами. Языку присваивается значение только посредством интерпретации, которая указана отдельно (это различие позже будет называться синтаксисом или семантикой). Это превратило логику в то, что выдающиеся компьютерные ученые Аллан Ньюэлл и Герберт Саймон назвали «символьной игрой», «в которую играют бессмысленными токенами в соответствии с определёнными чисто синтаксическими правилами».«Все значения были очищены. Появилась механическая система, в которой можно было доказать различные вещи. Таким образом, прогресс был достигнут прежде всего путём ухода от всего, что казалось релевантным смыслу и человеческим символам».Как Бертран Рассел когда-то точно подметил: «Математика может быть определена как предмет, в котором мы никогда не знаем, о чём говорим, и не является ли то, о чём мы говорим, верным».Неожиданным следствием работы Фреге было обнаружение слабых сторон в основах математики. Например, «Элементы» Евклида, считавшиеся золотым стандартом логической строгости в течение тысяч лет, оказались полными логических ошибок. Поскольку Евклид использовал обычные слова типа «линия» и «точка», он — и вековые читатели — обманывал себя, делая предположения в предложениях, содержащих эти слова. Один простой пример: в обычном использовании слово «линия» подразумевает, что, если вам даны три различные точки, одна точка должна находиться между двумя другими. Но когда вы определяете «линию» с использованием формальной логики, выясняется, что понятие «между объектами» также должно быть определено это Евклид упустил. Формальная логика делает такие пробелы легко различимыми.Это осознание привело к кризису в фундаментальной математике. Если «Элементы» — библия математики — содержала логические ошибки, то что же говорить о других областях? Что можно сказать о науках, подобных физике, которые были построены на основе математики?Хорошей новостью является то, что те же логические методы, которые используются для выявления этих ошибок, также можно использовать для их исправления. Математики начали перестраивать основы своей науки с самого начала. В 1889 году Джузеппе Пеано разработал аксиомы для арифметики, и в 1899 году Дэвид Гильберт сделал то же самое для геометрии. Гильберт также изложил программу формализации остальной части математики с особыми требованиями, которым должна удовлетворять любая такая попытка, среди них:Полнота. должно быть доказательство того, что все истинные математические утверждения могут быть доказаны в формальной системе.Разрешимость. Должен существовать алгоритм для определения истины или ложности любого математического утверждения. (Это «проблема Entscheidungs» или «проблема решения», упомянутая в статье Тьюринга.)Восстановление математики таким образом, чтобы удовлетворить этим требованиям, стало известно как программа Гильберта. Вплоть до 1930-х годов это было в центре основной группы логиков, включая Гильберта, Рассела, Курта Гёделя, Джона фон Ноймана, Алонзо и, конечно же, Алана Тьюринга.В науке новизна возникает только в результате преодоления сложностейПрограмма Гильберта продолжалась по крайней мере по двум направлениям. На первом логики создали логические системы, которые пытались доказать, что требования Гильберта либо выполнимы, либо нет.На втором математики использовали логические понятия для восстановления классической математики. Например, система Пеано для арифметики начинается с простой функции, называемой функцией-преемником, которая увеличивает любое число на единицу. Она использует функцию-преемник для рекурсивного определения сложения, дополнение для рекурсивного определения умножения и т. д., пока не будут определены все операции теории чисел. Затем она использует эти определения вместе с формальной логикой для доказательства теорем арифметики.Историк Томас Кун однажды заметил, что «в науке новизна возникает только в результате преодоления сложностей». Логика в эпоху программы Гильберта — бурный процесс творения и разрушения. Один логик должен был создать сложную систему, а другой — разрушить её.Благоприятным инструментом разрушения было построение самоориентированных, парадоксальных заявлений, которые показали, что аксиомы, из которых они были получены, являются противоречивыми. Простой формой этого парадокса лжеца является предложение:Это предложение ложно.Если это правда, тогда оно ложно, и если оно ложно, то оно истинно, приводя к бесконечной петле самопротиворечия.Рассел впервые обратил внимание на парадокс лжеца в математической логике. Он показал, что система Фреге позволила вывести противоречивые множества:Пусть R — множество всех множеств, которые не являются членами самих себя. Если R не является членом самого себя, то его определение диктует, что оно должно содержать себя, а если оно содержит себя, то оно противоречит своему определению как множество всех множеств, которые не являются членами самих себя.Это стало известно как парадокс Рассела и было расценено как серьёзный недостаток в работе Фреге. (Сам Фреге был шокирован этим открытием и ответил Расселу: «Ваше открытие противоречия вызвало у меня наибольшее удивление и, я бы сказал, ужас, поскольку оно поколебал основание, на котором я намеревался построить свою арифметику»).Рассел и его коллега Альфред Норт Уайтхед предложили самую амбициозную попытку завершить программу Гильберта с Principia Mathematica, опубликованную в трёх томах между 1910 и 1913 годами. Метод Principia был настолько подробным, что потребовалось более 300 страниц, чтобы добраться до доказательства того, что 1 + 1 = 2.Рассел и Уайтхед пытались разрешить парадокс Фреге, представив так называемую теорию типов. Идея состояла в том, чтобы разделить формальные языки на несколько уровней или типов. Каждый уровень мог ссылаться на уровни ниже, но не на свои или более высокие уровни. Это разрешило самоориентированные парадоксы, по сути, запретив самореференцию. (Это решение не пользовалось популярностью у логиков, но оно повлияло на компьютерную науку — большинство современных компьютерных языков имеют функции, основанные на теории типов).Самореференциальные парадоксы в конечном итоге показали, что программа Гильберта никогда не сможет быть успешной. Первый удар случился в 1931 году, когда Гёдель опубликовал свою знаменитую теорему о неполноте, которая доказала, что любая последовательная логическая система, достаточно мощная для того, чтобы охватить арифметику, должна также содержать утверждения, которые являются истинными, но не могут быть доказаны, что они истинны. (Теорема Гёделя о неполноте является одним из немногих логических результатов, получивших широкую популярность, благодаря таким книгам, как «Гёдель, Эшер, Бах» и «Новый ум Короля«).Последний удар наступил, когда Тьюринг и Алонсо Черч независимо доказали, что не существует алгоритма, определяющего, было ли произвольное математическое утверждение истинным или ложным. (Церковь сделала это, изобрести совершенно другую систему, называемую лямбда-исчислением, которая позже вдохновит компьютерные языки, такие как Lisp). Ответ на проблему решения был отрицательным.Ключевое понимание Тьюринга появилось в первом разделе его знаменитой статьи 1936 года «О вычислимых числах с приложением к задаче о проблемах энцелад». Чтобы строго сформулировать проблему решения («проблема энцеладности»), Тьюринг сначала создал математическую модель понятия «компьютер» (сегодня машины, соответствующие этой модели, известны как «универсальные машины Тьюринга»). Как описывает это логик Мартин Дэвис:Тьюринг знал, что алгоритм обычно определяется списком правил, которым человек может следовать в точном механическом порядке, как рецепт в кулинарной книге. Он смог показать, что такого человека можно ограничить несколькими чрезвычайно простыми базовыми действиями, не изменяя конечный результат вычисления.Затем, доказав, что ни одна машина, выполняющая только эти основные действия, не может определить, следует ли данный предполагаемый вывод из заданных помещений с использованием правил Фреге, он смог сделать вывод о том, что алгоритм для проблемы Entscheidungs ​​не существует.В качестве побочного продукта он нашёл математическую модель универсальной вычислительной машины.Затем Тьюринг показал, как программа может быть сохранена внутри компьютера наряду с данными, на которых она работает. В сегодняшнем лексиконе мы бы сказали, что он изобрел архитектуру «хранимой программы», которая лежит в основе большинства современных компьютеров:До Тьюринга общее предположение заключалось в том, что при работе с такими машинами три категории — машина, программа и данные — были совершенно отдельными объектами. Машина была физическим объектом; сегодня мы бы назвали её аппаратным. В программе был план выполнения вычислений, возможно, воплощённый в перфокартах или соединениях кабелей в коммутационной панели. Наконец, данные представляли собой числовые данные. Универсальная машина Тьюринга показала, что чёткость этих трёх категорий является иллюзией.Это была первая строгая демонстрация того, что любая вычислительная логика, которая может быть закодирована на аппаратном уровне, также может быть закодирована в программном обеспечении. Описанная архитектура Тьюринга позже была названа «архитектурой фон Неймана», но современные историки, как, по-видимому, и сам фон Нейман, в целом согласны, что она была создана Тьюрингом.Хотя на техническом уровне программа Гильберта была неудачной, усилия на этом пути продемонстрировали, что большие области математики могут быть построены на логике. И после интерпретации Шеннона и Тьюринга — показавшей связи между электроникой, логикой и вычислительной техникой — теперь стало возможным экспортировать этот новый концептуальный механизм в компьютерный дизайн.Во время Второй мировой войны эта теоретическая работа была претворена в жизнь, когда в правительственных лабораториях работал целый ряд элитных логиков. Фон Нейман присоединился к проекту атомной бомбы в Лос-Аламосе, где он работал над компьютерным дизайном для поддержки физических исследований. В 1945 году он написал спецификацию EDVAC — первого логического компьютера, который обычно считается основным источником создания современного компьютера.Тьюринг присоединился к секретному подразделению в Блетчли-парке, северо-западнее Лондона, где он помог создавать компьютеры, которые способствовали дешифровке немецких кодов. Его самым долговременным вкладом в практический компьютерный дизайн была его спецификация ACE, или Automatic Computing Engine.Как и первые компьютеры, основанные на булевой логике и архитектурах с хранимой программой, ACE и EDVAC были во многом схожи. Но у них также были интересные различия, некоторые из которых предвосхитили современные дебаты в компьютерном дизайне. Привилегированные проекты фон Неймана были похожи на современные CISC («сложные») процессоры, обеспечивающие богатые функциональные возможности аппаратным средствам. Дизайн Тьюринга больше походил на современные RISC («уменьшенные») процессоры, сводя к минимуму аппаратную сложность и заставляя больше работать с программным обеспечением.Фон Нейман считал, что компьютерное программирование — утомительное дело. Тьюринг, напротив, говорил, что компьютерное программирование «должно быть очень увлекательным. Нет никакой реальной опасности, что оно когда-либо станет нудным, поскольку любые процессы, которые являются механическими, могут быть переданы самой машине».С 1940-х годов компьютерное программирование стало значительно более сложным. Одна вещь, которая не изменилась, заключалась в том, что оно по-прежнему зависит от программистов, определяющих правила для компьютеров. С философской точки зрения, мы бы сказали, что компьютерное программирование следовало традиции дедуктивистики, ветви логики, рассмотренной выше, которая касается манипулирования символами в соответствии с формальными правилами.В последнее десятилетие или около того, программирование начало меняться с ростом популярности машинного обучения, которое включает в себя создание структур для машин, способных обучаться с помощью статистического вывода. Это приблизило программирование к другой основной ветви логики — индуктивной логике, которая имеет дело с выводом правил из конкретных экземпляров.В самых перспективных машинных технологиях обучения используются нейронные сети, которые были впервые изобретены в 1940-х годах Уорреном Маккаллохом и Уолтером Питтсом, чья идея состояла в том, чтобы разработать исчисление для нейронов, которое могло бы, подобно булевой логике, использоваться для построения компьютерных схем. Нейронные сети оставались экзотическими до того момента, пока их не объединили со статистическими методами, что позволяло им улучшаться по мере накопления большего количества данных. В последнее время, когда компьютеры становятся все более искусными в обработке больших наборов данных, эти методы дали замечательные результаты. Программирование в будущем, скорее всего, означает развитие нейронных сетей всему миру и предоставление им возможности учиться.Это было бы подходящим вторым актом в истории компьютеров. Логика начиналась как способ понять законы мысли. Затем она помогла создать машины, которые могли бы рассуждать в соответствии с правилами дедуктивной логики. Сегодня дедуктивная и индуктивная логика объединяются для создания машин, которые и рассуждают, и учатся. То, что началось, по словам Буля, с исследования «о природе и строении человеческого разума» может привести к созданию новых умов — искусственных умов — которые когда-нибудь могут сравняться или даже стать лучше человеческих.Оригинал: The Atlantic, перевод

