• Теги
    • избранные теги
    • Сферы200
      • Показать ещё
      Страны / Регионы227
      • Показать ещё
      Разное231
      • Показать ещё
      Формат32
      Международные организации16
      • Показать ещё
      Люди68
      • Показать ещё
      Показатели18
      • Показать ещё
      Издания12
      • Показать ещё
      Компании98
      • Показать ещё
Выбор редакции
15 апреля, 19:00

Что уже могут вырастить в лабораториях

Наука шагнула так далеко вперед, что невероятное становится очевидным. Да, конечно это все не в "промышленных масштабах", но могут же уже! К чему это приведет - неизвестно. Лучше станем жить или руками ученых и тамими разработками вообще уничтожим когда нибудь жизнь на Земле - непонятно.Ну как минимум уже есть вот такой список:Бактерии, питающиеся пластикомИсследователи из Японии обнаружили бактерии, которые могут есть пластик, а точнее полиэтилентерефталат, который является одним из самых распространенных на Земле. Они надеются, что эти бактерии можно будет использовать для сокращения пластиковых отходов.Стволовые клетки кровиВ 2017 году ученым удалось вырастить стволовые клетки, необходимые для производства крови. Благодаря этому они надеются, что смогут лечить такие заболевания, как лейкемия, и что у них будет достаточное количество крови для переливания.КожаОбычно кожу получают из шкур коров. Но компания Modern Meadow разработала методику изготовления настоящей кожи без уничтожения животных. Они выращивают штамм дрожжей, который вырабатывает коллаген. Этот белок и придает коже прочность и эластичность.УхоЯпонские учёные утверждают, что искусственные уши можно будет выращивать на заказ и пересаживать человеку уже в ближайшие пять лет. Они недавно вырастили человеческую ушную раковину на спине лабораторной мыши.ТрахеяШведские ученые смогли вырастить человеческую трахею из стволовых клеток. Вдобавок ко всему, они пересадили ее больному раком, у которого опухоль блокировала дыхательные пути.КонечностьХаральд Отт из Массачусетской больницы смог вырастить крысиную конечность из живых клеток. Это достижение может войти в историю как первый шаг к созданию реальных, биологически функциональных конечностей для инвалидов.МоскитыЗачем нам выращивать москитов, скажете вы. Но в данном случае в американской лаборатории специально выращивают москитов, которые предназначены для переноски бактерий, губительных для других комаров, которые являются переносчиками вируса Зика и других опасных заболеваний.«Топливные» бактерииВ 2013 году группа исследователей из Эксетерского университета (Великобритания) заставила бактерии E.coli (кишечная палочка) вырабатывать дизельное топливо. Такое топливо не надо смешивать с нефтепродуктами прежде чем заливать в бак автомобиля.ОдеждаНе только кожа выращивается в лаборатории, но и другой материал для одежды тоже. Компания под названием Biocouture начала разрабатывать одежду из особого материала, добыть который можно с помощью большой ёмкости (например, ванной), зеленого чая, сахара и специальных бактерий. После того как био-одежда изнашивается, ее можно легко утилизировать.БриллиантыРечь не идет о синтетическом камне, известном под названием кубик циркония. Вы и представить себе не можете сколько алмазов, обладающих такими же химическими характеристиками, как и природные алмазы, выращивают в лабораториях. Многие из них уже добрались до полок известных ювелирных магазинов.ГамбургерыЕще с 2008 года ученые пытались получить вполне съедобное мясо в лабораторных условиях и, наконец, их старания увенчались успехом в 2013. Взяв стволовые клетки коровы, ученые вырастили из них 20,000 мышечных волокон, которые были потом извлечены из своих пробирок и сформированы в котлетку. Ее использовали при приготовлении гамбургера, который съели на дегустации в Лондоне.СпермаУченые из Нанкинского медицинского университета в Китае смогли превратить стволовые клетки мышей в клетки спермы, давая надежду на лечение мужского бесплодия.КораллыУченые придумали способ выращивать кораллы в пробирке, собрав половые клетки, выпущенные различными колониями кораллов, расположенных вблизи острова Кюрасао. Достижения ученых может предотвратить исчезновение коралловых рифов.МозгНедавно ученые начали выращивать крошечные шарики человеческой мозговой ткани. Они имеют диаметр всего около 4 мм. Исследуя их, ученые надеются понять природу таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера.источникиhttp://mixstuff.ru/archives/140110Вернемся к итогам прошлого года. Вот так перечисляли Научные открытий 2017 года, которые звучат как фантастика

02 апреля, 00:03

О Политэкономии. 6, 2-2.

Идея прогресса соединилась с алхимией. Трудно выявить истоки этого синтеза. Вероятно, влияние оказала идущая от натурфилософии вера в трансмутацию элементов и в то, что минералы (например, металлы) растут в земле («рождаются Матерью-Землей»). Алхимики, представляя богоборческую ветвь западной культуры, верили, что посредством человеческого труда можно изменять природу. Эта вера, воспринятая физиократами и еще присутствующая у А. Смита, была изжита в научном мышлении, но, чудесным образом, сохранилась в политэкономии в очищенной от явной мистики.Мирча Элиаде так пишет об этой вере: «В то время как алхимия была вытеснена и осуждена как научная “ересь” новой идеологией, эта вера была включена в идеологию в форме мифа о неограниченном прогрессе. И получилось так, что впервые в истории все общество поверило в осуществимость того, что в иные времена было лишь миленаристской мечтой алхимика. Можно сказать, что алхимики, в своем желании заменить собой время, предвосхитили самую суть идеологии современного мира. Химия восприняла лишь незначительные крохи наследия алхимии. Основная часть этого наследия сосредоточилась в другом месте – в литературной идеологии Бальзака и Виктора Гюго, у натуралистов, в системах капиталистической экономики (и либеральной, и марксистской), в секуляризованных теологиях материализма и позитивизма, в идеологии бесконечного прогресса» (цит. по [33, c. 37]).От представления о Матери-Земле, рождающей («производящей») минералы, в политэкономию пришло противоречащее здравому смыслу понятие о «производстве» материалов для промышленности. Это сформулировал философ зарождающегося буржуазного общества Гоббс в «Левиафане»: минералы «Бог предоставил свободно, расположив их на поверхности лица Земли; поэтому для их получения необходимы лишь работа и трудолюбие [industria]. Иными словами, изобилие зависит только от работы и трудолюбия людей (с милостью Божьей)».Эта философия стала господствующей. Попытки развить в рамках немеханистического мировоззрения (холизма) начала «экологической экономики», предпринятые в XVIII веке Линнеем и его предшественниками (Oeconomia naturae – «экономика природы», «баланс природы»), были подавлены всем идеологическим контекстом. В XIX веке так же не имел успеха и холизм натурфилософии Гёте. Можно сказать, что политэкономия стала радикально картезианской, разделив экономику и природу так же, как Декарт разделил дух и тело. В фундаментальной модели политэкономии роль природы была просто исключена из рассмотрения как пренебрежимая величина. О металлах, угле, нефти стали говорить, что они «производятся» а не «извлекаются».Перейдем теперь к вопросу, который нас касается непосредственно: как указанные представления преломились в политэкономии марксизма? Ведь позиция, занятая по этим проблемам Марксом оказала очень большое влияние на воззрения экономистов и политиков многих народов.Казалось бы, можно было ожидать, что присущие марксизму универсализм и идея справедливости сделают его политэкономию открытой для понимания нужд человечества в целом, включая будущие поколения. К тому же Ф. Энгельс в «Диалектике природы» признает исторически обусловленный характер «экологической слепоты» человека: «При теперешнем способе производства и в отношении естественных, и в отношении общественных последствий человеческих действий принимается в расчет главным образом только первый, наиболее очевидный результат. И при этом еще удивляются тому, что более отдаленные последствия тех действий, которые направлены на достижение этого результата, оказываются совершенно иными, по большей части совершенно противоположными ему» [83, с. 499].У Энгельса там же мы видим и отрицание, хотя и нечеткое, самих сложившихся в буржуазном обществе субъект-объектных отношений к природе: «На каждом шагу факты напоминают нам о том, что мы отнюдь не властвуем над природой так, как завоеватель властвует над чужим народом, не властвуем над нею так, как кто-либо находящийся вне природы, – что мы, наоборот, нашей плотью, кровью и мозгом принадлежим ей и находимся внутри нее, что все наше господство над ней состоит в том, что мы, в отличие других существ, умеем познавать ее законы и правильно их применять» [83, с. 496].Тем не менее, эти общие установки не превратились в элементы политэкономической модели Маркса. Даже напротив, все те принципы индустриализма, которые послужили барьером на пути соединения экономики с экологией, в марксизме были доведены до своего логического завершения. Это было сделано при анализе сути политэкономии именно капиталистического способа производства. Но многим сторонам этого способа производства были при этом изложении приданы черты естественного закона.В «Капитале» Маркса именно рыночная экономика представлена как нормальная, а натуральное хозяйство, в системе которого жило большинство человечества, считалось дикостью и атавизмом – ему для контраста посвящены обильные примечания. Нерыночное хозяйство было для политэкономии Иное – «часть природы».Перечислим коротко принципы политэкономии Маркса в отношении природы.Прежде всего, природные ресурсы являются неисчерпаемыми и бесплатными. Поэтому они как таковые не являются объектом экономических отношений. Топливо и металлы «производятся» и включаются в экономический оборот как товар именно и только в соответствии с издержками на их производство. Вот некоторые формулировки Маркса.«Силы природы не стоят ничего; они входят в процесс труда, не входя в процесс образования стоимости» [82, c. 499]).«Силы природы как таковые ничего не стоят. Они не являются продуктом человеческого труда, не входя в процесс образования стоимости. Но их присвоение происходит лишь при посредстве машин, которые имеют стоимость, сами являются продуктом прошлого труда... Так как эти природные агенты ничего не стоят, то они входят в процесс труда, не входя в процесс образования стоимости. Они делают труд более производительным, не повышая стоимости продукта, не увеличивая стоимости товара» [82, c. 553].«Производительно эксплуатируемый материал природы, не составляющий элемента стоимости капитала – земля, море, руды, леса и т.д... В процесс производства могут быть включены в качестве более или менее эффективно действующих агентов силы природы, которые капиталисту ничего не стоят» [84, с. 399].«Какому обстоятельству обязан фабрикант в данном случае своей добавочной прибылью… – естественной силе, двигательной силе водопада, который дан природой и этим отличается от угля, который превращает воду в пар и который сам есть продукт труда, поэтому имеет стоимость, который должен быть оплачен эквивалентом, стоит определенных издержек» [85].«Только в результате обладания капиталом – и особенно в форме системы машин – капиталист может присваивать себе эти даровые производительные силы: как скрытые природные богатства и природные силы, так и все общественные силы труда, развивающиеся вместе с ростом населения и историческим развитием общества» [82, c. 537]).Повторения этой мысли можно множить и множить – речь идет о совершенно определенной и четкой установке, которая предопределяет всю логику трудовой теории стоимости.В ХIХ веке, перейдя в представлении экономической «машины» от метафоры часов (механика) к метафоре тепловой машины (термодинамика), политэкономия отвергла предложение включить в свою модель «топку и трубу» (невозобновляемые ресурсы энергоносителей и загрязнения) – ибо это означало бы крах всего здания рыночной экономики.В «Капитале» Маркс заостряет вопрос до предела: «До какой степени фетишизм, присущий товарному миру, или вещная видимость общественных определений труда, вводит в заблуждение некоторых экономистов, показывает, между прочим, скучный и бестолковый спор относительно роли природы в процессе созидания меновой стоимости. Так как меновая стоимость есть лишь определенный общественный способ выражать труд, затраченный на производство вещи, то, само собой разумеется, в меновой стоимости содержится не больше вещества, данного природой, чем, например, в вексельном курсе» [23, с. 92].Впервые в явной форме проблема расхождения представлений природы и экономики было сделано в книге У.С. Джевонса «Угольный вопрос» (1865), в которой он дал прогноз запасов и потребления угля в Великобритании до конца XIX века. Осознав значение второго начала термодинамики, Джевонс дал ясное понятие невозобновляемого ресурса и указал на принципиальную невозможность неограниченной экспансии промышленного производства при экспоненциальном росте потребления минерального топлива.Он писал: «Поддержание такого положения физически невозможно. Мы должны сделать критический выбор между кратким периодом изобилия и длительным периодом среднего уровня жизни... Поскольку наше богатство и прогресс строятся на растущей потребности в угле, мы встаем перед необходимостью не только прекратить прогресс, но и начать процесс регресса» (цит. по [86, c. 231]).Джевонс обратил внимание на тот факт, что другие страны живут за счет ежегодного урожая (то есть потока солнечной энергии), а Великобритания за счет капитала, причем этот капитал не дает процентов: будучи превращенным в тепло, свет и механическую силу, он исчезает в пространстве. Исследователи начали изучать величины запасов угля и сравнивать их с солнечной энергией вовлекающей фотосинтезом в экономический оборот. В 1880 г. были подведены оценки исследований в ряде стран. Выводы были такие: возобновимые источники энергии – культурные растения, луга и деревья – составили в этих странах (на душу населения) 19 млн ккал, а ископаемое топливо (уголь) 9 млн [86, c. 89].В переписку с Джевонсом вступили Гладстон и патриарх английской науки Дж. Гершель, Дж.С. Милль докладывал о книге в парламенте. Гершель так и писал о книге Джевонса «Угольный вопрос»: это – атака на эгоизм богатых англичан ныне живущего поколения. Напротив, экономическая литература обошла книгу, которая регулярно переиздавалась в течение целого века, почти полным молчанием. Та проблема, которую поднял Джевонс, оказалась вне сферы экономической науки. Исключая из политэкономической модели проблему природных ресурсов, Маркс и Энгельс не приняли главных современных ему достижений термодинамики.В письме Марксу от 21 марта 1869 г. Энгельс называет концепцию энтропии «нелепейшей теорией»: «Я жду теперь только, что попы ухватятся за эту теорию как за последнее слово материализма. Ничего глупее нельзя придумать... И все же теория эта считается тончайшим и высшим завершением материализма. А господа эти скорее сконструируют себе мир, который начинается нелепостью и нелепостью кончается, чем согласятся видеть в этих нелепых выводах доказательство того, что их так называемый закон природы известен им до сих пор лишь наполовину. Но эта теория страшно распространяется в Германии» [87].Более развернутое отрицание Энгельс сформулировал в «Диалектике природы»: «Клаузиус – если я правильно понял – доказывает, что мир сотворен, следовательно, что материя сотворима, следовательно, что она уничтожима, следовательно, что и сила (соответственно, движение) сотворима и уничтожима, следовательно, что все учение о «сохранении силы» бессмыслица, – следовательно, что и все его выводы из этого учения тоже бессмыслица… Вопрос о том, что делается с потерянной как будто бы теплотой, поставлен, так сказать, без уверток лишь с 1867 г. (Клаузиус)… Но он будет решен; это так же достоверно, как и то, что в природе не происходит никаких чудес… Вопрос будет окончательно решен лишь в том случае, если будет показано, каким образом излученная в мировое пространство теплота становится снова используемой» [83, с. 599, 600].Огромный культурный и философский смысл второго начала, который либеральная политэкономия просто игнорировала, марксизм отверг активно и сознательно.Включив в изучение общественных процессов категорию объективных законов, Маркс сделал свою политэкономию уязвимой для соблазна позитивизма. И «законы», и теории — всего лишь модели реальности, и из их успешного применения вовсе не следует, что реальность «похожа» на модель. Само утверждение, что такие законы существуют — вера, никаких доказательств их существования нет, и многие заслуживающие уважения ученые считали «законы общественного развития» не более чем полезным методологическим приемом.Прочитав «Происхождение видов» Дарвина, Маркс писал Энгельсу, что «в этой книге дается историко-естественное основание нашей концепции». Эволюционное учение, оказавшее огромное влияние на всю идеологию современного общества Запада, сразу же было включено Марксом в политэкономию как «естественный закон» развития производительных сил. Энгельс так и подытожил труд Маркса: «Чарлз Дарвин открыл закон развития органического мира на нашей планете. Маркс открыл основной закон, определяющий движение и развитие человеческой истории, закон до такой степени простой и самоочевидный, что почти достаточно простого его изложения, чтобы обеспечить его признание» [88].Перейдем к другим аспектам политэкономии Маркса.

01 апреля, 17:00

Пирамида Маслова

1 апреля исполняется 110 лет со дня рождения всемирно известного американского психолога Абрахама Маслоу. О том, что он был автором «пирамиды потребностей», знают все, но немногие слышали о том, что он мог бы прославиться как российский, а не американский ученый.Его персона для многих до сих пор остается загадкой, как и тот факт, что никакой пирамиды на самом деле он не рисовал…Факт 1. ПроисхождениеНезадолго до рождения Абрахама его родители, спасаясь от еврейских погромов, уехали из южной губернии Российской империи в США. Фамилия его отца – Маслов, но он решил произносить ее на американский манер – Маслоу. Абрахам появился на свет в 1908 г. в еврейском районе Нью-Йорка, но если бы это случилось на несколько лет раньше, он стал бы нашим соотечественником и его звали бы Абрамом Самуиловичем Масловым.Знаменитый американский ученый-психолог Абрахам МаслоуФакт 2. Несчастливое детствоВ детские годы Абрахам был предоставлен сам себе и рос очень несчастливым и одиноким ребенком. Характеризуя своего отца, он говорил, что тот больше всего любил «выпивку, драки и общество женщин». А мать была крайне религиозной женщиной, жестоко наказывая сына за непослушание и уделяя больше внимания шести младшим детям. Будущий психолог признавался: «Вся моя жизненная философия и мои исследования имеют один общий исток – они питаются ненавистью и отвращением к тому, что воплощала собой она (мать) …Принимая во внимание условия, в которых прошло мое детство, приходится только удивляться по поводу того, что у меня не развилось какое-либо психическое заболевание. Я был еврейским ребенком в нееврейской среде. Что-то вроде первого чернокожего в учебном заведении для белых детей. Я рос без друзей, один и практически все свободное время проводил в читальных залах посреди книг». С отцом он позже нашел общий язык, а мать так и не смог простить и даже не пришел на ее похороны.Факт 3. Брак с двоюродной сестройАбрахам никогда не пользовался успехом у женского пола и сильно переживал из-за своей невзрачной внешности: ему казалось, что с таким худощавым телосложением и таким большим носом он выглядит комично и нелепо. Он настолько болезненно относился к собственной внешности, что даже избегал поездок в метро в час пик, чтобы никому не попадаться на глаза. Он пробовал заниматься спортом, но не достиг заметных результатов, и тогда с головой ушел в научную деятельность. Ситуация усугублялась тем, что со школьных лет Маслоу был влюблен в свою двоюродную сестру Берту Гудман, но не решался ей признаться в этом, опасаясь отказа и осуждения. Но его любовь оказалась взаимной, и это круто изменило его жизнь. Он женился на Берте, а вскоре получил степень доктора психологии в Висконсинском университете. Ученый признавался: «По большому счету, жизнь началась для меня лишь только тогда, когда я переехал в Висконсин и начал семейную жизнь».Факт 4. Пирамида, которой не былоВо всем мире американского психолога знают в первую очередь как автора «пирамиды потребностей», в которой он представляет иерархическую систему мотивов поведения человека. Эта пирамида неоднократно становилась причиной ожесточенных споров психологов, маркетологов и менеджеров – мол, в реальных условиях пирамида не работает, и каждая из этих потребностей не может быть удовлетворена в полной мере, чтобы можно было переходить к следующей. На самом деле все эти споры безосновательны – все дело в том, что никакой пирамиды Маслоу не рисовал. Он действительно занимался изучением иерархии потребностей человека, но пирамида впервые появилась в 1970-х гг. в работах его последователей и популяризаторов как сильно упрощенное и схематичное изображение результатов исследований знаменитого психолога. С помощью этой схемы действительно проще объяснить теорию мотивации Маслоу, однако она не сводится к пирамиде.Факт 5. Пирамида, которая «не работает»Именно из-за схематичного изображения теории мотивации Маслоу в виде пирамиды и возникают казусы в трактовках. Чаще всего звучат возражения по поводу того, что неудовлетворенность физиологических потребностей мешает возникновению потребностей высшего уровня – мол, поэт может писать стихи, оставаясь голодным, альпинист стремится к вершине, пренебрегая собственной безопасностью и т. д. Однако ученый имеет в виду потребности, доведенные до крайней степени: «На практике это означает, что человек, живущий в крайней нужде, человек, обделенный всеми радостями жизни, будет движим, прежде всего, потребностями физиологического уровня. Если человеку нечего есть и если ему при этом не хватает любви и уважения, то все-таки в первую очередь он будет стремиться утолить свой физический голод, а не эмоциональный… Человека, чувствующего смертельный голод, не заинтересует ничего, кроме еды».Кроме того, эта иерархия не столь строга и последовательна, как это представлено в пирамиде. Маслоу пишет: «Когда мы говорим об иерархии …, может сложиться впечатление, что речь идет о некой жестко фиксированной структуре потребностей. Но в действительности иерархия потребностей вовсе не так стабильна, как это может показаться на первый взгляд....Говоря об иерархии потребностей, мы утверждаем лишь, что человек, у которого не удовлетворены две потребности, предпочтет сначала удовлетворить более базовую, а, следовательно, и более насущную потребность. Но это ни в коем случае не означает, что поведение этого человека будет определяться именно этой потребностью. Считаю нужным еще раз подчеркнуть, что потребности и желания человека – не единственные детерминанты его поведения». В своих поздних работах психолог существенно модифицировал свою теорию мотивации личности, фактически отказавшись от многоступенчатой иерархии потребностей.источникиhttps://kulturologia.ru/blogs/010418/38431/Давайте вспомним еще, Почему наш мозг цепляется за ложные убеждения и действительно ли Жизнь в одиночку - «вечное счастье»?. А еще мы с вами как то обсуждали 58 ошибок мышления и Какими вырастут дети гомосексуалистов?

26 марта, 04:00

Животные - наркотики

Общеизвестно, что многие растения содержат психоактивные вещества, но то, что некоторые животные также могут содержать психоактивные вещества едва ли известно. Современные исследования психоактивных свойств фауны находятся еще в зачаточном состоянии.Но кое что уже известно!В семнадцатом веке алхимик и врач Б. ван Гельмонт описал алхимические исследования с животными, как поиски «животного камня», который является «минеральным vertue» получаемый из «естественных экскрементов» животных. Под испражнениями понимаются все выделения, а не только фекалии и моча.Раннее ученые и алхимики экспериментировали со всеми видами животных. Один из таких экспериментатора, Николай Польша, как известно, широко использовал шкуры жаб, змей и скорпионов.Христиан Ратч отметил, что укушенные скорпионами испытывают галлюцинации. И что их яды еще ждут научного анализа, чтобы определить действительно ли они имеют психоактивные свойства.НасекомыеЕсть ряд сообщений об использовании ядовитых и других насекомых с психоактивными свойствами.Пчелы, которые собирают нектар с психоактивных растения Атропа белладонна дают мед, содержащий психоактивные тропановые алкалоиды.Укусы осы, как известно, вызывают мягкие галлюциногенные эффекты, такие как увеличение интенсивности цвета и восприятия геометрических форм. Использование муравьев за их свойства галлюциногенов было когда-то общей традицией среди калифорнийских индейцев. Французский исследователь девятнадцатого Августин де Сент-Илер (1779-1853) оставил после себя описания использования Bicho de tacuara, “бамбуковой личинки” (которые являются определенным видом) племенем Маласис, коренным населением восточной Бразилии, и некоторыми португальскими жителями.Он описывает их использование следующим образом: Когда их мучает бессонница от сильных эмоций они глотают сушеных червей без головы и затем испытывают своего рода экстатический сон, который длится зачастую больше дня, похожий на эффекты от опиума в избытке.Они говорят, что личинки пробуждают чудесные мечты, видения с великолепными лесами. Но Маласис употребляют их лишь в редких случаях, так как это изнурительного рода наслаждение.Следует упомянуть о „Spanish Fly“ печально известный афродизиак или шпанские мушки. Шманские мушки сделаны из крыльев жука (Cantharis vesicatoria) и используются, чтобы продлить эрекцию, но в больших дозах могут быть опасными.Английский врач Уильям Салмон писал в 1693 о эффективности дистиллированного масла cantharides смешанного с другими ингредиентами, и если помазать подошвы ног, яички и промежность, действует возбуждающе на оба пола.Скарабей, который был священным у древних египтян, сообщает египтолог Уоллис Бадж употреблялся суданским народом в размолотом виде смешанным с водой.Ацтеки делали психоактивную мазь, которая содержала ядовитых насекомых, табак и галлюциногенные семена ололиуков и утренней славы.РыбаТоксичные виды рыбы фугу были определены в качестве ключевых психоактивных компонентов в создании зомбирующих наркотиков.В Южной Африке, на Гавайях и островах Норфолк в Тихом океане были найдены психоактивные рыбы: „Сон рыба“ или „Кошмар рыба”.“Сон рыба” c островов Норфолк относится к виду Kyphosus (было высказано предположение, что это может быть К. fuseus или, скорее всего К.vaigiensis), и, как считают, является причиной ужасных ночных кошмаров. Кристиан Ратч, немецкий антрополог, утверждает, что “сон рыба» содержит большое количество галлюциногена ДМТ.Доклады местных жителей гавайских островов о рыбах, имеющих психоактивные эффекты, заинтересовали исследователей из Университета гавайев.Известно четыре вида рыб, вызывающих психоактивные эффекты, два из семейства кефали Mugil cephalus и Neomyxus chaptalli и два принадлежащие к семейству goatfish .В 1927 году группа японских рабочих из 30-40 человек впали в бред и паралич после того как съели рыбу.Симптомы варьируются от человека к человеку. В случае одной семьи, которые ели подобную рыбу, некоторые члены испытали сильную интоксикацию в то время как другие не испытали никаких эффектов.Версия, то, что это может быть связано с какой-то аллергической реакцей была отвергнута, так как лица, которые испытывают галлюцинации и другие эффекты при приеме токсичных видов рыб, без проблем потребляют нетоксичные виды рыб.Некоторые местные рыбаки считают, что психоактивность рыб может быть связана с тем, что рыбы едят определенные виды водорослей, но исследователи считают это маловероятным.Галлюциногенные эффекты от этих видов рыб были зарегистрированы на двух из Гавайских островов, Кауаи и Молока, и токсины по-видимому присутствует в рыбе только в июне, июле и августе.Гавайские рыбаки сообщили, что психоактивную рыбу можно было различить по отличительным красным пятнам на губах и по бокам головы, но другие говорили, что она выглядела так же, как нетоксичные рыбы.Не ясно, какие части рыбы содержат токсины, хотя некоторые говорят, что психоактивны только мозг или голова в то время как другие утверждают, что все части рыбы психоактивны.Два других видов рыб, обитающих на Гавайях, по слухам, являются причиной подобных эффектов — Тан (Acanthurus sandvicensis), и Рулевая рыба (Kyphosus cinerascens), причем последний это близкий родственник «сон рыбы» c островов Норфолк.Несмотря на это не существует реальных доказательств того, что различные виды ядовитых рыб были когда-либо использовали систематически для получения психоактивных эффектов.Большинство зарегистрированных случаев указывают, что такое опьянение случайность.Д-р Брюс Холстед из научно-исследовательского института World Life в 1959 году заявил, что он обнаружил наличие галлюциногенных веществ в рыбе, но не назвал ни вида ни место, в котором было обнаружено, опасаясь, что русские будут использовать это для разработки наркотиков..Ратч предположил, что скат желтый Stingray (Urolophus jamaicensis) использовался майя благодаря его опьяняющим и афродизирующим свойствам.Токсины и яды амфибий также обладают психоактивными свойствамиЗоологи классифицируют бесхвостых амфибий (лягушки и жабы) и хвостатых амфибий, в том числе тритонов и саламандр.Традиционно яды токсичных видов лягушки использовались для охоты. Ядами обрабатывали стрелы и другие снаряды.Тем не менее, вопрос об использовании лягушек на предмет их возможного психоактивного эффекта, остается открытым. Ричард Шультес, эксперт по галлюциногенам в бассейне реки Амазонки, сказал, что лягушки являются мощным и широко распространенным психоактивным средством в многочисленных племенах в Южной Америке.Народ Амахуака перуанской Амазонии используют яд из лягушки (Phyllomedusa биколор), чтобы впасть в состояния транса.Некоторые тритоны также обладают интересными токсическими свойствами.Калифорнийские виды тритонов, принадлежащие к роду Taricha содержат taricha токсин, который аналогичен тетродотоксину, найденному в осьминогах и рыбе фугу. Европейский тритон из рода Tritums может также содержать tarichatoxin.В Индии курят кристализированный яд двух видов кобр Ophiophagus hannah и Naja Naja смешанный с каннабисом.Есть записи, что возможно эта практика применялась в древности. Samgadham Samhita, индийский текст восьмого века нашей эры, описывает употребление вещества бханга на «слюне змеи», возможно, змеиный яд был известен не только как яд, но и как психоактивное вещество.ПтицыИстории о психотропных птицах встречаются крайне редко. В шестнадцатом Диего Муньос Камарго описывает, как ацтеки ели мясо птицы Oconenetl, и что оно вызывает видения.Вполне возможно, что либо сами птицы производят психоактивные вещества, либо они едят определенный вид растения.Batrachotoxins (т.е. яды амфибий), были недавно обнаружены в перьях и коже Южной птицы американского рода Pitohui. Ричард Шультеса сообщил, что кости определенных птиц, поедающие плоды растений, которые использовались в качестве добавки к аяхуаске становятся также психоактивными.Русский путешественник в Восточной Сибири в конце восемнадцатого века, живший в то время среди чукчей, сообщал странный случай интоксикации животных: два мертвых оленя умерли от того, что им дали выпить слишком много человеческой мочи.ОлениЧукчи дают им мочу время от времени, чтобы сделать их более сильными.Каждый Чукча сохраняет свою мочу в емкости из тюленьей кожи, которая специально сшита для этой цели.Чукчи, как известно, потребляют мухомор, а иногда они также пьют свою мочу после употребления этого гриба, так как его психоактивные вещества остаются в моче.Олени, как известно, едят мухомор по собственному желанию, а их плоть остается психоактивной в течение короткого периода после смерти.ЖирафыПлемя Humr, которые живут в юго-западном Кордофане в Судане охотятся на слонов и жирафов. После убийства жирафа охотники разбивают лагерь и готовят напиток под названием umm nyolokh из печени и костного мозга.Охотники говорят, что употребление этого напитка является основной причиной для охоты на жирафа.Возможно в костном мозге жирафа содержится ДМТ.Волшебные зелья многочисленных коренных народов Африки, Новой Гвинеи и Америки, которые, как известно, содержат психотропные растения также включают разнообразные части животных в качестве своих ингредиентов.Сохранившаяся рецепты, которые были использованы европейскими ведьмами часто включают добавки из животных, таких как кошки, «мозги и кровь летучих мышей»… и т.д.Мощные галлюциногены DMT и 5-MeO-DMT, которые содержатся в большом количестве психоактивных растений также встречаются в различных млекопитающих и в спинномозговой жидкости человека. Научные исследования показали, что у больных шизофренией это количество несколько выше.