11 декабря 2016, 01:07

10 возможных форм жизни

Так как мы активно обсуждали новость о том, что доказали существование кремниевых форм жизни, давайте еще выясним еще вот такой вопрос.В поисках внеземного разума ученые часто получают обвинения в «углеродном шовинизме», поскольку ожидают, что другие жизнеформы во Вселенной будут состоять из тех же биохимических строительных блоков, что и мы, соответствующим образом выстраивая свои поиски. Но жизнь вполне может быть другой — и люди об этом задумываются — поэтому давайте изучим десять возможных биологических и небиологических систем, которые расширяют определение «жизни».А вы прочитав, скажете, какая форма для вас под вопросом даже теоретически.МетаногеныВ 2005 году Хизер Смит из Международного космического университета в Страсбурге и Крис Маккей из Исследовательского центра Эймса в NASA подготовили документ, рассматривающий возможность существования жизни на базе метана, так называемых метаногенов. Такие формы жизни могли бы потреблять водород, ацетилен и этан, выдыхая метан вместо углекислого газа.Это могло бы сделать возможными зоны обитаемости жизни в холодных мирах вроде луны Сатурна Титан. Подобно Земле, атмосфера Титана представлена по большей части азотом, но смешанным с метаном. Титан также единственное место в нашей Солнечной системе, кроме Земли, где присутствуют большие жидкие водоемы — озера и реки из этано-метановой смеси. (Подземные водоемы также присутствуют на Титане, его сестринской луне Энцелад, а также на спутнике Юпитера Европе). Жидкость считается необходимой для молекулярных взаимодействий органической жизни и, конечно, основное внимание будет сосредоточено на воде, но этан и метан также позволяют таким взаимодействиям осуществляться.Миссия NASA и ESA «Кассини-Гюйгенс» в 2004 году наблюдала грязный мир с температурой -179 градусов по Цельсию, где вода была твердой как камень, а метан плыл по речным долинам и бассейнам в полярные озера. В 2015 году команда инженеров-химиков и астрономов Корнелльского университета разработала теоретическую клеточную мембрану из небольших органических соединений азота, которые могли бы функционировать в жидком метане Титана. Они назвали свою теоретическую клетку «азотосомой», что в буквальном переводе означает «азотное тело», и она обладала такой же стабильностью и гибкостью, что и земная липосома. Самым интересным молекулярным соединением была акрилонитриловая азотосома. Акрилонитрил, бесцветная и ядовитая органическая молекула, используется для акриловых красок, резины и термопластмассы на Земле; также его нашли в атмосфере Титана.Последствия этих экспериментов для поисков внеземной жизни сложно переоценить. Жизнь не только потенциально могла развиться на Титане, но ее еще и можно обнаружить по водородным, ацетиленовым и этановым следам на поверхности. Планеты и луны, в атмосферах которых преобладает метан, могут быть не только вокруг подобных Солнцу звезд, но и вокруг красных карликов в более широкой «зоне Златовласки». Если NASA запустит Titan Mare Explorer в 2016 году, уже в 2023 году мы получим подробную информацию о возможной жизни на азоте.Жизнь на основе кремнияЖизнь на основе кремния — это, пожалуй, самая распространенная форма альтернативной биохимии, любимой популярной наукой и фантастикой — вспомните хорта из «Звездного пути». Эта идея далеко не нова, ее корни уходят еще в размышления Герберта Уэллса в 1894 году: «Какое фантастическое воображение могло бы разыграться из такого предположения: представим кремниево-алюминиевые организмы — или, может, сразу кремниево-алюминиевых людей? — которые путешествуют через атмосферу из газообразной серы, положим так, по морям из жидкого железа температурой в несколько тысяч градусов или вроде того, чуть выше температуры доменной печи».Кремний остается популярным именно потому, что очень похож на углерод и может образовывать четыре связи, подобно углероду, что открывает возможность создания биохимической системы полностью зависимой от кремния. Это самый распространенный элемент в земной коре, если не считать кислород. На Земле есть водоросли, которые включают кремний в свой процесс роста. Кремний играет вторую после углерода роль, поскольку тот может образовывать более стабильные и разнообразные комплексные структуры, необходимые для жизни. Углеродные молекулы включают кислород и азот, которые образуют невероятно крепкие связи. Сложные молекулы на основе кремния, к сожалению, имеют тенденцию распадаться. Кроме того, углерод чрезвычайно распространен во Вселенной и существует миллиарды лет.Едва ли жизнь на основе кремния появится в окружении, подобном земному, поскольку большая часть свободного кремния будет заперта в вулканических и магматических породах из силикатных материалов. Предполагают, что в высокотемпературном окружении все может быть по-другому, но никаких доказательств пока не нашли. Экстремальный мир вроде Титана мог бы поддерживать жизнь на основе кремния, возможно, вкупе с метаногенами, так как молекулы кремния вроде силанов и полисиланов могут имитировать органическую химию Земли. Тем не менее на поверхности Титана преобладает углерод, тогда как большая часть кремния находится глубоко под поверхностью.Астрохимик NASA Макс Бернштейн предположил, что жизнь на основе кремния могла бы существовать на очень горячей планете, с атмосферой богатой водородом и бедной кислородом, позволяя случиться комплексной силановой химии с обратными кремниевыми связями с селеном или теллуром, но такое, по мнению Бернштейна, маловероятно. На Земле такие организмы размножались бы очень медленно, а наши биохимии никак бы не мешали друг другу. Они, впрочем, могли бы медленно поедать наши города, но «к ним можно было бы применить отбойный молоток».Другие биохимические вариантыВ принципе, было довольно много предложений касательно жизненных систем, основанных на чем-то другом, помимо углерода. Подобно углероду и кремнию, бор тоже имеет тенденцию образовывать прочные ковалентные молекулярные соединения, образуя разные структурные варианты гидрида, в которых атомы бора связаны водородными мостиками. Как и углерод, бор может связываться с азотом, образуя соединения, по химическим и физическим свойства подобным алканам, простейшим органическим соединения. Основная проблема с жизнью на основе бора связана с тем, что это довольно редкий элемент. Жизнь на основе бора будет наиболее целесообразна в среде, температура которой достаточно низка для жидкого аммиака, тогда химические реакции будут протекать более контролируемо.Другая возможная форма жизни, которая привлекла определенное внимание, это жизнь на основе мышьяка. Вся жизнь на Земле состоит из углерода, водорода, кислорода, фосфора и серы, но в 2010 году NASA объявило, что нашло бактерию GFAJ-1, которая могла включать мышьяк вместо фосфора в клеточную структуру без всяких последствий для себя. GFAJ-1 живет в богатых мышьяков водах озера Моно в Калифорнии. Мышьяк ядовит для любого живого существа на планете, кроме нескольких микроорганизмов, которые нормально его переносят или дышат им. GFAJ-1 стала первым случаем включения организмом этого элемента в качестве биологического строительного блока. Независимые эксперты немного разбавили это заявление, когда не нашли никаких свидетельств включения мышьяка в ДНК или хотя бы каких-нибудь арсенатов. Тем не менее разгорелся интерес к возможной биохимии на основе мышьяка.В качестве возможной альтернативы воде для строительства форм жизни выдвигался и аммиак. Ученые предположили существование биохимии на основе азотно-водородных соединений, которые используют аммиак в качестве растворителя; он мог бы использоваться для создания протеинов, нуклеиновых кислот и полипептидов. Любые формы жизни на основе аммиака должны существовать при низких температурах, при которых аммиак принимает жидкую форму. Твердый аммиак плотнее жидкого аммиака, поэтому нет никакого способа остановить его замерзание при похолодании. Для одноклеточных организмов это не составило бы проблемы, но вызвало бы хаос для многоклеточных. Тем не менее существует возможность существования одноклеточных аммиачных организмов на холодных планетах Солнечной системы, а также на газовых гигантах вроде Юпитера.Сера, как полагают, послужила основой для начала метаболизма на Земле, и известные организмы, в метаболизм которых включена сера вместо кислорода, существуют в экстремальных условиях на Земле. Возможно, в другом мире формы жизни на основе серы могли бы получить эволюционное преимущество. Некоторые считают, что азот и фосфор могли бы также занять место углерода при довольно специфических условиях.Меметическая жизньРичард Докинз считает, что основной принцип жизни звучит так: «Вся жизнь развивается, благодаря механизмам выживания воспроизводящихся существ». Жизнь должна быть способна воспроизводиться (с некоторыми допущениями) и пребывать в среде, где будут возможны естественный отбор и эволюция. В своей книге «Эгоистичный ген» Докинз отметил, что понятия и идеи вырабатываются в мозгу и распространяются среди людей в процессе общения. Во многом это напоминает поведение и адаптацию генов, поэтому он называет их «мемами». Некоторые сравнивают песни, шутки и ритуалы человеческого общества с первыми стадиями органической жизни — свободными радикалами, плавающими в древних морях Земли. Творения разума воспроизводятся, эволюционируют и борются за выживание в царстве идей.Подобные мемы существовали до человечества, в социальных призывах птиц и усвоенном поведении приматов. Когда человечество стало способно абстрактно мыслить, мемы получили дальнейшее развитие, управляя племенными отношениями и формируя основу для первых традиций, культуры и религии. Изобретение письма еще больше подтолкнуло развитие мемов, поскольку они смогли распространяться в пространстве и времени, передавая меметичную информацию подобно тому, как гены передают биологическую. Для некоторых это чистая аналогия, но другие считают, что мемы представляют уникальную, хотя немного рудиментарную и ограниченную форму жизни.Некоторые пошли еще дальше. Георг ван Дрим разработал теорию «симбиосизма», которая подразумевает, что языки — это сами по себе формы жизни. Старые лингвистические теории считали язык чем-то вроде паразита, но ван Дрим полагает, что мы живем в сотрудничестве с меметическими сущностями, населяющими наш мозг. Мы живем в симбиотических отношениях с языковыми организмами: без нас они не могут существовать, а без них мы ничем не отличаемся от обезьян. Он считает, что иллюзия сознания и свободной воли вылилась из взаимодействия животных инстинктов, голода и похоти человека-носителя и лингвистического симбионта, воспроизводящегося с помощью идей и смыслов.Синтетическая жизнь на основе XNAЖизнь на Земле основана на двух переносящих информацию молекулах, ДНК и РНК, и долгое время ученые размышляли, можно ли создать другие похожие молекулы. Хотя любой полимер может хранить информацию, РНК и ДНК отображают наследственность, кодирование и передачу генетической информации и способны адаптироваться с течением времени в процессе эволюции. ДНК и РНК — это цепи молекул-нуклеотидов, состоящих из трех химических компонентов — фосфата, пятиуглеродной сахарной группы (дезоксирибоза в ДНК или рибоза в РНК) и одного из пяти стандартных оснований (аденин, гуанин, цитозин, тимин или урацил).В 2012 году группа ученых из Англии, Бельгии и Дании первой в мире разработала ксенонуклеиновую кислоту (КНК, XNA), синтетические нуклеотиды, функционально и структурно напоминающие ДНК и РНК. Они были разработаны путем замены сахарных групп дезоксирибозы и рибозы различными субститутами. Такие молекулы делали и раньше, но впервые в истории они были способны воспроизводиться и эволюционировать. В ДНК и РНК репликация происходит с помощью молекул полимеразы, которые могут читать, транскибировать и обратно транскрибировать нормальные последовательности нуклеиновых кислот. Группа разработала синтетические полимеразы, которые создали шесть новых генетических систем: HNA, CeNA, LNA, ANA, FANA и TNA.Одна из новых генетических систем, HNA, или гекситонуклеиновая кислота, была достаточно надежной, чтобы хранить нужное количество генетической информации, которая может послужить в качестве основы для биологических систем. Другая, треозонуклеиновая кислота, или TNA, оказалась потенциальным кандидатом на таинственную первичную биохимию, царившую на рассвете жизни.Есть масса потенциальных применений этих достижений. Дальнейшие исследования могут помочь в разработке лучших моделей появления жизни на Земле и будут иметь последствия для биологических измышлений. XNA может получить терапевтическое применение, ведь можно создать нуклеиновые кислоты для лечения и связи с конкретными молекулярными целями, которые не будут портиться так быстро, как ДНК или РНК. Они даже могут лечь в основу молекулярных машин или вообще искусственной формы жизни.