23 марта, 22:00

Ученые подтвердили существование нового вида материи: кристаллов времени

Постоянно в движении без затрат энергииУже несколько месяцев идут разговоры о том, что исследователям удалось создать кристаллы времени — странные кристаллы, атомная структура которых повторяется не только в пространстве, но и во времени, что означает, что они постоянно двигаются без затрат энергии.Теперь это официально подтвердили: исследователи только недавно рассказали в деталях, как создать и измерить эти странные кристаллы. И две независимые группы ученых утверждают, что им действительно удалось создать кристаллы времени в лабораторных условиях, пользуясь предоставленной инструкцией, тем самым они подтвердили существование абсолютно нового типа материи.Открытие может показаться абсолютно абстрактным, но оно является предвестником начала новой эры в физике, ведь многие десятилетия мы изучали лишь материю, которая по определению была ‘в равновесии’: металлы и изоляторы.Но звучали предположения о существовании во Вселенной самых разных странных видов материи, которая не находится в равновесии и которую мы даже не начали еще изучать, в том числе и кристаллы времени. Теперь мы знаем, что это не выдумка.Сам факт того, что у нас теперь есть первый пример ‘неравновесной’ материи, может привести в прорыву в нашем понимании окружающего мира, а также таких технологий как квантовые вычисления.“Это новый вид материи, и точка. Но классно и то, что это один из первых экземляров ‘неравновесной’ материи,” делится впечатлениями ведущий исследователь Норман Яо из Калифорнийского университета в Беркли.“Всю вторую половину прошлого века мы изучали материю в равновесии, такую как металлы и изоляторы. И только сейчас мы ступили на территорию ‘неравновесной’ материи.”Но давайте сделаем паузу и оглянемся, ведь концепт кристаллов времени существует уже несколько лет.Впервые их предсказал нобелевский лауреат теоретик физики Фрэнк Вильчек в 2012-м году. Кристаллы времени — это структуры, которые, кажется, находятся в движении даже при малейшем уровне энергии, известным как основное состояние или состояние покоя.Обычно, если материя находится в основном состоянии, также известным как состояние нулевой энергии системы, это означает, что движение теоретически невозможно, ведь на него требуются затраты энергии.Но Вильчек утверждал, что кристаллов времени это не касается.У обычных кристаллов атомная решетка повторяется в пространстве, совсем как углородная решетка алмаза. Но, как рубин или изумруд, они не двиггаются, потому что находятся в равновесии в своем основном состоянии.А у кристаллов времени структура повторяется еще и во времени, не только в пространстве. И поэтому они в основном состоянии находятся в движении.Представьте себе желе. Если его ткнуть пальцем, оно начнет колебаться. То же самое происходит и в кристаллах времени, но большое отличие в том, что им на движение не требуется энергия.Кристалл времени — это как постоянно колебающееся желе в своем привычном, основном состоянии, и именно это делает его новым видом материи — ‘неравновесной’ материи. Которая просто не может усидеть на месте.Но одно дело предсказать существование таких кристаллов, и совсем другое действительно их создать, что и произошло в новейшем исследовании.Яо и его команда создали детализированную схему, в которой подробно описали, как создать и измерить характеристики кристалла времени, и даже предсказать какими должны быть различные фазы, окружающие кристалл времени, другими словами, они описали эквиваленты твердого, жидкого и газообразного состояний нового типа материи.Опубликованную в Physical Review Letters статью Яо назвал “мостиком между теоретической идеей и эксперементальным воплощением”.И это вовсе не спекуляци. Следуя инструкции Яо, две независимые группы — одна из Университета Мериленда, другая из Гарварда — сумели создать свои собственные кристаллы времени.Результаты обоих исследований были объявлены в конце прошлого года на сайте arXiv.org (тут и тут), и были отправлены на публикацию в рецензируемые журналы. Яо стал со-автором обеих статей.Пока мы ждем публикаций, стоит оставаться скептически настроенными к заявлениям. Но сам факт, что двум независимым группам удалось по одной схеме создать кристаллы времени в абсолютно разных условиях, звучит многообещающе.В Университете Мериленда кристаллы времени были созданы из цепочки из 10-ти ионов иттербия, все с запутанными спинами электронов.Ключом к превращению этой основы в кристалл времени было сохранение ионов в неравновесии, и для этого по ним по очереди ударяли из двух лазеров. Один лазер создавал магнитное поле, второй лазер частично разворачивал спины атомов.Так как спины атомов были изначально запутаны, они вскоре вошли в стабильную, повторяющуюся схему поворота спина, которая и определяет кристалл.Это было нормальным, но чтобы стать кристаллом времени, система должна была сломить симметрию во времени. При наблюдении за цепочкой атомов иттербия, исследователи заметили нечто необычное.Два лазера, периодически ударяющих по атомам иттербия, вызывали повторение в системе с периодом в два раза больше периода ‘толчков’, а это было как раз тем, что не могло возникнуть в нормальной системе.“Не правда ли, было бы очень странно, если бы вы ткнули желе и обнаружили, что оно реагирует на это с разными временными периодами?” — объясняет Яо.“Но в этом и есть природа кристалла времени. У вас есть какой-то возбудитель с периодом T, но система каким-то образом синхронизируется, и вы наблюдаете ее движение с периодом, превышающим T.”В зависимости от магнитного поля и пульсации лазера, кристалл времени потом мог изменить свою фазу, как тающий кубик.Кристалл из Гарварда был другим. Исследователи создали его, используя плотные азотно-вакансионные центры в алмазе, но пришли к тому же результату.“Таких схожие результаты, полученные в двух очень разных системах, подтверждают, что кристаллы времени — широко распространенная форма материи, а не какая-то любопытная особенность, наблюдаемая лишь в небольшой, особенной системе,” — объясняет Фил Риферми из Университета Индианы в сопуствующей к работе заметке, он не участвовал в исследовании, но рецензировал статью.“Наблюдение этого отдельного кристалла времени… подтверждает, что слом симметрии может происходить в всех областях природы, а это открывает новые сферы для исследований.”Схема Яо была опубликована в Physical Review Letters, а со статьей из Гарварда о кристаллах времени вы можете ознакомиться тут, со статьей Университета Мериленда тут.Специально для проекта “Наука от Фансаенс”Отсюда

05 февраля, 21:00

Как правильно думать

Нейробиолог Эд Бойден о скрытых возможностях мозгаЕсли ученым удастся «разгадать мозг», поможет ли это лечить все болезни, управлять чувствами, контролировать воспоминания и генерировать идеи как компьютер?Нейробиолог Эд Бойден рассказал какие перспективы открывает исследование мозга, чего сможет добиться человек, если научится управлять нейронами, и почему неудавшимся проектам надо давать второй или даже третий шанс. «Теории и практики» публикуют перевод интервью.«Постоянно генерируй новые идеи. Не читай, не вдумываясь. Комментируй, формулируй, размышляй и обобщай, даже если читаешь предисловие. Так ты всегда будешь стремиться к пониманию сути вещей, что и нужно для творчества».Эд Бойден когда-то написал короткое эссе-инструкцию «Как думать», и приведенный выше абзац стал его правилом № 1. Тогда ему было 28 лет, он запускал собственную исследовательскую группу по нейробиологии в Массачусетском технологическом институте и уже обнародовал некоторые свои изыскания, которые принесли ему престижную премию Brain Prize за помощь в достижении «возможно, самого важного технического прорыва за последние 40 лет», как сказал председатель жюри. Это было почти десять лет назад. Его система генерации идей, кажется, оправдала ожидания. В прошлом году Бойден получил награду в три миллиона долларов на премии Breakthrough Prize, кроме того, он с коллегами открыл новый метод наблюдения за практически невообразимо крошечной электросхемой в головном мозге. Это позволило получить одни из самых точных изображений мозга.— Вы часто говорите, что ваша цель — «разгадать мозг». Что вы имеете в виду?— Я думаю, значение этой фразы будет меняться по мере получения новых знаний, но сейчас «разгадать мозг» для меня значит, что, во-первых, мы можем смоделировать (скорее всего, с помощью компьютера) процессы, которые будут генерировать нечто вроде мыслей и чувств, и во-вторых, что мы можем понять, как лечить нарушения мозговой деятельности, например болезнь Альцгеймера или эпилепсию. Это две цели, которые заставляют меня двигаться вперед. Одна фокусируется на понимании человеческой природы, другая — более медицинская.Вы можете мне возразить, заметив, что есть и третий вопрос: что такое сознание? Почему у нас есть воспоминания, а у бутылок, ручек и столов, насколько нам известно, их нет? Боюсь, что пока у нас нет точного определения сознания, поэтому к этому вопросу сложно подступиться. У нас нет «замерителя сознания», который бы указывал, насколько что-либо сознательно. Думаю, когда-нибудь мы и до этого доберемся, но в среднесрочной перспективе я бы хотел сосредоточиться на первых двух вопросах.«Почему мы так много знаем о мире? Довольно странно, что мы можем понять закон всемирного тяготения или квантовую механику»— Когда в 2016 году вы выиграли премию Breakthrough Prize, вы говорили о текущих попытках исследования мозга: «Если у нас все получится, то мы сможем ответить на такие вопросы, как «Кто я? Что есть моя личность? Что мне надо делать? Почему я здесь?». Как исследование поможет нам ответить на вопрос «Кто я?»— Я приведу пример. Когда в 2008 году наступил экономический кризис, я разговаривал со многими на тему того, почему люди поступают так, как поступают. Почему многие наши решения — не лучшие решения, которые мы могли бы принять? Конечно, существует целая область науки — поведенческая экономика, которая пытается объяснить наши поступки на психологическом и когнитивном уровне. Например, если вы зададите человеку много вопросов, а потом он будет проходить мимо вазы с конфетами, то он, вероятно, возьмет несколько, потому что утомлен ответами и не может устоять.Поведенческая экономика может объяснить некоторые вещи, но не может объяснить процессы, которые лежат в основе принятия решений, и в еще меньшей степени — кое-какие подсознательные моменты, которые мы вообще никак не контролируем. Заметьте, когда мы что-то осознаем, это часто результат бессознательных процессов, случившихся прямо перед этим. Так что если бы мы понимали, каким образом клетки мозга организованы в схему (практически компьютерную схему, если хотите), и видели, как информация протекает по этим сетям и изменяется, у нас было бы гораздо более четкое представление о том, почему наш мозг принимает определенные решения. Если мы разберемся в этом, может быть, мы сможем преодолеть некоторые ограничения и по меньшей мере понять, почему мы делаем то, что делаем.Можете вообразить, что в очень отдаленном будущем (вероятно, на это уйдет много десятилетий) мы сможем задавать действительно сложные вопросы о том, почему мы относимся к определенным вещам так или иначе или почему мы думаем о себе определенным образом, - вопросы, которые находятся в поле зрения психологии, философии, но на которые так сложно получить ответ с помощью законов физики.— Как исследование мозга поможет ответить на вопрос «Почему я здесь?»— Одной из причин, по которой я переключился с физики на изучение мозга, стал вопрос «Почему мы так много знаем о мире?». Довольно странно, что мы можем понять закон всемирного тяготения или что мы понимаем квантовую механику — по крайней мере, до такой степени, чтобы делать компьютеры. Удивительно, что мир в некотором роде понятен.И я задался вопросом: если наш мозг понимает какую-то часть устройства Вселенной, но не понимает всего остального, и все понятное ему доступно благодаря законам физики, на которых также базируется и работа нашего мозга, то получается нечто вроде замкнутого круга, так? И я пытаюсь разобраться: как его разорвать? Как сделать Вселенную понятной? Предположим, кое-чего о Вселенной мы не понимаем, но если мы знаем, как работает человеческий разум и каких мыслительных возможностей нам не хватает, может быть, мы можем создать более развитый искусственный интеллект, который поможет усилить нашу способность думать.Эту концепцию я временами называю «мозговой сопроцессор» — нечто, работающее с мозгом и расширяющее наше понимание.У нас по-прежнему много вопросов к Вселенной, так? Эйнштейн пытался найти связь между квантовой механикой и гравитацией, но так и не преуспел в этом вопросе, и до сегодняшнего дня до конца не понятно, как решить эту дилемму. Возможно, чтобы понять некоторые вещи, нам нужно увеличить свои интеллектуальные способности. Что будет, если мы их расширим? Конечно, нет никаких гарантий. Но, может быть, мы узнаем больше о происхождении Вселенной, о том, какие силы влияли на нее в начале существования и какие влияют сейчас.— Последний вопрос на эту тему. Как исследования мозга помогут ответить на вопрос «Что есть моя личность?»— Прямо сейчас мы пытаемся составить карту структуры мозга. В нем довольно сложно что-то разглядеть. Сам мозг достаточно большой — человеческий весит несколько фунтов, — но соединения между нейронами, известные как синапсы, совсем крошечные. Тут речь идет о наноразмерах. Поэтому, если вы хотите увидеть, как клетки мозга соединены в сеть, вам нужно рассматривать именно синапсы. Каким образом это сделать? Мы разработали специальную методику. Берем участок мозговой ткани и вводим в нее химикат, точнее полимер, который в некотором роде очень похож на вещество в детских подгузниках. Это полимер, который разбухает при добавлении жидкости.Если мы разместим его внутри мозга и добавим воды, то у нас появится возможность отодвигать друг от друга молекулы, из которых состоит мозг, и тогда мы сможем рассмотреть крошечные соединения между клетками. Итак, мы рассуждаем: если взять очень маленький мозг, например рыбы или червя, сможем ли мы изучить его целиком? Сможем ли изобразить целую нервную систему с точностью до отдельных перемычек? Сейчас это на уровне идеи, для реализации пока нет нужных технологий, но если бы нам удалось усовершенствовать техническую часть, можно было бы составить достаточно детальную карту соединений в мозге, по которой реально воспроизвести его работу с помощью компьютера. И будет ли эта копия функционировать так же, как мозг организма, который стал первоисточником?Представьте, что у нас был червь с 302 нейронами и мы отметили примерно 6 тысяч связей между ними, а также молекулы в местах соединения. Можно ли смоделировать действия этого червяка? Потом, возможно, удастся проделать то же с рыбой, потом — с мышью, а потом и с человеческим мозгом — каждый из этих мозгов примерно в тысячу раз больше предыдущего. Если бы получилось составить карту человеческого мозга, сразу бы возник вопрос: если бы вы воспроизвели его деятельность на компьютере, это все еще были бы вы? Как уже отмечалось раньше, у нас нет точного или хотя бы рабочего определения сознания, поэтому пока мы не можем судить об этом качестве, просто глядя на что-либо, мы не можем пока дать ответ, я бы сказал. Но это поднимает интересный вопрос природы личности.«Если бы мы понимали, каким образом клетки мозга организованы в схему, и видели, как информация протекает по этим сетям, может быть, мы смогли бы понять, почему мы делаем то, что делаем»— Около десятилетия назад вы написали эссе «Как думать». С тех пор появились ли у вас какие-нибудь поправки или дополнения к тем правилам?— Я написал это эссе довольно быстро, когда мы только запускали исследовательскую группу в Массачусетском технологическом институте и большую часть времени я проводил в пустой комнате, ожидая прибытия оборудования. С тех пор благодаря опыту я узнал, как эффективнее всего следовать этим правилам. Например, правило № 3 гласит: «Работай в обратном направлении, отталкиваясь от своей цели».С того момента я понял, что если ты работаешь, отталкиваясь от проблемы, которую нужно решить, и встречаешь людей, у которых есть какие-то навыки и которые исходят из своих возможностей, то работать вместе вам будет очень просто, потому что все стороны в этом заинтересованы. Обладатели навыков хотят иметь большее влияние и решать проблемы, а люди, которые ставят цели, хотят получить новые инструменты для решения этих проблем. Поэтому правило № 3 «Работай в обратном направлении, отталкиваясь от своей цели» естественно ведет к правилу № 6 — «Сотрудничай». Также я научился анализировать природу проблем. В этом году я прочитал небольшую лекцию на Всемирном экономическом форуме в Давосе. Она называлась «Готовим революции», в ней рассказывалось о том, как научиться глубже вникать в проблемы и делать возможным их решение. Это было нечто вроде «Как думать 2.0», но в форме видео.— Какие книги сильнее всего повлияли на ваше интеллектуальное развитие?— Одна из них — это «Время, любовь, память» Джонатана Вайнера. Она рассказывает о тех временах, когда люди начали связывать гены с оcобенностями поведения. Автор начинает с зари эпохи генетики — когда люди установили, что рентгеновские лучи изменяют гены — и заканчивает современностью, когда ученые выясняют, какие гены отвечают, например, за наше чувство времени или способность запоминать. Мне нравится эта книга, потому что она показывает науку в движении — не как учебник, «перед вами факты с седьмого по сорок восьмой, запомните их», — она показывает страдающих от неопределенности людей, которые преодолевают всевозможные трудности, и это очень увлекательно. Раньше я перечитывал ее каждый год, она сильно на меня повлияла.Вторая книга называется «Размышляя о науке». Она рассказывает о Максе Дельбрюке, физике, который тоже сменил свое поле деятельности на биологию. Он внес большой вклад в открытие структуры генов и содействовал началу новой эпохи молекулярной биологии. В книге много рассказывается о его взглядах, о том, как он раздумывал над своим переходом от физики к биологии. Эта книга также сильно повлияла на мою жизнь, потому что я часто размышляю о том, как исследовать сложные системы вроде мозга, как разобраться в реальном положении дел, как избавиться от приблизительности и не останавливаться на полпути.— Вы упоминали, что постоянно делаете заметки. Что это за система?— Когда я с кем-нибудь разговариваю, то кладу на стол бумагу и делаю конспект беседы. В конце я фотографирую записи на телефон и отдаю своему собеседнику листок. Ежемесячно я просматриваю все эти конспекты и маркирую их с помощью ключевых слов. На это есть две причины. Во-первых, так как я повторно переварил разговор, это помогает мне его запомнить. Во-вторых, поскольку я подобрал ключевые слова, его легко найти. К настоящему моменту я сделал уже десятки тысяч таких конспектов.— Ваша работа предполагает, что вы много времени тратите на размышления. Как добиться максимального результата?— Есть три пункта, от прагматичного до абстрактного. Уже долгое время я очень рано встаю. Стараюсь подниматься в 4–5 часов утра, намного раньше, чем другие сотрудники лаборатории. Благодаря этому у меня есть несколько часов тишины, чтобы подумать и ни на что не отвлекаться. Мне кажется, это важно. Во-вторых, многие хорошие идеи на самом деле плохие, потому что раз они сразу звучат так хорошо, то о них уже все подумали и стремятся воплотить в жизнь. Поэтому я часто думаю о вещах, которые на первый взгляд кажутся плохими идеями, но вдруг, если посмотреть на них с нужного ракурса, они окажутся хорошими? Я трачу очень много времени на то, чтобы подходить к идеям с разных сторон.Десятилетия назад астроном Фриц Цвикки создал множество теорий, которые сегодня являются одними из самых животрепещущих в астрофизике. Актуальнейшие из актуальных идей, вроде темной материи, он выдвинул в 1930-х. Каким образом Цвикки это сделал? Он просто рассматривал все возможные варианты. Цвикки называл свой метод «морфологическим анализом», но мне кажется, что такое и не выговорить, поэтому я называю его «мозаично-древовидной схемой».И наконец — и этот пункт еще более абстрактный, — я верю в случайные открытия. Я трачу много времени на просмотр конспектов старых разговоров. Во многих из них речь идет об идеях, которые провалились, проекты не удались. Но знаете что? Это было пять лет назад, а сейчас компьютеры работают быстрее, появилась новая информация, мир изменился. Поэтому мы можем перезапустить проект. Многие из наших начинаний становятся вполне успешными только со второй или третьей попытки. Важная часть моей работы — это помнить неудачи и перезапускать неудавшиеся проекты, когда придет время.— Вы получили свои основные награды за разработки в оптогенетике. Почему она стала таким важным достижением?— Когда говоришь об оптогенетике, надо помнить, что «опто» значит «свет», а «генетика» — что мы используем гены, которые выполняют всю работу. Вы вводите ген, который по принципу действия напоминает маленькую солнечную батарею — по сути, это молекула, которая превращает свет в электричество. Поэтому если вы внедрите ее в нейрон и направите на нее свет, то сможете управлять деятельностью нейрона.Почему это важно? За последние сто лет изучения неврологии многие люди пытались контролировать нейроны, используя все возможные технологии: фармакологию (медикаменты), электрические импульсы и так далее. Но ни одна из них не гарантирует точности. С оптогенетикой мы можем направлять свет на отдельную клетку или несколько клеток и «включать» либо «выключать» именно эти клетки. Так почему же это важно? Если вы можете активировать клетки, то вы можете разобраться, за что они отвечают. Возможно, за ощущение, или решение, или движение. «Выключая» их, вы понимаете, в чем их функция: может, вы «выключите» определенные клетки, и у человека пропадет какое-то воспоминание.— Оптогенетика сегодня используется для исследования мозга в лабораториях по всему миру. Какие наиболее многообещающие направления, связанные с ней, вы выделяете?— Некоторые исследователи проводят довольно вызывающие с философской точки зрения эксперименты. Например, группа ученых в Калифорнийском технологическом институте обнаружила небольшое объединение клеток глубоко-глубоко в недрах мозга. Если вы активируете их с помощью света, например, у мышей (многие работают именно с ними), то животные станут агрессивными, даже жестокими. Они будут атаковать любое существо или предмет в непосредственной близости, даже какие-то случайные вещи вроде перчатки. Это очень интересно, потому что теперь можно задаваться вопросами из серии «Что происходит, когда вы раздражаете эти клетки? Посылает ли это моторную команду мускулам? Другими словами, мышь движется, чтобы атаковать? Или дело в сенсорной команде?То есть мышь боится и атакует в целях самозащиты?». Вы можете задавать действительно важные вопросы о значении эксперимента, когда участок мозга вызывает такую сложную реакцию, как агрессия или жестокость.Есть целый ряд исследователей, которые работают над активацией или заглушением нервной деятельности в разных частях мозга для достижения медицинских целей. Например, группа ученых, которая показала на мышах, страдающих эпилепсией, что можно «выключать» судороги, воздействуя на определенные клетки. Есть другие группы, которые изучали мышей с болезнью Паркинсона и смогли избавить животных от симптомов этого заболевания.Ученые много интересного открывают и в фундаментальных науках. Мой коллега по MIT Судзуми Тонегава и его группа исследователей сделали кое-что очень хитрое: они так «запрограммировали» мышей, что нейроны, которые отвечают за память, стали активироваться с помощью света. Они выяснили, что если реактивировать эти нейроны с помощью светового импульса, то мышь будет вести себя так, как будто заново переживает какое-то воспоминание. Таким образом, можно определить группы клеток, которые заставляют воспоминание всплыть в памяти. С тех пор исследователи проводят всевозможные эксперименты — например, они могут активировать счастливое воспоминание, и мышь почувствует себя лучше, даже если она больна. И список можно продолжать и продолжать.«Многие из наших начинаний становятся вполне успешными только со второй или третьей попытки»— Есть ли у вас какие-то новые мысли по поводу того, как сделать жизнь лучше?— Я понял, что если я правда хочу, чтобы технологии работы с мозгом применялись по всему миру, то я должен этому содействовать как предприниматель, то есть основать бизнес и помочь этим изобретениям выйти за рамки академических кругов. Моя лаборатория и раньше сотрудничала с различными компаниями, но в этом году я сам участвую в запуске трех. Надеюсь, мы сможем разобраться, каким образом эти технологии могут помочь людям. Я понял, что не хочу просто публиковать научные работы; я хочу, чтобы эти технологии использовались в реальной жизни.— Одна из этих компаний занимается технологией расширения возможностей мозга, не так ли?—Именно. Мы основали небольшую компанию под названием Expansion Technologies, ее цель — рассказать миру об этих теориях расширения возможностей. Конечно, люди могут самостоятельно изучить наши публикации на эту тему, но если мы сможем нести свои идеи в массы, то многие научные и медицинские проблемы будет гораздо проще решить.Сразу скажу, что все данные по исследованиям можно найти онлайн, мы открыто делимся всей информацией. Мы обучили, наверное, более сотни групп исследователей. При желании каждый может сам провести аналогичное микроскопическое изыскание. Но в отличие от оптогенетики, где всегда можно обратиться в какую-нибудь некоммерческую организацию, чтобы получить ДНК бесплатно или за деньги, эти исследования требуют наличия химикатов, поэтому компания, которая изготавливает наборы необходимых реактивов, доступных любому, экономит время.Мы просто всегда пытаемся увеличить позитивное воздействие на мир. Мы часто начинаем проект с размышлений: «От какой проблемы страдают тысячи исследователей, компаний и университетов?» И потом стараемся создать инструмент, который мог бы им помочь. Поэтому если мы преуспеем, то (практически по определению) нет никакого смысла хранить это в секрете и держать при себе. Мы просто стараемся поделиться нашими инструментами с как можно большим количеством людей.Источник

Выбор редакции
11 января, 02:00

Просто про простые числа

Свойства простых чисел впервые начали изучать математики Древней Греции. Математики пифагорейской школы (500 — 300 до н.э.) в первую очередь интересовались мистическими и нумерологическими свойствами простых чисел. Они первыми пришли к идеям о совершенных и дружественных числах.Простые числа делятся без остатка на единицу и на самих себя. Они - основа арифметики и всех натуральных чисел. То есть тех, которые возникают естественным образом при счете предметов, например, яблок. Любое натуральное число это произведение каких-нибудь простых чисел.И тех и других - бесконечное множество.Простые числа, кроме 2 и 5, заканчиваются на 1, на 3, на 7 или на 9. Считалось, что они распределены случайным образом. И за простым числом, оканчивающимся, к примеру, на 1 может с равной вероятностью - в 25 процентов - следовать простое число, которое оканчивается на 1, 3, 7, 9.Простые числа — это целые числа больше единицы, которые не могут быть представлены как произведение двух меньших чисел. Таким образом, 6 — это не простое число, так как оно может быть представлено как произведение 2×3, а 5 — это простое число, потому что единственный способ представить его как произведение двух чисел — это 1×5 или 5×1. Если у вас есть несколько монет, но вы не можете расположить их все в форме прямоугольника, а можете только выстроить их в прямую линию, ваше число монет — это простое число.У совершенного числа сумма его собственных делителей равна ему самому. Например, собственные делители числа 6: 1, 2 и 3. 1 + 2 + 3 = 6. У числа 28 делители — это 1, 2, 4, 7 и 14. При этом, 1 + 2 + 4 + 7 + 14 = 28.Числа называются дружественными, если сумма собственных делителей одного числа равна другому, и наоборот – например, 220 и 284. Можно сказать, что совершенное число является дружественным для самого себя.Ко времени появления работы Евклида «Начала» в 300 году до н.э. уже было доказано несколько важных фактов касательно простых чисел. В книге IX «Начал» Эвклид доказал, что простых чисел бесконечное количество. Это, кстати, один из первых примеров использования доказательства от противного. Также он доказывает Основную теорему арифметики – каждое целое число можно представить единственным образом в виде произведения простых чисел.Также он показал, что если число 2n-1 является простым, то число 2n-1 * (2n-1) будет совершенным. Другой математик, Эйлер, в 1747 году сумел показать, что все чётные совершенные числа можно записать в таком виде. По сей день неизвестно, существуют ли нечётные совершенные числа.В году 200 году до н.э. грек Эратосфен придумал алгоритм для поиска простых чисел под названием «Решето Эратосфена».Никто точно не знает, в каком обществе стали впервые рассматривать простые числа. Их изучают так давно, что у ученых нет записей тех времен. Есть предположения, что некоторые ранние цивилизации имели какое-то понимание простых чисел, но первым реальным доказательством этого являются египетские записи на папирусах, сделанные более 3500 лет назад.Древние греки, скорее всего, были первыми, кто изучал простые числа как предмет научного интереса, и они считали, что простые числа важны для чисто абстрактной математики. Теорему Евклида по-прежнему изучают в школах, несмотря на то что ей уже больше 2000 лет.После греков серьезное внимание простым числам снова уделили в XVII веке. С тех пор многие известные математики внесли важный вклад в наше понимание простых чисел. Пьер де Ферма совершил множество открытий и известен благодаря Великой теореме Ферма, 350-летней проблеме, связанной с простыми числами и решенной Эндрю Уайлсом в 1994 году. Леонард Эйлер доказал много теорем в XVIII веке, а в XIX веке большой прорыв был сделан благодаря Карлу Фридриху Гауссу, Пафнутию Чебышёву и Бернхарду Риману, особенно в отношении распределения простых чисел. Кульминацией всего этого стала до сих пор не решенная гипотеза Римана, которую часто называют важнейшей нерешенной задачей всей математики. Гипотеза Римана позволяет очень точно предсказать появление простых чисел, а также отчасти объясняет, почему они так трудно даются математикам.Открытия сделаные в начале 17-го века математиком Ферма, доказали гипотезу Альбера Жирара, что любое простое число вида 4n+1 можно записать уникальным образом в виде суммы двух квадратов, и также сформулировал теорему о том, что любое число можно представить в виде суммы четырёх квадратов.Он разработал новый метод факторизации больших чисел, и продемонстрировал его на числе 2027651281 = 44021 × 46061. Также он доказал Малую теорему Ферма: если p – простое число, то для любого целого a будет верно ap = a modulo p.Это утверждение доказывает половину того, что было известно как «китайская гипотеза», и датируется 2000 годами ранее: целое n является простым тогда и только тогда, если 2n-2 делится на n. Вторая часть гипотезы оказалась ложной – к примеру, 2341 — 2 делится на 341, хотя число 341 составное: 341 = 31 × 11.Малая теорема Ферма послужила основой множества других результатов в теории чисел и методов проверки чисел на принадлежность к простым – многие из которых используются и по сей день.Ферма много переписывался со своими современниками, в особенности с монахом по имени Марен Мерсенн. В одном из писем он высказал гипотезу о том, что числа вида 2n+1 всегда будут простыми, если n является степенью двойки. Он проверил это для n = 1, 2, 4, 8 и 16, и был уверен, что в случае, когда n не является степенью двойки, число не обязательно получалось простым. Эти числа называются числами Ферма, и лишь через 100 лет Эйлер показал, что следующее число, 232 + 1 = 4294967297 делится на 641, и следовательно, не является простым.Числа вида 2n — 1 также служили предметом исследований, поскольку легко показать, что если n – составное, то и само число тоже составное. Эти числа называют числами Мерсенна, поскольку он активно их изучал.Но не все числа вида 2n — 1, где n – простое, являются простыми. К примеру, 211 — 1 = 2047 = 23 * 89. Впервые это обнаружили в 1536 году.Многие годы числа такого вида давали математикам наибольшие известные простые числа. Что число M19, было доказано Катальди в 1588 году, и в течение 200 лет было наибольшим известным простым числом, пока Эйлер не доказал, что M31 также простое. Этот рекорд продержался ещё сто лет, а затем Люкас показал, что M127 — простое (а это уже число из 39 цифр), и после него исследования продолжились уже с появлением компьютеров.В 1952 была доказана простота чисел M521, M607, M1279, M2203 и M2281.К 2005 году найдено 42 простых чисел Мерсенна. Наибольшее из них, M25964951, состоит из 7816230 цифр.Работа Эйлера оказала огромное влияние на теорию чисел, в том числе и простых. Он расширил Малую теорему Ферма и ввёл φ-функцию. Факторизовал 5-е число Ферма 232+1, нашёл 60 пар дружественных чисел, и сформулировал (но не смог доказать) квадратичный закон взаимности.Он первым ввёл методы математического анализа и разработал аналитическую теорию чисел. Он доказал, что не только гармонический ряд ∑ (1/n), но и ряд вида1/2 + 1/3 + 1/5 + 1/7 + 1/11 +… получаемый суммой величин, обратных к простым числам, также расходится. Сумма n членов гармонического ряда растёт примерно как log(n), а второй ряд расходится медленнее, как log[ log(n) ]. Это значит, что, например, сумма обратных величин ко всем найденным на сегодняшний день простым числам даст всего 4, хотя ряд всё равно расходится.На первый взгляд кажется, что простые числа распределены среди целых довольно случайно. К примеру, среди 100 чисел, идущих прямо перед 10000000, встречается 9 простых, а среди 100 чисел, идущих сразу после этого значения – всего 2. Но на больших отрезках простые числа распределены достаточно равномерно. Лежандр и Гаусс занимались вопросами их распределения. Гаусс как-то рассказывал другу, что в любые свободные 15 минут он всегда подсчитывает количество простых в очередной 1000 чисел. К концу жизни он сосчитал все простые числа в промежутке до 3 миллионов. Лежандр и Гаусс одинаково вычислили, что для больших n плотность простых чисел составляет 1/log(n). Лежандр оценил количество простых чисел в промежутке от 1 до n, какπ(n) = n/(log(n) — 1.08366) А Гаусс – как логарифмический интегралπ(n) = ∫ 1/log(t) dt с промежутком интегрирования от 2 до n. Утверждение о плотности простых чисел 1/log(n) известно как Теорема о распределении простых чисел. Её пытались доказать в течение всего 19 века, а прогресса достигли Чебышёв и Риман. Они связали её с гипотезой Римана – по сию пору не доказанной гипотезой о распределении нулей дзета-функции Римана. Плотность простых чисел была одновременно доказана Адамаром и Валле-Пуссеном в 1896 году.В теории простых чисел есть ещё множество нерешённых вопросов, некоторым из которых уже многие сотни лет:гипотеза о простых числах-близнецах – о бесконечном количестве пар простых чисел, отличающихся друг от друга на 2гипотеза Гольдбаха: любое чётное число, начиная с 4, можно представить в виде суммы двух простых чиселбесконечно ли количество простых чисел вида n2+ 1 ?всегда ли можно найти простое число между n2and (n + 1) 2? (факт, что между n и 2n всегда есть простое число, было доказан Чебышёвым)бесконечно ли число простых чисел Ферма? есть ли вообще простые числа Ферма после 4-го?существует ли арифметическая прогрессия из последовательных простых чисел для любой заданной длины? например, для длины 4: 251, 257, 263, 269. Максимальная из найденных длина равна 26.бесконечно ли число наборов из трёх последовательных простых чисел в арифметической прогрессии?n2— n + 41 – простое число для 0 ≤ n ≤ 40. Бесконечно ли количество таких простых чисел? Тот же вопрос для формулы n2 — 79 n + 1601. Эти числа простые для 0 ≤ n ≤ 79.бесконечно ли количество простых чисел вида n# + 1? (n# — результат перемножения всех простых чисел, меньших n)бесконечно ли количество простых чисел вида n# -1 ?бесконечно ли количество простых чисел вида n! + 1?бесконечно ли количество простых чисел вида n! – 1?если p – простое, всегда ли 2p-1 не содержит среди множителей квадратов простых чиселсодержит ли последовательность Фибоначчи бесконечное количество простых чисел?Некоторые считают, что простые числа не стоят глубокого изучения, но они имеют фундаментальное значение для математики. Каждое число может быть представлено уникальным способом в виде простых чисел, умноженных друг на друга. Это значит, что простые числа — это «атомы умножения», маленькие частички, из которых может быть построено что-то большое.Так как простые числа — это строительные элементы целых чисел, которые получаются с помощью умножения, многие проблемы целых чисел могут быть сведены к проблемам простых чисел. Подобным образом некоторые задачи в химии могут быть решены с помощью атомного состава химических элементов, вовлеченных в систему. Таким образом, если бы существовало конечное число простых чисел, можно было бы просто проверить одно за другим на компьютере. Однако оказывается, что существует бесконечное множество простых чисел, которые на данный момент плохо понимают математики.У простых чисел существует огромное количество применений как в области математики, так и за ее пределами. Простые числа в наши дни используются практически ежедневно, хотя чаще всего люди об этом не подозревают. Простые числа представляют такое значение для ученых, поскольку они являются атомами умножения. Множество абстрактных проблем, касающихся умножения, можно было бы решить, если бы люди знали больше о простых числах. Математики часто разбивают одну проблему на несколько маленьких, и простые числа могли бы помочь в этом, если бы понимали их лучше.Вне математики основные способы применения простых чисел связаны с компьютерами. Компьютеры хранят все данные в виде последовательности нулей и единиц, которая может быть выражена целым числом. Многие компьютерные программы перемножают числа, привязанные к данным. Это означает, что под самой поверхностью лежат простые числа. Когда человек совершает любые онлайн-покупки, он пользуется тем, что есть способы умножения чисел, которые сложно расшифровать хакеру, но легко покупателю. Это работает за счет того, что простые числа не имеют особенных характеристик — в противном случае злоумышленник мог бы получить данные банковской карты.Один из способов нахождения простых чисел — это компьютерный поиск. Путем многократной проверки того, является ли число множителем 2, 3, 4 и так далее, можно легко определить, простое ли оно. Если оно не является множителем любого меньшего числа, оно простое. В действительности это очень трудоемкий способ выяснения того, является ли число простым. Однако существуют более эффективные пути это определить. Эффективность этих алгоритмов для каждого числа является результатом теоретического прорыва 2002 года.Простых чисел достаточно много, поэтому если взять большое число и прибавить к нему единицу, то можно наткнуться на простое число. В действительности многие компьютерные программы полагаются на то, что простые числа не слишком трудно найти. Это значит, что, если вы наугад выберете число из 100 знаков, ваш компьютер найдет большее простое число за несколько секунд. Поскольку 100-значных простых чисел больше, чем атомов во Вселенной, то вполне вероятно, что никто не будет знать наверняка, что это число простое.Как правило, математики не ищут отдельных простых чисел на компьютере, однако они очень заинтересованы в простых числах с особыми свойствами. Есть две известные проблемы: существует ли бесконечное количество простых чисел, которые на один больше, чем квадрат (например, это имеет значение в теории групп), и существует ли бесконечное количество пар простых чисел, отличающихся друг от друга на 2.Самое большое простое число, вычисленное проектом GIMPS [Great Internet Mersenne Prime Search], можно посмотреть в таблице на официальной странице проекта.Самые большие близнецы среди простых чисел – это 2003663613 × 2195000 ± 1. Они состоят из 58711 цифр, и были найдены в 2007 году.Самое большое факториальное простое число (вида n! ± 1) – это 147855! — 1. Оно состоит из 142891 цифр и было найдено в 2002.Наибольшее праймориальное простое число (число вида n# ± 1) – это 1098133# + 1.Чтобы записать новое простое число, найденное математиками, потребовалась бы книга более, чем в 7 тысяч страниц. Оно – это небывало большое число – состоит из 23 249 425 цифр. Обнаружить его удалось благодаря проекту распределенных вычислений GIMPS (Great Internet Mersenne Prime Search).Простые числа – это такие, которые делятся на единицу и на самих себя. И больше ни на что. Найденное ныне относится еще и к так называемым числам Мерсенна, которые имеют вид 2 в степени n минус 1. Выразить рекордное число можно как 2 в степени 77232917 минус 1. Оно стало 50 известным числом Мерсенна.Простые числа используют в криптографии – для шифрования. Они стоят немалых денег. Например, в 2009 году за одно из простых чисел было выплачена премия в $100 тысяч.Несмотря на то, что простые числа изучаются уже более трех тысячелетий и имеют простое описание, о простых числах до сих пор известно на удивление мало. Например, математики знают, что единственной парой простых чисел, отличающихся на единицу, являются 2 и 3. Однако неизвестно, существует ли бесконечное количество пар простых чисел, отличающихся на 2. Предполагается, что существует, но это пока не доказано. Это проблема, которую можно объяснить ребенку школьного возраста, однако величайшие математические умы ломают над ней голову уже более 100 лет.Многие из наиболее интересных вопросов о простых числах как с практической, так и с теоретической точки зрения заключаются в том, какое количество простых чисел имеет то или иное свойство. Ответ на самый простой вопрос — сколько есть простых чисел определенного размера — теоретически можно получить, решив гипотезу Римана. Дополнительный стимул доказать гипотезу Римана — приз размером в один миллион долларов, предложенный математическим институтом Клэя, равно как и почетное место среди самых выдающихся математиков всех времен.Сейчас существуют неплохие способы предположить, каким будет правильный ответ на многие из этих вопросов. На данный момент догадки математиков проходят все численные эксперименты, и есть теоретические основания, чтобы на них полагаться. Однако для чистой математики и работы компьютерных алгоритмов чрезвычайно важно, чтобы эти догадки действительно были верными. Математики могут быть полностью удовлетворены, только имея неоспоримое доказательство.Самым серьезным вызовом для практического применения является сложность нахождения всех простых множителей числа. Если взять число 15, можно быстро определить, что 15=5х3. Но если взять 1000-значное число, вычисление всех его простых множителей займет больше миллиарда лет даже у самого мощного суперкомпьютера в мире. Интернет-безопасность во многом зависит от сложности таких вычислений, потому для безопасности коммуникации важно знать, что кто-то не может просто взять и придумать быстрый способ найти простые множители.Сейчас невозможно сказать, как простые числа будут использоваться в будущем. Чистая математика (например, изучение простых чисел) неоднократно находила способы применения, которые могли показаться совершенно невероятными, когда теория впервые разрабатывалась. Снова и снова идеи, воспринимавшиеся как чудной академический интерес, непригодный в реальном мире, оказывались на удивление полезными для науки и техники. Годфри Харольд Харди, известный математик начала XX столетия, утверждал, что простые числа не имеют реального применения. Сорок лет спустя был открыт потенциал простых чисел для компьютерной коммуникации, и сейчас они жизненно необходимы для повседневного использования интернета.Поскольку простые числа лежат в основе проблем, касающихся целых чисел, а целые числа постоянно встречаются в реальной жизни, простым числам найдется повсеместное применение в мире будущего. Это особенно актуально, учитывая, как интернет проникает в жизнь, а технологии и компьютеры играют большую роль, чем когда-либо раньше.Существует мнение, что определенные аспекты теории чисел и простых чисел выходят далеко за рамки науки и компьютеров. В музыке простые числа объясняют, почему некоторые сложные ритмические рисунки долго повторяются. Это порой используется в современной классической музыке для достижения специфического звукового эффекта. Последовательность Фибоначчи постоянно встречается в природе, и есть гипотеза о том, что цикады эволюционировали таким образом, чтобы находиться в спячке в течение простого числа лет для получения эволюционного преимущества.Также предполагается, что передача простых чисел по радиоволнам была бы лучшим способом для попытки установления связи с инопланетными формами жизни, поскольку простые числа абсолютно независимы от любого представления о языке, но при этом достаточно сложны, чтобы их нельзя было спутать с результатом некоего в чистом виде физического природного процесса.Источники:https://habrahabr.ru/post/276037/https://postnauka.ru/faq/66114

Выбор редакции
28 декабря 2017, 22:00

Создан прототип системы, обращающей время назад

Петр ГромовЭкстраординарный эксперимент, предпринятый физиками Федерального университета АВС (Бразилия), открывает путь к новому поколению устройств и демонстрирует взаимосвязь между временем, энтропией и запутанностью.Одним из наиболее любопытных физических феноменов является природа времени. На микроскопическом уровне законы физики в отношении времени работают одинаково хорошо, течет ли время вперед или назад. Но на макроскопическом у всех процессов есть предпочтительное направление. Физик Артур Эддингтон назвал его «стрелой времени».Почему эта стрела указывает в одном направлении, а не в другом, является великой научной загадкой. Стандартный ответ заключается в том, что это следствие Второго закона термодинамики: хаос, или энтропия всегда возрастает в замкнутых системах. Вот почему капучино трудно разделить на черный кофе и молоко, а горячая чашка греет холодные руки.Есть еще один фактор, влияющий на это — изначальное состояние Вселенной. По неизвестной причине Вселенная в начале была раскаленной, а энергия в ней была распределена равномерно. Со временем энтропия возрастала, что и определило направление стрелы времени.Тут возникает интересный вопрос: если изначальные состояния определили стрелу времени, возможно ли создать систему на Земле с изначальным состоянием, которое направляет стрелу времени в другую сторону? Тогда капучино может спонтанно делиться на сливки и кофе, а тепло — течь от холодного объекта к теплому.Бразильские физики впервые построили такую систему. В их эксперименте стрела времени впервые направлена обратно, и они могли наблюдать, как горячий объект нагревается от холодного. Разработанная ими система — хлороформ, растворенный в ацетоне. Хлороформ (CHCl3) состоит из одного атома углерода, одного атома водорода и трех атомов хлора. Это создает идеальную площадку для опытов над ядерными спинами атомов при помощи ядерно-магнитного резонанса.Заранее запутав ядра атомов углерода и водорода, а затем воздействовав на них ядерно-магнитным резонансом, ученые создали уникальные условия, позволяющие времени двигаться обратно. «Мы наблюдали спонтанный поток тепла, направленный от холодной системы к теплой», — заявили они.Их открытие имеет важное значение для понимания феномена времени и его связи с энтропией и квантовой запутанностью. Важно также то, что этот эксперимент не ограничивается микроскопическими системами и работает на макроуровне, сообщает MIT Technology Review.Теоретическую возможность путешествий во времени доказал канадский физик-теоретик Бен Типпет, создавший на основании теории общей относительности математическую модель машины времени. Его модель основана на идее, что четвертым измерением вселенной является время. Это позволяет предположить наличие пространственно-временного континуума, в котором различные направления пространства и времени соединены тканью Вселенной.Петр ГромовИсточник

Выбор редакции
28 декабря 2017, 21:00

Физики нашли способ незаметно следить за квантовыми частицами

Петр ГромовСпециалистам Кембриджского университета удалось то, что раньше считалось невозможным в мире квантовой физики: наблюдать за движением квантовых частиц незаметно для них. Сделать это удалось через измерение их взаимодействия с окружающей средой.Одной из фундаментальных предпосылок квантовой теории является то, что квантовые объекты могут существовать и как волны, и как частицы, и что они не существуют в каком-либо из этих состояний, пока не будут измерены. Это доказал Эрвин Шредингер в своем известном эксперименте с котом в коробке.До сих пор эта предпосылка, известная как волновая функция, существовала скорее как математический инструмент, поэтому Дэвид Арвидссон-Шукур вместе со своими коллегами, соавторами опубликованной в журнале Physical Review A статьи, решил разработать метод слежения за «тайными» движениями квантовых частиц.Основатели современной физики не объяснили, что делает квантовая частица, когда на нее не смотрят. Ученые Кембриджа предположили, что всякая частица, движущаяся в пространстве, будет взаимодействовать со своим окружением. Эти взаимодействия, которые кодируют информацию в частицах, они назвали «метками» частицы. Их можно расшифровать в конце эксперимента, во время измерения частицы.Исследователи обнаружили, что информация, зашифрованная в частицах, напрямую связана с волновой функцией, которую Шредингер постулировал сто лет назад. Ранее волновая функция считалась абстрактным инструментом вычислений для предсказаний результатов квантовых экспериментов, пишет Phys.org.«Наш результат наводит на мысль, что волновая функция тесно связана с актуальным состоянием частиц, — говорит Арвидссон-Шукур. — Так что мы смогли исследовать „запретную область“ квантовой механики: отметить путь движения квантовых частиц, который они проходят, пока никто на них не смотрит».Год назад американским ученым удалось записать на камеру квантовый эффект, иллюстрирующий парадокс кота Шредингера. Вместо кота и синильной кислоты они использовали молекулы йода и лазер, а затем создали голограмму возбужденного состояния и сняли результат на видео.Источник

19 декабря 2017, 21:57

Пофантазируем: Как найти в космосе сверхцивилизации - ноосферы?

Я писал уже в статье «Совершенно ненаучные измышления про цивилизацию и ноосферу.» что цивилизация в процессе своего развития должна превратиться в ноосферу – единый суперорганизм наподобие термитника. Также описал, почему они не входят с нами в контакт.Ну, если гора не идёт к Магомету…Если не получится самим войти с ними в контакт, так может хоть поискать их в космосе?Давайте поразмышляем, как их найти? А прежде определим ряд условий, необходимых для поиска ноосфер:1. Ноосферы существуют.2. Они обладают инстинктом самосохранения и хотят существовать как можно дольше.3. Ноосферы настолько могущественны, что могут перемещаться в космосе хотя бы на внутригаллактические расстояния.4. Они способны создавать необходимую для своего существования и развития среду обитания вокруг звёзд.И где в космосе искать эти ноосферы? Начнём с места в галактике. Я уже писал в «Вернёмся к гипотезе о большом взрыве.», что именно всякая спиральная (а точнее, дисковидная) галактика представляет из себя. И как она эволюционирует.«Как образовались галактики? Материя после большого взрыва слипалась вначале в малые протогалактики. Которые слипались в свою очередь в большие шаровые галактики. В шаровых скоплениях вещество падало в центр скопления. При этом закручивалось вокруг центра, пока не образовалась в центре сверхмассивная чёрная дыра с вращающимся диском вещества вокруг неё. Дисковая структура с массивным объектом в центре – это типичная структура во вселенной. Именно из таких структур более мелкого масштаба и образуются планетные системы. Мы к этой структуре ещё вернёмся. В эту дыру в центре галактики под действием гравитации всасывается, вращаясь, галактический диск. Пока весь он не всосётся в чёрную дыру. Этот процесс длится сотни миллиардов лет. Почему я говорю про галактический диск, когда астрономы видят спиральные структуры? Да потому, что астрономы видят светящиеся объекты – звёзды. Которые наиболее интенсивно образуются в местах большей плотности материи в галактическом диске.Видели, как вода сливается в открытое отверстие ванны? Это аналог «спиральной» галактики. При поглощении воды в дыру слива из ванны вода закручивается и образует спиральные структуры. Тоже происходит и при поглощении вещества галактического диска чёрной дырой. Образуются спиральные структуры с бОльшей плотностью вещества. И в них происходит более интенсивное звёздообразование. Звёзды образуются в спиралевидных «рукавах» более плотной материи галактического диска. Что мы и наблюдаем в видимом свете как спиральные галактики.Я так думаю, что большая часть галактического вещества сосредоточена не в звёздах, а в темном веществе галактического диска. А в более старых галактиках в центральной чёрной дыре, куда упадёт со временем всё вещество галактического диска вместе со звёздами.»Поскольку вещество дисковидной галактики засасывается в чёрные дыры в её центре и там перестаёт существовать в известном современной науке виде, для того, чтобы существовать долго, надо находиться как можно дальше от её центра. Желательно на самой окраине галактического диска. Или даже за его пределами в звёздных скоплениях – спутниках типа Магеллановых облаков.Но это ещё не всё.Энергию для своего существования ноосфера может брать прежде всего из излучения звёзд. Звезда – термоядерный реактор с гравитационным удержанием плазмы. Причём, по современным данным, чем больше звезда, тем меньше она живёт. Синие сверхгиганты живут миллионы лет. Красные карлики - звёзды светимостью в несколько процентов от светимости нашего Солнца – жёлтого карлика – могут жить сотни миллиардов лет. Из-за медленной скорости сгорания водорода, красные карлики имеют очень большую продолжительность жизни — от десятков миллиардов до десятков триллионов лет (красный карлик с массой в 0,1 массы Солнца будет гореть 10 триллионов лет)[1]. Все звёзды вначале светят тусклее, потом всё ярче и ярче. Потом разбухают до уровня красных гигантов, поглощая планеты, а потом взрываются сверхновыми, уничтожая свои планетные системы. И на месте бывшей звезды остаётся её труп: чёрная дыра или белый карлик. В зависимости от изначальной массы звезды.Тоесть, для долгого существования выгоднее всего находиться возле красного карлика. Причём, расположенных далеко от крупных звёзд, которые могут взорваться сверхновой и уничтожить жизнь на соседних звёздах своим взрывом. А также от скоплений пылегазовых облаков – родильных домов для новых звёзд, способных породить крупные звёзды.Но есть несколько «Но»:1. Красный карлик не стабилен. Излучение его периодически меняется. И жизнь на планете будет периодически или поджариваться, или замораживаться.2. Для того чтобы планета получала достаточно тепла для возникновения жизни, она должна быть расположена близко к тусклому красному карлику. И в этом случае гравитация звезды будет воздействовать на планету так, что планета всегда будет развёрнута одной стороной к звезде. Как Луна всегда развёрнута одной стороной к Земле по той же причине. В этом случае на теневой стороне будет слишком холодно, вплоть до сжижения атмосферных газов. А на солнечной слишком жарко. И при этом на солнечной стороне будет бушевать вечный циклон размером с пол планеты и с центром в центе освещённого солнцем полушария.Вряд ли жизнь может зародиться и развиться в таких условиях.Но вот на искусственных орбитальных станциях жизнь возле красных карликов вполне возможна. Чтобы защититься от очередного увеличения яркости звезды, достаточно будет просто развернуть орбитальную станцию зеркальной стороной к звезде на это время.Тоесть, жизнь может возникнуть только возле жёлтых карликов. Как самых стабильных по светимости звёзд и живущих достаточно долго, чтобы жизнь развилась до уровня ноосферы. А потом, набрав мощь, ноосфера для продления своего существования должна будет переместиться на искусственное сооружение вблизи красного карлика где то на окраине галактики. Что будет тем легче сделать потому, что больше всего звёзд в галактике как раз и составляют красные карлики.Для путешествию до места назначения ноосфере даже не обязательна сверхсветовая скорость, прокол пространства и прочие чудесатости. Достаточно будет за тысячилетия накопив энергию (подпитавшись от своей звезды) отключить ненужные интеллектуальные и прочие мощности для экономии энергии и погрузившись в полуанабиоз, перелетать до близжайшей звезды. Оживив свои мозги и подпитавшись и от попутной звезды за несколько тысячилетий на её орбите, лететь дальше. И так от звезды к звезде, пока не ноосфера достигнет цели. За одно можно засевать подходящие попутные планеты биологическим материалом ввиде простейших и бактерий. Чтобы они потом развивались эволюционно. (Читали у Стругацких про траекторию загадочных странников по галактике на которой наиболее вероятна жизнь?)Как могут выглядеть эти искусственные сооружения для существования ноосферы?Если ноосфере для своего существования нужно тяготение, то место её жизни может выглядеть как огромная консервная банка – цилиндр, вращающийся вокруг своей оси. И получающий солнечный свет через один из торцов переменной прозрачности. Такое сооружение описывал в одном из своих романов Артур Кларк. Жизнь будет существовать на внутренней поверхности вращающегося цилиндра. Вращение создаёт искусственное тяготение.Если же для существования ноосферы тяготение не нужно, то место её жизни может быть любой формы. Но обязательно с переменной отражающей способностью. Для компенсации изменения яркости красного карлика. В простейшем случае кубом с разной отражающей способностью разных граней. Который может поворачиваться разными гранями к светилу по мере необходимости.А вот объём такого сооружения и самой ноосферы будет ограничен. Хотя прочностные характеристики материалов в случае отсутствия необходимости создавать путём вращения искусственную гравитацию размер сооружения не лимитируют, но есть другой ограничитель.Этот ограничитель – скорость распространения сигналов в мозгу или в искусственном мозгу. Даже если этот мозг будет работать на оптоволокне вместо нервов, то всё равно скорость обмена информацией внутри него ограничена скоростью света. И если ноосфера превратится в слишком большой мозг, то в силу ограничения скорости передачи информации в нём неизбежно «заведутся» независимые, хотя и связанные между собой интеллектуальные сущности, для которых этот «сверхмозг» и будет средой обитания. Типа матрицы из известного фильма. Не могу представить, зачем этим сущностям надо будет выходить за пределы своей среды обитания? Такой сверхмозг впадёт в нирвану, занятый целиком своими внутренними процессами. И мы его не обнаружим. Значит и нечего тратить время на его поиски. Хотя для взаимодействия с космосом и своей звездой часть такой ноосферы должна будет представлять из себя роботов, регулирующих энергообмен с космосом. И с этой частью ноосферы можно взаимодействовать. Если она, эта часть, занятая своими сугубо утилитарными задачами по обеспечению существования ноосферы, будет видеть в этом смысл.А вот если ноосферы ограничат свои «мозги» принципом: один «мозг» – один интеллект, то и искусственное сооружение для каждой ноосферы и сама ноосфера будет ограниченных размеров. В этом случае вокруг подходящего красного карлика может вращаться много ноосфер, взаимодействующих между собой. Вплоть до полного поглощения всего излучения звезды на собственные нужды этого космического роя, вращающего вокруг неё. Эти ноосферы в случае достаточной мощи для перемещения к своей звезде достаточного количества строительного материала из окрестностей галактики могут размножаться «почкованием» вплоть до полного закрытия звезды от внешнего наблюдателя своими «телами».Для внешнего наблюдателя такая «цивилизация ноосфер» в зрелом этапе своего развития будет выглядеть, как красный карлик, вокруг которого вращается так много непрозрачных «астероидов», что свет звезды едва пробивается сквозь них. Причём, это будет не кольцевая структура, как у всех естественных объектов такого рода, а шаровая, закрывающая звезду со всех сторон.Их и надо искать в космосе.Ещё одно соображение, где искать такие объекты, если таковые имеются в космосе.Я уже написал выше, что на окраине нашей галактике. Подальше от всеуничтожающего центра её. Но это ещё не всё. Рядом с нашей галактикой Млечный Путь находится ещё одна гигантская дисковая галактика – Туманность Андромеды. И эти две галактики столкнутся между собой и сольются по современным воззрениям где то начиная через 3-4 миллиарда лет.Хотя звёзды на окраинах галактик расположены достаточно редко и непосредственные столкновения между ними по данным современной науки маловероятны, но всё же в местах соприкосновения двух галактик гравитационные поля вначале вытянут между ними звёздные мосты. Потом массивные центры галактик начнут проваливаться во внутрь соседних звёздных дисков и сливаться, порождая сложные вихри звёздной и межзвёздной материи. Которые будут сопровождаться интенсивным звёздообразованием в местах уплотнения и взрывами сверхновых, уничтожающим жизнь и планетные системы в ближайшем к ним космосе. Пока не образуется и стабилизируется новый диск галактики с одной или несколькими «чёрными дырами» в центре. Часть окраинных звёзд в ходе столкновения галактик силами гравитациями будет выброшены далеко за пределы объединённой галактики. И надо, чтобы звезда, где «поселились» ноосферы, оказалась выброшенной. Или, хотя бы не попавшей в вихревые уплотнения материи взаимно поглощающих друг друга галактик.Вот когда наши учёные научатся рассчитывать процессы столкновения и слияний галактик и определят безопасное место в нашей галактике в случае такого слияния с Туманностью Андромеды, а астрономы научатся определять светимость красных карликов со всех сторон, а не только той, что повёрнута к нам, вот тогда и надо направить в правильное место свои телескопы в поисках красного карлика, закрытого со всех сторон ноосферами.Если таковые существуют, то, может и получится их обнаружить.

10 декабря 2017, 12:00

Нейросеть победила сильнейшую шахматную компьютерную программу

Да, я еще помню, как все следили за компьютерной программой DeepBlue, которая победила чемпиона мира Гарри Каспарова. Многие тогда не верили, что какой то алгоритм сможет победить хитрость и ум человека. И вот спустя 20 лет, в шахматах грянула новая революция!Алгоритму AlphaZero, разработанному Google и DeepMind, хватило всего четырех часов игры с самим собой, чтобы самостоятельно синтезировать шахматные знания человечества за полтора тысячелетия и достичь уровня, который не только превосходит людей, но и позволяет громить чемпионов среди компьютерных алгоритмов.Все блестящие хитрости и утонченности, которые программисты использовали для создания шахматных движков, были отправлены на свалку истории, отмечает портал Chess24.com.Нейросеть победила сильнейшую шахматную компьютерную программу Stockfish 8 в ста партиях, не проиграв ни одной. Играя белыми, AlphaZero добилась 25 побед при 25 ничьих. Без преимущества первого хода ей удалось выиграть три партии при 47 ничьих. Итого в ста играх нейросеть одержала 28 побед, сведя остальные 72 вничью.Как утверждают разработчики, AlphaZero достигла этого уровня всего через четыре часа после того, как в нее были загружены только базовые правила игры в шахматы, без дополнительных сведений о тактике, алгоритмах и дебютах.В отличие от традиционных шахматных программ, AlphaZero выбирает ход не за счет перебора возможных вариантов, а применяя собственные алгоритмы, выработанные при самообучении. Для сравнения: AlphaZero рассматривала 80 тысяч позиций за секунду, тогда как Stockfish — до 70 миллионов.Ранее детище DeepMind потратило два часа на постижение сеги (японские шахматы) и за восемь часов научилась безупречной игре в го.По мнению компании-разработчика, в будущем подобные нейро-алгоритмы смогут решать важные исследовательские задачи, включая разработку новых лекарств и материалов.источникиhttp://www.newsru.com/sport/08dec2017/deep.htmlА я уже вам рассказывал искусственный интеллект обыграл людей в покер и как Искусственный интеллект победил человека в Го

Выбор редакции
03 декабря 2017, 00:00

Аастрономия для всех. 3 декабря – суперлуние года

Раз в году Луна показывает нам свой яркий диск очень большим и очень маленьким. Это происходит в моменты, когда она в фазе полнолуния проходит точку перигея, такое полнолуние называют суперлунием года. А когда полнолуние происходит вблизи апогея, происходит минилуние года.Декабрьское полнолуние, которое наступит 3 декабря в 18:49 мск, позволит наблюдать Суперлуну, потому что 4 декабря в 08:43 мск Луна подойдет к Земле на минимальное расстояние за 2017 г. – 357 495 км. Спутник в этот момент выглядит на 14% больше и на 30% ярче, чем при прохождении наиболее удалённой точки — апогея. Суперлуние можно наблюдать всю ночь над южным горизонтом, при условии ясной безоблачной погоды.Декабрьское суперлуние положит начало череде суперлуний. Следующие два январских полнолуния тоже будут считаться суперлуниями. Суперлуния бывают каждый год, но близкие совпадения этих двух моментов бывают довольно редко. Суперлунием называют моменты, когда полная Луна подходит к Земле на расстояние ближе 362 000 км и время прохождения перигея и полнолуния отстоят по времени не больше, чем на 3 дня.Ближайшее редкое Суперлуние ожидает нас в ночь 2 января 2018 г., разница между перигеем и полнолунием составит всего 4,5 часа! Луна подойдет к Земле в 00:56 мск очень близко – на 356 565 км, а в 5:52 мск произойдет полнолуние. А Суперлуние 31 января 2018 г. еще и совпадет с полным лунным затмением. Разница между перигеем и полнолунием составит около 18 часов: 30 января Луна подойдет к Земле в 12:55 мск на 358 994 км, а 31 января в 18:28 мск произойдет полнолуние и полное затмение Луны.РОСКОСМОС (с)

Выбор редакции
25 ноября 2017, 01:00

Создали рабочий прототип квантового роутера

Помните, недавно сообщали, что группа ученых из Китайской академии наук провела спутниковый эксперимент по передаче квантовых состояний между парами запутанных фотонов (так называемая квантовая телепортация) на рекордное расстояние — более 1200 км.Как известно, системы квантовой связи работают благодаря свойствам квантовой запутанности, что обеспечивает невероятный уровень безопасности пересылаемых данных. Но на данный момент данные могут быть пересланы лишь напрямую от одного пользователя к другому. Перенаправить поток информации по стандартным оптоволоконным сетям не представляется возможным, так как они поглощают свет и тем самым разрушают запутанность. Однако группе исследователей под руководством Ральфа Ридингера удалось создать устройство, которое помогло преодолеть эти ограничения.Вообще явление квантовой запутанности (или спутанности) возникает при взаимозависимости (коррелированности) состояний двух или большего числа частиц, которые можно разнести на сколь угодно далекие расстояния, но при этом они продолжают «чувствовать» друг друга. Измерение параметра одной частицы приводит к моментальному разрушению запутанного состояния другой, что сложно представить без понимания принципов квантовой механики, тем более что частицы (это было специально показано в экспериментах по нарушению так называемых неравенств Белла) не обладают никакими скрытыми параметрами, в которых бы сохранялась информация о состоянии «компаньона», и при этом мгновенное изменение состояния не приводит к нарушению принципа причинности и не позволяет передавать таким образом полезную информацию.Для передачи реальной информации дополнительно необходимо участие частиц, движущихся со скоростью, не превышающей световую. В качестве запутанных частиц могут выступать, например, фотоны, имеющие общего прародителя, а в качестве зависимого параметра используется, скажем, их спин.К передаче состояний запутанных частиц на все более дальние расстояния и в самых экстремальных условиях проявляют интерес не только ученые, занимающиеся фундаментальной физикой, но и инженеры, проектирующие защищенные коммуникации. Считается, что явление запутанности частиц в перспективе предоставит нам в принципе невзламываемые каналы связи. «Защитой» в этом случае послужит неизбежное уведомление участников разговора о том, что в их связь вмешался некто третий.Свидетельством этому станут нерушимые законы физики — необратимый коллапс волновой функции.Прототипы устройств для осуществления подобной защищенной квантовой связи уже созданы, однако возникают и идеи по компрометации работы всех этих «абсолютно защищенных каналов», например путем обратимых слабых квантовых измерений, поэтому до сих пор неясно, сможет ли квантовая криптография выйти из стадии испытания прототипов, не окажутся ли все разработки заранее обреченными и непригодными для практического применения.Еще один момент: передача запутанных состояний осуществлялась до сих пор лишь на расстояния, не превышающие 100 км, из-за потерь фотонов в оптоволокне или в воздухе, поскольку вероятность того, что хотя бы часть фотонов доберется до детектора, становится исчезающе малой. Время от времени появляются сообщения об очередном достижении на этом пути, но охватить подобной связью весь земной шар пока не представляется возможным.Еще в 2014 году Ученые из института Вайцмана (Weizmann Institute) создали и продемонстрировали работу первого в мире фотонного маршрутизатора, квантового устройства, основанного на одном единственном атоме, позволяющего направлять единичные фотоны света по необходимому маршруту. Следует отметить, что разработка этого квантово–фотонного устройства является большим шагом на пути преодоления массы трудностей, с которыми сталкивается сейчас разработка квантовых компьютеров будущего.Основным элементом фотонного маршрутизатора является атом, способный переключаться из одного квантового состояния в другое. Переключение состояния атома осуществляется при помощи единичного фотона света, имеющего определенные характеристики. Находясь в одном из квантовых состояний, атом беспрепятственно пропускает следующий фотон света дальше по оптическому волокну, а в другом состоянии — отражает его назад, туда, откуда он прибыл.А буквально недавно группа специалистов из Университета Вены смогла разработать первый в истории квантовый роутер и даже провела первые испытания нового устройства. Это первое устройство, которое может не только принимать запутанные фотоны, но и передавать их. Кроме того, схема, используемая в роутере, может стать основой для создания квантового интернета.Ученые использовали частоту в 5,1 ГГц, создав 500 кремниевых резонаторов, частота вибрации которых позволяет сохранить квантовую информацию. Все 500 кремниевых резонаторов были протестированы на наличие подходящей для него пары. Использовано было всего 5 пар, которые поместили в холодильник, который охладил резонаторы до абсолютного нуля. Затем их подключили друг к другу оптическим кабелем длиной 20 см. Как сообщил автор и руководитель разработки господин Ридингер,«Подобные нанороутеры способны поддерживать запутанное состояние фотонов, в отличие от обычных сетей связи. Мы не видим никаких ограничений, мешающих нам увеличить его с 20 сантиметров до нескольких километров и даже больше. Представленная система масштабируется на большее число устройств и может быть интегрирована в реальную квантовую сеть. Сочетание наших результатов с оптическими сетями, способными переносить квантовую информацию, может создать основу для будущего квантового интернета».Ну что, это наше будущее?источникиhttps://www.gazeta.ru/science/2017/06/16_a_10723481.shtml#page2https://www.sciencealert.com/physicists-quantum-entangle-silicon-devices-to-send-information-over-20-centimetreshttps://net.d3.ru/kvantovyi-fotonnyi-marshrutizator-583268/?sorting=rating

31 октября 2017, 23:38

Конец "маскопоклонства": компания шизиков и жуликов

Максим Калашников Лично для меня все эти "свидетели Элона Маска", совершающие намаз на своего гуру - идиоты еще те. Помню, как "погромщик" Просвирнин с придыханием говорил мне о старине Элоне. Давно считаю, что Маск - это Чубайс в Роснано, но в кубе. Когда слышишь, что через 10 лет Маск высадится на Марсе и там его дроны станут собирать урожай, хочешь покрутить пальцем у виска. Новая эпоха - эпоха религиозного сознания, логика гибнет, есть только вера в кумиров. Но через десять лет Маск будет окончательным банкротом. Реальность такова: каждый электромобиль "Тесла" приносит 13 000 долларов убытка. Срываются контракты с НАСА. Подробнее:https://ria.ru/analytics/20171006/1506308870.html Перед нами - типичный шизик, который ни одного проекта не довел до готовой, рентабельной стадии. Зато раскидался на множество проектов сразу. Надо быть идиотом, чтобы не понимать: первая ступень ракеты, садящаяся на платформу при возврате за счет торможения двигателем, ВЫГОДНОЙ быть не может. Ибо ей приходится тащить на себе еще и груз топлива для посадки. Гораздо более умный, чем Маск, Глеб Лозино-Лозинский (1909-2001 гг.) предлагал делать первую многоразовую ступень с раскладными крыльями. Чтобы она садилась в планирующем полете. Крылья имеют массу, сопоставимую с массой топлива для посадки первой ступени. Но крылья позворляют не расходовать ценнейший ресурс двигателей первой ступени. Но Маск вытянул из НАСА кучу денег под мертворожденный проект. Такой же мертворожденный проект - "Гиперпетля", поезд в трубе с вакуумом внутри. Эй, "свидетели Маска", вы понимаете, что такой транспорт НИКОГДА не станет рентабельным? Разве что на Луне. Сколько энергии уйдет на поддержку вакуума в тоннеле? Как вы будете вытаскивать из трубы транспортный модуль, который сломается или в коем пассажиру станет плохо? Разгерметизируя систему? Работать этот транспорт будет, но всегда - в убыток. Есть более экономичные скоростные виды транспорта, причем русские. Тот же аэроэстакадный Бартини-Серьезнова. Примечательно, что в аферу "Гиперпетли" вкладывют деньги то кавказские наши олигархи (Зиявуддин Магомедов, "Сумма" - более восьмидесяти миллионов долларов), то РФПИ. Мозгов-то подумать и посчитать нет. Ведутся олухи расейские на оглушительную рекламу и культ Маска среди креаклов. Вместо того, чтобы испытывать русские скоростные системы, вы отдаете деньги сомнительной компашке из шизиков с жуликами. То же самое ждет и планы экспедиции Маска на Марс. Слишком все крикливо и легковесно. Ох, и лопнет же этот пузырь радужный! Да еще и как... И станет Маск памятником шизанутой эпохе...