Но прежде чем это станет возможно, должны быть разработаны другие энзимы, совместимые с одной из XNA. Некоторые из них уже разработали в Великобритании в конце 2014 года. Есть также возможность, что XNA может причинять вред РНК/ДНК-организмам, поэтому безопасность должна быть на первом месте.Хромодинамика, слабое ядерное взаимодействие и гравитационная жизньВ 1979 году ученый и нанотехнолог Роберт Фрейтас-младший предположил возможную небиологическую жизнь. Он заявил, что возможный метаболизм живых систем основан на четырех фундаментальных силах — электромагнетизме, сильном ядерном взаимодействии (или квантовой хромодинамике), слабом ядерном взаимодействии и гравитации. Электромагнитная жизнь — это стандартная биологическая жизнь, которую мы имеем на Земле.Хромодинамическая жизнь могла бы быть основана на сильном ядерном взаимодействии, которое считается сильнейшим из фундаментальных сил, но только на чрезвычайно коротких расстояниях. Фрейтас предположил, что такая среда может быть возможна на нейтронной звезде, тяжелом вращающемся объекте 10-20 километров в диаметре с массой звезды. С невероятной плотностью, мощнейшим магнитным полем и гравитацией в 100 миллиардов раз сильнее, чем на Земле, у такой звезды было бы ядро с 3-километровой коркой кристаллического железа. Под ней было бы море с невероятно горячими нейтронами, различными ядерными частицами, протонами и ядрами атомов и возможные богатые нейтронами «макроядра». Эти макроядра в теории могли бы сформировать крупные сверхъядра, аналогичные органическим молекулам, нейтроны выступали бы эквивалентом воды в причудливой псевдобиологической системе.Фрейтас видел формы жизни на базе слабого ядерного взаимодействия как маловероятные, поскольку слабые силы действуют лишь в субъядерном диапазоне и не особенно сильны. Как часто показывает бета-радиоактивный распад и свободный распад нейтронов, формы жизни слабого взаимодействия могли бы существовать при тщательном контроле слабых взаимодействий в своей среде. Фрейтас представил существ, состоящих из атомов с избыточными нейтронами, которые становятся радиоактивными, когда умирают. Он также предположил, что есть регионы Вселенной, где слабая ядерная сила сильнее, а, значит, шансы на появление такой жизни выше.Гравитационные существа тоже могут существовать, поскольку гравитация является самой распространенной и эффективной фундаментальной силой во Вселенной. Такие существа могли бы получать энергию из самой гравитации, получая неограниченное питание из столкновений черных дыр, галактик, других небесных объектов; существа поменьше — из вращения планет; самые маленькие — из энергии водопадов, ветра, приливов и океанических течений, возможно, землетрясений.Формы жизни из пыли и плазмыОрганическая жизнь на Земле основана на молекулах с соединениями углерода, и мы уже выяснили возможные соединения для альтернативных форм. Но в 2007 году международная группа ученых во главе с В. Н. Цытовичем из Института общей физики Российской академии наук документально подтвердила, что при нужных условиях частицы неорганической пыли могут собираться в спиральные структуры, которые затем будут взаимодействовать друг с другом в манере, присущей для органической химии. Это поведение также рождается в состоянии плазмы, четвертом состоянии вещества после твердого, жидкого и газообразного, когда электроны отрываются от атомов, оставляя массу заряженных частиц.Группа Цытовича обнаружила, что когда электронные заряды отделяются и плазма поляризуется, частицы в плазме самоорганизуются в форму спиральных структур вроде штопора, электрически заряженных, и притягиваются друг к другу. Они также могут делиться, образуя копии оригинальных структур, подобно ДНК, и индуцировать заряды в своих соседях. По мнению Цытовича, «эти сложные, самоорганизующиеся плазменные структуры отвечают всем необходимым требованиям, чтобы считать их кандидатами в неорганическую живую материю. Они автономны, они воспроизводятся и они эволюционируют».Некоторые скептики считают, что такие заявления являются больше попыткой привлечь внимание, нежели серьезными научными заявлениями. Хотя спиральные структуры в плазме могут напоминать ДНК, сходство в форме необязательно предполагает сходство в функциях. Более того, тот факт, что спирали воспроизводятся, не означает потенциал жизни; облака тоже так делают. Что еще больше удручает, большая часть исследований была проведена на компьютерных моделях.Один из участников эксперимента также собщил, что хотя результаты действительно напоминали жизнь, в конце концов, они были «просто особой формой плазменного кристалла». И все же, если неорганические частицы в плазме могут перерасти в самовоспроизводящиеся, развивающиеся формы жизни, они могут быть наиболее распространенной формой жизни во Вселенной, благодаря вездесущей плазме и межзвездным облакам пыли по всему космосу.Неорганические химические клеткиПрофессор Ли Кронин, химик Колледжа науки и инженерии при Университете Глазго, мечтает создать живые клетки из металла. Он использует полиоксометаллаты, ряд атомов металла, связанных с кислородом и фосфором, чтобы создать похожие на клетки пузырьки, которые он называет «неорганическими химическими клетками», или iCHELLs (этот акроним можно перевести как «неохлетки»).Группа Кронина начала с создания солей из отрицательно заряженных ионов крупных оксидов металла, связанных с небольшим положительно заряженным ионом вроде водорода или натрия. Раствор из этих солей затем впрыскивается в другой солевой раствор, полный больших положительно заряженных органических ионов, связанных с небольшими отрицательно заряженными. Две соли встречаются и обмениваются частями, так что крупные оксиды металла становятся партнерами с крупными органическими ионами, образуя что-то вроде пузыря, который непроницаем для воды. Изменяя костяк оксида металла, можно добиться того, что пузыри приобретут свойства биологических клеточных мембран, которые выборочно пропускают и выпускают химические вещества из клетки, что потенциально может позволить протеканию того же типа контролируемых химических реакций, который происходит в живых клетках.Группа ученых также сделала пузыри в пузырях, имитируя внутренние структуры биологических клеток, и добилась прогресса в создании искусственной формы фотосинтеза, которая потенциально может быть использована для создания искусственных клеток растений. Другие синтетические биологи отмечают, что такие клетки могут никогда не стать живыми, пока не получат систему репликации и эволюции вроде ДНК. Кронин не теряет надежду на то, что дальнейшее развитие принесет свои плоды. Среди возможных применений этой технологии есть также разработка материалов для солнечных топливных устройств и, конечно, медицина.По словам Кронина, «основная цель — это создать комплексные химические клетки с живыми свойствами, которые могут помочь нам понять развитие жизни и пойти этим же путем, чтобы привнести новые технологии на основе эволюции в материальный мир — своего рода неорганические живые технологии».Зонды фон НейманаИскусственная жизнь на основе машин — это довольно распространенная идея, чуть ли не банальная, поэтому давайте просто рассмотрим зонды фон Неймана, чтобы не обходить ее стороной. Впервые их придумал в середине 20 века венгерский математик и футуролог Джон фон Нейман, который считал, что для того, чтобы воспроизводить функции человеческого мозга, машина должна обладать механизмами самоуправления и самовосстановления. Так он пришел к идее создания самовоспроизводящихся машин, в основе которых работают наблюдения за возрастающей сложностью жизни в процессе воспроизводства. Он считал, что такие машины могут стать своего рода универсальным конструктором, который мог бы позволить не только создавать полные реплики себя самого, но и улучшать или изменять версии, тем самым осуществляя эволюцию и наращивая сложность со временем.Другие футурологи вроде Фримена Дайсона и Эрика Дрекслера довольно быстро применили эти идеи к области космических исследований и создали зонд фон Неймана. Отправка самовоспроизводящегося робота в космос может быть самым эффективным способом колонизации галактики, ведь так можно захватить весь Млечный Путь меньше чем за один миллион лет, даже будучи ограниченными скоростью света.Как объяснил Мичио Каку:«Зонд фон Неймана — это робот, предназначенный для достижения далеких звездных систем и создания фабрик, которые будут строить копии самих себя тысячами. Мертвая луна, даже не планета, может стать идеальным пунктом назначения для зондов фон Неймана, поскольку там будет проще садиться и взлетать с этих лун, а также потому что на лунах нет эрозии. Зонды могли бы жить за счет земли, добывая железо, никель и другое сырье для строительства роботизированных фабрик. Они бы создали тысячи копий самих себя, которые затем разошлись бы в поисках других звездных систем».За долгие годы были придуманы различные версии базовой идеи зонда фон Неймана, включая зонды освоения и разведки для тихого исследования и наблюдения внеземных цивилизаций; зондов связи, разбросанных по всему космосу, чтобы лучше улавливать радиосигналы инопланетян; рабочие зонды для строительства сверхмассивных космических структур; зонды-колонизаторы, которые будут покорять другие миры. Могут быть даже путеводные зонды, которые будут выводить юные цивилизации в космос. Увы, могут быть и зонды-берсеркеры, задачей которых будет уничтожение следов любой органики в космосе, за чем последует строительство полицейских зондов, которые будут эти атаки отражать. Учитывая то, что зонды фон Неймана могут стать своего рода космическим вирусом, нам стоит осторожно подходить к их разработке.Гипотеза ГеиВ 1975 году Джеймс Лавлок и Сидни Эптон совместно написали статью для New Scientist под названием «В поисках Геи». Придерживаясь традиционной точки зрения о том, что жизнь зародилась на Земле и процветала благодаря нужным материальным условиям, Лавлок и Эптон предположили, что жизнь таким образом взяла на себя активную роль в поддержании и определении условий для своего выживания. Они предположили, что вся живая материя на Земле, в воздухе, океанах и на поверхности является частью единой системы, ведущей себя подобно сверхорганизму, который способен настраивать температуру на поверхности и состав атмосферы нужным для выживания образом. Они назвали такую систему Геей, в честь греческой богини земли. Она существует, чтобы поддерживать гомеостаз, благодаря которому на земле может существовать биосфера.Лавлок работал над гипотезой Геи с середине 60-х годов. Основная идея в том, что биосфера Земли имеет ряд природных циклов, и когда один идет наперекосяк, другие компенсируют его так, чтобы поддерживать жизненную способность. Это могло бы объяснить, почему атмосфера не состоит целиком из диоксида углерода или почему моря не слишком соленые. Хотя вулканические извержения сделали раннюю атмосферу состоящей преимущественно из диоксида углерода, появились вырабатывающие азот бактерии и растения, производящие кислород в процессе фотосинтеза. Спустя миллионы лет атмосфера изменилась в нашу пользу. Хотя реки переносят соль в океаны из пород, соленость океанов остается стабильной на 3,4%, поскольку соль просачивается через трещины в океаническом дне. Это не сознательные процессы, но результат обратной связи, которая удерживает планеты в пригодном для обитания равновесии.Другие свидетельства включают то, что если бы не биотическая активность, метан и водород исчезли бы из атмосферы всего за несколько десятилетий. Кроме того, несмотря на увеличение температуры Солнца на 30% за последние 3,5 миллиарда лет, средняя глобальная температура пошатнулась всего на 5 градусов по Цельсию, благодаря регуляторному механизму, который удаляет диоксид углерода из атмосферы и запирает его в окаменелой органической материи.Первоначально идеи Лавлока были встречены насмешками и обвинениями. Со временем, однако, гипотеза Геи повлияла на идеи о биосфере Земли, помогла сформировать цельное их восприятие в ученом мире. Сегодня гипотеза Геи скорее уважается, нежели принимается учеными. Она является скорее положительной культурной рамкой, в которой должны проводиться научные исследования на тему Земли как глобальной экосистемы.Палеонтолог Питер Уорд разработал конкурентную гипотезу Медеи, названную в честь матери, которая убила своих детей, в греческой мифологии, основная идея которой сводится к тому, что жизнь по своей сути стремится к саморазрушению и самоубийству. Он указывает на то, что исторически большинство массовых вымираний были вызваны формами жизни, например, микроорганизмами или гоминидами в штанах, которые наносят тяжелые увечья атмосфере Земли.источникиПо материалам listverse.comhttp://hi-news.ru/science/10-vozmozhnyx-form-zhizni.htmlВот вам кстати еще Новая теория, которая утверждает, что темная материя не существует, а вот что признано главным кандидатом на звание эликсира бессмертия. Вот еще вам история, Как атомную бомбу вручную запускали и что это за Септонное поле Животного начала