23 сентября 2017, 23:16

Где искать научные статьи в открытом доступе. Большая подборка легальных ресурсов

Где искать научные статьи, если у вас нет доступа к платным базам данных? На сайте «Индикатор» опубликована подборка из 10 открытых ресурсов для ученых.1. UnpaywallОдин из самых удобных инструментов для бесплатного доступа — расширение для браузеров Chrome и Firefox Unpaywall. Оно автоматически ищет полные тексты научных статей. Если вы заходите на страницу какой-нибудь публикации, справа на экране появляется иконка с изображенным на ней замком. Если она зеленая и замок открыт, то достаточно просто нажать на него, и вы автоматические перейдете на страницу с полным текстом статьи в формате PDF. Установить расширение можно на его сайте.2. Академия GoogleДругой сайт, который может помочь, — это Академия Google. Вы просто пишете название статьи в поисковой строке и читаете полный текст. Если он, конечно, есть в открытом доступе.3. Open Access ButtonЕсли ни Unpaywall, ни Академия Google вам не помогли, может пригодиться сайт Open Access Button. Большая волшебная кнопка справится с поиском нужной статьи.4. ArXiv.orgЭтот сайт был создан специально для того, чтобы решить проблему открытого доступа к статьям. На ArXiv ученые выкладывают препринты своих статей, то есть черновики, которые в итоге публикуются с некоторыми изменениями. Большинство авторов — математики и физики, но сейчас по инициативе фонда Присциллы Чан и Марка Цукерберга разрабатывается аналог для биологии и других естественных наук — BioRxiv.5. КиберЛенинкаНаучная электронная библиотека «КиберЛенинка» — крупнейшее в России собрание научных статей, в основном на русском языке, хотя есть и иностранные публикации.6. Библиотека eLibraryНа этом сайте выкладываются статьи и научные публикации, входящие в РИНЦ (российский индекс научного цитирования). Необходима регистрация, причем вас могут попросить указать специальный пароль вашей организации. В профиле сохраняются настройки поиска и ваши подборки статей.7. Электронные библиотеки, сотрудничающие с вузамиУ многих вузов все-таки есть подписки на разные научные журналы. Они заключают договоры с электронными библиотеками, например с ЭБС «Университетская библиотека онлайн» или IQ Library.Узнайте, с какой библиотекой сотрудничает ваш вуз и как получить к ней доступ. Например, в МГУ доступ ко всем подпискам университета автоматически активируется, если вы ищете статью в компьютерном классе или через Wi-Fi-сеть МГУ.8. Российская государственная библиотека (РГБ)У РГБ есть электронный каталог, в котором можно найти не только статьи, но и диссертации и монографии на разные темы. К сожалению, не все работы есть в электронном варианте, но в каталоге есть функция «проголосовать за перевод в электронный вид необходимой книги или статьи». Сроки, к сожалению, неизвестны.9. Авторы статей или коллеги-ученыеЕсли нигде на вышеперечисленных ресурсах не удается найти статью, можно попробовать написать напрямую авторам или их коллегам и попросить полный текст. В научном мире это довольно распространенная практика. И есть два отработанных способа: написать в твиттере пост с хэштегом #icanhazpdf и указать, какую статью вы ищете и куда вам ее прислать, или зарегистрироваться на сайте Research Gate, найти нужную статью в профиле автора и нажать на кнопку «попросить полный текст». Чаще всего авторы отвечают в течение недели и присылают файл на указанную в профиле почту. Кстати, в этом случае статью можно даже обсудить с самим автором. Аналогичный ресурс, но более популярный среди ученых, работающих в области социальных и гуманитарных наук, — Academia.edu. Там часто даже просить ничего не надо — статьи, препринты, доклады и даже главы из книг можно скачать прямо из профиля исследователя.10. Специализированные базы данныхПомимо перечисленных выше ресурсов, существуют различные специализированные базы полных текстов статей, вот список самых крупных из них:1.PubMedБаза в основном по медицине и биологии, иногда содержит ссылки на полные бесплатные тексты статей.2.JstorОбширная база англоязычных статей, журналов и научных работ по самым разнообразным темам.3.MedLineКрупнейшая библиографическая база статей по медицинским наукам (NLM). Интегрирована в сервис SciFinder.4.PsyjournalsСайт с электронными версиями психологических журналов.5.SciFinderНаиболее полный и надежный источник химической информации, охватывающий более 99% текущей литературы по химии, включая патенты. Также там можно найти информацию по биологическим и биомедицинским наукам, химической физике, инженерии.6.ERICАнглоязычная база данных со статьями и научными публикациями по психологии из разных стран мира.7.Сборники статей от FrontiersFrontiers делает подборки статей по разным темам и выкладывает их в открытый доступ.8.HEP SearchБаза данных по физике высоких энергий.Вы также можете подписаться на мои страницы:- в фейсбуке: https://www.facebook.com/podosokorskiy- в твиттере: https://twitter.com/podosokorsky- в контакте: http://vk.com/podosokorskiy- в инстаграм: https://www.instagram.com/podosokorsky/- в телеграм: http://telegram.me/podosokorsky- в одноклассниках: https://ok.ru/podosokorsky

18 сентября 2017, 13:38

Минздрав РФ заявил о подготовке телепатических сеансов

В России разрабатываются технологии для считывания мыслей на расстоянии и дистанционного управления мозгом человека, - заявила министр здравоохранения Вероника Скворцова в ходе конференции «Биотехмед». Об этом сообщает Znak. «Более сложная тема — это управление мозг-компьютер. Две точки в России разрабатывают эту технологию на основе двух разных подходов, двух разных механизмов, один — только когда уровень сознания ясный, второй при любом уровне сознания», — сказала министр, отметив, что уже возможно «управлять бионическими процессами». «Мы можем управлять дистанционно, печатать дистанционно, активировать те зоны мозга, которые обычно спят у среднестатистического человека. Это особая тема, в том числе для развития считывания мысли на расстоянии и проведения фактически телепатического сеанса», — добавила Скворцова.Президент Владимир Путин и министр здравоохранения Вероника Скворцова. Сергей Гунеев/РИА «Новости»Вы также можете подписаться на мои страницы:- в фейсбуке: https://www.facebook.com/podosokorskiy- в твиттере: https://twitter.com/podosokorsky- в контакте: http://vk.com/podosokorskiy- в инстаграм: https://www.instagram.com/podosokorsky/- в телеграм: http://telegram.me/podosokorsky- в одноклассниках: https://ok.ru/podosokorsky

Выбор редакции
12 августа 2017, 04:23

Ученые впервые взломали компьютер при помощи ДНК

.Ученые впервые взломали компьютер при помощи ДНКИсследователи из Вашингтонского университета внедрили вредоносный код в молекулу ДНК, а затем воспользовались уязвимостью программы, используемой для анализа ДНК, чтобы заставить компьютер выполнить его. В перспективе подобный способ атак может дать широкие возможности хакерам.NEWSru.com // Технологии

22 июля 2017, 13:50

Ну сейчас Илон Маск покажет этому старому пердуну!

Капица о бесперспективности альтернативной энергетики8 октября 1975 г. на научной сессии, посвященной 250-летию Академии наук СССР, академик Петр Леонидович Капица, удостоенный тремя годами позже Нобелевской премии по физике, сделал концептуальный доклад, в котором, исходя из базовых физических принципов, по существу, похоронил все виды «альтернативной энергии», за исключением управляемого термоядерного синтеза.Соображения академика Капицы, они сводятся к следующему: какой бы источник энергии ни рассматривать, его можно охарактеризовать двумя параметрами: плотностью энергии — то есть ее количеством в единице объема, — и скоростью ее передачи (распространения). Произведение этих величин есть максимальная мощность, которую можно получить с единицы поверхности, используя энергию данного вида.Вот, скажем, солнечная энергия. Ее плотность ничтожна. Зато она распространяется с огромной скоростью — скоростью света. В результате поток солнечной энергии, приходящий на Землю и дающий жизнь всему, оказывается совсем не мал — больше киловатта на квадратный метр. Увы, этот поток достаточен для жизни на планете, но как основной источник энергии для человечества крайне неэффективен. Как отмечал П. Капица, на уровне моря, с учетом потерь в атмосфере, реально человек может использовать поток в 100—200 ватт на квадратный метр. Даже сегодня КПД устройств, преобразующих солнечную энергию в электричество, составляет 15%. Чтобы покрыть только бытовые потребности одного современного домохозяйства, нужен преобразователь площадью не менее 40—50 квадратных метров. А для того, чтобы заменить солнечной энергией источники ископаемого топлива, нужно построить вдоль всей сухопутной части экватора сплошную полосу солнечных батарей шириной 50—60 километров. Совершенно очевидно, что подобный проект в обозримом будущем не может быть реализован ни по техническим, ни по финансовым, ни по политическим причинам.Сейчас также идет обсуждение вопроса использования геотермальной энергии. Как известно, в некоторых местах мира на земной поверхности, где имеется вулканическая деятельность, это успешно осуществляется, правда, в небольших масштабах. Преимущество этого метода для энергетики больших мощностей, несомненно, очень велико, энергетические запасы здесь неистощимы, и, в отличие от солнечной энергии, которая имеет колебания не только суточные, но и в зависимости от времен года и от погоды, геотермальная энергия может генерироваться непрерывно. Еще в начале этого века гениальным изобретателем современной паровой турбины Ч. Парсонсом разрабатывался конкретный проект использования этой энергии. Конечно, он не мог предвидеть тех масштабов, которых достигнет энергетика теперь, и его проект имеет только исторический интерес.Современный подход к этой проблеме основывается на том, что в любом месте земной коры на глубине в 10-15 км достигается температура в несколько сот градусов, достаточная для получения пара и генерирования энергии с хорошим КПД. При осуществлении этого проекта на практике мы опять наталкиваемся на ограничения, связанные с плотностью потока энергии. Как известно, теплопроводность горных пород очень мала. Поэтому при существующих внутри Земли градиентах температур для подвода необходимого тепла нужны очень большие площади, что весьма трудно выполнимо на глубине в 10-15 км. Вот почему возможность нагрева необходимого количества воды сомнительна.Кроме солнечной и геотермальной энергий, не истощающих запасы, есть еще гидроэнергия, получаемая при запруживании рек и при использовании морских приливов. Накопленную таким образом гравитационную энергию воды можно весьма эффективно превращать в механическую. Сейчас в энергетическом балансе использование гидроэнергии составляет не более 5%, и, к сожалению, дальнейшего увеличения не приходится ждать. Это связано с тем, что запруживание рек оказывается рентабельным только в горных местах, когда на единицу площади водохранилища имеется большая потенциальная энергия. Запруживание рек с подъемом воды на небольшую высоту обычно экономически не оправдывает себя, в особенности когда это связано с затоплением плодородной земли, так как приносимый ею урожай оказывается значительно более ценным, чем получаемая энергия. Опять тот же недостаток плотности потока энергии.Использование ветра, также из-за недостаточной плотности энергетического потока, оказывается экономически неоправданным. Конечно, использование солнечной энергии, малых водяных потоков, ветряков часто может быть полезным для бытовых нужд в небольших масштабах.Противоположный пример — топливные элементы, где происходит прямое превращение химической энергии окисления водорода в электроэнергию. Здесь плотность энергии велика, высока и эффективность такого преобразования, достигающая 70 и более процентов. Зато крайне мала скорость ее передачи, ограниченная очень низкой скоростью диффузии ионов в электролитах. В результате плотность потока энергии оказывается примерно такой же, как и для солнечной энергии. Петр Капица писал: «На практике плотность потока энергии очень мала, и с квадратного метра электрода можно снимать только 200 Вт. Для 100 мегаватт мощности рабочая площадь электродов достигает квадратного километра, и нет надежды, что капитальные затраты на построение такой электростанции оправдаются генерируемой ею энергией». Значит, топливные элементы можно использовать только там, где не нужны большие мощности. Но для макроэнергетики они бесполезны.Из приведенного анализа следует, что нужно искать новые источники энергии для энергетики больших мощностей взамен истощающихся в природе запасов химической энергии. Очевидно, можно и следует более бережно относиться к использованию энергетических ресурсов. Конечно, желательно, например, не тратить их на военные нужды. Однако все это только отсрочит истощение топливных ресурсов, но не предотвратит кризиса. Как это уже становится общепризнанным, вся надежда на решение глобального энергетического кризиса - в использовании ядерной энергии. Физика дает полное основание считать, что эта надежда обоснованна.на фото: А.Ф. Иоффе, П.Л.Капица и А.Н.Крылов в 1919 году с крыльца у физико-механического факультета Политехнического университета наблюдают за надуванием пузырей ВИЭ в 21 веке.Наибольшие надежды Петр Капица связывал с термоядерной энергетикой.Как известно, ядерная физика дает два направления для решения энергетической проблемы. Первое уже хорошо разработано и основывается на получении цепной реакции в уране, происходящей при распаде его ядер с выделением нейтронов. Это тот же процесс, который происходит в атомной бомбе, но замедленный до стационарного состояния. Подсчеты показали, что при правильном использовании урана его запасы достаточны, чтобы не бояться их истощения в ближайшие тысячелетия. Электростанции на уране уже сейчас функционируют и дают рентабельную электроэнергию. Но также хорошо известно, что на пути их дальнейшего широкого развития и перевода всей энергетики страны на атомную энергию лежит необходимость преодоления трех основных трудностей:1. Шлаки от распада урана являются сильно радиоактивными, и их надежное захоронение представляет большие технические трудности, которые еще не имеют общепризнанного решения. Самое лучшее было бы отправлять их на ракетах в космическое пространство, но пока что это считается недостаточно надежным.2. Крупная атомная станция на миллионы киловатт представляет большую опасность для окружающей природы и в особенности для человека. В случае аварии или саботажа вырвавшаяся наружу радиоактивность может на площади многих квадратных километров погубить все живое, как атомная бомба в Хиросиме. Опасность сейчас расценивается настолько большой, что ни одна страховая компания не берет на себя риск таких масштабов.3. Широкое использование атомной электроэнергии приведет также к широкому распространению плутония, являющегося необходимым участником ядерной реакции. Такое распространение плутония по всем странам земного шара сделает более трудным контроль над распространением атомного оружия. Это может привести к тому, что атомная бомба станет орудием шантажа, доступным даже для предприимчивой группы гангстеров.По-видимому, под угрозой энергетического кризиса люди найдут пути преодоления этих трудностей. Например, две последние трудности можно было бы преодолеть, располагая атомные электростанции на небольших необитаемых островах в океане, далеко от густонаселенных мест. Эти станции находились бы под тщательным контролем, и в случае аварии ее последствия не представляли бы большой опасности для людей. Энергией, вырабатываемой электростанцией, можно было бы, например, разлагать воду и полученный водород в жидком виде транспортировать и использовать как топливо, которое при сгорании не загрязняет атмосферу.Следует признать, однако, что лучшим выходом из создавшегося положения нужно считать получение энергии путем термоядерного синтеза ядер гелия из ядер дейтерия и трития. Известно, что этот процесс осуществляется в водородной бомбе, но для мирного использования он должен быть замедлен до стационарного состояния. Когда это будет сделано, то все указанные трудности, которые возникают при использовании урана, будут отсутствовать, потому что термоядерный процесс не дает в ощутимых количествах радиоактивных шлаков, не представляет большой опасности при аварии и не может быть использован для бомбы как взрывчатое вещество. И наконец, запас дейтерия в природе, в океанах, еще больше, чем запас урана.Но трудности осуществления управляемой термоядерной реакции пока еще не преодолены. Я буду говорить о них в своем докладе, потому что, как теперь оказывается, эти трудности в основном также связаны с созданием в плазме энергетических потоков достаточной мощности. На этом я останавливаюсь несколько подробнее.Хорошо известно, что для полезного получения термоядерной энергии ионы в плазме должны иметь очень высокую температуру - более 108 К. Главная трудность нагрева ионов связана с тем, что нагрев плазмы происходит в результате воздействия на нее электрического поля, и при этом практически вся энергия воспринимается электронами, которые благодаря их малой массе при соударениях плохо передают ее ионам. С ростом температуры эта передача становится еще менее эффективной. Расчеты передачи энергии в плазме от электронов к ионам при их ку-лоновском взаимодействии теоретически были надежно описаны еще в 30-х годах Л.Д. Ландау.В плазме при 1 атм и температуре электронов Te = 109 К в объеме кубического метра передаваемая электронами ионам мощность будет около 400 Вт. Это небольшая величина, так как нетрудно подсчитать, что для того, чтобы нагреть кубометр плазмы до 6x108 К при подводе такой мощности, потребуется около 300 секунд.Малость величины передаваемой ионам энергии в особенности проявляется при осуществлении наиболее широко разрабатываемых теперь термоядерных установок Токамак. В них ионы удерживаются в ограниченном объеме сильным магнитным полем и процесс нагрева производится электронами, которые вначале коротким импульсом тока нагреваются до очень высоких температур, потом путем кулоновских столкновений передают свою энергию ионам. В условиях, принимаемых в современных проектах Токамака, время, за которое электроны передадут свою энергию ионам, достигает 20-30 с. Оказывается, за это время большая часть энергии электронов уйдет в тормозное излучение. Поэтому сейчас изыскиваются более эффективные способы подвода энергии к ионам. Это может быть или высокочастотный нагрев, или инжекция быстрых нейтральных атомов дейтерия, или диссипация магнитоакустических волн. Все эти методы нагрева ионов, конечно, значительно усложняют конструкцию реакторов типа Токамак.Эффективность энергетической передачи между электронами и ионами растет с плотностью. Поэтому предположим, что при нагреве лазерным импульсом твердого конденсированного трития или дейтерия начальная плотность будет очень велика (на несколько порядков выше, чем в Токамаке) и импульсами удается нагреть ионы в короткий промежуток времени. Но подсчеты показали, что, хотя время нагрева и сокращается до 10-8 с, все же оно недостаточно, так как за это время ничем не удерживаемый плазменный сгусток уже разлетится на значительное расстояние.Как известно, теперь для лазерного "термояда" ищут методы коллективного взаимодействия электронов с ионами, например, создание ударных волн, которые адиабатическим сжатием подымут температуру ионов более быстро, чем при кулоновском взаимодействии.Главное препятствие в данное время лежит в том, что еще недостаточно глубоко изучены физические процессы в плазме. Теория, которая здесь хорошо разработана, относится только к нетурбулентному состоянию плазмы. Наши опыты над свободно парящим плазменным шнуром, полученным в высокочастотном поле, показывают, что горячая плазма, в которой электроны имеют температуру в несколько миллионов градусов, находится в магнитном поле в турбулентном состоянии. Как известно, даже в обычной гидродинамике турбулентные процессы не имеют полного количественного описания и в основном все расчеты основаны на теории подобия. В плазме, несомненно, гидродинамические процессы значительно сложнее, поэтому придется идти тем же путем.Пока нет оснований считать, что трудности нагрева ионов в плазме не удастся преодолеть, и мне думается, что термоядерная проблема получения больших мощностей будет со временем решена.Основная задача, стоящая перед физикой, - это более глубоко экспериментально изучить гидродинамику горячей плазмы, как это нужно для осуществления термоядерной реакции при высоких давлениях и в сильных магнитных полях. Это большая, трудная и интересная задача современной физики. Она тесно связана с решением энергетической проблемы, которая становится для нашей эпохи проблемой физики № 1.Очень дорогая фантастика...А как же водородная энергетика и пресловутое биотопливо, которые сегодня пропагандируются наиболее активно? Почему Капица не обращал на них внимания вообще? Ведь биотопливо в виде дров человечество использует уже веками, а водородная энергетика сегодня кажется настолько перспективной, что едва ли не каждый день приходят сообщения о том, что крупнейшие автомобильные компании демонстрируют концепт-кары на водородном топливе! Неужели академик был настолько недальновиден? Увы... Никакой водородной и даже биоэнергетики в буквальном смысле слова не может существовать.Что касается водородной энергетики, то, поскольку природные месторождения водорода на Земле отсутствуют, ее адепты пытаются изобрести вечный двигатель планетарного масштаба, не более и не менее того. Есть два способа получить водород в промышленных масштабах: либо путем электролиза разложить воду на водород и кислород, но это требует энергии, заведомо превосходящей ту, что потом выделится при сжигании водорода и превращении его опять в воду, либо... из природного газа с помощью катализаторов и опять-таки затрат энергии — которую нужно получить... опять-таки сжигая природные горючие ископаемые! Правда, в последнем случае это все-таки не «вечный двигатель»: некоторая дополнительная энергия при сжигании водорода, полученного таким путем, все же образуется. Но она будет гораздо меньше той, что была бы получена при непосредственном сжигании природного газа, минуя его конверсию в водород. Значит, «электролитический водород» — это вообще не топливо, это просто «аккумулятор» энергии, полученной из другого источника... которого как раз и нет. Использование же водорода, полученного из природного газа, возможно, и сократит несколько выбросы углекислого газа в атмосферу, так как эти выбросы будут связаны только с генерацией энергии, необходимой для получения водорода. Но зато в результате процесса общее потребление невозобновляемых горючих ископаемых только вырастет!Ничуть не лучше обстоят дела и с «биоэнергетикой». В этом случае речь идет либо о реанимации старинной идеи использования растительных и животных жиров для питания двигателей внутреннего сгорания (первый «дизель» Дизеля работал на арахисовом масле), либо об использовании этилового спирта, полученного путем брожения натуральных — зерна, кукурузы, риса, тростника и т.д. — или подвергнутых гидролизу (то есть разложению клетчатки на сахара) — агропродуктов.Что касается производства масел, то это крайне низкоэффективное, по «критериям Капицы», производство. Так, например, урожайность арахиса составляет в лучшем случае 50 ц/га. Даже при трех урожаях в год выход орехов едва ли превысит 2 кг в год с квадратного метра. Из этого количества орехов получится в лучшем случае 1 кг масла: выход энергии получается чуть больше 1 ватта с квадратного метра — то есть на два порядка меньше, чем солнечная энергия, доступная с того же квадратного метра. При этом мы не учли того, что получение таких урожаев требует интенсивного применения энергоемких удобрений, затрат энергии на обработку почвы и полив. То есть, чтобы покрыть сегодняшние потребности человечества, пришлось бы полностью засеять арахисом пару-тройку земных шаров. Проведя аналогичный расчет для «спиртовой» энергетики, нетрудно убедиться, что ее эффективность еще ниже, чем у «дизельного» агро-цикла....Но очень выгодная для экономики «мыльного пузыря»Что же, американские ученые не знают этих цифр и перспектив? Разумеется, знают. Ричард Хейнберг в своей нашумевшей книге PowerDown: Options And Actions For A Post-Carbon World (наиболее точный по смыслу перевод — «Конец света: Возможности и действия в пост-углеродном мире») самым детальным образом повторяет анализ Капицы и показывает, что никакая биоэнергетика мир не спасет.Так что происходит? А вот что: только очень наивный человек полагает, что экономика сегодня, как и 150 лет назад, работает по марксистскому принципу: «деньги — товар — деньги». Новая формула «деньги — деньги» короче и эффективнее. Хлопотное звено в виде производства реальных товаров, обладающих для людей реальной полезностью в привычном смысле этого слова, стремительно вытесняется из «большой экономики». Связь между ценой и полезностью в материальном смысле — полезность вещи как пищи, одежды, жилья, средства передвижения или услуги как средства удовлетворения какой-то реальной потребности, — уходит в небытие точно так же, как некогда ушла в небытие связь между номиналом монеты и массой заключенного в ней драгоценного металла. Точно так же «вещи» нового века очищаются от всякой полезности. Единственная потребительная способность этих «вещей», единственная их «полезность», которая сохраняет смысл в экономике нового времени, — это их способность быть проданными, а главным «производством», приносящим прибыль, становится надувание «пузырей». Всеобщая вера в возможность продать воздух в виде акций, опционов, фьючерсов и многочисленных других «финансовых инструментов» становится главной движущей силой экономики и основным источником капитала для ксендзов этой веры.После того, как последовательно лопнули пузыри «доткомов» и недвижимости, а «нанотехнология», рисующая сказочные перспективы, по большей части так и продолжает их рисовать без заметной материализации, американские финансисты, похоже, всерьез обратили внимание на альтернативные источники энергии. Вкладывая деньги в «зеленые проекты» и оплачивая наукообразную рекламу, они вполне могут рассчитывать на то, что многочисленные буратины прекрасно удобрят своими золотыми финансовую ниву чудес.Источник:П.Л. Капица ЭНЕРГИЯ И ФИЗИКА Доклад на научной сессии, посвященной 250-летию Академии наук СССР, Москва, 8 октября 1975 г. См.: Вестник АН СССР. 1976. № 1. С. 34-43.

Выбор редакции
27 июня 2017, 23:08

Возможно, есть кандидат на гипермассу, пролетающую через диск Метагалактики.

Я писал в Продолжим про метагалактику и её генезис:"Если астрономы в конце концов обнаружат в космосе галактики, движущиеся не от центра взрыва гипермассы, а перпендикулярно движению галактик в диске метагалактики или под углом к диску, это и будет доказательством правильности гипотезы о метагалактике, изложенной мной в тэге Метагалактика."Нечто похожее в ближней часть метагалактики есть. Это супергалактика Туманность Андромеды.Она сильно выделяется от прочих галактик рядом с нашим млечным путём.Она очень массивна.В несколько раз массивнее нашей.У неё очень тяжёлое ядро с очень большим излучением. Светит, поглощая материю, как квазар.Она движется не от центра БВ, а под большим углом к нему.Она движется с аномально высокой скоростью.Галактики в метагалактике сливаются. Но путём постепенного гравитационного сближения, летя в одном направлении от центра БВ. С Андромедой не так.Ядро галактик обычно образуется путём падения материи диска галактики на центр масс до образования там чёрной дыры. Закручиваясь при этом как в воронке в ванной. Как образовалось ядро нашей галактики. Но оно значительно меньше ядра Андромеды, образовавшейся примерно в одно и то же время.Похоже, что это ядро не результат конденсации звёздной материи, а супермасса, ободравшая в предыдущие пролёты через диск метагалактики материю диска.Скорость движения Андромеды слишком высока. Такая скорость не может быть результатом взаимного притяжения Млечногопути и Андромеды в диске Метагалактики.Через 3-4 миллиарда лет Андромеда проглотит ещё одну галактику - наш Млечный путь. И полетит дальше в сторону от диска метагалактики по орбите вокруг гипермассы. Слегка изменив скорость и траекторию полёта за счёт получения импульса от проглоченной массы нашей галактики.Когда точно вычслят траекторию движения Андромеды, можно будет об этом говорить уверенно.Если Андромеда - гипермасса, ободравшая диск метагалактики, то она после втягивания в себя Млечный путь, улетит перпендикулярно диску метагалактики. И какие то разумные и не очень цивилизации на ней смогут через 7-8 миллиардов лет лицезреть весь лиск метагалактики во всей красе.Не изнутри как мы, а с наружи.

Выбор редакции
23 июня 2017, 23:08

Где находится эпицентр Большого взрыва (БВ) и точка начала всех координат в метагалактике?

Вспомним, как происходит БВ: Метагалактика: возникновение и устройство без чудесатостей.“…Вначале определим использованные термины:Гипермасса или материнская гипермасса – тот объект, который взорвался так называемым большим взрывам. В результате которого возникла наша метагалактика. Массу гипердыры никто не вычислял, но она на порядки больше всей массы того, что сейчас называется “вселенная” Сейчас гипердыра находится в центре диска метагалактики.Супермасса – вторичные массы, которые образовались в процессе большого взрыва. Они находятся не в центре метагалактики, а в её диске и имеют массу в миллионы (и меньше) галактик.Тёмные массы в центр галактик пусть называются чёрными дырами, как привыкли.Метагалактика – космическая структура в виде вращающегося диска материи с гипермассой в центре.  Метагалактика имеет массу триллионов галактик и сейчас её принято называть вселенной, подразумевая, что она одна такая.(Потому, что если таких объектов много, то и так латаная-перелатанай ОТО становится в бесконечной вселенной и вовсе абсурдной)…”.“…Можно предположить, что эта гипермасса вращалась перед своим взрывом с огромной скоростью. Поэтому часть материи метагалактики разлетится из-за действия центробежной силы виде огромного блина в плоскости экватора гипермассы. Что мы и наблюдаем. По некоторым современным данным, наша метагалактика (вселенная) как раз имеет форму блина.    То вещество, которое не полетело в плоскости экватора, не получив дополнительного импульса от центробежной силы, не улетит далеко и опять упадёт в центр масс и превратится в гипермассу на том же месте. То есть гипермасса восстановится на прежнем месте. Материнская гипермасса, сбросив несколько процентов своей массы, вновь затаится на триллионы лет, пока не насосётся блуждающего по космосу вещества до критической массы и не взорвётся снова. А точнее, учитывая масштаб объекта, не взорвётся, а вздрогнет, выбросив часть массы в плоскости экватора.    Вещество же, которое разлетелось от экватора гипермассы в форме блина, разбросанное аннигиляционным взрывом в купе с  центробежными силами, преодолеет огромное тяготение гипермассы и продолжит разлетаться в пространстве".Тоесть, вещество Большого взрыва или улетит от эпицентра БВ или упадёт на гтпермассу в эпицентре. Поэтому со временем вокруг эпицентра БВ образуется огромное пустое пространство – супервойд. С восстановившейся гипермассой вцентре. Гипермасса уже не всасывает вещество и поэтому не излучает. Или почти не излучает. Не сильнее обыкновенного квазара.Далее: О неадекватности определения расстояния в метагалактике по смещению Хаббла.“Тоесть, мы видим только относительно небольшой сектор диска метагалактики, в котором светящееся вещество движется примерно в нашем же направлении от эпицентра БВ. Остальные сектора метагалактики нам или недоступны, или не исследованы.“Метод Хаббла основан на том, что вещество метагалактики равномерно ускоряется под действием других гипермасс и поэтому скорость разлёта пропорциональна расстоянию от нас. Что является сильным упрощением.Во первых, в самом диске метагалактики имеются супермассы, которые тянут ближнее к ним вещество и назад, и вбок, и вперёд относительно эпицентра БВ. Да и сама гипермасса, восстановившаяся в эпицентре БВ может тянуть ближайшее к ней вещество диска метагалактики и тормозить его разлёт.Кроме того, если часть ближайшего к гипермассе вещества диска не только уменьшило скорость разлёта от эпицентра, но и начала обратно падать на гипермассу, при этом закручиваясь в спиральные структуры, то это внесёт дополнительное искажение в метод определения расстояния по красному смещению.Ну и учтём не учитываемое методом Хаббла векторы разлёта вещества метагалактики относительно эпицентра БВ.“Всё, что дальше от нас на нашем векторе разлёта будет смещаться своим излучением в красный диапазон. Если принять постулат, что разлёт осколков Большого взрыва ускоряется в зависимости от удалённости от эпицентра Большого взрыва равномерно, то на нашем векторе движения метод Хаббла даст адекватную оценку расстояний от нас.А если скорость разлёта увеличивается в зависимости от удаления от эпицентра, то то метод даст ошибку. В сторону эпицентра от нас расстояние будет преувеличено, а в противоположную сторону преуменьшено.А если учесть и вектор разлёта, то все расстояния на векторах под углом к нашему вектору разлета, определённые по Хабблу будут преувеличены.В результате большой относительно нас скорости красное смещение станет инфракрасным в коротковолновой части инфракрасного света, а на противоположном векторе от эпицентра БВ может быть и в длинноволновой части инфракрасного света, а то и в ультракоротковолновом радиодиапазоне.И мы этих объектов не увидим.”Ввиду того, что метод Хаббла даёт искажённое представление о расстояниях, то когда астрономы составят объёмную карту метагалактики, мы увидим не сектор доступной нашему наблюдению сферы, на остром конце которого и будет эпицентр БВ, а нечто вроде куриного яйца. Острый конец которого будет оканчиваться супервойдом в центре которого и будет эпицентр БВ.Его мы и наблюдаем в виде именно супервойда размером 1,3 миллиарда световых лет. Что составляет примерно 10% от приятого сегодня определения размера вселенной.Это и есть кандидат на эпицентр БВ. Где то в его центре и должна находиться похудевшая в результате БВ материнская гипермасса – точка отсчёта всех координат нашей метагалактики.Мы по этой аналогии находимся где то в районе желтка яйца.И ещё: по современным гипотезам во все стороны от нас границы вселенной находятся на примерно равном удалении. Но это означает, что методом Хаббла измеряют не полный радиус метагалактики и тем более не её диаметр, а расстояния от точки наблюдения до внешней границы метагалактики с одной стороны и до границ супервойда с другой.Тоесть, реальный радиус метагалактики должен быть вдвое больше того, что мы измеряем по Хабблу. А диаметр по крайней мере в четверо больше.Тоесть примерно13,5+13,5 +1,3/2=примерно 28 миллиардов световых лет. Это радиус.Диаметр примерно 56 миллиардов световых лет.Толщина диска метагалактики, я предполагаю в среднем процентов 10 от её реального радиуса. И это толщина изменяется в зависимости от удаления от эпицентра.И в разрезе имеет форму следа от радиоактивного облака при ядерном взрыве:

23 марта, 22:00

Ученые подтвердили существование нового вида материи: кристаллов времени

Постоянно в движении без затрат энергииУже несколько месяцев идут разговоры о том, что исследователям удалось создать кристаллы времени — странные кристаллы, атомная структура которых повторяется не только в пространстве, но и во времени, что означает, что они постоянно двигаются без затрат энергии.Теперь это официально подтвердили: исследователи только недавно рассказали в деталях, как создать и измерить эти странные кристаллы. И две независимые группы ученых утверждают, что им действительно удалось создать кристаллы времени в лабораторных условиях, пользуясь предоставленной инструкцией, тем самым они подтвердили существование абсолютно нового типа материи.Открытие может показаться абсолютно абстрактным, но оно является предвестником начала новой эры в физике, ведь многие десятилетия мы изучали лишь материю, которая по определению была ‘в равновесии’: металлы и изоляторы.Но звучали предположения о существовании во Вселенной самых разных странных видов материи, которая не находится в равновесии и которую мы даже не начали еще изучать, в том числе и кристаллы времени. Теперь мы знаем, что это не выдумка.Сам факт того, что у нас теперь есть первый пример ‘неравновесной’ материи, может привести в прорыву в нашем понимании окружающего мира, а также таких технологий как квантовые вычисления.“Это новый вид материи, и точка. Но классно и то, что это один из первых экземляров ‘неравновесной’ материи,” делится впечатлениями ведущий исследователь Норман Яо из Калифорнийского университета в Беркли.“Всю вторую половину прошлого века мы изучали материю в равновесии, такую как металлы и изоляторы. И только сейчас мы ступили на территорию ‘неравновесной’ материи.”Но давайте сделаем паузу и оглянемся, ведь концепт кристаллов времени существует уже несколько лет.Впервые их предсказал нобелевский лауреат теоретик физики Фрэнк Вильчек в 2012-м году. Кристаллы времени — это структуры, которые, кажется, находятся в движении даже при малейшем уровне энергии, известным как основное состояние или состояние покоя.Обычно, если материя находится в основном состоянии, также известным как состояние нулевой энергии системы, это означает, что движение теоретически невозможно, ведь на него требуются затраты энергии.Но Вильчек утверждал, что кристаллов времени это не касается.У обычных кристаллов атомная решетка повторяется в пространстве, совсем как углородная решетка алмаза. Но, как рубин или изумруд, они не двиггаются, потому что находятся в равновесии в своем основном состоянии.А у кристаллов времени структура повторяется еще и во времени, не только в пространстве. И поэтому они в основном состоянии находятся в движении.Представьте себе желе. Если его ткнуть пальцем, оно начнет колебаться. То же самое происходит и в кристаллах времени, но большое отличие в том, что им на движение не требуется энергия.Кристалл времени — это как постоянно колебающееся желе в своем привычном, основном состоянии, и именно это делает его новым видом материи — ‘неравновесной’ материи. Которая просто не может усидеть на месте.Но одно дело предсказать существование таких кристаллов, и совсем другое действительно их создать, что и произошло в новейшем исследовании.Яо и его команда создали детализированную схему, в которой подробно описали, как создать и измерить характеристики кристалла времени, и даже предсказать какими должны быть различные фазы, окружающие кристалл времени, другими словами, они описали эквиваленты твердого, жидкого и газообразного состояний нового типа материи.Опубликованную в Physical Review Letters статью Яо назвал “мостиком между теоретической идеей и эксперементальным воплощением”.И это вовсе не спекуляци. Следуя инструкции Яо, две независимые группы — одна из Университета Мериленда, другая из Гарварда — сумели создать свои собственные кристаллы времени.Результаты обоих исследований были объявлены в конце прошлого года на сайте arXiv.org (тут и тут), и были отправлены на публикацию в рецензируемые журналы. Яо стал со-автором обеих статей.Пока мы ждем публикаций, стоит оставаться скептически настроенными к заявлениям. Но сам факт, что двум независимым группам удалось по одной схеме создать кристаллы времени в абсолютно разных условиях, звучит многообещающе.В Университете Мериленда кристаллы времени были созданы из цепочки из 10-ти ионов иттербия, все с запутанными спинами электронов.Ключом к превращению этой основы в кристалл времени было сохранение ионов в неравновесии, и для этого по ним по очереди ударяли из двух лазеров. Один лазер создавал магнитное поле, второй лазер частично разворачивал спины атомов.Так как спины атомов были изначально запутаны, они вскоре вошли в стабильную, повторяющуюся схему поворота спина, которая и определяет кристалл.Это было нормальным, но чтобы стать кристаллом времени, система должна была сломить симметрию во времени. При наблюдении за цепочкой атомов иттербия, исследователи заметили нечто необычное.Два лазера, периодически ударяющих по атомам иттербия, вызывали повторение в системе с периодом в два раза больше периода ‘толчков’, а это было как раз тем, что не могло возникнуть в нормальной системе.“Не правда ли, было бы очень странно, если бы вы ткнули желе и обнаружили, что оно реагирует на это с разными временными периодами?” — объясняет Яо.“Но в этом и есть природа кристалла времени. У вас есть какой-то возбудитель с периодом T, но система каким-то образом синхронизируется, и вы наблюдаете ее движение с периодом, превышающим T.”В зависимости от магнитного поля и пульсации лазера, кристалл времени потом мог изменить свою фазу, как тающий кубик.Кристалл из Гарварда был другим. Исследователи создали его, используя плотные азотно-вакансионные центры в алмазе, но пришли к тому же результату.“Таких схожие результаты, полученные в двух очень разных системах, подтверждают, что кристаллы времени — широко распространенная форма материи, а не какая-то любопытная особенность, наблюдаемая лишь в небольшой, особенной системе,” — объясняет Фил Риферми из Университета Индианы в сопуствующей к работе заметке, он не участвовал в исследовании, но рецензировал статью.“Наблюдение этого отдельного кристалла времени… подтверждает, что слом симметрии может происходить в всех областях природы, а это открывает новые сферы для исследований.”Схема Яо была опубликована в Physical Review Letters, а со статьей из Гарварда о кристаллах времени вы можете ознакомиться тут, со статьей Университета Мериленда тут.Специально для проекта “Наука от Фансаенс”Отсюда

Выбор редакции
11 января, 02:00

Просто про простые числа

Свойства простых чисел впервые начали изучать математики Древней Греции. Математики пифагорейской школы (500 — 300 до н.э.) в первую очередь интересовались мистическими и нумерологическими свойствами простых чисел. Они первыми пришли к идеям о совершенных и дружественных числах.Простые числа делятся без остатка на единицу и на самих себя. Они - основа арифметики и всех натуральных чисел. То есть тех, которые возникают естественным образом при счете предметов, например, яблок. Любое натуральное число это произведение каких-нибудь простых чисел.И тех и других - бесконечное множество.Простые числа, кроме 2 и 5, заканчиваются на 1, на 3, на 7 или на 9. Считалось, что они распределены случайным образом. И за простым числом, оканчивающимся, к примеру, на 1 может с равной вероятностью - в 25 процентов - следовать простое число, которое оканчивается на 1, 3, 7, 9.Простые числа — это целые числа больше единицы, которые не могут быть представлены как произведение двух меньших чисел. Таким образом, 6 — это не простое число, так как оно может быть представлено как произведение 2×3, а 5 — это простое число, потому что единственный способ представить его как произведение двух чисел — это 1×5 или 5×1. Если у вас есть несколько монет, но вы не можете расположить их все в форме прямоугольника, а можете только выстроить их в прямую линию, ваше число монет — это простое число.У совершенного числа сумма его собственных делителей равна ему самому. Например, собственные делители числа 6: 1, 2 и 3. 1 + 2 + 3 = 6. У числа 28 делители — это 1, 2, 4, 7 и 14. При этом, 1 + 2 + 4 + 7 + 14 = 28.Числа называются дружественными, если сумма собственных делителей одного числа равна другому, и наоборот – например, 220 и 284. Можно сказать, что совершенное число является дружественным для самого себя.Ко времени появления работы Евклида «Начала» в 300 году до н.э. уже было доказано несколько важных фактов касательно простых чисел. В книге IX «Начал» Эвклид доказал, что простых чисел бесконечное количество. Это, кстати, один из первых примеров использования доказательства от противного. Также он доказывает Основную теорему арифметики – каждое целое число можно представить единственным образом в виде произведения простых чисел.Также он показал, что если число 2n-1 является простым, то число 2n-1 * (2n-1) будет совершенным. Другой математик, Эйлер, в 1747 году сумел показать, что все чётные совершенные числа можно записать в таком виде. По сей день неизвестно, существуют ли нечётные совершенные числа.В году 200 году до н.э. грек Эратосфен придумал алгоритм для поиска простых чисел под названием «Решето Эратосфена».Никто точно не знает, в каком обществе стали впервые рассматривать простые числа. Их изучают так давно, что у ученых нет записей тех времен. Есть предположения, что некоторые ранние цивилизации имели какое-то понимание простых чисел, но первым реальным доказательством этого являются египетские записи на папирусах, сделанные более 3500 лет назад.Древние греки, скорее всего, были первыми, кто изучал простые числа как предмет научного интереса, и они считали, что простые числа важны для чисто абстрактной математики. Теорему Евклида по-прежнему изучают в школах, несмотря на то что ей уже больше 2000 лет.После греков серьезное внимание простым числам снова уделили в XVII веке. С тех пор многие известные математики внесли важный вклад в наше понимание простых чисел. Пьер де Ферма совершил множество открытий и известен благодаря Великой теореме Ферма, 350-летней проблеме, связанной с простыми числами и решенной Эндрю Уайлсом в 1994 году. Леонард Эйлер доказал много теорем в XVIII веке, а в XIX веке большой прорыв был сделан благодаря Карлу Фридриху Гауссу, Пафнутию Чебышёву и Бернхарду Риману, особенно в отношении распределения простых чисел. Кульминацией всего этого стала до сих пор не решенная гипотеза Римана, которую часто называют важнейшей нерешенной задачей всей математики. Гипотеза Римана позволяет очень точно предсказать появление простых чисел, а также отчасти объясняет, почему они так трудно даются математикам.Открытия сделаные в начале 17-го века математиком Ферма, доказали гипотезу Альбера Жирара, что любое простое число вида 4n+1 можно записать уникальным образом в виде суммы двух квадратов, и также сформулировал теорему о том, что любое число можно представить в виде суммы четырёх квадратов.Он разработал новый метод факторизации больших чисел, и продемонстрировал его на числе 2027651281 = 44021 × 46061. Также он доказал Малую теорему Ферма: если p – простое число, то для любого целого a будет верно ap = a modulo p.Это утверждение доказывает половину того, что было известно как «китайская гипотеза», и датируется 2000 годами ранее: целое n является простым тогда и только тогда, если 2n-2 делится на n. Вторая часть гипотезы оказалась ложной – к примеру, 2341 — 2 делится на 341, хотя число 341 составное: 341 = 31 × 11.Малая теорема Ферма послужила основой множества других результатов в теории чисел и методов проверки чисел на принадлежность к простым – многие из которых используются и по сей день.Ферма много переписывался со своими современниками, в особенности с монахом по имени Марен Мерсенн. В одном из писем он высказал гипотезу о том, что числа вида 2n+1 всегда будут простыми, если n является степенью двойки. Он проверил это для n = 1, 2, 4, 8 и 16, и был уверен, что в случае, когда n не является степенью двойки, число не обязательно получалось простым. Эти числа называются числами Ферма, и лишь через 100 лет Эйлер показал, что следующее число, 232 + 1 = 4294967297 делится на 641, и следовательно, не является простым.Числа вида 2n — 1 также служили предметом исследований, поскольку легко показать, что если n – составное, то и само число тоже составное. Эти числа называют числами Мерсенна, поскольку он активно их изучал.Но не все числа вида 2n — 1, где n – простое, являются простыми. К примеру, 211 — 1 = 2047 = 23 * 89. Впервые это обнаружили в 1536 году.Многие годы числа такого вида давали математикам наибольшие известные простые числа. Что число M19, было доказано Катальди в 1588 году, и в течение 200 лет было наибольшим известным простым числом, пока Эйлер не доказал, что M31 также простое. Этот рекорд продержался ещё сто лет, а затем Люкас показал, что M127 — простое (а это уже число из 39 цифр), и после него исследования продолжились уже с появлением компьютеров.В 1952 была доказана простота чисел M521, M607, M1279, M2203 и M2281.К 2005 году найдено 42 простых чисел Мерсенна. Наибольшее из них, M25964951, состоит из 7816230 цифр.Работа Эйлера оказала огромное влияние на теорию чисел, в том числе и простых. Он расширил Малую теорему Ферма и ввёл φ-функцию. Факторизовал 5-е число Ферма 232+1, нашёл 60 пар дружественных чисел, и сформулировал (но не смог доказать) квадратичный закон взаимности.Он первым ввёл методы математического анализа и разработал аналитическую теорию чисел. Он доказал, что не только гармонический ряд ∑ (1/n), но и ряд вида1/2 + 1/3 + 1/5 + 1/7 + 1/11 +… получаемый суммой величин, обратных к простым числам, также расходится. Сумма n членов гармонического ряда растёт примерно как log(n), а второй ряд расходится медленнее, как log[ log(n) ]. Это значит, что, например, сумма обратных величин ко всем найденным на сегодняшний день простым числам даст всего 4, хотя ряд всё равно расходится.На первый взгляд кажется, что простые числа распределены среди целых довольно случайно. К примеру, среди 100 чисел, идущих прямо перед 10000000, встречается 9 простых, а среди 100 чисел, идущих сразу после этого значения – всего 2. Но на больших отрезках простые числа распределены достаточно равномерно. Лежандр и Гаусс занимались вопросами их распределения. Гаусс как-то рассказывал другу, что в любые свободные 15 минут он всегда подсчитывает количество простых в очередной 1000 чисел. К концу жизни он сосчитал все простые числа в промежутке до 3 миллионов. Лежандр и Гаусс одинаково вычислили, что для больших n плотность простых чисел составляет 1/log(n). Лежандр оценил количество простых чисел в промежутке от 1 до n, какπ(n) = n/(log(n) — 1.08366) А Гаусс – как логарифмический интегралπ(n) = ∫ 1/log(t) dt с промежутком интегрирования от 2 до n. Утверждение о плотности простых чисел 1/log(n) известно как Теорема о распределении простых чисел. Её пытались доказать в течение всего 19 века, а прогресса достигли Чебышёв и Риман. Они связали её с гипотезой Римана – по сию пору не доказанной гипотезой о распределении нулей дзета-функции Римана. Плотность простых чисел была одновременно доказана Адамаром и Валле-Пуссеном в 1896 году.В теории простых чисел есть ещё множество нерешённых вопросов, некоторым из которых уже многие сотни лет:гипотеза о простых числах-близнецах – о бесконечном количестве пар простых чисел, отличающихся друг от друга на 2гипотеза Гольдбаха: любое чётное число, начиная с 4, можно представить в виде суммы двух простых чиселбесконечно ли количество простых чисел вида n2+ 1 ?всегда ли можно найти простое число между n2and (n + 1) 2? (факт, что между n и 2n всегда есть простое число, было доказан Чебышёвым)бесконечно ли число простых чисел Ферма? есть ли вообще простые числа Ферма после 4-го?существует ли арифметическая прогрессия из последовательных простых чисел для любой заданной длины? например, для длины 4: 251, 257, 263, 269. Максимальная из найденных длина равна 26.бесконечно ли число наборов из трёх последовательных простых чисел в арифметической прогрессии?n2— n + 41 – простое число для 0 ≤ n ≤ 40. Бесконечно ли количество таких простых чисел? Тот же вопрос для формулы n2 — 79 n + 1601. Эти числа простые для 0 ≤ n ≤ 79.бесконечно ли количество простых чисел вида n# + 1? (n# — результат перемножения всех простых чисел, меньших n)бесконечно ли количество простых чисел вида n# -1 ?бесконечно ли количество простых чисел вида n! + 1?бесконечно ли количество простых чисел вида n! – 1?если p – простое, всегда ли 2p-1 не содержит среди множителей квадратов простых чиселсодержит ли последовательность Фибоначчи бесконечное количество простых чисел?Некоторые считают, что простые числа не стоят глубокого изучения, но они имеют фундаментальное значение для математики. Каждое число может быть представлено уникальным способом в виде простых чисел, умноженных друг на друга. Это значит, что простые числа — это «атомы умножения», маленькие частички, из которых может быть построено что-то большое.Так как простые числа — это строительные элементы целых чисел, которые получаются с помощью умножения, многие проблемы целых чисел могут быть сведены к проблемам простых чисел. Подобным образом некоторые задачи в химии могут быть решены с помощью атомного состава химических элементов, вовлеченных в систему. Таким образом, если бы существовало конечное число простых чисел, можно было бы просто проверить одно за другим на компьютере. Однако оказывается, что существует бесконечное множество простых чисел, которые на данный момент плохо понимают математики.У простых чисел существует огромное количество применений как в области математики, так и за ее пределами. Простые числа в наши дни используются практически ежедневно, хотя чаще всего люди об этом не подозревают. Простые числа представляют такое значение для ученых, поскольку они являются атомами умножения. Множество абстрактных проблем, касающихся умножения, можно было бы решить, если бы люди знали больше о простых числах. Математики часто разбивают одну проблему на несколько маленьких, и простые числа могли бы помочь в этом, если бы понимали их лучше.Вне математики основные способы применения простых чисел связаны с компьютерами. Компьютеры хранят все данные в виде последовательности нулей и единиц, которая может быть выражена целым числом. Многие компьютерные программы перемножают числа, привязанные к данным. Это означает, что под самой поверхностью лежат простые числа. Когда человек совершает любые онлайн-покупки, он пользуется тем, что есть способы умножения чисел, которые сложно расшифровать хакеру, но легко покупателю. Это работает за счет того, что простые числа не имеют особенных характеристик — в противном случае злоумышленник мог бы получить данные банковской карты.Один из способов нахождения простых чисел — это компьютерный поиск. Путем многократной проверки того, является ли число множителем 2, 3, 4 и так далее, можно легко определить, простое ли оно. Если оно не является множителем любого меньшего числа, оно простое. В действительности это очень трудоемкий способ выяснения того, является ли число простым. Однако существуют более эффективные пути это определить. Эффективность этих алгоритмов для каждого числа является результатом теоретического прорыва 2002 года.Простых чисел достаточно много, поэтому если взять большое число и прибавить к нему единицу, то можно наткнуться на простое число. В действительности многие компьютерные программы полагаются на то, что простые числа не слишком трудно найти. Это значит, что, если вы наугад выберете число из 100 знаков, ваш компьютер найдет большее простое число за несколько секунд. Поскольку 100-значных простых чисел больше, чем атомов во Вселенной, то вполне вероятно, что никто не будет знать наверняка, что это число простое.Как правило, математики не ищут отдельных простых чисел на компьютере, однако они очень заинтересованы в простых числах с особыми свойствами. Есть две известные проблемы: существует ли бесконечное количество простых чисел, которые на один больше, чем квадрат (например, это имеет значение в теории групп), и существует ли бесконечное количество пар простых чисел, отличающихся друг от друга на 2.Самое большое простое число, вычисленное проектом GIMPS [Great Internet Mersenne Prime Search], можно посмотреть в таблице на официальной странице проекта.Самые большие близнецы среди простых чисел – это 2003663613 × 2195000 ± 1. Они состоят из 58711 цифр, и были найдены в 2007 году.Самое большое факториальное простое число (вида n! ± 1) – это 147855! — 1. Оно состоит из 142891 цифр и было найдено в 2002.Наибольшее праймориальное простое число (число вида n# ± 1) – это 1098133# + 1.Чтобы записать новое простое число, найденное математиками, потребовалась бы книга более, чем в 7 тысяч страниц. Оно – это небывало большое число – состоит из 23 249 425 цифр. Обнаружить его удалось благодаря проекту распределенных вычислений GIMPS (Great Internet Mersenne Prime Search).Простые числа – это такие, которые делятся на единицу и на самих себя. И больше ни на что. Найденное ныне относится еще и к так называемым числам Мерсенна, которые имеют вид 2 в степени n минус 1. Выразить рекордное число можно как 2 в степени 77232917 минус 1. Оно стало 50 известным числом Мерсенна.Простые числа используют в криптографии – для шифрования. Они стоят немалых денег. Например, в 2009 году за одно из простых чисел было выплачена премия в $100 тысяч.Несмотря на то, что простые числа изучаются уже более трех тысячелетий и имеют простое описание, о простых числах до сих пор известно на удивление мало. Например, математики знают, что единственной парой простых чисел, отличающихся на единицу, являются 2 и 3. Однако неизвестно, существует ли бесконечное количество пар простых чисел, отличающихся на 2. Предполагается, что существует, но это пока не доказано. Это проблема, которую можно объяснить ребенку школьного возраста, однако величайшие математические умы ломают над ней голову уже более 100 лет.Многие из наиболее интересных вопросов о простых числах как с практической, так и с теоретической точки зрения заключаются в том, какое количество простых чисел имеет то или иное свойство. Ответ на самый простой вопрос — сколько есть простых чисел определенного размера — теоретически можно получить, решив гипотезу Римана. Дополнительный стимул доказать гипотезу Римана — приз размером в один миллион долларов, предложенный математическим институтом Клэя, равно как и почетное место среди самых выдающихся математиков всех времен.Сейчас существуют неплохие способы предположить, каким будет правильный ответ на многие из этих вопросов. На данный момент догадки математиков проходят все численные эксперименты, и есть теоретические основания, чтобы на них полагаться. Однако для чистой математики и работы компьютерных алгоритмов чрезвычайно важно, чтобы эти догадки действительно были верными. Математики могут быть полностью удовлетворены, только имея неоспоримое доказательство.Самым серьезным вызовом для практического применения является сложность нахождения всех простых множителей числа. Если взять число 15, можно быстро определить, что 15=5х3. Но если взять 1000-значное число, вычисление всех его простых множителей займет больше миллиарда лет даже у самого мощного суперкомпьютера в мире. Интернет-безопасность во многом зависит от сложности таких вычислений, потому для безопасности коммуникации важно знать, что кто-то не может просто взять и придумать быстрый способ найти простые множители.Сейчас невозможно сказать, как простые числа будут использоваться в будущем. Чистая математика (например, изучение простых чисел) неоднократно находила способы применения, которые могли показаться совершенно невероятными, когда теория впервые разрабатывалась. Снова и снова идеи, воспринимавшиеся как чудной академический интерес, непригодный в реальном мире, оказывались на удивление полезными для науки и техники. Годфри Харольд Харди, известный математик начала XX столетия, утверждал, что простые числа не имеют реального применения. Сорок лет спустя был открыт потенциал простых чисел для компьютерной коммуникации, и сейчас они жизненно необходимы для повседневного использования интернета.Поскольку простые числа лежат в основе проблем, касающихся целых чисел, а целые числа постоянно встречаются в реальной жизни, простым числам найдется повсеместное применение в мире будущего. Это особенно актуально, учитывая, как интернет проникает в жизнь, а технологии и компьютеры играют большую роль, чем когда-либо раньше.Существует мнение, что определенные аспекты теории чисел и простых чисел выходят далеко за рамки науки и компьютеров. В музыке простые числа объясняют, почему некоторые сложные ритмические рисунки долго повторяются. Это порой используется в современной классической музыке для достижения специфического звукового эффекта. Последовательность Фибоначчи постоянно встречается в природе, и есть гипотеза о том, что цикады эволюционировали таким образом, чтобы находиться в спячке в течение простого числа лет для получения эволюционного преимущества.Также предполагается, что передача простых чисел по радиоволнам была бы лучшим способом для попытки установления связи с инопланетными формами жизни, поскольку простые числа абсолютно независимы от любого представления о языке, но при этом достаточно сложны, чтобы их нельзя было спутать с результатом некоего в чистом виде физического природного процесса.Источники:https://habrahabr.ru/post/276037/https://postnauka.ru/faq/66114

10 декабря 2017, 12:00

Нейросеть победила сильнейшую шахматную компьютерную программу

Да, я еще помню, как все следили за компьютерной программой DeepBlue, которая победила чемпиона мира Гарри Каспарова. Многие тогда не верили, что какой то алгоритм сможет победить хитрость и ум человека. И вот спустя 20 лет, в шахматах грянула новая революция!Алгоритму AlphaZero, разработанному Google и DeepMind, хватило всего четырех часов игры с самим собой, чтобы самостоятельно синтезировать шахматные знания человечества за полтора тысячелетия и достичь уровня, который не только превосходит людей, но и позволяет громить чемпионов среди компьютерных алгоритмов.Все блестящие хитрости и утонченности, которые программисты использовали для создания шахматных движков, были отправлены на свалку истории, отмечает портал Chess24.com.Нейросеть победила сильнейшую шахматную компьютерную программу Stockfish 8 в ста партиях, не проиграв ни одной. Играя белыми, AlphaZero добилась 25 побед при 25 ничьих. Без преимущества первого хода ей удалось выиграть три партии при 47 ничьих. Итого в ста играх нейросеть одержала 28 побед, сведя остальные 72 вничью.Как утверждают разработчики, AlphaZero достигла этого уровня всего через четыре часа после того, как в нее были загружены только базовые правила игры в шахматы, без дополнительных сведений о тактике, алгоритмах и дебютах.В отличие от традиционных шахматных программ, AlphaZero выбирает ход не за счет перебора возможных вариантов, а применяя собственные алгоритмы, выработанные при самообучении. Для сравнения: AlphaZero рассматривала 80 тысяч позиций за секунду, тогда как Stockfish — до 70 миллионов.Ранее детище DeepMind потратило два часа на постижение сеги (японские шахматы) и за восемь часов научилась безупречной игре в го.По мнению компании-разработчика, в будущем подобные нейро-алгоритмы смогут решать важные исследовательские задачи, включая разработку новых лекарств и материалов.источникиhttp://www.newsru.com/sport/08dec2017/deep.htmlА я уже вам рассказывал искусственный интеллект обыграл людей в покер и как Искусственный интеллект победил человека в Го

23 сентября 2017, 23:16

Где искать научные статьи в открытом доступе. Большая подборка легальных ресурсов

Где искать научные статьи, если у вас нет доступа к платным базам данных? На сайте «Индикатор» опубликована подборка из 10 открытых ресурсов для ученых.1. UnpaywallОдин из самых удобных инструментов для бесплатного доступа — расширение для браузеров Chrome и Firefox Unpaywall. Оно автоматически ищет полные тексты научных статей. Если вы заходите на страницу какой-нибудь публикации, справа на экране появляется иконка с изображенным на ней замком. Если она зеленая и замок открыт, то достаточно просто нажать на него, и вы автоматические перейдете на страницу с полным текстом статьи в формате PDF. Установить расширение можно на его сайте.2. Академия GoogleДругой сайт, который может помочь, — это Академия Google. Вы просто пишете название статьи в поисковой строке и читаете полный текст. Если он, конечно, есть в открытом доступе.3. Open Access ButtonЕсли ни Unpaywall, ни Академия Google вам не помогли, может пригодиться сайт Open Access Button. Большая волшебная кнопка справится с поиском нужной статьи.4. ArXiv.orgЭтот сайт был создан специально для того, чтобы решить проблему открытого доступа к статьям. На ArXiv ученые выкладывают препринты своих статей, то есть черновики, которые в итоге публикуются с некоторыми изменениями. Большинство авторов — математики и физики, но сейчас по инициативе фонда Присциллы Чан и Марка Цукерберга разрабатывается аналог для биологии и других естественных наук — BioRxiv.5. КиберЛенинкаНаучная электронная библиотека «КиберЛенинка» — крупнейшее в России собрание научных статей, в основном на русском языке, хотя есть и иностранные публикации.6. Библиотека eLibraryНа этом сайте выкладываются статьи и научные публикации, входящие в РИНЦ (российский индекс научного цитирования). Необходима регистрация, причем вас могут попросить указать специальный пароль вашей организации. В профиле сохраняются настройки поиска и ваши подборки статей.7. Электронные библиотеки, сотрудничающие с вузамиУ многих вузов все-таки есть подписки на разные научные журналы. Они заключают договоры с электронными библиотеками, например с ЭБС «Университетская библиотека онлайн» или IQ Library.Узнайте, с какой библиотекой сотрудничает ваш вуз и как получить к ней доступ. Например, в МГУ доступ ко всем подпискам университета автоматически активируется, если вы ищете статью в компьютерном классе или через Wi-Fi-сеть МГУ.8. Российская государственная библиотека (РГБ)У РГБ есть электронный каталог, в котором можно найти не только статьи, но и диссертации и монографии на разные темы. К сожалению, не все работы есть в электронном варианте, но в каталоге есть функция «проголосовать за перевод в электронный вид необходимой книги или статьи». Сроки, к сожалению, неизвестны.9. Авторы статей или коллеги-ученыеЕсли нигде на вышеперечисленных ресурсах не удается найти статью, можно попробовать написать напрямую авторам или их коллегам и попросить полный текст. В научном мире это довольно распространенная практика. И есть два отработанных способа: написать в твиттере пост с хэштегом #icanhazpdf и указать, какую статью вы ищете и куда вам ее прислать, или зарегистрироваться на сайте Research Gate, найти нужную статью в профиле автора и нажать на кнопку «попросить полный текст». Чаще всего авторы отвечают в течение недели и присылают файл на указанную в профиле почту. Кстати, в этом случае статью можно даже обсудить с самим автором. Аналогичный ресурс, но более популярный среди ученых, работающих в области социальных и гуманитарных наук, — Academia.edu. Там часто даже просить ничего не надо — статьи, препринты, доклады и даже главы из книг можно скачать прямо из профиля исследователя.10. Специализированные базы данныхПомимо перечисленных выше ресурсов, существуют различные специализированные базы полных текстов статей, вот список самых крупных из них:1.PubMedБаза в основном по медицине и биологии, иногда содержит ссылки на полные бесплатные тексты статей.2.JstorОбширная база англоязычных статей, журналов и научных работ по самым разнообразным темам.3.MedLineКрупнейшая библиографическая база статей по медицинским наукам (NLM). Интегрирована в сервис SciFinder.4.PsyjournalsСайт с электронными версиями психологических журналов.5.SciFinderНаиболее полный и надежный источник химической информации, охватывающий более 99% текущей литературы по химии, включая патенты. Также там можно найти информацию по биологическим и биомедицинским наукам, химической физике, инженерии.6.ERICАнглоязычная база данных со статьями и научными публикациями по психологии из разных стран мира.7.Сборники статей от FrontiersFrontiers делает подборки статей по разным темам и выкладывает их в открытый доступ.8.HEP SearchБаза данных по физике высоких энергий.Вы также можете подписаться на мои страницы:- в фейсбуке: https://www.facebook.com/podosokorskiy- в твиттере: https://twitter.com/podosokorsky- в контакте: http://vk.com/podosokorskiy- в инстаграм: https://www.instagram.com/podosokorsky/- в телеграм: http://telegram.me/podosokorsky- в одноклассниках: https://ok.ru/podosokorsky

23 июня 2017, 19:23

Борьба с свободным распространением научных знаний

Elsevier — один из крупнейших издателей научных журналов — выиграл суд против Sci-Hub и LibGen. Об этом в четверг, 22 июня, сообщили Nature News. Судья обязал владельцев сайтов выплатить Elsevier компенсацию в размере 15 миллионов долларов.Sci-Hub — это сервис для бесплатного скачивания научных статей, в том числе, тех, которые находятся в закрытом доступе. Он даёт доступ к трудам учёных практически мгновенно: не нужно ждать, пока кто-то из академиков сам выложит препринт в открытый доступ или загрузит копию статьи в хранилище, достаточно ввести в поисковую строку адрес и немедленно получить результат. Для многих — включая учёных и студентов, которым вузы не предоставляют платную подписку — это единственный источник научных работ. Несмотря на попытки организовать легальный сервис по поиску статей, пока пиратский Sci-Hub остаётся самым эффективным способом добраться до знаний.Sci-Hub основан нейрофизиологом Александрой Элбакян, его серверы расположены в Санкт-Петербурге. Library Genesis тоже базируется в России — на сайте хранятся тысячи монографий, научно-популярных и документальных книг. Elsevier подал в суд на Sci-Hub и LibGen в 2015 году, причём для разбирательства с российскими пиратами нидерландский издательский дом выбрал американскую судебную систему. И США не подвели: в том же году судья Роберт Свит (Robert Sweet) вынес временный судебный запрет, и доменное имя «sci-hub.org» заблокировали. В ответ на это Sci-Hub сменил адрес и продолжил работу.В мае Elsevier предоставил суду список из 100 статей, которые Sci-Hub и LibGen позволяли нелегально скачивать. Стоит отметить, что Elsevier действительно досталось от пиратов больше всех: из 28 миллионов статей, загруженных с помощью Sci-Hub в 2016 году, подавляющая часть была опубликована именно в журналах этого издательского дома (второе и третье места занимают Springer Nature и Wiley-Blackwell). 21 июня судья окружного суда США в Нью-Йорке вынес окончательное решение в пользу Elsevier. Ни Элбакян, ни её законные представители на заседании не присутствовали.«Суд не допустил ошибки, приняв противозаконную деятельность за действие на благо общества, — отреагировала на решение президент Ассоциации издателей США Мария Палланте (Maria Pallante). — Напротив, он признал действия обвиняемой чудовищным и вопиющим нарушением, каковым они на самом деле и являются и подтвердил, что закон об авторском праве играет решающую роль в содействии научным исследованиям и интересам общества». Однако исход дела едва ли повлияет на деятельность пиратов, поскольку и сервера, и владельцы сайтов находятся за пределами юрисдикции США. Мы обратились к Александре Элбакян с просьбой прокомментировать решение суда. Вот её слова:«В каком-то смысле решение американского суда меня даже порадовало, так как оно подчёркивает тот маразм, который происходит на Западе: в судебном порядке запрещают работу сайта, единственная вина которого — это распространение научных статей. Зачем нам разрабатывать ядерные бомбы и другие виды вооружения, когда все, что нужно — это просто разрешить людям бесплатно читать научные статьи? По мнению юристов Эльзевира, с которым согласился американский суд, этого достаточно, чтобы „причинить и продолжать причинять непоправимый ущерб Эльзевиру, его клиентам и публике“. То есть, просто читая на сайте Sci-Hub научные статьи, вы наносите непоправимый ущерб Эльзевиру и американским гражданам.Можно сделать вывод, что если ещё больше людей начнут читать через Sci-Hub научную литературу, ущерб станет настолько непоправимым, что США рухнут. Так победим!»https://22century.ru/society/51631 - цинкPS. Это была бесплатная реклама Sci-Hub http://sci-hub.cc/(как пользоваться написано вот здесь https://vk.com/sci_hub) и свободного распространения научных знаний. Копирасты хорошо устроились - с одной стороны гребут деньги за публикации в научных журналах, а с другой стороны - за чтение этих статей.Обратите внимание, есть ли в этом журнале page charge (publication fee — плата за публикацию или корректуру — техническую или лингвистическую). В некоторых журналах практикуют плату за рассмотрение статьи (manuscript acceptance), в некоторых журналах просят оплатить публикацию статьи в журнале (publication costs), или заплатить за её размещение на веб-сайте журнала для открытого просмотра. Однако, иногда можно договориться с редакцией, чтобы плату за рассмотрение статьи или её публикацию, в виде исключения, не брали.http://phdru.com/publications/prestigious/ - цинкПоэтому вполне естественно, что пираты предлающие бесплатный доступ к научным знаниям, покушаются на доход узкой группы лиц, паразитирующих на публикации научных статей, так как свободное размещение таких статей ликвидирует посредника между автором научной работы и читателем. Достаточно наглядный пример того, как "экономическая эффективность" лиц стремящихся к монополизации информации становится препятствием для прогресса.