Выбор редакции
28 июля 2015, 14:07

Эксперимент на БАКе нанёс новый удар по теории суперсимметрии

Результаты нового эксперимента на Большом адронном коллайдере по изучению природы субатомной частицы b-кварка стали новым мощным ударом по теории суперсимметрии. Опыт показал, что частица ведёт себя строго в соответствиями с прогнозами Стандартной модели.

27 марта 2015, 12:54

Барьер сложности

Японский ученый совершил революцию в математикеВ конце августа 2012 года японский математик Синичи Мочидзуки выложил на свою страницу в интернете четыре научные статьи. Их не сразу заметили, потому что не особенно ждали: без предварительных пресс-релизов, навязчивых анонсов и громких выступлений Мочидзуки опубликовал результат многолетнего самоотверженного труда, которому, вероятно, суждено совершить революцию в современной математике. Проблема лишь в том, что теорию Мочидзуки не торопится принимать научное сообщество – ее почти никто не может понять.За десять лет до этого российский ученый Григорий Перельман точно так же в интернете и без лишнего шума разместил свои работы – правда, их было три, а не четыре, и появились в сети они не в один день, а на протяжении нескольких месяцев. В статьях Перельмана содержалось доказательство знаменитой гипотезы Пуанкаре, которая не поддавалась математикам на протяжении 102 лет. Работы Мочидзуки тоже содержат решение математической задачи, которая три десятилетия оставалась не по зубам всем, кто бы ни пробовал за нее взяться. Используя построенную им совершенно новую теорию, которую он назвал Inter-universal Teichmuller theory (сокращенно IUTeich), Мочидзуки доказал, что верна так называемая ABC-гипотеза.В историях Перельмана и Мочидзуки вообще есть много общего: оба математика знамениты своим невероятным трудолюбием, оба никогда не подавали заявки на исследовательские гранты, оба трудились над своими opus magna много лет, оба работали в университетах США, но вернулись для решения главной задачи на родину, оба пользовались большим авторитетом в научном сообществе еще до объявления о доказательстве гипотез.Но есть и много отличий. Григорий Перельман опирался в своей работе на достижения других математиков, ему первому удалось построить последний мостик, соединяющий уже сконструированную до него башню математических теорий с окончательным результатом. Основа рассуждений Перельмана была понятна многим исследователям, к проверке его доказательства приступили сразу же несколько групп ученых, и к середине 2006 года стало окончательно ясно, что в выкладках нет существенных ошибок, а значит, гипотеза Пуанкаре доказана. Мочидзуки же выстроил свою башню, начиная с самого фундамента. За 20 лет концентрированной и новаторской работы он создал собственный математический мир, никем доселе не виданный. Чтобы понять его идеи и методы, нужно следовать нетривиальному ходу мысли японца с самого начала. И сегодня – через два с лишним года после публикации статей – это удалось лишь четырем математикам в мире.Григорий Перельман прославился далеко за пределами научного сообщества – во многом вопреки собственной воле и не только благодаря совершенному им научному прорыву, но и из-за отказа от премии в миллион долларов, полагавшейся Перельману как ученому, разобравшемуся с одной из так называемых "задач тысячелетия". Синичи Мочидзуки не только не добился мировой славы, но и остается непонятым абсолютным большинством коллег-математиков.ТрудолюбиеСиничи Мочидзуки родился в Токио 29 марта 1969 года. В пятилетнем возрасте он вместе с родителями переехал в Нью-Йорк. В 1985-м Мочидзуки окончил одну из самых престижных американских частных школ, Академию Филлипса в Эксетере. В том же году шестнадцатилетний, уже тогда очевидно одаренный японец поступил в Принстонский университет и всего семь лет спустя – молниеносно по академическим меркам – получил докторскую степень по математике. Почти сразу же Мочидзуки вернулся в Японию и начал работать в Исследовательском институте математических наук (RIMS) университета Киото. В 2002 году он получил в университете полную профессорскую позицию – и это в возрасте 33 года. Головокружительная карьера для ученого.Среди многих математиков, которых я встречал, его отличает невероятная способность просто сидеть и заниматься математикой – это может длиться долго, невероятно долго​​На этом крайне скупое и формальное резюме Мочидзуки заканчивается. В нем еще упомянуты несколько полученных математиком в 1997 и 2005 годах японских математически наград, а также семейный статус: "Холост (никогда не был женат)". Почерпнуть другие детали биографии ученого особенно неоткуда: он не общается с прессой (и это тоже роднит японца с Григорием Перельманом). Впрочем, кое-что о Мочидзуки известно от его коллег и друзей. Профессор Оксфордского университета Минйонг Ким, познакомившийся с японским математиком в начале 90-х в Принстоне, рассказал в интервью американской журналистке Кэролин Чен, что самой запоминающейся чертой японца было его невероятное трудолюбие: "Среди многих математиков, которых я встречал, его отличает невероятная способность просто сидеть и заниматься математикой – это может длиться долго, невероятно долго". Ким вспоминает, что нетривиальные работы французского математика Александра Гротендика, представляющие собой несколько тысяч страниц очень сложных рассуждений, отдельную математическую вселенную, Мочидзуки прочел от начала до конца подряд, практически не вставая из-за стола.Вскоре после получения профессорской позиции в RIMS Синичи Мочидзуки с той же абсолютной сконцентрированностью приступил к созданию собственного математического мира. Это заняло у него следующие десять лет.Сложные числаВряд ли есть в математике более привычный и одновременно сложный объект, чем целые числа. В изучающем их разделе математики, теории чисел, есть множество чрезвычайно трудных задач, формулировка которых при этом вполне доступна для понимания восьмикласснику. Одной из них была знаменитая Великая теорема Ферма, доказанная англичанином Эндрю Вайлзом только в 1994 году – через три с половиной века после того, как она была сформулирована Пьером Ферма. А вот всякое ли четное число больше 2 можно представить в виде суммы двух простых чисел, по-прежнему неизвестно: эта гипотеза была предложена Кристианом Гольдбахом в 1742 году. Никому до сих пор не удалось доказать или опровергнуть "гипотезу о простых близнецах": что есть бесконечно много пар простых чисел, отличающихся друг от друга на два, как 3 и 5, 11 и 13, и так далее.ABC-гипотеза стоит в одном ряду с гипотезой Гольдбаха, "гипотезой о простых близнецах" и Великой теоремой Ферма, хотя ее формулировка капельку сложнее (ее элементарный разбор можно прочитать, например, здесь). Грубо говоря, утверждение гипотезы устанавливает связь между алгебраическими свойствами составляющих число слагаемых и его множителей. Зато у ABC-гипотезы по сравнению с теоремой Ферма есть важное преимущество: если последняя – во многом красивый факт, повисший в воздухе, из которого нельзя вывести практически никаких существенных следствий, то доказательство ABC-гипотезы даст нам новое фундаментальное знание об устройстве чисел. В частности, из ABC-гипотезы, по-видимому, можно будет вывести и саму теорему Ферма.Характерно, что открытые вопросы теории чисел, как правило, невероятно трудны; для их решения (в случае, если оно все же со временем находится) приходится применять технический аппарат из многих других разделов математики – можно вспомнить доказательство Вайлза, использовавшее инструментарий эллиптических кривых, локальных полей, алгебраической геометрии и комплексного анализа. Метод, которым Мочидзуки доказал ABC-гипотезу, новаторская теория IUTeich, оказался сложным настолько, что понять его до сих пор бессильны почти все математики мира.Первая реакцияЧерез три дня после того, как Мочидзуки выложил тексты своих статей в интернет, 3 сентября 2012 года, в популярном блоге математика Джордана Элленберга появилась запись, с которой, по-видимому, новость о появлении возможного доказательства ABC-гипотезы и начала свое распространение в математическом сообществе. "Шин опубликовал свое доказательство abc-гипотезы, о котором ходило много слухов, – писал Элленберг. – Я пока не начал изучать его подход, но уже сейчас очевидно, что здесь использованы методы, лежащие далеко за пределами обычного для этой темы круга идей. Глядя на них, чувствуешь себя человеком, читающим статью, написанную в будущем или на другой планете".Чувствуешь себя человеком, читающим статью, написанную в будущем или на другой планете​​Первые реакции математиков звучали примерно одинаково: "Кто-нибудь вообще понимает, что там написано?" Дело в том, что корпус текстов, которые даже профессиональный математик должен полностью разобрать, чтобы понять доказательство Мочидзуки, колоссален – сам японец оценивает его в 1500-2500 страниц. Профессор университета Ноттингема Иван Фесенко, хорошо знакомый с работами Мочидзуки, на собственном опыте оценивает время, которое может занять эта работа у подготовленного специалиста, в 250-500 часов крайне интенсивного труда.Специалисты, разбирающиеся в вопросе, очень высокого мнения и о самом Мочидзуки, и о его предыдущих работах​​Математика – не только строй знания, теоремы и формулы, но и сообщество со своими традициями и представлениями, в котором не очень-то принято переписывать самые устои науки, да еще в одиночку, да еще так, что никто не может разобраться в твоих идеях. Такие выбивающиеся из мейнстрима чудачества иногда встречаются, но редко воспринимаются всерьез научным сообществом. "Важно понимать, что [к доказательству Мочидзуки] относятся серьезно, потому что специалисты, разбирающиеся в вопросе, очень высокого мнения и о самом Мочидзуки, и о его предыдущих работах, – пишет авторитетный научный блогер физик Питер Войт. – Если бы какой-нибудь никому не известный аутсайдер стал утверждать, что в его статье содержится решение одной из больших открытых математических проблем, да еще и на основе какого-то странного нового мира математических объектов, вряд ли кто-то из экспертов стал бы тратить свое время на проверку этих заявлений".Итак, репутация Мочидзуки указывала, что в его теории IUTeich нужно разбираться, вот только как это сделать?"Паттерны сознания""...Самое существенное препятствие [к пониманию теории IUTeich] заключается не столько в необходимости воспринять новое знание, сколько в том, что исследователи, столкнувшиеся со сложностями при изучении IUTech, должны деактивировать паттерны сознания, содержащиеся в их мозгах и многие годы принимаемые как сами собой разумеющиеся, и начать все с чистого листа, то есть вернуться к мышлению, опирающемуся только лишь на примитивную логику, как это делает студент или неофит в данной теме".Исследователи должны деактивировать паттерны сознания, содержащиеся в их мозгах и многие годы принимаемые как сами собой разумеющиеся​​Эти удивительные слова – цитата из отчета "о проверке IUTeich теории", уникального в своем роде документа, в котором Мочидзуки систематизировал, с одной стороны, информацию о собственных усилиях по объяснению своей теории другим исследователям, а с другой – их успехи на этом поприще. Из документа (он охватывает 2014 год) можно понять, что ученый действительно как мог старался популяризовать свои исследования. Он прочел две публичные лекции в японских университетах, а также провел многочасовые серии бесед с тремя учеными, которые сами проявили инициативу и желание шаг за шагом разобраться с IUTeich – Го Ямашитой, Юичиро Хоши из японского RIMS и Мохаммедом Саиди из британского университета Эксетера. Эту троицу Мочидзуки называет "ядром аппарата проверки" и утверждает, что каждый из них прочел все четыре статьи (причем Го Ямашита даже три раза) и убедился, что в теории нет значительных пробелов (все обнаруженные мелкие ошибки были по ходу дела исправлены).Тем самым Мочидзуки считает, что "проверка IUTeich с точки зрения любых практических приложений закончена," впрочем, исходя из "важности теории и новизны технического аппарата может потребоваться еще немного времени, прежде чем верификация теории будет официально признана законченной". Немного времени – это сколько? Мочидзуки считает, что подождать придется лет десять.С явным сожалением Мочидзуки отмечает, что в математическом сообществе, особенно за пределами Японии, существует антагонизм к самой идее тщательного разбора колоссальной и по объему и по сложности теории IUTeich: "Причина столь подозрительного несоответствия между негативным отношением сообщества и успешным опытом "ядра проверки" является абсолютной загадкой, которую мне еще предстоит разгадать", – сокрушается Мочидзуки в своем отчете.В этих словах слышится нечто вроде обиды, и у автора есть на нее основания.Если ты профессиональный математик, ты не можешь не понимать, что проверка доказательства – общая ответственность автора и математического сообщества​​Чего математическое сообщество ждет от Мочидзуки? Японец должен совершить турне по крупнейшим университетам, прочитать в насколько возможно популярной форме лекции о своей теории, переписать в более доступном и привычном математикам виде свои статьи. Как птица, кормящая птенцов наполовину пережеванными ею семенами, он должен сделать из своей теории блюдо, которое легко усвоить и переварить. Такие ожидания красноречиво отражает, например, позиция бельгийского математика Ливена Ле Браюна:– Если ты профессиональный математик, ты не можешь не понимать, что проверка доказательства – общая ответственность автора и математического сообщества. Мы все хоть раз получали от рецензентов замечания, что наши рассуждения "непрозрачны". Обычно в ответ на это ты переписываешь доказательство, стараясь сделать его абсолютно понятным. Мало кто вместо этого предложит рецензенту потратить пару лет на чтение всех твоих предыдущих работ [...] И Мочидзуки – как раз один из таких людей. Действительно, Мочидзуки отклонил ряд предложений о чтении лекций в университетах США (впрочем, подобный курс занял бы минимум 70 часов). В свои работы он регулярно вносит исправления, но не меняет изложение по существу. Более того, в своем отчете математик пишет, что "познание истинной сути вещей" (к которому ведет его теория) требует "поддержания скромности в подходе" (нежелание разбираться с ней шаг за шагом, с самых азов – признак гордыни), желающие понять IUTeich должны обладать "безошибочно высоким уровнем мотивации", а если мотивация не так сильна, то лучше "отказаться от фактической реализации подобных намерений" (все-таки это написано японцем!).К сожалению, почти никто из математиков за пределами Японии не задает ему вопросы​​Однако среди математиков находятся и те, кто считает, что Мочидзуки делает более чем достаточно для того, чтобы его теория была проверена, понята и принята состоятельной: "Я не встречал математика, который так много делает для объяснения своих работ. В частности, Мочидзуки потратил сотни часов своего времени, отвечая на вопросы Ямашиты, Саиди, Хоши, Тамагавы и мои вопросы. Он всегда пунктуально отвечает на e-mail. К сожалению, почти никто из математиков за пределами Японии не задает ему вопросы". Это слова из письма Ивана Фесенко, который уже в начале 2015 года, после публикации отчета Мочидзуки, закончил проверку его статей и стал четвертым в мире математиком, убедившимся в том, что доказательство Мочидзуки верно.Но все же "официальное признание" IUTech зависит не только от позиции отдельных ученых, но и от общего мнения истеблишмента, который есть в математическом коммьюнити, как и в любом сообществе, иерархия которого основана не столько на текущих достижениях, сколько на репутации. "Есть множество людей, имеющих постоянные профессорские позиции, которые в принципе обладают всем, чего только можно пожелать, и не особенно нуждаются в новых публикациях, повышении цитируемости и так далее. Выяснилось, что в теории чисел немного таких профессоров, которым достает смелости и настойчивости, чтобы заняться изучением совершенно новых вещей, таких как работа Мочидзуки. Тем более если отказ от ее изучения не может повредить их карьере", – рассуждает Иван Фесенко.Своими высказываниями о необходимости "деактивировать паттерны сознания", "сохранять скромный подход" и, грубо говоря, забыть все когда-либо узнанное и начать изучать его теорию от букваря, Мочидзуки делает все, чтобы настроить истеблишмент против себя, лишить его "безошибочно высокого уровня мотивации", который он сам считает так необходимым для проверки гипотезы."Математическое сообщество парализовано"Теория Мочидзуки оказалась слишком крупным куском, чтобы его можно было легко проглотить, мельком прочитав основные формулировки и предоставив более тщательный анализ студентам и аспирантам. Мочидзуки и четверо математиков "ядра проверки" утверждают, что для понимания IUTeich даже специалист самого высокого уровня должен потратить несколько сотен часов. Может быть, так оно и есть – никакое "разжевывание" в этой ситуации невозможно? "Математическое сообщество просто парализовано, – замечает Фесенко,– так как мало кто находит мужество потратить большое количество времени, не менее 250 часов, на изучение его работы. Такого не было ни с работой Вайлза, ни с работой Перельмана".Математика в последнее время стала очень сложной​​Очевидно, проблема с теорией Мочидзуки лежит не столько в научной, сколько в социальной плоскости. "Математика в последнее время стала очень сложной. Человек тратит годы жизни, чтобы стать специалистами в какой-то узкой области. Вложив в это столько усилий, он получает колоссальный стимул в дальнейшем оставаться экспертом только в этой области, зато одним из немногих. Это приводит к узкой специализации и большому сопротивлению к изучению новых областей, в частности из-за естественного страха показать собственную слабость", – считает Иван Фесенко.Какое будущее ждет теорию Мочидзуки? Иван Фесенко уверен, что она способна совершить революцию в математике, подобную той, что случилась благодаря построению теории Галуа, или даже перевороту в физике, который совершила квантовая механика. Многие пионерские исследования встречали большое сопротивление со стороны научного сообщества, привыкшего к классическим методам, но их научный потенциал, в конечном счете, оказывался сильнее социальной косности. В середине марта в Киото прошла 10-дневная конференция по работам Мочидзуки, в ней участвовали более 50 математиков, пятеро из которых, по свидетельству Ивана Фесенко, сумели глубоко проникнуть в теорию и скоро, видимо, пополнят "ядро проверки". И тогда в мире будет 10 человек, понимающих теорию IUTeich, включая ее автора.Человек становится поэтом, когда считает себя поэтом, ему даже не нужны читатели​​Кто-то видит в Мочидзуки в первую очередь человека со странностями, почти социопата, не желающего прикладывать усилий к объяснению своей теории и независимой проверке доказательства. Кто-то, как пионер интернета Тед Нельсон, считает Мочидзуки гением и подозревает в нем таинственного изобретателя криптовалюты BitCoin. У Ивана Фесенко есть более лирическая интерпретация: "Человек становится поэтом, когда считает себя поэтом, ему даже не нужны читатели. Поэзия приходит часто сверху, поэт просто записывает. Мочидзуки говорил мне о чем-то похожем: он видит математические конструкции, и потом лишь остается их записать".источник