02 июня 2017, 01:01

Главный секрет Искусственного Интеллекта: никто не знает как он работает

В прошлом году на тихих дорогах Монмут-Каунти, штат Нью-Джерси, появился странный беспилотный автомобиль. Экспериментальный аппарат, разработанный Nvidia, внешне не отличался от других автономных автомобилей, но тем не менее не был похож на то, что продемонстрировали Google, Tesla или General Motors. Автомобиль не выполнял инструкции инженеров или программистов. Вместо этого он полностью полагался на алгоритм, который учился водить, наблюдая, как человек делает это.Научить автомобиль вести себя подобным образом было внушительным достижением. Однако тревогу вызывает то, что непонятно машина принимает решения. Информация от датчиков автомобиля поступает прямо в огромную сеть искусственных нейронов, которые обрабатывают данные, а затем доставляют команды, необходимые для управления рулевым колесом, тормозами и другими системами. Результат, кажется, соответствует реакциям, которые вы ожидаете от человека-водителя. Но что, если однажды он сделает что-то неожиданное, например, врежется в дерево или заглохнет на зелёном? На данный момент трудно будет понять почему. Система настолько сложна, что даже инженеры, разработавшие её, испытывают сложности в установлении причин отдельных действий. И вы не можете спросить её: нет очевидного способа создать такую ​​систему, чтобы она всегда могла объяснить, почему она сделала то, что она сделала.Таинственный ум этого автомобиля свидетельствует о надвигающейся проблеме. Базирующаяся в автомобиле технология искусственного интеллекта, известная как глубокое обучение, оказалась очень эффективной при решении проблем за последние годы, и она широко применяется для таких задач, как распознавание изображений, голоса и языковой перевод. Сейчас есть надежда, что такие же методы смогут диагностировать смертельные болезни, принимать решения в торговле на миллионы долларов и делать бесчисленное множество других вещей для преобразования целых отраслей.Но этого не произойдёт — или не должно произойти — если мы не найдём способы сделать такие методы, как глубокое обучение, более понятными их создателям и подотчётными пользователям. В противном случае будет трудно предсказать, когда могут произойти сбои, а они неизбежны. Это одна из причин, по которой автомобиль Nvidia все ещё экспериментален.Уже сейчас математические модели используются для определения того, кто заслуживает условно-досрочного освобождения, кто достоин получения кредита, а кого следует взять на работу. Если бы вы могли получить доступ к этим математическим моделям, можно было бы понять их рассуждения. Но банки, военные, работодатели и другие теперь обращают внимание на более сложные подходы, которые могут сделать автоматизированное принятие решений совершенно непостижимым. Глубокое обучение — наиболее распространённый из этих подходов, представляет собой принципиально иной путь программирования компьютеров. «Эта проблема уже актуальна, и в будущем она будет гораздо более актуальной», — говорит Томми Яаккола, профессор Массачусетского технологического института, который работает над приложениями машинного обучения. «Неважно инвестиционное ли это решение, медицинское или, возможно, военное, вы не захотите просто полагаться на метод из «чёрного ящика».Уже существует аргумент по поводу того, что возможность допросить систему ИИ о том, как она пришла к своим выводам, является фундаментальным юридическим правом. Начиная с лета 2018 года, Европейский Союз может потребовать, чтобы компании давали пользователям объяснения решений, которые принимают автоматизированные системы. Это может быть невозможно даже для систем, которые кажутся относительно простыми, таких как приложения и веб-сайты, которые используют глубокое обучение для показа рекламы или рекомендации песен. Компьютеры, которые запускают эти службы, запрограммированы сами собой, и они делают это так, что мы не можем понять. Даже инженеры, которые строят эти приложения, не могут полностью объяснить их поведение.Это поднимает ошеломляющие вопросы. По мере развития технологии, мы, возможно, вскоре пересечём некоторый порог, за которым использование ИИ потребует большего доверия. Конечно, мы, люди, не всегда можем по-настоящему объяснить наши мыслительные процессы — но мы находим способы интуитивно доверять и оценивать поведение других людей. Будет ли это также возможно с машинами, которые думают и принимают решения иначе, чем мы? Человечество никогда раньше не строило машины, которые принимают решения неведомым даже их создателям образом. Насколько мы можем доверять разумным машинам, которые могут быть непредсказуемыми и непостижимыми? Эти вопросы отправили меня в путешествие к самому передовому краю исследований в области алгоритмов искусственного интеллекта, в ходе которых я посетит Google, Apple и многие другие места, а также встретился с одним из великих философов нашего времени.Художник Адам Феррисс создал это и следующее в статье изображение, с помощью программы Deep Dream, которая настраивает картинку так, чтобы глубокой нейронной сети было удобнее его распознавать. Изображения были получены с использованием слоя нейронной сети среднего уровняВ 2015 году исследовательская группа в больнице Маунт Синай в Нью-Йорке решила ​​применять глубокое обучение в обширной базе данных больницы о пациентах. Этот набор данных содержит сотни переменных, взятых из результатов тестирования, визитов к врачу и т. д. Полученная в результате программа, которую исследователи назвали Deep Patient, была обучена с использованием данных примерно 700 000 человек, а при тестировании на новых данных она оказалась невероятно хороша при прогнозировании болезни. Без какой-либо экспертной инструкции Deep Patient обнаружил шаблоны, скрытые в больничных данных, которые указывали на то, что люди находились на пути к широкому спектру заболеваний, включая рак печени. «Существует много замечательных методов прогнозирования заболеваний на основе записей пациента», — говорит Джоэл Дадли, возглавляющий команду Маунт Синай. Но, добавляет он, «Deep Patient просто потрясающ».В то же время Deep Patient немного озадачивает. Похоже, что он на удивление хорошо обнаруживает зарождение психических расстройств, таких как шизофрения. Но поскольку шизофрения, как известно, трудно поддаётся предсказанию для медиков, Дадли задался вопросом как это возможно. Он все ещё не знает. Новый инструмент не даёт представления о том, как он это делает. Если что-то вроде Deep Patient на самом деле собирается помочь врачам, в идеале он должен объяснить свой прогноз, дабы убедить их в том, что он является точным и оправдать, скажем, изменение в лекарствах, которые будут назначены. «Мы можем построить эти модели, — печально говорит Дадли, — но мы не знаем, как они работают».Искусственный интеллект не всегда был таким. С самого начала были две мыслительные школы которые спорили по поводу того, насколько понятным или объяснимым должен быть ИИ. Многие думали, что имеет смысл создавать машины, которые рассуждали по правилам и логике, делая их внутренний диалог прозрачным для любого, кто хотел бы изучить код. Другие считали, что интеллект будет легче проявляться, если бы машины будут черпать вдохновение в биологии и будут учиться, наблюдая и переживая. Это означало, что компьютерное программирование должно происходить у него в голове. Вместо написания команд программистом программа генерирует свой собственный алгоритм на основе данных примера и желаемого результата. Технологии машинного обучения, которые позже эволюционировали в самые мощные сегодня системы ИИ, следуют последнему пути: машина, по сути, сама программирует себя.Сначала этот подход имел ограниченное практическое применение, и в 1960-х и 70-х годах он оставался в основном ограниченным. Затем возобновился интерес к компьютеризации многих отраслей и появлению больших массивов данных. Это вдохновило разработку более мощных методов машинного обучения, особенно новых версий одной из них, известной как искусственная нейронная сеть. К 1990-м годам нейронные сети могли автоматически оцифровывать рукописные символы.Но только в начале этого десятилетия, после нескольких хитроумных ухищрений и уточнений, очень большие или «глубокие» нейронные сети продемонстрировали значительное улучшение автоматического восприятия. Именно глубокое обучение «виновно» в сегодняшнем росте возможностей ИИ. Оно дало компьютерам необычайные возможности, такие как способность распознавать произносимые слова почти так же хорошо, как и человек — слишком сложный навык, чтобы вручную обучить ему машину. Глубокое обучение трансформировало компьютерное зрение и значительно улучшило машинный перевод. В настоящее время оно используется для руководства всеми видами ключевых решений в медицине, финансах, производстве и за его пределами.Адам Феррис и DeepDreamРабота любой технологии машинного обучения по своей природе более непрозрачна даже для компьютерных специалистов, чем вручную написанная система. Это не значит, что все будущие техники искусственного интеллекта будут одинаково непознаваемы. Но по своей природе глубокое обучение — особенно глубокий чёрный ящик.Вы не можете просто заглянуть внутрь глубокой нейронной сети, чтобы увидеть, как она работает. Аргументация сети встроена в поведение тысяч смоделированных нейронов, расположенных в десятках или даже сотнях сложно взаимосвязанных слоёв. Каждый нейрон в первом слое получает вводную, как и интенсивность пикселя в изображении, а затем выполняет вычисление перед выводом нового сигнала. Эти выходные сигналы передаются в сложной сети нейронам следующего уровня и так далее, пока не будет получен общий результат. Кроме того, существует процесс, известный как back-propagation, который корректирует вычисления отдельных нейронов таким образом, чтобы сеть научилась производить желаемый результат.Множество уровней в глубокой сети позволяют распознавать вещи разной сложности абстракции. Например, в системе, предназначенной для распознавания собак, нижние слои распознают простые вещи, такие как контуры или цвет; более высокие слои распознают более сложные вещи, такие как мех или глаза; и уже самый верхний слой идентифицирует весь объект как собаку. Такой же подход может быть применён и к другим вводным, которые заставляют машину обучать себя: звукам, которые составляют слова в речи, буквам и словам, которые создают предложения в тексте, движениям рулевого колеса, необходимым для вождения.Использовались оригинальные стратегии, чтобы попытаться отследить и таким образом объяснить более подробно, что происходит в таких системах. В 2015 году исследователи из Google изменили алгоритм распознавания изображений на основе глубокого обучения, чтобы вместо того, чтобы определять объекты на фотографиях, он генерировал или изменял их. За счёт эффективного выполнения алгоритма в обратном порядке, они хотели обнаружить функции, которые программа использует для распознавания, скажем, птиц или зданий. Полученные изображения, созданные проектом, известным как Deep Dream, продемонстрировали гротескных инопланетных животных, появлявшихся из облаков и растений, радужные пагоды, цветущие среди лесов и горных хребтов. Изображения доказали, что глубокое обучение необязательно полностью непостижимо: алгоритмы основываются на знакомых визуальных функциях, таких как птичий клюв или перья. Но изображения также намекали на то, насколько глубокое обучение отличается от человеческого восприятия, и как оно интерпретирует артефакты, которые мы могли бы проигнорировать. Исследователи Google отметили, что когда его алгоритм генерировал изображения гантели, он также генерировал человеческую руку, удерживающую её. Машина пришла к выводу, что рука является частью вещи.Дальнейший прогресс был достигнут благодаря использованию идей, заимствованных из неврологии и когнитивной науки. Группа во главе с доктором из Университета Вайоминга Джеффом Клюном (Jeff Clune) использовала аналоговый эквивалент оптических иллюзий для тестирования глубоких нейронных сетей. В 2015 году группа Клюна продемонстрировала, как определённые изображения могут обмануть такую ​​сеть и заставить её воспринимать вещи, которых там нет, потому что изображения используют низкоуровневые шаблоны, которые ищет система. Один из сотрудников Clune, Джейсон Йосинский, также создал инструмент, который действует как зонд в мозге. Его инструмент нацелен на любой нейрон в середине сети и ищет изображение, которое активирует его больше всего. Изображения, которые появляются, являются абстрактными (представьте, что импрессионисты рисуют фламинго или школьный автобус), вынося на первый план таинственную природу способностей машины воспринимать вещи.Однако нам нужно больше, чем просто заглянуть в мышление ИИ, и простого решения нет. Именно взаимодействие вычислений внутри глубокой нейронной сети имеет решающее значение для распознавания образов более высокого уровня и принятия сложных решений, но эти вычисления являются паутиной математических функций и переменных. «Если бы у вас была очень маленькая нейронная сеть, вы могли бы её понять», — говорит Яаккола. «Но как только она становится очень большой и имеет тысячи единиц на слой при сотнях слоёв, тогда всё становится совершенно непонятным».В офисе рядом с Яакколой работает Регина Барзилай, профессор Массачусетского технологического института, которая намерена применять машинное обучение в медицине. Метод был удивительным сам по себе, но Барзилай был также встревожен тем, что современные методы статистического и машинного обучения не использовались для оказания помощи в онкологических исследованиях или для руководства по лечению пациентов. Она говорит, что ИИ обладает огромным потенциалом для медицины, но понимает, что этот потенциал будет означать выход за рамки одних лишь медицинских записей. Она предлагает использовать больше необработанных данных, которые, по её словам, в настоящее время недостаточно используются: «обработка изображений, данных патологии, всей этой информации».После того, как она закончила изучать лечение рака в прошлом году, Барзилай и её ученики начали работать с врачами в больнице Массачусетса, чтобы разработать систему, способную выявлять патологии и идентифицировать пациентов с определёнными клиническими характеристиками, которые исследователи могли бы хотеть изучить. Тем не менее, Барзилай понял, что системе необходимо будет объяснить свои аргументы. Итак, вместе с Яакколой и учеником она добавила шаг: система извлекает и выделяет отрывки текста, которые являются репрезентативными по найденному шаблону. Барзилай и её ученики также разрабатывают алгоритм глубокого обучения, способный обнаруживать ранние признаки рака молочной железы по изображениям маммограммы, и они направлены на то, чтобы дать этой системе некоторую способность объяснить ёе рассуждения. «Вам действительно нужно создать цикл, в котором машина и человек будут сотрудничать», — говорит Барзилай.Насколько хорошо мы можем поладить с машинами, которые непредсказуемы и непостижимы?Американские военные вкладывают миллиарды в проекты, которые будут использовать машинное обучение для пилотирования транспортных средств и самолетов, выявлять цели и помогать аналитикам просеивать огромные груды разведывательных данных. Здесь больше, чем где-либо ещё, даже больше, чем в медицине, мало места для алгоритмической тайны, и министерство обороны определило объяснимость как ключевой камень преткновения.Дэвид Ганнинг, менеджер программ в Агентстве перспективных исследований обороны, наблюдает за программой под названием Explainable Artificial Intelligence. Ветеран агентства, который ранее курировал проект DARPA, позднее переродившийся в Siri, Ганнинг говорит, что автоматизация примерима в бесчисленных военных областях. Аналитики тестируют машинное обучение как способ выявления закономерностей в огромных количествах шпионских данных. В настоящее время разрабатываются и тестируются многие беспилотные наземные транспортные средства и летательные аппараты. Но солдаты, вероятно, не будут чувствовать себя комфортно в роботизированном танке, который не будет им ничего объяснять, а аналитики будут неохотно работать с информацией без каких-либо рассуждений. «Часто характер этих систем машинного обучения приводит к появлению множества ложных тревог, поэтому аналитику Intel действительно нужна дополнительная помощь, чтобы понять, почему была сделана та или иная рекомендация», — говорит Ганнинг.В марте этого года DARPA выбрало 13 проектов из академических и промышленных кругов для финансирования по программе Ганнинга. Некоторые из них могли опираться на работу, возглавляемую Карлосом Гестрином, профессором Вашингтонского университета. Он и его коллеги разработали способ, позволяющий системам машинного обучения обосновывать свои результаты. По сути, в рамках этого метода компьютер автоматически находит несколько примеров из набора данных и даёт по ним короткое пояснение. Например, система, предназначенная для классификации сообщений электронной почты, поступающих от террориста, может обрабатывать миллионы сообщений при подготовке и принятии решений. Но, используя подход вашингтонской команды, она может выделить определённые ключевые слова в сообщении. Группа Гестрина также разработала способы для систем распознавания изображений, чтобы распознать их алгоритмы, выделив наиболее важные части изображения.Один из недостатков этого подхода и других подобных ему, состоит в том, что предоставленные объяснения всегда будут упрощены, что означает, что некоторые важные сведения могут быть потеряны на этом пути. «Мы не достигли мечты, согласно которой в ИИ беседует с нами и объясняет свои действия», — говорит Гестрин — «мы далеко от истинной интерпретации ИИ».Неясности не должно быть в ситуациях с высокими ставками, таких как диагностика рака или военные манёвры. Знание рассуждений ИИ также будет иметь решающее значение, если технология станет общей и полезной частью нашей повседневной жизни. Том Грубер, возглавляющий команду Siri в Apple, говорит, что объяснимость — это ключевое соображение для его команды, поскольку она пытается сделать Siri более умным и способным виртуальным помощником. Грубер не комментирует конкретные планы относительно будущего Siri, но легко представить, что если вы получите рекомендацию ресторана от Siri, то захотите узнать, на чём были основаны её выводы. Руслан Салахутдинов, директор отдела исследований ИИ в Apple и адъюнкт-профессор Университета Карнеги-Меллона, видит объяснимость в качестве основы эволюции отношений между людьми и интеллектуальными машинами. «Это приведёт к доверию» — говорит он.Так же, как многие аспекты человеческого поведения невозможно объяснить подробно, возможно, и для ИИ не получится объяснить все, что он делает. «Даже если кто-то может дать вам разумное объяснение [его или её действий], оно, вероятно, будет неполно, и то же самое может быть справедливо для ИИ», говорит Кьюн из Университета Вайоминга. «Это может быть только часть природы интеллекта, только часть доступна рациональному объяснению. Некоторые из них просто инстинктивны, или подсознательны, или непостижимы».Если это так, то на каком-то этапе нам, возможно, придётся просто довериться мнению ИИ или обойтись без его использования. Точно так же, как общество строится на контракте ожидаемого поведения, нам нужно будет проектировать системы ИИ, чтобы уважать наши социальные нормы и соответствовать им. Если мы хотим создавать роботизированные танки и другие машины для убийства, важно, чтобы принятие ими решений соответствовало нашим этическим суждениям.Чтобы исследовать эти метафизические концепции, я отправился в Университет Тафтса для встречи с Дэниелом Деннеттом, известным философом и ученым-когнитивистом, который изучает сознание и ум. Глава последней книги Деннетта «От бактерии до Баха и обратно», энциклопедического трактата о сознании, предполагает, что естественная часть эволюции самого интеллекта — это создание систем, способных выполнять задачи, которые их создатели не могут выполнить. «Вопрос в том, что нам нужно сделать, чтобы сделать наше детище разумным: какие стандарты мы требуем от них и от нас самих?» — говорит он мне в своем захламлённом кабинете в идиллическом университетском городке.У него также есть одно предупреждение. «Я думаю, что, если мы собираемся использовать эти вещи и полагаться на них, тогда давайте крепко задумаемся о том, как и почему они дают нам ответы, насколько это возможно», — говорит он. Но так как не может быть идеального ответа, мы должны быть так же осторожны в объяснениях ИИ – также, как и в человеческих обьяснениях — независимо от того, насколько умна машина. «Если она не может достичь успеха в обьяснении нам своей логики, — говорит он, — тогда не доверяйте ей».MIT Technology Review. Автор: Уйилл Кнайт, (с)

04 декабря 2016, 08:03

Высокотехнологическое производство (ICT)

ICT (Information and communication technology) – индустрия созданная в 70-х годах прошлого века, получившая наибольший импульс развития в 90-х и выведшая на принципиально иные рубежи в 21 веке. Индустрия, включающая в себя аудио-видео производство, потребительскую электронику, периферию, компьютеры и компоненты, телекоммуникационное и информационное оборудование и смежные услуги. Сейчас ICT по мировому экспорту превышает 1.6 трлн долларов.ICT имеет одну из самых низких энергоемкостей и капиталоёмкости среди все отраслей, что позволяет высвобождать значительные ресурсы на R&D и развитие. Грубо говоря, количество энергии и материального капитала (основных фондов) необходимое для функционирования индустрии и производства товаров и услуг в рамках заданных технологических и бизнес процессов является самым низким. Например, по другую сторону баррикад стоит металлургическое производство, имеющее наивысшую энергоемкость и капиталоемкость.ICT имеет наивысший показатель добавленной стоимости на занятого среди всех отраслей экономики, добавленная стоимость которых по миру превышает 300 млрд долл. Наравне с ICT стоит фармацевтическая отрасль, далее инвестиционный банкинг, нефтегаз. Самый низкий коэффициент добавленной стоимости в расчете на занятого у аграрного сектора, текстильной промышленности, деревообработки и смежных отраслей.Например, в США по всей индустрии выходит в среднем 200 тыс долларов на занятого для ICT. В таких компаниях, как Apple и Google выше миллиона долларов. С другой стороны, различные сельскохозяйственные компании и бизнес по производству продуктов питания очень редко выходит за 50 тыс, а большинство представителей низко маржинального бизнеса функционируют в диапазоне 25-35 тыс.Самые технологически развитые страны мира – это Корея, Япония и Швеция. В Корее не менее 12% всей экономики непосредственно в ICT. В США около 6%, в России менее 0,5% По Китаю актуальной информации пока нет. Однако, Китай является на данный момент абсолютным лидером по хайтек патентам и затратам на R&DНаличие в рейтинге таких стран, как Венгрия, Чехия связано с аутсорсингом европейского высокотехнологического производства в страны Восточной Европы.Наибольшее количество занятых в ICT находится в Финляндии (6%), в Швеции около 5% В целом технологические развитые страны имеют этот показатель не менее 3,5% Данных по Корее и Китаю тут нет.Что касается объема высокотехнологического экспорта, то разумеется впереди планеты всей находится Китай – более полутриллиона долларов. США – около 150 млрд.Сингапур – это свыше 85% реэкспорт в том числе из Китая и Кореи. Формально на третьем месте Корея, потом Тайвань. Малайзия на 90% выполняет подряды из США, Европы, Японии, Китая и Кореи.Доля ICT экспорта в общем экспорте по данным Всемирного банка:Китай – четверть, Корея – 20%, США и Япония около 9%. Это собственно реальные технологические лидеры, имеющие в первую очередь технологическую базу и права на интеллектуальную собственность, а не только производственные мощности. Например, ICT экспорт из Мексики очень высок (около 16%), однако почти все обеспечено заказами из США, Канады и Японии (в основном потребительская электроника), а своего дай бог 1.5% наберется. Аналогично высок ICT экспорт из Венгрии, Чехии, Малайзии, Вьетнама, Таиланда, Филиппин. Но ни одна из перечисленных стран не имеет прав на интеллектуальную собственность произведенной продукции. Но важно не только производить (конвейерно-отверточное производство), но и владеть технологиями, потому что основная маржа генерируется именно у собственников технологий.Россия предсказуемо в самом конце. Долгое время было 0.2-0.3%, сейчас аж 0.8%, но все равно меньше 1% от всего экспорта. Среди крупных стран нет никого, кто бы имел столь низкие показатели. 10-15 или сколько там лет одни и теже разговоры о том, что нужно диверсифицировать и развивать экономику, поднимать высокотехнологическое производство. Каждый год одно и тоже и ничего не меняется. Все, как всегда в России.Ну а мир двигается вперед, пока всякие там Улюкаевы и Набиуллины генерируют очередные «гениальные» планы по «возрождению» российской «экономики». Вот, что значит гремучая смесь оцепенеющей некомпетентности и откровенной враждебности.Тем не менее, ICT и нанотех, фарма, новые синтетические материалы и химия – это то, что формирует реальный, а не мнимый эффект богатства общества. Если в стране нет технологий и производства в  указанных индустриях – тот нет и быть не может экономики.

21 ноября 2016, 21:02

Полезные сайты, повышающие уровень интеллекта

Порой мы бесполезно проводим свободное время, переписываясь с друзьями в социальных сетях или выкладывая в Инстаграм очередную фотку.Вместо этого предлагаю вашему вниманию подборку из необычайно полезных для саморазвития сайтов.Coursera — это образовательная платформа, которая предлагает всем желающим онлайн-курсы от ведущих университетов и организаций мира.Универсариум — глобальный проект, предоставляющий возможность получения качественного образования от лучших российских преподавателей и ведущих университетов для миллионов российских граждан.Khan Academy — бесплатный образовательный ресурс содержит коллекцию из более чем 4200 бесплатных микролекций по всевозможным дисциплинам — от литературы до космологии.Udemy — ярмарка знаний, в которой на сегодняшний день зарегистрировано свыше 10 миллионов студентов со всего мира. В программу входят более 40 тысяч курсов.UNIWEB — платформа онлайн-обучения, которая совместно с ведущими вузами разрабатывает образовательные онлайн-продукты с целью распространения качественного образования на русском языке.Университет без границ — площадка обмена актуальными академическими знаниями для русскоязычной аудитории, независимо от места проживания, географии, места работы или учебы, а также социально-экономического статуса.HTML Academy — онлайн-курсы, цель которых — превратить любого желающего из новичка в профессионала веб-разработки.Lumosity — сайт для развития умственных способностей. Вроде бы ничего нового, но у Lumosity есть своя особенность: приложение подбирает индивидуальную программу «тренировок» для каждого человека. Не пожалейте своего времени на этот увлекательный проект!Eduson — центр онлайн-подготовки будущих бизнесменов со всего мира. Основная методика — различные курсы от ведущих профессоров и преуспевающих практиков.Wikihow — сайт является результатом совместных усилий тысяч людей для создания наиболее полезного пошагового руководства в мире. Точно так же, как и Википедия (Wikipedia), WikiHow является частью wiki-сообщества, и любой человек может написать или отредактировать страницу на сайте.Интернет-школа НИУ ВШЭ — курсы по предметам социально-экономического профиля, по математике, истории, русскому и английскому языкам.Lingualeo — платформа для интересного и эффективного изучения английского языка, на которой зарегистрировано уже более 12 миллионов человек.Memorado — бесплатное приложение для смартфонов, именуемое своими создателями не иначе как «настоящий тренажерный зал для мозгов». Игра имеет огромное количество уровней — 600, которые представлены разнообразными головоломками.Duolingo — бесплатная платформа для изучения языка и краудсорсингововых переводов. Сервис разработан так, что по мере прохождения уроков пользователи параллельно помогают переводить веб-сайты, статьи и другие документы.4brain — бесплатные тренинги по развитию навыков скорочтения, устного счета, креативного мышления, ораторского мастерства, памяти и т.д.Psychology Today — интернет-журнал, посвященный исключительно любимой всеми нами теме: нам самим. Тематика портала охватывает все аспекты поведения и настроения человека: психическое и эмоциональное здоровье, личный рост, отношения, секс, воспитание детей и многое другое.Brainexer — сайт с большим количеством тестов и упражнений на устный счет, запоминание, внимание и мышление. Тесты бесплатны и доступны без регистрации. Несмотря на то что ресурс англоязычный, есть перевод на русский язык.Memrise — уникальная онлайн-платформа, использующая наиболее продвинутые техники работы с памятью, для того чтобы помочь пользователям запоминать информацию быстрее и более эффективно, чем при любом другом методе.Все10 — онлайн-тренажер, который дает возможность бесплатно научиться набирать текст на клавиатуре вслепую, используя все 10 пальцев. На сайте ведется ваша статистика, а также общий рейтинг успеваемости пользователей.Project Gutenberg — электронная универсальная библиотека различных произведений мировой литературы, которая была основана в 1971 году.Школа Яндекс — электронные лекции, главной целью которых является подготовка специалистов — как для самого Яндекса, так и для IT-индустрии в целом.Curious — сайт был создан для того, чтобы учителя, студенты и талантливые люди по всему миру могли поделиться со всеми своими знаниям и умениями, да еще и с возможностью подзаработать.Sentences — сайт, который поможет вам выучить и запомнить новые английские слова в контексте предложений. Высокой эффективности изучения материалов способствует система, отслеживающая уровень владения языком.Интуит — крупнейший российский интернет-университет с возможностью получения высшего и второго высшего образования, а также профессиональной переподготовки и повышения квалификации.Лекториум — интересный сайт с огромным количеством русскоязычных лекций на самые разные темы. Помимо лекций здесь выкладывают видеоматериалы с различных научных конференций.[link]

05 сентября 2016, 18:00

"Волшебный двигатель" отправят в космос

Спутник компании Cannae из шести юнитов CubeSatОживленное обсуждение вызвал в свое время пост про Безтопливный двигатель работает, но никто знает почему. Я всегда был сторонником того, что спор должен решится конкретным фактом использования или просто временем. Что касается именно этого двигателя, то похоже развязка приближается. Вот немного в продолжении этой темыЭксперты и энтузиасты с 2003 года спорят о возможности существования гипотетического «волшебного» электромагнитного двигателя EmDrive. Принцип его работы очень простой: магнетрон генерирует микроволны, энергия их колебаний накапливается в резонаторе высокой добротности, а факт наличия стоячей волны электромагнитных колебаний в замкнутом резонаторе специальной формы является источником тяги. Так создаётся тяга в замкнутом контуре, то есть в системе, полностью изолированной от внешней среды, без выхлопа.При желании, собрать свой собственный EmDrive может любой желающий, у которого есть паяльник и ненужная микроволновка.С одной стороны, этот двигатель вроде бы нарушает закон сохранения импульса, на что указывают многие физики. С другой стороны, британский изобретатель Роджер Шойер (Roger Shawyer) свято верит в работоспособность своего EmDrive — и у него много сторонников (см. несколько сотен страниц обсуждений на форуме NASASpaceFlight). Проведённые испытания на Земле (результаты 22 зарегистрированных испытаний) как будто подтверждают работоспособность EmDrive.Наконец пришло время положить конец спорам.--------------------------------------------Окончательную точку в спорах намерен поставить Гвидо Петта (Guido Fetta) — единомышленник Шойера и конструктор ещё одного гипотетического двигателя Cannae Drive, который работает на том же принципе: генерация микроволн и создание тяги в замкнутом контуре без выхлопа.17 августа 2016 года Гвидо Петта объявил, что намерен запустить экспериментальный образец Cannae Drive на орбиту — и проверить его в действии. Гвидо Петта является исполнительным директором компании Cannae Inc. Сейчас компания Cannae Inc. лицензировала технологию электромагнитного двигателя фирме Theseus Space Inc., которая выведет на низкую околоземную орбиту спутник CubeSat.Среди основателей компании Theseus Space — сама Cannae Inc., а также малоизвестные фирмы LAI International, AZ и SpaceQuest.Дата запуска пока не объявлена. Возможно, энтузиастам удастся собрать деньги и построить экспериментальный аппарат в 2017 году.Единственная задача этого спутника — испытания двигателя Cannae Drive в течение шести месяцев. Спутник попробует передвинуться с помощью электромагнитной тяги Cannae Drive.Разработчики Cannae Drive заявляют, что их двигатель способен генерировать тягу до нескольких ньютонов и «более высоких уровней», что лучше всего подходит для использования в маленьких спутниках. Двигателю не требуется топлива, у него нет выхлопа.Объём двигателя на спутнике CubeSat — не более 1,5 юнитов, то есть 10×10×15 см. Источник питания — менее 10 Вт. Сам спутник будет состоять из шести юнитов.Спутник компании CannaeСразу после успешной демонстрации на орбите компания Theseus Space намерена предложить новый двигатель сторонним производителям для использования на других спутниках.По расчётам Cannae, более массивная версия электромагнитного двигателя весом 3500 кг способна доставить груз массой 2000 кг на расстояние 0,1 светового года за 15 лет. Общая масса такого аппарата вместе с системами охлаждения и другими деталями составит 10 тонн.Испытания электромагнитного двигателя Cannae с гелиевым охлаждениемЕсли работоспособность двигателя подтвердится в результате надёжного повторяемого научного эксперимента, то учёным придётся найти объяснение этому феномену. Сам Роджер Шойер предполагает, что принцип работы двигателя основан на специальной теории относительности. Двигатель преобразовывает электричество в микроволновое излучение, которое испускается внутри закрытой конической полости, что приводит к тому, что микроволновые частицы прилагают к большей, плоской части поверхности полости, большее усилие, чем в более узком конце конуса, и тем самым создают тягу.Шойер уверен, что такая система не противоречит закону сохранения импульса.Гвидо Петта предлагает похожее объяснение в описании патента США № 20140013724, упоминая силу Лоренца — силу, с которой электромагнитное поле действует на точечную заряженную частицу.Исследователи НАСА, которые испытывают EmDrive, предполагают, что тяга создаётся благодаря «квантовому вакууму виртуальной плазмы» частиц, которые появляются и исчезают в замкнутом контуре пространства-времени. То есть систему на самом деле не изолированная, поэтому она не нарушает закон сохранения импульса благодаря эффектам квантовой физики.Собрать прототип может любой желающий, буквально из нескольких кусков меди и старого магнетрона от китайской микроволновки. Соблюдать какие либо пропорции точно не требуется.Достаточно, что-бы получившаяся конструкция была условно конической формыРазработка EmDrive в целом игнорируется научным сообществом, хотя некоторые эксперименты всё-таки проводятся. Например, в 2012 году группа китайских физиков опубликовала результаты измерений тяги электромагнитного двигателя, которая составила 70-720 мН при мощности микроволнового излучателя 80-2500 Вт, при ошибке измерений менее 12%. Это слегка превышает тягу ионного двигателя, сопоставимой массы и энергетической мощности.Энтузиасты уверены: если EmDrive работает, то в перспективе станет возможным создание не только эффективных космических двигателей, но и летающих автомобилей, а также кораблей, самолётов — любого транспорта на электромагнитной тяге.Компания Cannae — не единственная, кто хочет проверить работу электромагнитного двигателя в космосе. Немецкий инженер Пол Коцыла (Paul Kocyla) сконструировал маленький карманный EmDrive, а сейчас собирает деньги в рамках краудфандинговой кампании. Чтобы запустить прототип в космос на мини-спутнике PocketQube, требуется 24 200 евро. За три месяца удалось собрать 585 евро.Прототип EmDrive немецкого инженера Пола КоцылыНедавно научные работы Шойера были опубликованы в открытом доступе. «По всему миру люди измеряли тягу. Одни строили двигатели у себя в гаражах, другие — в крупных организациях. Все они выдают тягу, тут нет великой тайны. Кто-то думает, что здесь некая чёрная магия, но это не так. Любой нормальный физик должен понять, как оно работает. Если кто не понимает, ему пора менять работу», — категорично заявил британский инженер.источник