Выбор редакции
14 марта 2015, 22:32

Излучение из сердца: Как наше сознание влияет на ДНК

Некоторые открытия в области генетики дают нам основания предположить, что генетические коды организма могут находиться совсем не в молекуле ДНК. Когда ученые поместили образец ДНК в небольшой кварцевый контейнер, облучили его мягким лазером, то обнаружили, что ДНК работает как губка, впитывающая свет.Каким-то образом молекула ДНК поглощала все фотоны света в этом месте и хранила их в виде спирали. Молекула создавала вихрь, притягивающий свет, но в намного меньшем масштабе. Было доказано, что с помощью неизвестного процесса молекула ДНК втягивает фотоны из пространства. Единственная имеющаяся у нас технология, которая могла бы удерживать свет в виде спирали, обнаруженной учёными в молекуле ДНК, – это волоконно - оптический кабель. Но даже волоконно - оптические кабели не втягивают свет из окружающей среды. Обычно мы не задумываемся о свете, как о чем-то, что может храниться. Принято считать, что свет распространяется в пространстве с высокой скоростью. Если бы удалось захватить его в одном месте, то стоило ожидать, что он со временем потеряет свою энергию. Например, в случае фотосинтеза считается, что растение может хранить свет единственным способом: сразу же превращать его энергию в зеленый хлорофилл. Сейчас же удалось наблюдать, что свет можно использовать в качестве пищи, которая будет храниться в ДНК, как неприкосновенный запас. Интересный эффект исследованийУчёные убрали молекулу ДНК в кварцевый контейнер, а на месте где она раньше находилась, свет продолжал спиралевидно закручиваться, хотя физически ДНК уже там не было. Некая невидимая сила совсем не нуждалась в молекуле ДНК. Единственное рациональное научное объяснение – существует энергетическое поле, которое едино с молекулой ДНК, как будто у молекулы ДНК имеется энергетический “двойник”. Двойник имеет ту же форму, что и физическая молекула, но если убрать ДНК, двойник остается там, где раньше была молекула. Чтобы продолжать выполнять работу – хранить видимый свет – даже не требуется молекула ДНК. Фотоны удерживает на месте поле.У человеческого тела триллионы высоко специализированных и структурированных молекул ДНК. Все наше тело должно иметь энергетического двойника. Это совершенно увязывается с теориями и наблюдениями Дрейча, Гурвича, Бэрра и Беккера о наличии информационного поля, диктующего нашим клеткам, что делать. Получается, что самая важная работа молекулы ДНК – хранить свет, как в физическом теле, так и в его энергетическом двойнике.Когда экспериментаторы залили фантом жидким азотом (эффект внезапного сильного охлаждения), спираль света исчезала, но снова возвращалась через 5-8 минут. Окружающий свет снова организуется в уникальный спиралевидный паттерн ДНК, который остается видимым ещё 30 дней. Информация об этом доступна уже 25 лет , но практически никто об этом не слышал, а сами эксперименты повторялись многократно, в том числе Р. Пекорой в США. Воздействие ДНК на сознаниеБиохимик Глен Рейн, выпускник Лондонского Университета, исследовал каким образом ДНК реагирует на воздействие сознания. Известно, что в клетке перед её делением (или если она повреждена, то есть, мертва), спирали ДНК разъединяются. Они начинают соединяться, когда клетка работает над ремонтом или исцелением себя. Масштаб соединения или разъединения можно измерить тем, насколько хорошо она поглощает свет с длиной волны 260 нанометров. В своих экспериментах Рейн брал живую ДНК из человеческой плаценты, помещал ее в воду и хранил эту смесь в мензурке. Затем разные люди пытались соединить или разъединить ДНК силой мысли. Контрольные образцы, с которыми никто не пытался что-либо сделать, менялись только на 1,1%, а обработанные мыслью -до 10%. Это означало, что наши мысли в несколько раз усиливают процессы в человеческой ДНК.Кроме того было замечено, что люди с самыми гармоничными волновыми излучениями обладают самой сильной способностью изменять структуру ДНК, а “сильно возбужденный индивидуум (с очень негармоничным паттерном мозговых волн) создавал ненормальный сдвиг в ультрафиолетовом свете”, поглощаемом ДНК. Изменение происходило на длине волны 310 нанометров (близко к величине Поппа – 380 нанометров), длине волны, способной вызывать такое заболевание как рак. Сердитый человек тоже вынуждал ДНК сцепляться сильнее при соединении. Согласно Рейну, изменение в свете с длиной волны 310 нанометров могли значить только то, что “происходит изменение в физической и химической структуре одной или более оснований молекулы ДНК”. В другом случае, когда ДНК помещалась перед людьми с гармоничными пакетами мозговых волн, но не пытавшимися изменить ДНК, в образце ДНК не наблюдалось ни соединений, ни разъединений. Все происходило только тогда, когда люди хотели это сделать. Это позволяет уверенно предположить, что подобные эффекты создаются сознательным намерением людей. Лью Чилдр мог соединять или разъединять ДНК в лаборатории, находясь на расстоянии 800 м от нее. Валерий Садирин за 30 минут мог соединять ДНК в лаборатории Рейна в Калифорнии, находясь дома в Москве на расстоянии тысяч километров от лаборатории. Рейн отметил, что ключевое качество энергии, способное создавать гармонию в волнах мозга и влиять на ДНК, – излучение из сердца: “Хотя техники, применяемые разными целителями различны, все они требуют фокусирования на сердце”.Практически было получено микробиологическое доказательство того, что наши мысли способны реально создавать физические и химические изменения в структуре молекулы ДНК, соединять или разъединять ее, а так же установлена связь между гневными мыслями и ростом раковой ткани.Кроме того, в недавнем исследовании, проведённом в Чикагском медицинском Университете было установлено что около тысячи генов изменяются при простом изменении социального статуса. Удалось определить 987 чувствительных к статусу генов. Среди них были ответственные за стресс, связанные с работой мозга, а также 112 генов, вовлеченных в работу иммунной системы. Изменения на генном уровне оказались настолько воспроизводимыми, что после подробного анализа ученым удалось даже решить обратную задачу – предсказать социальный статус особи по анализу ее крови. источник

Выбор редакции
21 августа 2014, 02:50

Суперсимметрия и кризис в физике

... не прошло и полгода! (с)№7 2014, Рубрика: Физика элементарных частицЭто было одной из ночей 2012 г., уже переходящей в утро. Мы допивали по третьей чашечке кофе, когда видеосвязь соединила наш кабинет в Калифорнийском технологическом институте с расположенной вблизи Женевы лабораторией CERN. На экране монитора мы увидели коллег из группы «Бритва» — одной из множества групп физиков, занятых анализом данных с детектора CMS на Большом адронном коллайдере. «Бритва» была организована для поиска экзотических соударений, которые должны были предоставить первые подтверждения суперсимметрии — описывающей материю теории, возраст которой сегодня насчитывает уже 45 лет. Эта теория должна была прийти на смену стандартному толкованию физики элементарных частиц, позволив решить глубинные проблемы в физике и объяснить природу загадочной темной материи Вселенной. Несколько десятилетий поисков не дали суперсимметрии ни единого экспериментального подтверждения. В CERN руководитель группы «Бритва» Маурицио Пьерини (Maurizio Pierini) бросил короткий взгляд на график с новыми данными, и с расстояния в девять временных поясов мы увидели, как удивленно поднялись его брови: вот она, явная аномалия. «Только взгляните на это событие», — сказал Пьерини, словно констатируя рядовой факт. Под словом «событие» он имел в виду одно из триллионов столкновений пары протонов, происходящих внутри детекторов БАК. Не прошло и нескольких минут, как мы получили детальные данные регистрации этого столкновения на свой лэптоп. Суперсимметрия — это изумительно красивое решение фундаментальных проблем, которые мучили физиков на протяжении более чем четырех десятилетий. Она давала ответы на целый ряд важных вопросов. Почему частицы имеют массы, которые они имеют? Почему силы имеют силы, которые они имеют? Короче говоря: почему Вселенная выглядит так, как она выглядит? Кроме того, суперсимметрия предсказывает, что Вселенная заполнена скрывающимися до настоящего времени частицами-«суперпартнерами», которые позволят решить загадку темной материи. Не будет преувеличением сказать, что большинство физиков на нашей планете, занимающихся физикой элементарных частиц, полагают, что суперсимметрия, должно быть, верна, — эта теория очень убедительна. Физики долго надеялись, что БАК наконец-то позволит обнаружить этих суперпартнеров, дав тем самым веские доказательства, что суперсимметрия — это действительно адекватное описание Вселенной. Когда мы получили данные этого интересного соударения, мы сразу же увидели, что, похоже, держим в руках неопровержимое свидетельство суперсимметрии. Мы увидели, как два сгустка частиц очень высокой энергии движутся в одном направлении и отскакивают от чего-то невидимого — возможно, от суперпартнера? Однако уже скоро мы заметили большой красный пик в данных. Может быть, это ложный сигнал из-за сбоя в детекторе? Так оно и оказалось — еще одно разочарование в нескончаемых, похоже, поисках суперсимметрии. Фактически результаты первого цикла экспериментов на БАК исключили почти все самые изученные версии суперсимметрии. Отрицательные результаты породили если не полномасштабный кризис в физике элементарных частиц, то по крайней мере обширную панику. Следующая серия экспериментов на БАК начнется в начале 2015 г. с максимальными энергиями, которые возможны на этом ускорителе, что позволит ученым, работающим на детекторах ATLAS и CMS, обнаружить (или же исключить) даже более массивных суперпартнеров. Если в конце этой серии ничего нового не обнаружится, фундаментальная физика столкнется с дилеммой: или выбросить в мусорную корзину работу целого поколения физиков из-за отсутствия свидетельств того, что природа играет по нашим правилам, или же активно продолжить работу в надежде, что когда-нибудь где-нибудь еще более мощный ускоритель позволит получить доказательства, что все это время мы были правы. Конечно же история науки насчитывает множество примеров долгих поисков, закончившихся триумфом. Свидетельство тому — открытие на Большом адронном коллайдере долгое время остававшегося неуловимым бозона Хиггса. Но на сегодня большинство физиков-теоретиков, занимающихся физикой элементарных частиц, нервно грызут ногти в ожидании, когда новые данные с БАК вот-вот проверят на прочность фундамент величественного здания теоретической физики, возведенного в течение минувших 50 лет.Подробнее читайте на страницах журнала "В мире науки" №7-8_2014

13 августа 2014, 13:02

Начало искусственному интеллекту положено

Оригинал взят у ihoraksjuta в Начало искусственному интеллекту положеноIBM представило чип с 1 миллионом нейронов и более 256 миллионов синапсов   Гипотеза о том, что человек не может сравниться в изобретательности с природой не новая — в 60–х нейронные сети были очень популярны, но тогда не хватало фундамента электроники, сегодня нейроные сети применяются во многих областях (например, распознание изображения), однако работают на "железе", которое предназначено для несколько другого подхода (архитектура фон Неймана). Технологии подтянулись, и вот "Большой Синий" представляет чип имитирующий работу мозга (neurosynaptic core), или более точно для работы нейронных сетей, как вдохновения для одного из методов искусственного интеллекта. Этот чип имитирует 1 млн нейронов и 256 млн синапсов, человеческий мозг имеет около 86 млрд нейронов и около квадриллиона синапсов. Т.е. нужно увеличить мощность чипа в 86 тысяч раз, чтобы получить аналог человеческого мозга "по мощности" (там всё сложнее и только мощности не хватит для искусственного разума).  Ещё важный фактор — чип очень энергоэффективен по потреблению энергии и выделению тепла. Т.е. сейчас 16 чипов (которые работают) заменяют 4 стойки с серверами (которые бы выполняли схожую задачу), выделяя при этом значительно меньше тепла 21 век начинается...  

Выбор редакции
08 мая 2014, 04:31

В США учёные создали организм с усовершенствованной формулой ДНК

Американским учёным удалось создать молекулу ДНК, которая содержит помимо Х и Y хромосом третье основание. На её основе они смогли вырастить живой организм, способный к самовоспроизводству. В результате более 15 лет работы исследовательской группе из калифорнийского исследовательского института им. Скриппса под руководством Флойда Ромсберга удалось создать живой организм с ДНК, имеющей три пары оснований вместо двух, передаёт ИТАР-ТАСС со ссылкой на публикацию научного материала в журнале Nature. «Жизнь на Земле во всём своём разнообразии кодируется всего двумя парами оснований ДНК: А-Т и Г-Ц, то есть азотистыми основаниями аденина и тимина, а также гуанина и цитозина. А мы создали организм, который стабильно содержит эти две пары, а также третью, неестественную пару оснований», - пояснил Ромсберг. По словам учёного, «это показывает, что в хранении генетической информации возможны и иные решения» помимо традиционной ДНК.

Выбор редакции
18 марта 2014, 00:23

Обнаружен Священный Грааль космологии

Американские астрономы готовятся объявить о первой в мире фиксации гравитационных волн. Никаких подробностей об открытия не сообщается, но ученый мир уверен, что речь идет о к долгожданном открытии гравитационных волн. Они остаются последним неподтвержденным проявлением Общей теории относительности.... ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ: http://ru.euronews.com/2014/03/17/astronomers-discover-echoes-from-expansion-after-big-bang Последние новости смотрите здесь: http://eurone.ws/1hfoGvh euronews: самый популярный новостной канал в Европе. Подписывайтесь! http://eurone.ws/ZdZ0Zo euronews доступен на 14 языках: http://eurone.ws/11ILlKF На русском: Сайт: http://ru.euronews.com Facebook: http://www.facebook.com/euronews Twitter: http://twitter.com/euronewsru Google+: http://eurone.ws/1eEChLr VKontakte: http://vk.com/ru.euronews

08 февраля 2014, 11:31

21 фантастическая идея, ставшая реальностью в 2013 году

Оригинал взят у ihoraksjuta в 21 фантастическая идея, ставшая реальностью в 2013 годуГоворят, что фантастика предсказывает будущее или помогает предотвратить грядущие катаклизмы.Судя по странным и удивительным открытиям, так и есть. Представляем вам 21 пример того, как фантастические идеи воплотились в реальность в течение этого года. Видел бы это Айзек Азимов.1. Мороженое, светящееся в темноте. lickmeimdelicious.comБез шуток. Мороженщик Чарли Френсис использовал люминесцентный белок, полученный из медуз, чтобы создать мороженое, которое начинает светиться, когда вы его лижете. Жутковато, правда? Придумано было как раз на Хеллоуин.2. Генетически модифицированные светящиеся овцы. cromo.com.uyПока мы тут читаем надписи на продуктах "без ГМО", в Уругвае клонируют овец. А чтобы как-то отличить клонов от рождённых естественным путём, клонированным овцам добавляют тот же протеин медуз, благодаря чему они начинают светиться под ультрафиолетом. Представляете, какой успех ждёт светящихся овец на вечеринках в клубах?3. Татуировка - устройство связи, патент Motorola. ign.comМоторола смотрит на ваши блютуз-гарнитуры, как на птичий помёт. Компания зарегистрировала патент, в котором описывается "электронная татуировка". Она наносится на шею человека рядом с голосовыми связками и служит для коммуникации с мобильной электроникой. В тату имеется микрофон, передатчик и батарейка, так что она больше похожа на вживлённую в кожу микросхему. Кстати, как вам идея использовать такую татушку как детектор лжи?4. Управление физическими объектами на расстоянии. theverge.comВидели когда-нибудь Pinscreen? Это такой экран из сотен булавочных головок, повторяющий форму, отпечатавшуюся на обратной стороне. В Массачусетском технологическом университете развили идею и придумали  inFORM - дисплей из подвижных брусков, которые двигаются, повторяя форму ваших рук. Ваши движения регистрируются с помощью датчиков Kinect, затем передаются на дисплей. И вот уже вы катаете шарик футуристичными копиями собственных рук. Пока ещё не телекинез, но какова идея!5. Искусственная утроба из фильма "Матрица". consciousnewsmedia.blogspot.com По сюжету Нео просыпался в капсуле с жидким раствором, поддерживающей жизнедеятельность. Японские учёные создали похожее устройство, сделав нас на шаг ближе к роли живых батареек. Хотя цель у них благородная - операции по спасению зародыша без риска для организма матери.6. Оригинальная 3D-накладка, заменяющая зубную щётку. dvice.comЭто больше похоже на зубной протез. Но на самом деле перед вами устройство, чистящее зубы за 6 секунд. Сначала у стоматолога делается оригинальный слепок вашей челюсти, затем на 3D-принтере распечатывается накладка на зубы. Остаётся только вставить и пожевать.7. Камера для брюшной полости в виде таблетки. popsci.comГибкие эндоскопы в прошлом. Больше не нужно переживать эту жуткую процедуру, когда доктор засовывает в рот пациенту длинный шланг с камерой, пока тот не доберётся до желудка. Эндоскопическая таблетка - это целый мини-компьютер, фиксирующий информацию на веб-камеру и передающий её по воздуху.8. Модульный робот-червь. txchnologist.comВ лаборатории биороботов университета Карнеги Меллон разработали гибкого робота, который призван помочь спасательным командам и добираться до самых труднодоступных мест.9. Образец грунта с Марса. bbc.co.ukВ этом году люди впервые увидели настоящий цвет планеты Марс. Марсоход Curiosity пробурил скважину в 64 мм и добыл образцы грунта, подтверждающие, что на Марсе когда-то была атмосфера и вода.10. Автомобиль, который можно скачать. wired.comUrbee 2 - футуристический трёхколёсный автомобиль, собранный из деталей, напечатанных в 3D-принтере. Загрузил дизайн деталей, вернулся через определённое время - авто готово. Весит машинка всего 550 кг. Создатели намереваются доехать из Сан-Франциско в Нью-Йорк на одном баке бензина, без заправок.11. Ножной протез, управляемый мыслью. gizmodo.com Бионический протез  с кучей датчиков соединён с двумя нервами в ноге владельца и двигается совсем как обычная нога. Погрешность - всего 1,8%. Это самое точное устройство в протезировании на текущий момент создано в Чикагском центре бионической медицины.12. Костюм с чутьём Человека-паука. forbes.comСемь ультразвуковых датчиков, связанных в сеть, и миниатюрные роботизированные конечности для передачи тактильных ощущений - оснащение костюма с "паучьим чутьём", созданного Виктором Мативитци. Когда датчики улавливают движение, они передают давление коже носителя. Это позволяет избежать внешних угроз с 95% успеха. Такого парня сложно ударить.13. Часть черепа напечатана из полимеров и вживлена пациенту. medicaldaily.comЭлектронная модель костной структуры пациента была использована для распечатки пластикового иплантанта на 3D-принтере, который затем вживили пациенту. Всё благодаря технологии OsteoFab. Полимеры лучше титановых пластин, поскольку металл вызывает помехи при попытках рентгеноскопии и магнитно-резонансного сканирования.14.  Объединение мозгов двух разных существ. deadfuture.ravenwarren.comВ университетет Дьюка нейробиологи связали мозги двух крыс електродами. В результате интенсивного обучения одна крыса стала повторять действия другой. Подойдёт для разработки компьютерных биоинтерфейсов.15. Лабораторной мыши имплантировали ложные воспоминания. livescience.comЭто вам не просто промывка мозгов. Это настоящая жизнь в мире иллюзий. Исследовалтели изучили, как происходит формирование воспоминаний на клеточном уровне. Активируя определённые нейроны, они научили мышь запоминать опыт, которого у неё никогда не было. Есть надежды, что технология поможет жертвам различных травм избавиться от болезненных воспоминаний. 16. Огромный робот-паук своими руками. bbc.co.ukШестиногий робот управляется джойстиками из кабины. Мэтт Дентон сделал его для развлечения, но теперь горнодобывающие и океанологические компании хотели бы, чтобы он превратил это хобби в работу.17. Впервые вылечен ребёнок, родившийся с ВИЧ. iStock PhotoМалышке, родившейся с ужасным диагнозом - ВИЧ, при рождении ввели ударные дозы антиретровирусных препаратов. Прошло уже 2,5 года, следов смертельного вируса по-прежнему нет. Похоже, девочка излечилась. В этом же году двум ВИЧ-инфицированным мужчинам были пересажены стволовые клетки, благодаря чему они вылечились.18. Роботизированная кожа толщиной с бумагу, чувствительная к прикосновениям. sciencedaily.comПоследний писк гуманоидной робототехники - электронная кожа, разработанная инженерами университета Беркли. В гибкий пластик встроены световые датчики, отображающие цвета в зависимости от силы воздействия на поверхность.19. Первое устройство, покинувшее пределы Солнечной системы. nasa.govПосле 36 лет путешествия космический корабль Voyager 1 покинул Солнечную систему, удалившись от Солнца примерно на 12 миллиардов миль.20. Жилой дом, использующий энергию, вырабатываемую водорослями. phys.orgВ Гамбурге построен жилой комплекс, функционирующий засчёт водорослей. Аквариумы с водорослями прикреплены с помощью поворотного каркаса на фасадах здания, что позволяет растениям всегда быть на солнце. Летом водоросли обеспечивают жильцам прохладную тень, растут и накапливают энергию. Избыток тепла отводится в хранилище с солёной водой. Избыток биомассы перерабатывается на внутренней фабрике для создания биогаза, питающего систему отопления зимой.21. Портативное устройство позволяет видеть сквозь стены. greatkrypton.comВ Массачусетском технологическом университете инженеры разработали устройство, собирающее и анализирующее информацию о происходящем за стеной. Прототип гаджета, получившего имя Wi-Vi, определяет движения по принципу, схожему с работой сонара.   