27 августа 2016, 16:01

Мир вокруг «иглы» 1

Впрочем, можно назвать и несколько иначе – полцарства за “иглу”. Да – я снова про то, что имеет страна-бензоколонка и как она живет без айфона… Только в этот раз вынужден заранее попросить прощения: много технических деталей, без разъяснения которых понять, что к чему, зачем и почему – не получится.Что происходит внутри атомного реактора, если на пальцах? Ядерная реакция – в реакторе созданы условия для того, чтобы ядра атомов урана успешно разваливались, без взрывов выделяя при этом энергию, которую мы научились использовать себе во благо. Помните школьное: “в ядро атома попадает нейтрон, выбивает из него 2 нейтрона, те выбивают из следующих атомов еще по 2 нейтрона“? Ну, вот оно самое. Но, как нам известно из политики – разваливается только то, что подспудно к развалу готово: есть атомы, которые после удара нейтрона разваливаются, но куда больше тех, которым такие удары глубоко по барабану, стучи ты в него или не стучи. БОльшая часть атомов урана именно так себя и ведет – не выколачиваются из него нейтроны, да и все тут.Ядро атома урана состоит из 238 протонов и нейтронов, и им вместе “хорошо”. В 30-е годы прошлого века Энрико Ферми разгонял на ускорителе нейтроны и обстреливал ими уран: хотел, чтобы ядра “приняли” эти нейтроны внутрь себя и получились химические элементы тяжелее, чем уран. Стрелял-стрелял, да что-то никакого толка от этого не было. В 1939 два немца – Отто Ган и Фриц Штрассман смогли понять, в чем проблема: часть атомов урана разваливается на куски, выпуливая еще и дополнительные нейтроны. Почему я про Гана и Штрассмана вспомнил? Чтобы напомнить: именно Германия, уже ставшая гитлеровской, была ближе всех к созданию атомной бомбы. И это нам оказалось полезно – но уже после войны. А миру повезло с тем, что Гана больше интересовало, на что именно разваливаются атомы урана, а не то, как использовать “лишние” нейтроны. Этими “лишними” нейтронами занялись американцы, результат их трудов на себе почувствовали японцы в 1945-м году…Так что такое с ураном-то? То он делится, то он не делится… Большая часть природного урана – 99,3% – это уран-238, в нем никакая цепная реакция не идет. Но есть среди атомов урана и отщепенцы – уран-235, у которых в ядре на 3 частицы меньше. Вот эти “оппозиционеры”, как и всегда, воду мутят и не дают спокойно жить. Прибывший нейтрон разваливает уран-235 на куски, при развале урана-235 и идет выделение той самой энергии, которая может и города в куски разрывать, и мирно греть воду, которая крутит турбины атомных электростанций. Но, развалившись, уран-235 превращается в атомы других элементов, которые больше участия ни в каких таких полезных нам ядерных реакциях участвовать не желают. Развалился уран-235 один раз – и все, в дальнейшей игре он уже не участвует. Значит, чтобы реактор работал долго, урана-235 надо много. Как этого добиться? Ну, либо берем гору природного урана, либо добиваемся того, чтобы урана-235 в нем было не 0,7%, а больше.Поэкспериментировали – выяснили, что если уран-235 в куске природного будет 5-7%, получится то, что надо: гореть будет спокойно, без взрывов, гореть будет достаточно долго, отдавая человеку нужную ему энергию. Поскольку человеки завсегда думают про деньги, процесс увеличения концентрации урана-235 в природно уране-238, они назвали “обогащением”. Ну, так уж мы устроены)Короче: хотите, чтобы уран был полезен для АЭС – обогащайте его. Хотите, чтобы уран взрывался в едрен-батонах – обогащайте его.Тут и встал вопрос: а как этого добиться-то? Ну, вот лежит перед тобой кусок урана – как выкинуть из него лишние атомы-238 и оставить только атомы-235? Задачка… Достаточно быстро удалось выяснить, что уран легко присоединяет к себе атомы фтора, превращаясь в кристалл, которому нужно всего 56 градусов тепла, чтобы стать газом. Если точнее – смесью газов. В одном из них атомы чуть крупнее и чуть тяжелее – это фтор с ураном-238. Второй газ состоит из атомов чуть поменьше и чуть полегче – фтор с ураном-235. Ну – разделяй и властвуй!Изначально физики прицепились к словам “больше – меньше”. Ставим сетку, прогоняем через нее газ – уран-235 проскочил, уран-238 застрял, мы в дамках. Собственно, проблемой разделения изотопов теоретически начал заниматься еще в начале 30-х сам Пауль Дирак – звезда первой величины в физике. Группа ученых под его руководством сделала расчеты и для изотопов урана, по которым получалась, что разделение при помощи центрифуг – антинаучная утопия. Как происходит разделение при помощи центрифуги? Да по тому же принципу, по которому в сепараторе делают масло из молока. Берем ось, которая будет вращаться, вставляем в бочку, наливаем в нее молоко. Раскручиваем как следует ось – масло на оси, все, что легче – на стенках. Делов-то! Вот только расчеты теоретиков показали: для того, чтобы легкие атомы урана-235 отделить от тяжелых атомов урана-238, ось центрифуги должна вращаться со скоростью не менее 1200 оборотов в … секунду. Так не бывает – вот вердикт физиков. Нет таких моторов, никакой металл для оси не выдержит такую нагрузку, никакие подшипники не выдержат такой скорости, никакой материал для стенок не пройдет частоту резонанса (ось набирает скорость постепенно, и обязательно проходит так называемую “критическую частоту”, совпадающую с частотой резонанса стенок центрифуги. Помните роту солдат на каменном мосту, шагающей нога в ногу, из-за чего мост просто разваливается?), не разлетевшись на куски. “Безнадега!” – сказали большие физики. Yes! – ответили американцы и в “Манхеттенском проекте” стали заниматься исключительно сетками.Научное название метода – “диффузионное разделение”: газ ведь проходит сквозь сетку, а в физике такой процесс и называют диффузией. Как работается с этими сеточками? Кропотливый труд: одна сетка отделяет 1,0002 так нужного атома урана-235. Чтобы добраться до нужных для АЭС 7% урана-235 нужно поставить друг за другом 1 500 сеток. Сама сетка – произведение инженерного искусства. Величина дырочек в ней – 0,000 01 мм, при этом сетка должна выдерживать температуру под 100 градусов, материал должен не бояться постоянной радиации. И таких сеток нужны тысячи и тысячи. На функционирование каскадов этих сеток уходит прорва электроэнергии: даже после 50 лет усовершенствования этого метода на единицу разделения тратилось 2 500 кВт*ч. Но результаты таких трудов и таких затрат того стоили – благодаря этим самым сеточкам американцы не только уничтожили Хиросиму и Нагасаки, но и могли строить планы ядерной бомбардировки городов СССР.В СССР в декабре 1945 года работа по созданию диффузионных производств была поручена Исааку Константиновичу Кикоину. Один из плеяды блистательных советских ученых, ставший доктором физических наук в 27 лет, в годы войны Кикоин занимался, как и вся страна, спасением страны. За изобретение и внедрение в производство магнитных взрывателей для противотанковых мин Кикоину в 1942 была присвоена Сталинская премия. А чуть позже, 28 сентября 1942 настал день, который можно считать днем рождения атомного проекта в СССР. В этот день вышло постановление ГКО (государственного комитета обороны) № 2352с – “Об организации работ по урану”. Исаак Кикоин стал одним из первых, кого привлекли к этой работе, потому и в 1945 от предложения Лаврентия Павловича Берии возглавить 2-й отдел Лаборатории № 2 в Спецпроекте Исаак Константинович и не думал отказываться. Времени с той секретной поры прошло много, теперь даже можно “перевести на русский” задачу, которая была поставлена Кикоину. Тогда это звучало так: “Обеспечить строительство завода № 813 в Свердловске-44“. Что-нибудь понятно? Перевод: создать проект и обеспечить строительство завода газо-диффузионного обогащения урана в новом закрытом городе. Не в городке, а именно в городе – в советские времена населения там было 150 тысяч человек. Завод и сейчас работает, хотя давно уже перешел на центрифуги. Это – Уральский электрохомический комбинат в городе Новоуральске Свердловской области. Задание было успешно выполнено, свидетельством чему и стал взрыв в Семипалатинске нашей Бомбы № 1 уже в 1949 году.Но Лаврентий Берия не был бы Берией, если бы не делал свою работу с “перезакладом”. Сеточки с диффузией – дело хорошее, но стоит ли сбрасывать со счетов центрифуги? Расчеты Дирака показали, что надо именно сбросить, но это всего-навсего Дирак, да и сказал он это не на допросе в НКВД… Лаврентий Павлович прекрасно знал, что теоретические расчеты группы Дирака экспериментально пытались перепроверить в Германии. По этой причине лагеря военнопленных внимательно проверяли в поисках именно этих специалистов. В конце сентября 1945 в лагере в Познани сверхштатный сотрудник Ленинградского физтеха (да-да, именно так звучала эта должность) Лев Арцимович обнаружил бывшего сотрудника фирмы “Сименс” Макса Штеенбека. А, собственно, где должен был находиться один из разработчиков кумулятивного заряда для фаус-патронов? Жить бедолаге оставалось недолго – если бы не Арцимович. Для Льва Андреевича Штеенбек был не заурядным нацистом, а одним из ведущих специалистов в физике плазмы, автором двухтомного учебника для вузов. В общем, Лев Андреевич предложил Штеенбеку, как это сейчас говорят, очень выгодный контракт – 10 лет поработать гастарбайтером в СССР, а тот и не отказался, причем совершенно добровольно. Удивительно, правда? Безработица в послевоенной Германии – и только она! – помогла группе сверхштатных сотрудников всяческих советских научных институтов набрать еще около 7 000 таких же добровольцев. Правда, все они в своих мемуарах называли этих самых сверхштатных сотрудников исключительно “офицерами НКВД”, но это все, конечно, какое-то массовое заблуждение. 300 человек из них решили, что им очень хочется работать в городе Сухуми, где в 1951 году и был создан широко известный в узких кругах Сухумский физико-технический институт. Возглавил его, само собой, очень уважаемый в научных кругах специалист – генерал НКВД Кочлавашвили. И я не ёрничаю ни разу: уважали его немецкие ученые, даже очень уважали. Попробовали бы не уважать – были бы гастарбайтерами не 10 лет, а все 20…Группе Макса Штеенбека было поручено перепроверить возможность обогащения урана при помощи центрифуг. Штеенбек собрал всех, кто мог быть полезен – около 100 человек, в числе которых оказался и инженер Гернот Циппе. Инженерил он при Гитлере по поводу радаров и совершенствования самолетных пропеллеров, вот и испытал в 1945 году неимоверную тягу поработать в СССР годиков так с десяток. Бывает…Работали немцы старательно, дисциплинированно и достаточно результативно. Но мы ведь помним, кто руководил Спецкомитетом? Мог этот замечательный человек доверять этим славным людям безоговорочно? Ответ очевиден. Поэтому рядом с немцами появился еще один инженер (а не соглядатай, как некоторые могли подумать) – Виктор Иванович Сергеев. Этот молодой парень (1921 года рождения) перед войной учился на инженера в МВТУ, Какие это были люди и какое было время… С начала июля 1941 Виктор Сергеев – доброволец Бауманской дивизии народного ополчения Москвы. Уцелел, выжил. С января 1943 участия в боях больше не принимал, поскольку получил совсем другое задание: ему было поручено изучать и находить самые слабые места в конструкциях “Тигров”, “Пантер” и прочих “Фердинандов”. К концу войны Виктор Сергеев прекрасно разбирался в том, как работает немецкая инженерная школа и – где чаще всего допускает ошибки. Так что рядом с Штеенбеком он оказался совершенно не случайно. Умел Берия подбирать кадры – ой, как умел!.. Виктор Иванович Сергеев, Герой Социалистического Труда, наш секретный Инженер с большой буквы, оказался в нужное время в нужном месте. Чертовски хочется дожить до тех дней, когда имя Виктора Сергеева будет знать и помнить вся Россия!Штеенбек решил проблему подшипника – его стараниями этот узел вообще исчез из конструкции центрифуги. Нижняя часть оси опирается на иглу, которая стоит на подложке из очень твердого сплава. Пока немцы экспериментировали с этим сплавом, пришел Сергеев и все упростил: немцы просто не были в курсе, что в Армении еще до войны научились выращивать искусственный корунд – второй по твердости минерал после алмаза. С такой же душевной простотой был решен и вопрос с материалом самой иглы. Центрифуги в России продолжает выпускать Владимирский завод “Точмаш”. Заводу много лет: основан он был в 1933 году, и назывался он тогда … Владимирский граммзавод. Выпускал самую что ни на есть мирную продукцию – патефоны и хромированные иголки к ним. Замечательные иголки, просто вот лучшие в мире. Немцы про этот завод были, как водится, не в курсе, а вот 30-летний парень Виктор Сергеев не иначе, как любил послушать патефон. Догадаться, что чуть ли не самый мирный завод может быть полезен для атомного проекта – это надо действительно обладать не шаблонным мышлением. Советская инженерная школа обеспечивала немалый кругозор…Не думаю, что у Сергеева сложились хорошие отношения с группой Штеенбека: немцы прекрасно понимали, что этот человек занят поиском их ошибок и недочетов. Найди он их в слишком большом количестве – и контракт на гастарбайтерство в СССР мог быть продлен автоматически…. Ну, а уж сам герр Штеенбек, ученый с мировым именем, к крестьянскому сыну точно никакого пиетета не испытывал. В 1952 группу Штеенбека перевели в Ленинград, в конструкторское бюро Кировского завода, и это стало решающим моментом в истории “Советской иглы”.Позволю себе последнюю техническую подробность, поскольку она остается главной во всей работе по обогащению урана.Газ с ураном – это ведь не молоко со сметаной, правда? Если кто-то сбивал масло в домашних условиях, то помнит, как все заканчивается: центрифугу надо остановить, ось вытащить и счистить с нее масло, а все прочее – слить в канализацию. Так то – масло, а тут – уран с его радиацией. Да и не “прилипает” газ к оси – а разделить надо. Сергеев предложил внутри центрифуги разместить так называемую трубку Пито, но Штеенбек поднял его на смех, поскольку никакая теория такого безобразия не допускала. Если ось вращается со скоростью 1 500 оборотов в секунду – с такой же бешеной скоростью вращается и газ, а потому любое препятствие обязано вызвать всяческие турбулентности, из-за которой разделенный газ снова смешается в “общую кучу”, и вся работа по разделению пойдет насмарку. Виктор Иванович пытался спорить, но переубедить упрямого немца не смог и – просто махнул на него рукой. Каким таким макаром Сергеев сумел “воткнуть” в центрифугу свою трубку, почему никаких таких турбулентностей не появляется – сие тайна велика есть. Но и обращение к Исааку Кикоину ничего не изменило. Группа Кикоина, без всякой связи с группой Штеенбека, разработала теорию обогащения на центрифуге – и точно так же уперлась в ту же самую турбулентность. Но Сергеев не успокоился и сумел найти двух человек, которые просто поверили в его разработку – директора конструкторского бюро Кировского завода Николая Синева и одного их руководителей Средмаша генерала-маойра НКВД/КГБ Александра Зверева. На дворе стоял уже 1955 год, из жизни ушли Сталин и Берия, Спецкомитет стал “министерством среднего машиностроения”, но “атомный генерал” Александр Дмитриевич Зверев остался в атомном проекте вплоть до своей смерти прямо на рабочем месте в 1986 году. Бывший профессиональный контрразведчик стал профессиональным атомщиком, с формулировкой “за заслуги перед атомной отраслью” в 1962 получил звание Героя соцтруда. О Звереве вообще можно книги писать, но давайте остановимся на том, что уже после истории с Виктором Сергеевым именно Александр Дмитриевич был руководителем государственной приемной комиссии по запуску нашего первого реактора на быстрых нейтронах – БН-350. Вот такие были люди в ведомстве Берии…При поддержке Николая Синева и Александра Зверева Сергеев “продавил” через … партком конструкторского бюро Кировского разрешение на создание первой центрифуги. Но в одиночку он бы точно не справился, а потому усилиями все того же Зверева к работе был привлечен Иосиф Фридляндер. Это имя многое говорит специалистам авиастроения: из сплавов, разработанных Фридляндером, создавались и создаются корпуса и всяческие узлы Ту-16, Ту-95, Ил-86, Ил-96, МиГ-23, Су-30, Су-35, баки “Протона”. Корпуса центрифуг первого поколения – это его заслуга. Корпуса, которые выдерживали давление, температуру, излучение. Поскольку в моем распоряжении только открытые источники, все, что я могу сказать про этот материал – так только то, что называется он “алюминиевый сплав 1960”, он же – “сплав В96ц”. Вот такая славная компания создала опытные образцы центрифуг, которые успешно прошли все испытания, и уже в 1958 году Владимирский граммзавод стал “Точмашем”. Известны и слова Исаака Кикоина, видевшего, как все это происходило: “Да сделайте вы так, чтобы они работали, а теорию мы подгоним!” И подогнал, само собой. В 1953 году он стал академиком АН СССР. именно за теорию обогащения урана.Таким было начало истории “иглы” – рождение и становление получились достаточно бурными, но это было только начало. От себя прошу попробовать запомнить имена тех, без кого атомный проект в его нынешнем виде был бы попросту невозможен. Кикоин, Штеенбек, Сергеев, Зверев, Фридляндер – каждый из них достоин памяти и уважения. Почти 60 лет назад их умом, настойчивостью страна-бензоколонка обрела технологию, позволившую обогнать производителей айфонов на десятки лет.“Игла” в СССР и в РоссииПервый завод по обогащению урана на центрифужной технологии был построен в Новоуральске 4 октября 1957 года. Да-да, именно в тот день, когда весь мир узнал русское слово “Спутник”. Вот про него знали все, а про начало новой эпохи в атомном проекте не только СССР, но и всего прочего мира – только те, кто имел к этому событию непосредственное отношение. Не стоит забывать, что у урана две ипостаси: он и топливо АЭС, и основа самого страшного оружия. Сравнивая работу по разделению урана при помощи диффузии и при помощи центрифуг самого первого поколения, Средмаш уже все понял: на одинаковый объем урана-235 центрифуги требовали электроэнергии в … 17 раз меньше, чем “сеточки”. Соответственно диффузионный завод Д-1 был реорганизован в то, что нынче известно, как Уральский электрохимический комбинат.Гарантии на первое поколение центрифуг были недолгими – три года. Первый блин, впрочем, комом не оказался – они проработали больше 10 лет, поскольку по ходу эксплуатации выяснилось, что самая большая страшилка центрифугам вовсе не грозит. А боялись … сейсмических колебаний. Ка-а-ак тряхнет, как коснется бешено вращающаяся “игла” неподвижной стенки, ка-а-ак разнесет все на куски!!! Но выяснилось, что вращающаяся “игла” к колебаниям устойчива так же, как устойчив гироскоп при стабильной скорости вращения. И теперь “бочоночки” центрифуг высотой меньше метра стоят в три яруса и крутятся, крутятся, крутятся… Я вот пишу – 1 500 оборотов в секунду, даже не комментируя, а давайте попробуем представить, что это такое. Стиральные машины с пылесосами у всех есть – гляньте, сколько у них оборотов. 1 200 – 1 500 в минуту. Сколько времени они при таких оборотах могут работать – несколько часов? А “игла” центрифуги – в 60 раз быстрее и 30 лет без единой остановки. Поломки? Да, имеют место быть – 0,1% в год, такова статистика. Из тысячи центрифуг 1 за год может аварийно отключиться. Подшипников нет, “гореть” нечему. Поколения центрифуг обновлялись, в среднем, раз в 8 лет. Немножко увеличивалась скорость вращения, немножко улучшался материал корпуса и т.д. Эти “немножко” за минувшие годы снизили энергозатраты на единицу работы разделения в 10 раз, а вот производительность центрифуг – выросла, причем в 14 раз. “Уходят” поколения центрифуг неторопливо: в 2009 году, к примеру, выключили центрифуги пятого поколения, которые были раскручены в 1979 году – при Леониде Ильиче Брежневе. Грустно – не растет ВВП, не работает “Точмаш” в три смены… А что взять с ватников? Сделали “бочонки” и давай водку с медведем пить… Ну, а если без анекдотов, то Виктор Сергеев, отладив работу центрифуг для урана, и не думал сидеть, сложа руки. Под его руководством созданы центрифуги для разделения изотопов самых разных химических элементов, Виктор Иванович продолжал работу до своего ухода в 2008 году. Люди этого поколения и этой закалки с работы уходили тогда же, когда и в мир иной…Итоги вращения советско/российской “иглы” ежегодно подводит МАГАТЭ. Мировая мощность заводов по обогащению урана в 2015 году составила 57 073 тысячи единиц работы разделения. Мощность заводов компании ТВЭЛ – 26 578. 46,6% мировых мощностей. Впрочем, можно учесть еще и Китай, в котором обогащение идет на советских центрифугах шестого поколения – 4 220 тысяч ЕРР. Тогда российская доля производства топлива для АЭС получается 54%. Такая вот арифметика. И, напоследок – снова о Викторе Сергееве. Росатом продал Китаю завод по обогащению: в 2008 году в Шэньси за 1 миллиард долларов поставили каскады центрифуг 6-го поколения. Как китайцы умеют копировать технологии – известно: что угодно, быстро и дешевле оригинала. Российские центрифуги разобрали до последнего винтика – но вот на дворе уже 2016, а никакой информации о том, что китайцы справились с копированием технологии их изготовления, по прежнему нет. А в России Росатом в 2015 году запустил центрифуги 9-го поколения, после чего настало время для НИОКР поколения № 10. О том, какие деньги на этом зарабатывает Россия, я расскажу позже – после того, как припомню историю приключений “иглы” в Европе, в США, в Пакистане, Северной Корее, в Иране, в Японии, Индии, Китае. Не просто ж так я придумал заголовок-то.geoenergetics.ru

23 апреля 2016, 14:01

Рой роботов-пауков как безразмерный 3D-принтер

Вот это уже интересно. Это в русле современных тенденций. Помните мы обсуждали как взаимодействуют роботы, рассчитанные на работу «роем» в тысячи экземпляров, а вот как куча крошечных роботов могут сдвинуть автомобиль и всего лишь 540 танцующих роботов. За кучей мелких роботов будущее во всех сферах. Исследовательская группа Siemens лаборатории робототехники в Принстоне, Нью-Джерси, разработала автономные 3D-принтеры в виде роботов-пауков. Они могут самостоятельно перемещаться и взаимодействовать, чтобы совместно изготавливать сложные и объёмные конструкции.Долгое время 3D-принтер рассматривался как стационарное устройство, в котором габариты печатаемых деталей ограничиваются размерами его камеры. Siemens предлагает совершенно новую концепцию аддитивного производства – рой мобильных 3D-принтеров в виде роботов-пауков. Если нельзя объять необъятное сразу, то это можно сделать по частям.Вот как это происходит:Проектирование роботов SiSpis в Принстонской лаборатории робототехники (фото: Siemens).Роботы SiSpis (Siemens Spiders) ведут себя как общественные насекомые. Их колония выдвигается на место сборки, окружает его и начинает 3D-печать согласно программе. Когда у одного робота заканчивается материал, он уходит на перезаправку. В это время остальные продолжают печать своих участков будущей конструкции.«Мы рассматриваем возможность использования множества автономных роботов для совместного аддитивного производства больших структур, таких как кузов автомобиля, корпус корабля или фюзеляж самолёта, – пояснил руководитель исследовательской группы Siemens по моделированию и дизайну продукции Ливио Даллоро (Livio Dalloro). – SiSpis – часть более масштабного проекта, который мы называем «Быстрые и гибкие производственные системы Siemens» (SiAMS). Роботы SiSpis представляют ключевую часть нашего исследования автономных систем здесь в Принстоне».Роботы SiSpis могут действовать автономно или управляться дистанционно (фото: Siemens).Сегодня многие объёмные конструкции изготавливаются из отдельных сегментов, что снижает их прочность и увеличивает риск ошибки при сборке. Монолитная структура более надёжна во всех отношениях. Современная трёхмерная печать позволяет работать с разными материалами – металлом, пластиком, живыми клетками.Пока SiSpis тренируются печатать кукурузным крахмалом, но это лишь дешёвый тестовый материал. По мере доработки алгоритмов их можно будет перепрофилировать на лазерную стереолитографию, селективное лазерное спекание металлических порошков и другие технологии 3D-печати.Долгое время главным ограничением аддитивного производства был размер камеры, но вскоре этот лимит останется в прошлом. Метод коллективной сборки в ближайшей перспективе подарит возможность создавать на 3D-принтере что угодно. Сами роботы SiSpis тоже содержат напечатанные детали. Наравне с ними в прототипах используются серийно выпускаемые электромоторы и кабели, но в будущем SiSpis можно сделать саморемонтируемыми и даже самовоспроизводимыми. Вам такой сценарий ничего не напоминает?Робот SiSpis уже рассчитывает план по захвату мира (фото: Arthur F. Pease).Действовать совместно роботам-паукам помогают адаптивные алгоритмы поведения. Они постоянно оценивают своё взаимное расположение и результат работы при помощи микрокамер и лазерных дальномеров. Вся область будущей сборки разделяется на участки небольшого размера. Затем они распределяются внутри роя без остатка. Далее каждый робот просто печатает свои фрагменты будущей конструкции. Остальное доделывают его соседи по мобильному сборочному цеху.Siemens разрабатывает проект мобильной 3D-печати с 2014 года и уже достигла значительных успехов. Главная задача (автоматическое распределение задания между двумя и более роботами) уже выполнена. Остаётся лишь адаптировать SiSpis к разным технологиям аддитивного производства и выпустить их на рынок.источникиhttp://www.siemens.com/innovation/en/home/pictures-of-the-future/digitalization-and-software/autonomous-systems-siemens-research-usa.htmlhttp://www.computerra.ru/146099/siemens-sispis-3d-printing-robots/?_utm_source=1-2-2Еще что нибудь из интересных технологических находок: знаете ли вы например Что может КНДР и не может США?, а вот на полном серьезе пытаются создать подводное "облако" и оказывается существует Прозрачный алюминий. Скоро на прилавках нас ждет Лазерная бритва, а на дорогах Асфальт без луж. Видели ли вы когда нибудь Компьютер в аквариуме и как двигают здания?

20 апреля 2016, 21:01

Прогноз развития космонавтики до XXII века

Оригинал взят у ___lin___ Вступительная заставка сериала «Пространство»: схематичное изображение распространения человечества по Солнечной системеЯ подготовил для журнала «Популярная механика» небольшую статью - прогноз развития космонавтики. В материал «5 сценариев будущего» (№ 4, 2016) вошла лишь малая часть статьи - всего один абзац :) Публикую полную версию!Часть первая: ближайшее будущее — 2020–2030В начале нового десятилетия человек вернется в окололунное пространство, в ходе осуществления программы NASA «Гибкий путь» (Flexible Path). Новая американская сверхтяжелая ракета Space Launch System (SLS), первый пуск которой запланирован на 2018 год, в этом поможет. Полезная нагрузка — 70 т на первом этапе, до 130 т на последующих. Напомню, у российского «Протона» полезная нагрузка лишь 22 т, у новой «Ангары-А5» — около 24 т. В США также строится государственный космический корабль Orion.SLSИсточник: NASA Американские частники обеспечат доставку астронавтов и грузов на МКС. Вначале два корабля — Dragon V2 и CST-100, затем подтянутся и другие (возможно, крылатые — например, Dream Chaser не только в грузовом, но и в пассажирском варианте).МКС будут эксплуатировать как минимум до 2024 года (возможно и дольше, особенно российский сегмент).Затем NASA объявит конкурс на новую околоземную базу, в котором победит, вероятно, Bigelow Aerospace с проектом станции с надувными модулями.Можно прогнозировать к концу 2020-х годов наличие на орбите нескольких частных пилотируемых орбитальных станций различного назначения (от туризма до орбитальной сборки спутников).С использованием тяжелой ракеты (с грузоподъемностью немного больше 50 т, иногда ее классифицирует как сверхтяжелую) Falcon Heavy и Dragon V2, сделанных в фирме Илона Маска, вполне вероятны туристические полеты на орбиту вокруг Луны — не просто облет, а именно работа на окололунной орбите — ближе к середине 2020-х.Также ближе к середине-концу 2020-х вероятен конкурс от NASA на создание лунной транспортной инфраструктуры (частные экспедиции и частная лунная база). По недавно опубликованным оценкам частникам потребуется около $10 млрд государственного финансирования, чтобы вернуться на Луну в обозримое (меньше 10 лет) время.Макет лунной базы частной компании Bigelow AerospaceИсточник: Bigelow Aerospace Таким образом, «Гибкий путь» ведет NASA на Марс (экспедиция к Фобосу — в начале 30-х, на поверхность Марса — только в 40-х, если не будет мощного ускоряющего импульса от общества), а низкую околоземную орбиту и даже Луну отдадут частному бизнесу.Кроме того, будут введены в строй новые телескопы, которые позволят найти не только десятки тысяч экзопланет, но и измерить прямым наблюдениям спектры атмосфер ближайших из них. Рискну предположить, что до 30-го года будут получены доказательства существования внеземной жизни (кислородная атмосфера, ИК-сигнатуры растительности и т.д.), и вновь возникнет вопрос о Великом фильтре и парадоксе Ферми.Состоятся новые полеты зондов к астероидам, газовым гигантам (к спутнику Юпитера Европе, к спутникам Сатурна Титану и Энцеладу , а также к Урану или Нептуну), появятся первые частные межпланетные зонды (Луна, Венера, возможно, и Марс с астероидами).Разговоры о добычи ресурсов на астроидах до 30-го года так и останутся разговорами. Разве что частники проведут совместно с государственными агентствами небольшие технологические эксперименты.Начнут массово летать туристические суборбитальные системы — сотни людей побывают на границе космоса.Китай в начале 20-х построит свою многомодульную орбитальную станцию, а к середине — концу десятилетия осуществит пилотируемый облет Луны. Также запустит множество межпланетных зондов (например, китайский марсоход), но на первое место в космонавтике не выйдет. Хотя и будет находиться на третьем-четвертом — сразу за США и крупными частниками.Россия в лучшем случае сохранит «прагматичный космос» — связь, навигацию, дистанционное зондирование Земли, а также советское наследие по пилотируемой космонавтике. К российскому сегменту МКС будут летать космонавты на «Союзах», и после выхода США из проекта, вероятно, российский сегмент образует отдельную станцию — намного меньше советского «Мира» и даже меньше китайской станции. Но этого хватит, чтобы сохранить отрасль. Даже по средствам выведения Россия откатится на 3–4 место. Но этого будет хватать, чтобы выполнять задачи народно-хозяйственного значения. В плохом варианте после завершения эксплуатации МКС пилотируемое направление в космонавтике в России будет полностью закрыто, а в наиболее оптимистичном варианте — будет объявлена лунная программа с реальными (а не в середине 2030-х) сроками и четким контролем, что позволит уже в середине 2020-х провести высадки на Луну. Но такой сценарий, увы, маловероятен.К клубу космических держав присоединятся новые страны, в том числе несколько стран с пилотируемыми программами — Индия, Иран, даже Северная Корея. И это не говоря о частных фирмах: пилотируемых орбитальных частных аппаратов к концу десятилетия будет много — но вряд ли больше десятка.Множество небольших фирм создаст свои сверхлегкие и легкие ракеты. Причем некоторые из них постепенно будут наращивать полезную нагрузку — и выходить в средние и даже тяжелые классы.Принципиально новых средств выведения не появится, люди будут летать на ракетах, однако многоразовость первых ступеней или спасение двигателей станут нормой. Вероятно, будут проводиться эксперименты с аэрокосмическими многоразовыми системами, новыми топливами, конструкциями. Возможно, к концу 20-х будет построен и начнет летать одноступенчатый многоразовый носитель.Часть вторая: превращение человечества в космическую цивилизацию — от 2030 до конца XXI векаНа Луне множество баз — как государственных, так и частных. Естественный спутник Земли используется как ресурсная база (энергия, лед, различные составляющие реголита), опытный и научный полигон, где проверяются космические технологии для дальних полетов, в затененных кратерах размещены инфракрасные телескопы, а на обратной стороне — радиотелескопы.Луна включена в земную экономику — энергия лунных электростанций (поля солнечных батарей и солнечных концентраторов построенных из местных ресурсов) передается как на космические буксиры в околоземном пространстве, так и на Землю. Решена задача доставки вещества с поверхности Луны на низкую околоземную орбиту (торможение в атмосфере и захват). Лунный водород и кислород используется в окололунных и околоземных заправочных станциях. Конечно, все это только первые эксперименты, но уже на них частные фирмы делают состояния. Гелий-3 пока добывается только в небольших количествах для экспериментов связанных с термоядерными ракетными двигателями.На Марсе — научная станция-колония. Совместный проект «частников» (в основном — Илона Маска) и государств (в основном — США). Люди имеют возможность вернуться на Землю, однако многие улетают в новый мир навсегда. Первые эксперименты по возможному терраформированию планеты. На Фобосе — перевалочная база для тяжелых межпланетных кораблей.Марсианская базаИсточник: Bryan Versteeg По всей Солнечной системе множество зондов, цель которых — подготовка к освоению, поиск ресурсов. Полеты скоростных аппаратов с ядерными энергодвигательными установками в пояс Койпера к недавно обнаруженному газовому гиганту — девятой планете. Роверы на Меркурии, аэростатные, плавающие, летающие зонды на Венере, изучение спутников планет-гигантов (например, подводные лодки в морях Титана).Распределенные сети космических телескопов позволяют фиксировать экзопланеты прямым наблюдением и даже составить карты (очень низкого разрешения) планет у ближайших звезд. В фокус гравитационной линзы Солнца отправлены большие автоматические обсерватории.Развернуты и работают одноступенчатые многоразовые средства выведения, на Луне активно используются не ракетные способы доставки грузов — механические и электромагнитные катапульты.Летает множество туристических космических станций. Есть несколько станций — научных институтов с искусственной гравитацией (станция-тор).Тяжелые пилотируемые межпланетные корабли не только достигли Марса и обеспечили развертывание на Красной планете базы-колонии, но и активно исследуют пояс астероидов. Множество экспедиций отправлено к околоземным астероидам, осуществлена экспедиция на орбиту Венеры. Началась подготовка к развертыванию исследовательских баз у планет-гигантов — Юпитера и Сатурна. Возможно, планеты-гиганты станут целью первого испытательного полета межпланетного корабля с термоядерным двигателем с магнитным удержанием плазмы.Запуск метеозонда на ТитанеИсточник: Walter Myers В космонавтике активно применяются достижения биологии, ведь генетические модификации позволяют избавиться от множества проблем, вызванных невесомостью и радиацией. Ускоряется адаптация к новым условиям (пониженной гравитации Луны и Марса). Созданы системы жизнеобеспечения с высокой степенью замкнутости (95–98% по массе). Ведется разработка синтетической жизни — «вакуумных цветов», добывающих ценные ресурсы из астероидов.Часть третья: светлое космическое будущее — XXII век и далееМагнитные катапульты Меркурия выстреливают ресурсы, лазерные околосолнечные установки используются для передачи энергии по всей Солнечной системе и для разгона солнечных парусников — первые зонды отправлены в облако Оорта и к ближайшим звездам.В космосе живут и работают миллионы постлюдей (внешний вид многих из них сильно отличается от обычного человека).Десятки тысяч обитателей летающих городов Венеры. Генетически модифицированные колонисты способны работать на поверхности планеты в легких скафандрах. Проводятся эксперименты по терраформированию этой планеты.В космосе, в точках Лагранжа у Луны — базы межпланетных кораблей, колонии О’Нейла, телескопы, боевые платформы.На Луне гигантские города под куполами, заводы, электростанции.Первый этап терраформирования Марса завершен — на поверхности можно находиться в кислородных масках, есть жидкая вода. Пыль из атмосферы убрана. Новое небо Марса — темно-фиолетовое.В астероидном поясе гигантские верфи, заводы, колонии-города внутри астероидов. Ведется активная добыча ресурсов (которые, как правило, тут же и потребляются).Строительство космического поселения из астероидного материалаИсточник: Deep Space IndustriesУ Юпитера за радиационными поясами — научная орбитальная станция-тор, на которой работают сотни ученых. Временные базы есть и на спутниках Юпитера.На Титане у Сатурна — крупные базы, фактически колонии. В атмосфере Сатурна активно ведется добыча гелия-3.Небольшие научные базы действуют в системах Урана и Нептуна. В поясе Койпера ведется активная исследовательская деятельность — одновременно работает десяток тяжелых термоядерных межпланетных кораблей.Земля постепенно превращается в заповедник — все более строгие законы и квоты. Большая часть промышленности перенесена на Луну, орбиту, астероиды. На Земле остались обычные люди — те, кто по религиозным или иным соображениям хотят здесь состариться и умереть.Завершено строительство экваториального пускового кольца — проблема с доставкой грузов из глубокого гравитационного колодца Земли практически решена.Следующий шаг — звезды! Если законы нашей вселенной не позволяют перемещаться быстрее света, то к звездам полетят «эмбрионы и идеи» на «медленных» кораблях — со скоростью 1/10 световой. На сотни лет затянется первый этап экспансии в Галактику. Однако для постлюдей и тысяча лет не будет казаться большим сроком. Новые корабли будут становиться все быстрее, пока не появятся субсветовики покрывающие межзвездные бездны за считанные годы, а по корабельному времени — и того быстрее.Если же путешествия быстрее скорости света возможны (например, в виде пузыря Алькубьерре), то экспансия в Галактику может начаться даже раньше освоения Солнечной системы. Может быть, уже в XXI веке — но это уже совсем другая история.Колония на Титане. Искусственное Солнце в небе и синтетическая жизнь, преобразующая атмосферу, на поверхностиИсточник: Gary Tonge.