Выбор редакции
31 января 2014, 18:49

Создан первый графеновый радиоприемник

Инженеры компании IBM создали на основе графена первый радиоприемник и продемонстрировали его работоспособность, переслав сообщение из трех букв: «I», «B» и «M». Ресивер предназначен для работы на частоте 4,3 гигагерц, что соответствует диапазону ультракоротких волн.

Выбор редакции
17 января 2014, 11:50

Показана возможность создания спинтронных устройств на сверхпроводниках

В отличие от обычной электроники, оперирующей движением электронов, спинтроника использует спин электрона. Тем не менее её проблемы очень близки к болевым точкам электроники классической... (http://compulenta.compute...)

Выбор редакции
13 января 2014, 16:24

Идеи, меняющие мир. Рольф Хойер

Идеи, меняющие мир. Рольф Хойер Выпуск от 10.01.2014 Автор: Эвелина Закамская Бозон Хиггса, пожалуй, самая загадочная частица. Если бы ее не существовало, то элементарные частицы не имели бы массы в состоянии покоя, а значит, не было бы атомов, из которых состоит вся материя во Вселенной. О крупнейшем научном открытии десятилетия рассказывает генеральный директор ЦЕРНА (Европейской организации ядерных исследований) Рольф Хойер. Идеи, меняющие мир. Бертран Пикар: http://youtu.be/TX3ggqyc6Lg Идеи, меняющие мир. Джон Перкинс: http://youtu.be/1dpJFEVWXcA Идеи, меняющие мир. Автор глобальной перестройки - Джин Шарп: http://youtu.be/G2gSQAjcFgk АвтоВести - http://bit.ly/AvtoVesti Эксклюзив - http://bit.ly/NewsExclusive Большой тест-драйв со Стиллавиным - http://bit.ly/Bolshoi_TestDrive Свежие новости - http://bit.ly/NewsRussia24 Hi-Tech - http://bit.ly/Hi-TecH Путешествия - http://bit.ly/Puteshestviya ProРоссию - http://bit.ly/ProRossiu Утро России - http://bit.ly/UtroRussia Наука - http://bit.ly/Наука2_0 Документальные фильмы - http://bit.ly/DocumentalFilms Познавательные фильмы - http://bit.ly/EducationalFilms

Выбор редакции
13 января 2014, 15:39

Темное будущее: ни года без конца света

Темное будущее: ни года без конца света Выпуск от 10.01.2014 Автор: Роберт Францев У европейских ученых появился новый повод напугать жителей Земли слухами о неизбежном конце света. О темной материи пока толком ничего не известно, но, как говорят, эта субстанция может рано или поздно уничтожить всю Вселенную. Что же такое эта загадочная темная энергия? С чем мы можем хотя бы попробовать ее сравнить? Будьте в курсе самых актуальных новостей! Подписывайтесь на официальный канал Россия24: http://goo.gl/7sLCP АвтоВести - http://bit.ly/AvtoVesti Эксклюзив - http://bit.ly/NewsExclusive Большой тест-драйв со Стиллавиным - http://bit.ly/Bolshoi_TestDrive Свежие новости - http://bit.ly/NewsRussia24 Hi-Tech - http://bit.ly/Hi-TecH Путешествия - http://bit.ly/Puteshestviya ProРоссию - http://bit.ly/ProRossiu Утро России - http://bit.ly/UtroRussia Наука - http://bit.ly/Наука2_0 Документальные фильмы - http://bit.ly/DocumentalFilms Познавательные фильмы - http://bit.ly/EducationalFilms

Выбор редакции
13 января 2014, 12:23

Пятерка самых пугающих технологий современности

В современном мире необходимо осторожно относиться к сверхтехнологиям и не бросаться в их сети без оглядки Технологии делают нашу жизнь лучше. С помощью интернета можно смотреть по телевизору фильмы в высоком разрешении. Можно оплатить все счета за 10 минут, сидя дома в кресле. Это здорово и модно, но только до тех пор, пока не начинает пугать, пока кто-то не выведет из-под контроля электронную банковскую систему или пока машины не захватят планету. О пугающих технологиях пишет How Stuff Works. Интернет-слежка В среднем в месяц в 2013 году более 380 миллионов человек посещают веб-порталы, принадлежащие Google и Yahoo. Каждое электронное письмо, отправляемое через Gmail, каждая таблица, каждое изображение – все сохраняется в Google Docs, и каждый чат в Yahoo Messenger сохраняется в облачной сети серверов и центров обработки данных. Можно предположить, что вся эта частная информация и персональные данные хранятся в зашифрованном виде и защищены от посторонних глаз. Но так ли это? Благодаря просочившимся откровениям бывшего сотрудника Агентства национальной безопасности (АНБ) Эдварда Сноудена в 2013 году мы узнали, что спецслужба США активно контролировала электронную почту, просматривала историю интернет-запросов и прослушивала телефонные записи миллионов обычных людей, как заявлено, с целью отследить потенциальную террористическую активность. В рамках секретной программы под названием «ПРИЗМА» АНБ получило одобрение суда на то, чтобы заставить такие компании, как Google и Yahoo, распространить слежку и на иностранных веб-пользователей. Если этого оказывалось недостаточно, АНБ тайно проникало в серверы Google и Yahoo без уведомления и одобрения компаний. Критики называют это явным нарушением прав человека – наблюдать за любыми действиями любого веб-пользователя без его согласия и даже осведомленности. Как бы это ни было ужасно, стоит помнить, что вся ваша информация в интернете собирается, а при малейшей необходимости – беспрепятственно просматривается. Взлом ДНК Когда в 2003 году человеческий геном был полностью расчленен, исследователи по всему миру начали анализировать 3 с лишним миллиарда пар оснований генома для изучения коренных причин таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, распространенные виды рака и так далее. Но это было только начало. Реальная мечта биотехнологии – не только понять, как ведут себя наши ДНК, но и «написать» новую ДНК, которая лечила бы болезни и ремонтировала работу тела изнутри. Биопредприниматель Дж. Крейг Вентер, чья компания помогла составить карту генома, вышел на новый этап в 2010 году, когда он создал первую в мире синтетическую самореплицирующуюся хромосому. Он загрузил некоторые синтетические составляющие ДНК в бактериальную клетку и смотрел, как они растут и делятся с помощью компьютера. По его собственному мнению, он создал «жизнь». При счастливом сценарии биологи в ближайшее время выяснят, как программировать вирусы и бактерии, чтобы создавать лекарства под любую разновидность заболевания, например, при раковых опухолях или развитии умственных отклонений. При сверхужасном сценарии биотеррористы могут спроектировать смертельные супербактерии, которые будут предназначены для воздействия на нас на генетическом уровне. В статье 2012 года The Atlantic представил вниманию читателей технологически правдоподобную схему, в которой президент США убит после заболевания высокоинфекционной простудой, разработанной с целью воздействия на слабые звенья его генетического кода. Поэтому для того, чтобы ваша ДНК не попала в руки к врагу, лучше не выходить из дома без сетки для волос и резиновых перчаток... ну и не плевать где попало. Кибервойна Представьте себе войну, которая происходит только с помощью компьютера. Речь идет о тотальной атаке на электронные инфраструктуры страны. Системы, контролирующие блоки реагирования на чрезвычайные ситуации, банки, объекты электронной торговли, точки управления электросетями, водоснабжением, трубопроводным топливом и, конечно, вооружением полностью компьютеризированы и системны. Грамотно выполненная атака может привести к серьезным сбоям, что сделает население уязвимым для физической угрозы. В 2013 году директор ФБР США Джеймс Корни предсказал, что кибератаки скоро станут большей угрозой для национальной безопасности, чем международный терроризм. Подобные международные конфликты уже имели место: в 2008 году – между Грузией и Россией, в 2012 году – между Северной и Южной Кореей. Хакеры взяли под контроль и Пентагон, а некоторые террористические организации обучают своих боевиков способам компьютерных атак. Так как же защититься от кибератаки? Помочь в этом может просвещение населения о компьютерных вирусах и троянских программах, а также использование самого нового и глубокого антивирусного программного обеспечения. Кибератаки на самом деле могут быть полезными инструментами против машин, которые научатся думать самостоятельно и выйдут из-под контроля. И хотя пока это предмет научной фантастики, некоторые аналитики считают, что такое вполне может случиться. Технологическая сингулярность Искусственный интеллект (ИИ) прошел долгий путь с тех пор, как появились первые компьютеры. Но опасности от искусственного разума пока ждать не приходится. В 1993 году профессор математики из Университета Сан-Диего Вернор Виндж предложил термин «сингулярность» – когда компьютерные сети смогут обрести самосознание с помощью передового ИИ. Совместная деятельность людей и машин поможет прогрессу, а биологические достижения позволят врачам проектировать человеческий интеллект. Однако существует возможность и такого исхода, когда ИИ станет настолько самостоятельным и быстрым, что перестанет подчиняться контролю человека. Нет никакой гарантии того, что, если подобное случится, технологические ограничения предотвратят трагедию. Тем не менее, идея о том, что машины смогут когда-нибудь решать, жить человеку или умереть, звучит жутко. Автомобили без водителя Во всем мире ежегодно около 1,3 миллиона человек погибают в автомобильных авариях. Кроме этого, существуют и недостатки самого процесса езды: 38 часов в год – столько в среднем человек тратит времени за рулем… а если это Москва с ее пробками? Это большая потеря продуктивности. С помощью Google можно узнать больше о самоходных автомобилях, которые автономны и гораздо более «собраны» во время движения. Они руководствуются определенным алгоритмом, которого придерживаются в транспортном потоке. Для такого вида транспорта было создано программное обеспечение от Google. Такой автомобиль использует GPS и сканер на крыше, чтобы не сходить с курса и реагировать на движение других транспортных средств или живых существ, а также фиксировать все статичные объекты. По состоянию на 2013 год роботы-автомобили все еще на стадии бета-тестирования, но десятки их уже прошли испытания на дорогах Калифорнии и Невады. Больше всего тревог вызывает не возможность программного сбоя, а переход из «режима робота» в «режим человека». Голос компьютерного шофера предупреждает человека ​​о предстоящих ситуациях, которые требуют ручного управления, – например, при сложных развилках или на контрольно-пропускных пунктах. Инженеры Google все еще решают, сколько необходимо времени до передачи обслуживания в ручной режим и что делать, если водитель, например, задремал. Никто не хочет проснуться за рулем внедорожника, катящегося прямиком в контрольный пункт на скорости 105 километров в час. Никто не призывает отказаться от всех достижений цивилизации. Просто в современном мире стоит, вероятно, с осторожностью относиться к кружащим голову сверхтехнологиям и не бросаться в их сети без оглядки.

Выбор редакции
13 января 2014, 11:46

Математик из Казахстана заявил о решении задачи тысячелетия

Математику из Казахстана Мухтарбаю Отелбаеву удалось найти частичное решение одной из задач тысячелетия, которая связана с уравнением Навье-Стокса, сообщается в статье, опубликованной в «Математическом журнале». Уравнение Навье-Стокса представляет собой систему дифференциальных

Выбор редакции
18 ноября 2013, 12:08

Созданы нанотранспортные сети, управляемые ДНК

Крошечные самособирающиеся транспортные системы, по которым передвигаются нанопоезда, приводимые в движение молекулярными двигателями и управляемые посредством молекул ДНК, были разработаны учеными из Оксфордского университета (Oxford University) и университета Уорвика (Warwick University). Эти биохимические системы, руководствуясь набором инструкций, закодированных в последовательности молекулы ДНК, могут самостоятельно построить сеть из крошечных рельсов, длина которых может достигать десятком микрометров, перевезти по эти рельсам определенный груз и самоуничтожиться, не оставив никаких следов от своего пребывания. Прототипом для создания этой системы стал меланофор (melanophore), белок, содержащийся в клетках некоторых видов рыб и управляющий цветом этих клеток. Это белок образует транспортную структуру, напоминающую рельсы, расходящиеся, как спицы велосипедного колеса, из одной точки в разные стороны. По этим рельсам передвигаются "моторные" белки, которые перемещают пигментный краситель в пределах всей сети. Когда эти нанопоезда находятся в центре белка, то живая клетка со стороны выглядит почти полностью прозрачной. Но стоит только этим крошечным нанопоездам разъехаться в разные стороны, как клетка приобретает ярко выраженную флуоресцентную окраску, цвет которой соответствует цвету пигмента-красителя.  Транспортная наноноситема, разработанная учеными из Оксфордского университета очень напоминает строение белка меланофора. Она также состоит из ДНК и моторного белка, называемого кинезином. Используя в качестве топлива молекулы АТФ, наноробот-сборщик, состоящий из двух молекул кинезина, руководствуясь информацией, закодированной в ДНК, начинает производить микрорельсы, состоящие из коротких цепочек ДНК. После, по команде, поданной извне с помощью других молекул ДНК, по рельсам начинают перемещаться нанопоезда, состоящие из одной молекулы кинезина. "ДНК является универсальным материалом при создании синтетических молекулярных систем. Короткие цепочки ДНК могут использоваться в качестве строительного материала этих систем, а предварительно запрограммированная в ДНК информация будет определять конфигурацию конечной системы и перечень выполняемых ею функций" - рассказывает Адам Уоллмен (Adam Wollman), ученый из отдела физики Оксфордского университета, - "Запрограммировав в последовательности ДНК сложный набор инструкций, мы можем не только управлять созданием микроскопической транспортной системы и движением молекул по ней. Мы можем сделать так, что движущиеся молекулы, эти микропоезда, будут перевозить наборы инструкций для других микропоездов". "Мы провели эксперимент, в которых нанороботы-сборщики под влиянием введенной АТФ, создали разветвленную сеть из ДНК-рельсов. После этого по этой сети отправились нанопоезда, несущие груз из зеленого красителя, который равномерно покрывал красителем все по пути их следования, делая возможным увидеть весь процесс воочию в реальном времени. Добавив в окружающую дополнительное количество АТФ и среду молекулы ДНК с определенным набором инструкций, мы заставили нанопоезда вернуться в исходную точку. Введение ДНК с другим набором инструкций заставило нанопоезда переместиться к конечным точкам путей и высвободить пигмент, окрасив в зеленый цвет всю окружающую среду. На заключительном этапе эксперимента, по ДНК-путям отправились нанопоезда, снабженные инструкциями "самоуничтожения", что привело к полному "демонтажу" биохимической системы, остатки которой без следа растворились в окружающей среде". Вышеописанная демонстрация была достаточно простой демонстрацией, в которой в качестве груза использовался краситель. Но эти же самые методы могут быть использованы для переноса в пределах живой клетки и других материалов, таких, как лекарственные препараты. А такую технологию в целом можно использовать и в совершенно других целях, к примеру, для точного управления ходом химических и биохимических реакций или для транспортировки "строительного материала" сложных биохимических систем более высокого уровня. Первоисточник

17 ноября 2013, 20:32

"Зеленая" революция

В Израиле нашли замену нефти. Поиск альтернативного источника топлива, который заменил бы нефть, стал одной из важнейших задач XXI века, однако до сих пор никаких действительно удовлетворительных результатов достичь не удавалось. Но похоже, что исследователям из университета им. Бен-Гуриона в Негеве все уже удастся произвести "зеленую революцию" в сфере энергетики. Разработанный ими процесс производства экологического сырья, заменяющего нефть, предполагает использование двух самых распространенных на Земле химических соединений – воды и углекислого газа. Профессора Моти Грешкович и Мирон Ландау, а также работавшая с ними группа исследователей из центра "Бельшенер" смогли получить сырье, которое при помощи уже существующих технологий и существующей инфраструктуры можно превращать в жидкое топливо. В отличие от других альтернативных источников топлива, содержащих электрические элементы и требующих создания дополнительной инфраструктуры, новое "зеленое" сырье может просто заменить нефть и использоваться на перерабатывающих заводах по производству топлива вместо нее. Профессор Гершкович рассказал о революционной разработке на конференции "Блумберг", посвященной альтернативным источникам топлива, которая проходит на этой неделе в Тель-Авиве. По его словам, инновационная технология основана на процессе катализации с применением особых, ранее не использовавшихся методов. Процесс подразумевает использование синтетического газа, сочетающего в себе углекислый газ и водород. По словам профессора, никаких технологических препятствий при введении массового производства не предвидится, это означает, что новый вид "зеленого" топлива может начать повсеместно применяться в течение ближайших 5-10 лет. http://9tv.co.il/news/2013/11/17/163063.html

Выбор редакции
26 октября 2013, 00:00

Первого бионического человека снабдили искусственным интеллектом, разработанным в России

В Вашингтоне продемонстрировали первого в мире бионического человека, способного ходить и говорить. Общаться с окружающими он может благодаря системе искусственного интеллекта, предоставленной российской компанией i-Free. Однако английские разработчики считают его «не очень вежливым собеседником». Первого в мире бионического человека, способного ходить и разговаривать, представила в Национальном музее авиации и космонавтики США (Smithsonian's National Air and Space Museum) английская компания Shadow Robot Co. Систему искусственного интеллекта (AI) авторам проекта безвозмездно предоставила российская компания i-Free. «Мы передали исследователям из компании Shadow Robot технологию интеллектуального агента, т.е. API к текущей базе знаний робота «Евгений Густман», — сообщил CNews Егор Наумов, руководитель группы AI-разработок компании i-Free. В российской компании подчеркивают, что биоробот может легко коммуницировать с людьми: он распознает голосовые запросы, поддерживает осмысленный диалог и даже демонстрирует чувство юмора. «Евгений Густман» — чат-бот российского происхождения, который выдает себя за 13-летнего мальчика из Одессы. В отличие от многих подобных компьютерных программ, Густман обладает отличительными личностными характеристиками и историей: у него есть морская свинка, а отец работает гинекологом. Пообщаться с ним можно на странице. Не всем создателям бионического человека общение с реинкарнацией Евгения Густмана показалось приятным. Роберт Вобертон (Robert Warburton), инженер-конструктор Shadow Robot, отметил: «Люди, которые создали ее (AI-технологию), решили запрограммировать робота в качестве 13-летнего мальчика из Украины. Так что он не очень вежливый собеседник». Обработка всех речевых команд и запросов, поступающих биороботу в процессе коммуникаций, а также формирование его ответов происходит дистанционно – на технологической платформе компании i-Free. Процесс обработки каждого запроса происходит практически мгновенно и занимает доли секунды. Вобертон отмечает, что система искусственного интеллекта, используемая роботом, представляет собой вопросно-ответную компьютерную программу вроде Siri в iPhone, пишет Reuters. Под искусственным интеллектом подразумевают технологию, с помощью которой можно использовать компьютер для понимания голосовых команд и других человеческих действий. Например, к AI-системам относят компьютер Deep Blue, который играл против Гарри Каспарова в шахматных партиях, а также разнообразные системы распознавания речи. I-Free использует свою AI-технологию в виртуальных мобильных ассистентах, например «Ассистент на русском». Компания позиционирует это приложение как «наш ответ Siri на русском для Android». AI-технология, используемая i-Free, была разработана Владимиром Веселовым, который сейчас, судя по его профайлу в LinkedIn, является разработчиком ПО в Amazon. I-Free купила технологию у Веселова в 2011 г. и продолжила ее модернизировать. В 2012 г. эта технология, использованная в мобильном приложении Everfriends, заняла первое место в международном конкурсе «Turing 100 AI Machines Competition». Бионический человек, разработанный Shadow Robot Co, призван продемонстрировать последние достижения медицины в области создания бионических частей тела и искусственных органов. Он создан из 28 синтетических частей, в том числе конечностей, кожи, костей, поджелудочной железы, легких, селезенки и кровеносной системы. Контролировать движения робота можно удаленно с помощью Bluetooth. Рост бионического человека составляет 1,83 м, а вес – 77 кг. Бертольд Мейер «подарил» свое лицо бионическому человеку Лицо биоробота неподвижно и было скопировано с Бертольда Мэйера (Bertolt Meyer), психолога из Цюрихского университета. Он родился без руки и сам пользуется бионическим протезом. Мэйер принимал участие в создании биоробота и стал ведущим телепередачи The incredible bionic man («Невероятный бионический человек»), премьера которой состоялась 20 октября на телеканале Smithsonian Channel (США). Добавил: p.verteppi

Выбор редакции
04 октября 2013, 20:13

Экзопланета удивила астрономов необычной водной атмосферой

Необычная планета Глизе 1214b находится на расстоянии 40 световых лет от нашей Солнечной системы в созвездии Змееносца, её масса в шесть раз больше, чем у Земли, при этом радиус превосходит земной в три раза. Экзопланета была открыта в 2009 году в рамках проекта MEarth, который отслеживает более 2000 звёзд малой массы. Учёные установили, что атмосфера Глизе 1214b не просто богата водой, но водой, находящейся в необычном для Земли состоянии. Японские астрономы изучили атмосферу суперземли с помощью специальных камер телескопа Subaru. Они позволяют наблюдать за прохождением планет по лику звёзд. Дополнительно они использовали синий фильтр. Научно-исследовательская группа заявила, что, несмотря на богатую водой атмосферу, планета не может быть обитаемой подобно Земле, так как температура её атмосферы достигает 280 градусов по Цельсию. Учёные из Национальной астрономической обсерватории Японии (National Astronomical Observatory) намеревались определить, из чего именно состоит атмосфера суперземли, из воды или водорода. Для этого им нужно было изучить рассеяние света планеты. Затем они объединили свои результаты с предыдущими наблюдениями в других цветах и пришли к выводу, что атмосфера содержит значительное количество воды. "Когда температура и давление настолько высоки, в нижних слоях атмосферы вода не принимает ни одно из привычных агрегатных состояний (будь то пар, жидкость или твёрдое тело), она представляет собой сверхкритическую жидкость, – утверждает глава исследования доктор Норио Нарита (Norio Narita). – Поведение воды отличается от того, что мы можем наблюдать на Земле". Наличие воды – важное условие для зарождения жизни на подобных Земле планетах. Но из-за близкой орбиты (Глизе 1214b в 70 раз ближе к своему светилу, чем Земля к Солнцу, и обращается вокруг него всего за 38 земных часов) экзопланета практически не имеет шансов на обитаемость. Даже несмотря на присутствие водяного пара в атмосфере, жидкая вода (например, океаны) не может существовать на поверхности этой планеты. Поэтому вряд ли она пригодна для жизни. Ширину атмосферы довольно сложно оценить, когда планета не имеет твёрдой поверхности (такова и Глизе 1214b), но учёные полагают, что она может составлять около 30 километров – примерно в три раза больше, чем у Земли.