31 марта 2016, 12:01

НЕЙРОПСИХОЛОГИЯ ЧТЕНИЯ: КАК МЫ ЧИТАЛИ, ЧИТАЕМ И БУДЕМ ЧИТАТЬ

Мы редко задумываемся о том, как мы совершаем то или иное действие. Наши тела — идеальные машины, в которых все шестеренки крутятся плавно и слаженно. Но когда заглядываешь внутрь механизма, изумляешься, сколько разных частей движутся внутри, когда мы делаем самые простые вещи: едим, идем, видим сны, занимаемся сексом, читаем.Благодаря достижениям науки мы неплохо изучили работу наших тел, и мы знаем, в какие зоны мозга приливает кровь, когда мы открываем книгу. Но начать эту историю следует не отсюда, а с далекого 1896 года от Рождества Христова.Странная история Перси1896 год. В Великобритании, в графстве Сассекс, местечке Сифорд, живет 14-летний мальчик Перси. Он второй ребенок из семи. Он воспитывается в семье интеллигентных родителей. Сообразительный, умный, он ни в чем не отстает от своих сверстников. Но есть одна проблема. Перси не умеет читать. Родители нанимают ему частных учителей, которые предпринимают самые невероятные попытки, чтобы заставить Перси прочесть хотя бы слово. Но все тщетно.Отчаявшиеся родители обращаются к врачу общей практики по имени Уильям Прингл Морган. Мистер Морган обнаруживает, что Перси знает все буквы, может написать их и прочитать. Но прочесть больше слога он не в состоянии, а еще он так и не смог овладеть письмом. Вместо Percy он пишет Precy, English — Englis, Seashore — seasaw. И даже то, что он написал сам, прочитать он не в состоянии. При этом Перси отлично считает и записывает математические выражения.Прингл Морган изумился уникальности этого случая и опубликовал в British Medical Journal статью с описанием заболевания Перси. Он назвал это странное нарушение «врожденная слепота к словам» (congenital word blindness) и предположил, что дело во врожденном нарушении работы мозга. Помочь Перси Прингл Морган был не в состоянии.И даже в конце XX века вряд ли Перси смог бы получить врачебную помощь, но ему уже поставили бы диагноз «дислексия», нарушение способности к овладению навыком чтения. В основе дислексии лежат нейробиологические причины. Определённые зоны мозга у таких людей функционально менее активны, чем в норме. Структура мозговой ткани тоже имеет у лиц с дислексией отличия от нормы — например, у них обнаружены зоны пониженной плотности в задней части средней височной извилины слева.Такой диагноз Перси могли бы поставить благодаря тому, что в начале века, во время Первой и Второй мировых войны в СССР жил и работал выдающийся ученый Александр Романович Лурия. Лурия оказывал врачебную помощь солдатам и заметил, что при повреждениях разных зон головного мозга у солдат возникали разные нарушения. Он предположил, что нельзя выделить какую-то конкретную зону мозга, которая отвечает за что-то одно и любой психический процесс является сложным, в нем задействовано сразу много зон.МРТ позволяет заглянуть в мозг без того, чтобы вскрывать черепную коробкуЛурия стал основателем науки, которая изучает связь структуры и функционирования головного мозга с психическими процессами и поведением живых существ. Он назвал ее «нейропсихология». В современном мире наука занимается в основном изучением и реабилитацией больных с травмами головного мозга, но кроме этого, она изучает, как протекают разные процессы, в том числе интересующее нас чтение.В наше время в арсенале нейропсихолога есть приемы и методы, которых не было раньше. Например, МРТ, которое позволяет заглянуть в мозг без того, чтобы вскрывать черепную коробку. С помощью МРТ можно отследить, в какую часть мозга приливает больше крови, и таким образом мы узнаем, какая часть мозга у нас активна, когда мы мечтаем, читаем или едим.Что такое чтениеВернемся в 1896 год, к мальчику Перси. Перси был совершенно здоровым ребенком, у которого, как мы понимаем, по сути проблем практически не было, кроме того, что он не мог научиться читать. С точки зрения эволюции можно сказать, что Перси был отличным представителем своего вида. Как мы можем с легкостью заметить, для приматов, к отряду которых принадлежит homo sapiens, не характерно чтение.Человечество умеет читать и писать всего около 5000 лет. Наша способность к речи гораздо старше. В контексте эволюции это ничтожно малый срок, за который не могло сформироваться ни нового биологического вида, ни стабильной, передающейся из поколения в поколение и присутствующей у каждого человека мутации нового гена. Человеческому мозгу приходится идти на невероятные ухищрения, чтобы мы могли читать.В акте чтения участвуют 17 областей мозга, причем не все из них одновременно!Когда мы видим слово на странице, наш мозг сначала анализирует визуальную информацию, затем соединяет ее с тем, что мы знаем о слове («корова» выглядит вот так, значит вот это, звучит вот так). А затем — магия! Наш мозг в течении пары миллисекунд соединяет информацию, которую мы получили, с тем, что персонально мы знаем об этой информации, анализирует и сравнивает, и так мы можем делать собственные выводы о прочитанном и получать ассоциации. Чтобы совершать такие сложные операции, наш мозг вынужден импровизировать и использовать области, которые предназначены для распознавания устной речи, моторной координации и зрения. В акте чтения участвуют 17 областей мозга, причем не все из них одновременно!Например, для того чтобы соотнести образ буквенного знака с его звучанием, мы используем теменно-затылочные отделы коры мозга в левом полушарии. Это та самая часть мозга, которая, например, помогает нам отличить лимон от ананаса, а табуретку от кошки. Из-за этого мы воспринимаем буквы как физические объекты. И, кстати, во многом поэтому, как пишет, например, психолингвист Марианна Вулф в книге «Пруст и кальмар», первыми видами письма были пиктограммы и иероглифы, а буквы современных алфавитов произошли от форм предметов и явлений материального мира. В букве С несложно узнать убывающую луну, а латинская S напоминает по форме змею.Мозг воспринимает текст как ландшафтЧтение не является в чистом виде «рецептивным» процессом. Прочитать книгу — значит не просто запомнить сюжет. Чтение также является продуктивным, производящим процессом, так как во время чтения мы проговариваем слова, которые читаем, и осмысляем то, что мы читаем. За осмысление отвечают лобные доли левого полушария мозга. Люди с травмами лобных долей не могут, например, создавать смысловые догадки, додумывать прочитанное и строить стратегию чтения. Все вместе это приводит к неправильному пониманию читаемого.Интересно, что мозг воспринимает текст как ландшафт. Во время чтения возникает ментальная модель текста, в которой значение привязано к структуре, внешнему виду и даже к запахам и тактильным ощущениям. Многие из нас наверняка замечали, что, сидя на экзамене в университете и пытаясь судорожно припомнить цитату из учебника, мы вспоминаем не только сам текст, но и его место на странице, шрифт, которым он набран, и фактуру бумаги.Кстати, с этим частично связан тот факт, что многие люди предпочитают бумажную книгу электронной — в бумажной проще «ориентироваться», ведь у нее есть обложка и оглавление, ее можно осязать и нюхать. А электронная книга часто создает у читателя ощущение, что его «телепортируют» бог весть куда, когда он нажимает на ссылку.Второе пришествие ГутенбергаПервой серьезной революцией в мире книги стало изобретение книгопечатания. Станок немецкого мастера Гутенберга позволил чтению стать общедоступным. То, что было уделом избранных, внезапно стало массовым. Казалось, самый серьезный переворот в мире книги уже случился, и теперь мы можем только пожинать плоды и почивать на лаврах. Но, как оказалось, самое серьезное событие было еще впереди.Настоящая революция в мире чтения происходит прямо сейчас, у нас на глазах. Ею стало появление доступных компьютеров и электронных текстов, расколовшее общество на сторонников «старой доброй книги» и тех, кто приветствует чтение с устройств.Первые исследования того, как мозг воспринимает электронный текст, стали появляться еще в 80-х. До 1992 года все исследования показывали, что люди читают с экрана медленнее, чем с бумаги, и хуже понимают, о чем речь. Но в 1990-х ситуация начала меняться, и результаты предыдущих экспериментов стали жестко критиковаться.Например, в 80-х исследователи утверждали, что люди читают с экрана на 20–30% медленнее, чем с бумаги. В начале 2000-х появились ученые, которые заявили, что этим результатам нельзя доверять, потому что в экспериментах были использованы экраны с разными разрешениями и разными размерами шрифта.С точки зрения понимания содержания нет большой разницы между чтением с бумаги или с электронной книгиВ 1985 г было объявлено, что люди хуже понимают текст, читая с экрана. В 2014 г университет Ставангера (Норвегия), провел эксперимент, участники которого, студенты примерно одного возраста, читали мистическую повесть с бумаги или с Kindle. Выяснилось, что нет никакой разницы между временем чтения, уровнем понимания текста и эмоциональной реакцией группы, которая читала бумажную книгу, и группы, которая использовала устройство. Впрочем, неудивительно, что люди с выработанной привычкой к чтению с экрана понимают текст не хуже, чем те, кто читает с бумаги.Современные исследования показывают, что с точки зрения понимания содержания нет большой разницы между чтением с бумаги, с электронной книги или с устройства с обычным экраном. Исключение составляют пожилые люди — они читают гораздо быстрее, если предложить им планшет с высокой яркостью экрана.На заре исследований чтения с экрана ученые использовали в том числе хорошо известный юзабилити-специалистам метод eye tracking (отслеживание движения глаз). Они ожидали, что если чтение с экрана сильно отличается от чтения с бумаги, то и движение глаз человека будет другим.Во время чтения глаза совершают так называемые прыжки и остановки. Остановка длится примерно 250 миллисекунд, и во время нее мозг воспринимает слово. Во время остановки мы в состоянии воспринять только слово, которое находится в «визуальном поле чтения», в очень узком коридоре, на который направлен наш взгляд. Это поле может быть измерено в количестве символов.В 1987 году было проведено исследование, которое показало, что при чтении с экрана происходит на 15% больше остановок, но в целом движение глаз такое же. А в 2006 г обнаружилось, что способ чтения с экрана резко изменился. Если в 1987 году люди читали линейно, то есть одно слово за другим, то теперь они стали пользоваться так называемым нелинейным чтением, или «F-паттерном». Это способ, которым люди обычно просматривают веб-страницу — они прочитывают заголовок или верхнюю линию, а дальше просто сканируют левую сторону текста, додумывая содержание правой. Это увеличивает скорость чтения, но ухудшает понимание текста.Постоянное чтение с экрана влияет на тип чтения, которым мы пользуемся, когда читаем с бумаги. До появления электронных текстов мы читали линейно, и многим людям приходилось учиться скорочтению. А теперь ситуация поворачивается неожиданной стороной — люди разучиваются читать линейно. Некоторые психолингвисты даже рекомендуют заставлять себя читать линейно 30–40 минут в день, чтобы не потерять навык.Интуитивной навигацией обладает книга, но не читалкаОсновной проблемой для людей, читающих электронные тексты, становится навигация и невозможность применить к электронному тексту навыки манипуляции с текстом бумажным. Например, у бумажной книги можно загибать уголки или слюнявить странички, переворачивая их. Процесс общения с бумажной книгой во многом носит тактильный характер и активирует дополнительные зоны в мозгу. Устройства не могут передать ощущение переворачивающихся страниц, в них нельзя загнуть уголок. Ученые предполагают, что это влияет на чувство контроля происходящего, увеличивает стресс и ухудшает запоминание текста. Как бы мы ни говорили об интуитивной навигации, интуитивной навигацией обладает книга, но не читалка. Именно поэтому так важно, чтобы читалка имела номера страниц и прочие маленькие милые особенности, которые делают ее более похожей на бумажную книгу.Гиганты электронной книжной индустрии, такие как Amazon и Kobo, активно исследуют изменения читательских привычек современного человека. Они выясняют, что лучше — свайп или скролл (спойлер: мозгу все равно) и мешает ли чтению добавление интерактивных ссылок в текст (очень мешает). И становится ясно, что с каждым годом мы все больше переносим свои сетевые привычки в материальный мир. Как бы мы ни любили запах бумаги, то, как мы читаем, определяет уже не печатная книга, а веб-страница. Конечно, книга не умрет, но она изменится так, чтобы нам было удобно ее читать.Некоторые источники (увы, не все)Mybook, автор статьи Алена Соснинаhttps://mybook.ru/blog/105-nejropsihologiya-chteniya-kak-my-chitali-chitaem-i/

Выбор редакции
23 марта 2016, 21:48

10 крупнейших научно-технологических прорывов в медицине в 2015 году

Оказывается 2015 год стал для медицины особенно продуктивным. Было совершено множество захватывающих открытий, сделаны яркие прорывы в медтехнологиях, ряду уже существующих лекарств было найдено новое применение. В нашем обзоре десятка самых значимых медицинских открытий ушедшего года.Хотя я очень далек от этой области, мне было интересно почитать, что же нас ждет, и вообще, когда мы будем жить по 200 лет :-)Читаем ...1. Открытие теиксобактинаВ 2014 году Всемирная организация здравоохранения предупредила всех о том, что человечество вступает в так называемую постантибиотическую эру. Наука и медицина с 1987 не производили новых видов антибиотиков. Однако болезни не стоят на месте. Каждый год появляются новые инфекции, более устойчивые к существующим медикаментам. Это стало настоящей мировой проблемой. Тем не менее в 2015 году ученые совершили открытие, которое, по их мнению, привнесет кардинальные перемены.Ученые открыли новый класс антибиотиков, получивший название теиксобактин. Этот антибиотик уничтожает микроорганизмы, блокируя их способность производить новые клетки. Другими словами, микроорганизмы под воздействием этого лекарства не могут развиваться и вырабатывать со временем устойчивость к препарату. Теиксобактин к настоящему моменту доказал свою высокую эффективность в борьбе с резистентным золотистым стафилококком и бактерией, которая вызывает туберкулез.Лабораторные испытания теиксобактина проводились на мышах. Подавляющее большинство экспериментов показали эффективность препарата. Испытания у людей должны начаться в 2017 году.2. Медики вырастили голосовые связки с нуляОдно из самых интересных и перспективных направлений в медицине является регенерация тканей. В 2015 году список воссозданных искусственным методом органов пополнился новым пунктом. Врачи из Висконсинского университета научились выращивать человеческие голосовые связки фактически из ничего.Группа ученых под руководством доктора Натана Вельхэна биоинженерным способом создала ткань, способную имитировать работу голосовых связок, которые вибрируя позволяют создавать человеческую речь. Клетки-доноры, из которых впоследствии были выращены новые связки, были взяты у пяти пациентов-добровольцев. В лабораторных условиях за две недели ученые вырастили необходимую ткань, после чего добавили ее к искусственному макету гортани.Создаваемый полученными голосовыми связками звук, ученые описывают как металлический и сравнивают его со звуком роботизированного казу (игрушечный духовой музыкальный инструмент). Однако ученые уверены в том, что созданные ими голосовые связки в реальных условиях (то есть при имплантации в живой организм) будут звучать почти как настоящие.В рамках одного из последних экспериментов на лабораторных мышах с привитым человеческим иммунитетом исследователи решили проверить, будет ли организм грызунов отторгать новую ткань. К счастью, этого не случилось. Доктор Вельхэм уверен, что ткань не будет отторгаться и человеческим организмом.3. Лекарство от рака может помочь страдающим болезнью ПаркинсонаТасинга (или нилотиниб) является проверенным и одобренным лекарством, которое обычно используют для лечения людей с признаками лейкемии. Однако новое исследование, проведенное медицинским центром Джорджтаунского университета, показывает, что лекарство Тасинга может являться очень сильным средством для контроля моторных симптомов у людей с болезнью Паркинсона, улучшая их моторные функции и контролируя немоторные симптомы этой болезни.Фернандо Паган, один из докторов, проводивших данное исследование, считает, что нилотинибная терапия может являться первым в своем роде эффективным методом снижения деградации когнитивных и моторных функции у пациентов с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Паркинсона.Ученые в течение шести месяцев давали увеличенные дозы нилотиниба 12 пациентам-добровольцам. У всех 12 пациентов, прошедших данное испытание препарата до конца, наблюдалось улучшение моторных функций. У 10 из них отметили значительное улучшение.Основной задачей данного исследования была проверка безопасности и безвредности нилотиниба на человеческий организм. Используемая доза препарата была гораздо меньше той дозы, которая обычно дается пациентам с лейкемией. Несмотря на то, что препарат показал свою эффективность, исследование все же проводилось на небольшой группе людей без привлечения контрольных групп. Поэтому перед тем, как Тасингу начнут использовать в качестве терапии болезни Паркинсона, придется провести еще несколько испытаний и научных исследований.4. Первые в мире 3-D-напечатанные ребраПоследние несколько лет технология 3D-печати проникает во многие сферы, приводя к удивительным открытиям, разработкам и новым методам лечения,. В 2015 году доктора из университетского госпиталя Саламанка в Испании провели первую в мире операцию по замене поврежденной грудной клетки пациента на новый 3D-напечатанный протез.Человек страдал редким видом саркомы, и у врачей не осталось другого выбора. Чтобы избежать распространение опухоли дальше по организму, специалисты удалили у человека почти всю грудину и заменили кости титановым имплантатом.Как правило, имплантаты для крупных отделов скелета производят из самых разных материалов, которые со временем могут изнашиваться. Помимо этого, замена столь сложного сочленения костей, как кости грудины, которые, как правило, уникальны в каждом отдельном случае, потребовала от врачей провести тщательное сканирование грудины человека, чтобы разработать имплантат нужного размера.В качестве материала для новой грудины было решено использовать титановый сплав. После проведения высокоточной трехмерной компьютерной томографии, ученые использовали принтер Arcam стоимостью 1,3 миллиона долларов и создали новую титановую грудную клетку. Операция по установке новой грудины пациенту прошла успешно, и человек уже прошел полный курс реабилитации.5. Клетки кожи были превращены в клетки мозгаУченые из калифорнийского Института Солка в Ла-Холья посвятили ушедший год исследованиям человеческого мозга. Они разработали метод трансформирования клеток кожи в мозговые клетки и уже нашли несколько полезных сфер применения новой технологии.Следует отметить, что ученые нашли способ превращения кожных клеток в старые мозговые клетки, что упрощает дальнейшее их использование, например, при исследованиях болезней Альцгеймера и Паркинсона и их взаимосвязи с эффектами, вызываемыми старением. Исторически сложилось, что для таких исследований применялись клетки мозга животных, однако ученые в этом случае были ограничены в своих возможностях.Относительно недавно ученые смогли превратить стволовые клетки в клетки мозга, которые можно использовать для исследований. Однако это довольно трудоемкий процесс, и на выходе получаются клетки, не способные имитировать работу мозга пожилого человека.Как только исследователи разработали способ искусственного создания клеток мозга, они направили свои усилия на создание нейронов, которые обладали бы возможностью производства серотонина. И хотя полученные клетки обладают лишь крошечной долей возможностей работы человеческого мозга, они активно помогают ученым в исследованиях и поиске лекарств от таких болезней и расстройств, как аутизм, шизофрения и депрессия.6. Противозачаточные таблетки для мужчинЯпонские ученые из Научно-исследовательского института исследований микробных заболеваний в Осаке опубликовали новую научную работу, согласно которой в недалеком будущем мы сможем производить реально действующие противозачаточные таблетки для мужчин. В своей работе ученые описывают исследования препаратов «Такролимус» и «Цикслоспорин А».Обычно эти лекарства используются после проведения операций по трансплантации органов для подавления иммунной системы организма, чтобы та не отторгала новую ткань. Блокада происходит благодаря ингибированию производства энзима кальцинейрина, который содержит белки PPP3R2 и PPP3CC, обычно имеющиеся в мужском семени.В своем исследовании на лабораторных мышах ученые обнаружили, что как только в организмах грызунов производится недостаточно белка PPP3CC, то их репродуктивные функции резко сокращаются. Это натолкнуло исследователей к выводу, что недостаточный объем этого белка может привести к стерильности. После более тщательного изучения специалисты заключили, что данный белок дает клеткам спермы гибкость и необходимые силу и энергию для проникновения через мембрану яйцеклетки.Проверка на здоровых мышах только подтвердила их открытие. Всего пять дней применения препаратов «Такролимус» и «Цикслоспорин А» привело к полной бесплодности мышей. Однако их репродуктивная функция полностью восстановилась всего через неделю после того, как им перестали давать эти препараты. Важно отметить, что кальцинейрин не является гормоном, поэтому применение препаратов никоим образом не снижает половое влечение и возбудимость организма.Несмотря на многообещающие результаты, потребуется несколько лет для создания реальных мужских противозачаточных таблеток. Около 80 процентов исследований на мышах не применимы для человеческих случаев. Однако ученые по-прежнему надеются на успех, так как эффективность препаратов была доказана. Кроме того, аналогичные препараты уже прошли человеческие клинические испытания и широко используются.7. Печать ДНКТехнологии 3D-печати привели к появлению уникальной новой индустрии — печати и продаже ДНК. Правда, термин «печать» здесь скорее используется именно для коммерческих целей, и необязательно описывает то, что же в этой сфере происходит на самом деле.Исполнительный директор компании Cambrian Genomics объясняет, что данный процесс лучше всего описывает фраза «проверка на ошибки», нежели «печать». Миллионы частей ДНК помещаются на крошечные металлические подложки и сканируются компьютером, который отбирает те цепи, которые в конечном итоге должны будут составлять всю последовательность ДНК-цепочки. После этого лазером аккуратно вырезаются нужные связи и помещаются в новую цепочку, предварительно заказанную клиентом.Такие компании, как Cambrian, считают, что в будущем люди смогут благодаря специальному компьютерному оборудованию и программному обеспечению создавать новые организмы просто для развлечения. Конечно же, такие предположения сразу же вызовут праведный гнев людей, сомневающихся в этической корректности и практической пользе данных исследований и возможностей, но рано или поздно, как бы мы этого хотели или не хотели, мы к этому придем.Сейчас же ДНК-печать демонстрирует немногообещающий потенциал в медицинской сфере. Производители лекарств и исследовательские компании — вот список первых клиентов таких компаний, как Cambrian.Исследователи из Каролинского института в Швеции пошли еще дальше и начали создавать из ДНК-цепочек различные фигурки. ДНК-оригами, как они это называют, может на первый взгляд показаться обычным баловством, однако практический потенциал использования у этой технологии тоже имеется. Например, его можно будет применять при доставке лекарственных средств в организм.8. НаноботыВ начале 2015 года сфера робототехники одержала большую победу, когда группа исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего объявила о том, что провела первые успешные тесты с применением наноботов, которые выполнили поставленную перед ними задачу, находясь внутри живого организма.Живым организмом в данном случае выступали лабораторные мыши. После помещения наноботов внутрь животных микромашины направились к желудкам грызунов и доставили помещенный на них груз, в качестве которого выступали микроскопические частички золота. К концу процедуры ученые не отметили никаких повреждений внутренних органов мышей и тем самым подтвердили полезность, безопасность и эффективность наноботов.Дальнейшие тесты показали, что доставленных наноботами частичек золота в желудках остается больше, чем тех, которые были просто введены туда с приемом пищи. Это натолкнуло ученых на мысль о том, что наноботы в будущем смогут гораздо эффективные доставлять нужные лекарства внутрь организма, чем при более традиционных методах их введения.Моторная цепь крошечных роботов состоит из цинка. Когда она попадает в контакт с кислотно-щелочной средой организма, происходит химическая реакция, в результате которой производятся пузырьки водорода, которые и продвигают наноботов внутри. Спустя какое-то время наноботы просто растворяются в кислотной среде желудка.Несмотря на то, что данная технология разрабатывается уже почти десятилетие, только в 2015 году ученые смогли провести ее фактические тесты в живой среде, а не обычных чашках Петри, как делалось много раз до этого. В будущем наноботов можно будет использовать для определения и даже лечения различных болезней внутренних органов, путем воздействия нужными лекарствами на отдельные клетки.9. Мозговой наноимплантатГруппа ученых из Гарварда разработала имплантат, обещающий возможность лечения ряда нейродегенеративных расстройств, которые приводят к параличу. Имплантат представляет собой электронное устройство, состоящее из универсального каркаса (сетки), к которому в дальнейшем можно будет подсоединять различные наноустройства уже после введения его в мозг пациента. Благодаря имплантату можно будет следить за нейронной активностью мозга, стимулировать работу определенных тканей, а также ускорять регенерацию нейронов.Электронная сетка состоит из проводящих полимерных нитей, транзисторов или наноэлектродов, которые соединяют между собой пересечения. Почти вся площадь сетки состоит из отверстий, что позволяет живым клеткам образовывать новые соединения вокруг нее.К началу 2016 года команда ученых из Гарварда по-прежнему проводит тесты безопасности использования подобного имплантата. Например, двум мышам имплантировали в мозг устройство, состоящее из 16 электрических компонентов. Устройства успешно используются для мониторинга и стимуляции определенных нейронов10. Каннабис из дрожжейМногие годы марихуана использовалась в медицине в качестве обезболивающего средства и в частности для улучшения состояний больных раком и СПИДом. В медицине также активно используется и синтетический заменитель марихуаны, а точнее ее основного психоактивного компонента тетрагидроканнабинола (или THC).Однако биохимики из Технического университета Дортмунда объявили о создании нового вида дрожжевого грибка, производящего THC. Более того, по неопубликованным данным известно, что эти же ученые создали еще один вид дрожжевого грибка, который производит каннабидиол, другой психоактивный компонент марихуаны.В марихуане содержится сразу несколько молекулярных соединений, которые интересуют исследователей. Поэтому открытие эффективного искусственного способа создания этих компонентов в больших количествах могло бы принести медицине огромную пользу. Однако метод обычного выращивания растений и последующая добыча необходимых молекулярных соединений является сейчас наиболее эффективным способом. Внутри 30 процентов сухой массы современных видов марихуаны может содержаться нужный компонент THC.Несмотря на это, дортмундские ученые уверены, что смогут найти более эффективный и быстрый способ добычи THC в будущем. К настоящему моменту созданный дрожжевой грибок повторно выращивается на молекулах такого же грибка вместо предпочтительной альтернативы в виде простых сахаридов. Все это приводит к тому, что с каждой новой партией дрожжей уменьшается и количество свободного компонента THC.В будущем ученые обещают оптимизировать процесс, максимизировать производство THC и увеличить масштабы до индустриальных нужд, что в конечном итоге удовлетворит нужды медицинских исследований и европейских регуляторов, которые ищут новый способы производства тетрагидроканнабинола без выращивания самой марихуаны.источникИ еще что нибудь интересное по теме медицины: вот тоже для меня была новость - Аппендикс не так бесполезен, как считалось ранее, а вот некоторые Полезные мутации у людей. Вы же знаете, что существуют некоторые Мифы о «домашней медицине» и Великое витаминное надувательство

28 февраля 2016, 19:51

Мозги на прокачку

Многое из того, что здесь написано, уже показывали в теленовостях. В интересное время живём. Совсем скоро появятся сверхчеловеки, новый вид гомо сапиенс. Ну и настоящие зомбаки, конечно. А ваш мозг станет открытой книгой для правительства и преступников.Оригинал взят у lexpartizan в Мозги в пакетике.Мозги в пакетике.Несмотря на мой скептицизм по отношению к нейромозговым интерфейсам, направление стремительно развивается.И намерение DARPA создать новый интерфейс мозг-компьютер и даже читать мысли уже не выглядит фантастикой.Хотя современные неинвазивные датчики ЭКГ были и остаются всего-навсего попыткой судить о вычислениях по температуре процессора. Однако вживляемые электроды способны судить о активности отдельных нейронов. Что совсем уже другое дело и другая точность.Считывание информации с мозга.Например, сотрудник Ицхака Фрида — врач и нейрофизиолог Родриго Киан Кирога — демонстрировал испытуемым на экране своего ноутбука подборку широко известных зрительных образов, среди которых были как популярные личности, так и знаменитые сооружения, вроде оперного театра в Сиднее. При показе этих картинок в мозге наблюдалась электрическая активность отдельных нейронов, причем разные образы «включали» разные нервные клетки. Например, был установлен «нейрон Дженнифер Энистон», который «выстреливал» всякий раз, когда на экране возникал портрет этой актрисы романтического амплуа. Какое бы фото Энистон ни демонстрировали испытуемому, нейрон «ее имени» не подводил. Более того, он срабатывал и тогда, когда на экране появлялись кадры из известного сериала, в котором актриса снималась, пусть даже ее самой в кадре не было. А вот при виде девушек, лишь похожих на Дженнифер, нейрон молчал.Это означает, что по активности этого нейрона можно определить, когда пациент фапаетдумает нао Дженифер Энистон.А это уже чтение мыслей и никак иначе. Оно возможно. И достижимо.А совсем недавно учёные научились даже распознавать картинки, которые показывают пациенту. Нет, к сожалению, растровое изображение из мозга не вытянули, а всего лишь навсего смогли отличить одну картинку от сотни других, но и то хлеб.А тем временем, во время обычной операции на мозге пациенту наклеили плёнку из электродов, что позволило точнее управлять протезом.Наличие 128 крошечных электродов на пленке позволили ученым увидеть, какие именно части мозга пациента задействовались в работе, когда человека просили совершить сгибательные движения каждым пальцем руки, один за одним.Данная методика теоретически может позволить управлять роботами или военной техникой со скоростью мысли, без всяких интерфейсов, ручек, рычагов управления и тд. Чем и занята DARPA.Методы воздействия на мозг.Однако, мозг можно не только читать, но в него можно и писать.Например, древний эксперимент(ещё в 2007 году), проведенный в США, позволил ученым приблизиться к созданию нового типа протезов глаза, предназначенного для более широкого круга больных, чем активно разрабатываемые сейчас протезы сетчатки. Электроды, вживленные исследователями в таламус мозга обезьян, смогли воспроизвести воздействие света на зрительный анализатор. Сотрудники Медицинской школы Гарварда обучили подопытных обезьян следить за перемещениями световой точки на экране. Затем в латеральное коленчатое тело таламуса головного мозга животных вживляли один или два электрода, имитирующих сигнал, поступающий в таламус от светочувствительных рецепторов сетчатки.По данным ученых, при стимуляции зрительных центров электрическими импульсами зрачки обезьян перемещались точно так же, как если бы они продолжали следить за реальной световой точкой, хотя на самом деле никакой точки перед их глазами не было.На следующем этапе исследования ученые планируют аналогичным образом смоделировать движения сразу нескольких точек. Это позволило бы формировать в зрительных центрах образы вертикальных и горизонтальных линий.А ещё более древние эксперименты (2003 год) позволяли справляться с хронической болью. Электроды, внедрённые в мозг, помогают пациентам справиться с непрекращающейся болью.Современные исследования же утверждают, что можно не только лечить болезни, но и "прокачать параметры".Например, память.В США рассказали о промежуточных результатах эксперимента по вживлению электродов в мозг — представители Агентства передовых оборонных исследовательских проектов (DARPA) утверждают, что им удалось улучшить память участников опыта.Во время операции ученые имплантировали небольшие массивы электродов в области мозга, участвующие в формировании простых воспоминаний - событий, мест, объектов. Кроме того, электроды вживили в зоны мозга, участвующие в формировании пространственной памяти и навигации. В эксперименте участвовали несколько десятков человек, страдающих неврологическими расстройствами. В итоге исследователи смогли не только записать и интерпретировать сигналы, в виде которых хранятся воспоминания в мозге, но и улучшить возможность пациентов запоминать целые списки объектов, пишет Business insider.Память можно также улучшить и посредством магнитного воздействия.Учёные Северо-западного университета США, кажется, нашли способ увеличить производительность памяти у здоровых людей с помощью неинвазивной стимуляции определённых областей мозга электромагнитными импульсами. Данное исследование проливает свет на нейронные сети, которые хранят воспоминания, и может привести к созданию терапии для людей с дефицитом памяти.Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) становится всё более популярным способом лечения психических расстройств, мигрени, депрессии. Учёные ещё не понимают, как это работает, но эффект очевиден.После прохождения добровольцами базового теста памяти, команда начала сессии стимуляций мозга: по 20 минут ежедневно. Во время эксперимента учёные показывали добровольцам пары из фотографий лиц людей и подписанных под ними слов, которые испытуемые должны были запомнить. Через несколько секунд учёные демонстрировали те же самые снимки без подписей и просили участников эксперимента вспомнить связанные с ними слова. Перед каждым сеансом исследователи прикрепляли к темени каждого добровольца коробочку, которая в половине случаев содержала магнитный стимулятор (в другой половине случаев она была муляжом, чтобы различать самовнушение и эффективность работы прибора). Устройство включали на 20 минут ежедневно, магнитные импульсы посылались к задней части черепа. Расположение прибора несколько отличалось у всех испытуемых, так как у каждого человека связи между теменной корой и гиппокампом уникальны. Через 5 дней участникам дали 24-часовой перерыв в стимуляции и снова провели тестирование памяти. Люди, получившие ТМС, улучшили свои показатели на 20-25%, а вот те, кого "стимулировали" муляжом, не продемонстрировали никакого улучшения.Сканирование мозга также показало увеличение количества связей между гиппокампом и теменной корой (на 17-48%). Причём чем больше эти два региона работали вместе, тем лучше люди выполняли тест.То есть, мы видим стимуляцию образования новых связей в мозгу.Электроды необязательны, обычно используют электростимуляцию, хотя электроды действуют более избирательно.Кстати, это была догадка, пока я писал статью. Чуть позже, в процессе написания поста, я нашёл подтверждение своей догадке.Британские учёные выяснили, что при неинвазивной электрической стимуляции одного отдела головного мозга могут пострадать функции другого. К примеру, таким образом можно улучшить память и способность к обучению, но умение мгновенно реагировать на обстоятельства заметно ухудшится. Изначально целью эксперимента было улучшить память и внимание у пациентов, а также помочь парализованным людям восстановить речь и моторные функции. В процессе работы учёные заметили, что некоторые отделы мозга добровольцев стали работать хуже. Ежедневно на протяжение пяти дней добровольцам показывали ряд цифр и фигур им соответствующих и спрашивали, какой из знаков соответствует большему числу. С этим заданием пациенты справлялись быстро. На шестой день их попросили определить, какая из фигур большего размера. Те, кто проявил лучшие показатели в тесте на память, справились с последним тестом хуже всех.Рой Коэн Кэдош (Roi Cohen Kadosh), нейробиолог из Оксфордского университета, говорит: "Это исследование напомнило нам о том, что у всего есть своя цена".Однако, электроды могут действовать изирательно и не задевать другие участки мозга, так что я всё же перечислю эти исследования.Обучаемость.Команда неврологов из университета Вандербильда, которую возглавили Роберт Рейнхарт (Robert Reinhart) и Джеффри Вудман (Geoffrey Woodman) создали настоящую "думательную шапочку". Учёные заметили, что транскраниальная стимуляция мозга постоянным током (когда воздействие осуществляется через кости черепа) позволяет избирательно манипулировать способностями человека к обучению, и что эти способности можно улучшать или ухудшать в зависимости от направления электрического тока, проходящего через голову испытуемого. При анодной стимуляции (от макушки к одной из щёк) у 75% испытуемых всплеск отрицательного напряжения медиальной лобной коры был в два раза выше, чем в первоначальном случае (до стимуляции). На поведении это также сказалось: по мере выполнения задания люди делали значительно меньше ошибок, чем после мнимой стимуляции. Катодная стимуляция (от щёк к макушке), в свою очередь, дала ровно противоположный эффект. Всплеск был крайне низок, а добровольцы делали массу ошибок и дольше обучались. Сами испытуемые ничего не замечали. Эффект от стимуляции длился, к сожалению, около 5 часов.Способности к математике.В 2007 году Рой Коэн Кадош (Roi Cohen Kadosh) и его команда из Оксфордского университета выяснили, какая область мозга виновата в появлении дискалькулии (нарушении способности к счёту) у 20% людей.В 2010 году учёные представили методику транскраниальной стимуляции постоянным током, которая помогла людям запоминать и анализировать различные символы и цифры. О своём исследовании специалисты написали в статье в журнале Current Biology.Позднее в другом исследовании та же команда показала, что стимуляция мозга улучшает работу одних отделов за счёт других.Сегодня Коэн Кадош и его коллеги представили аналогичную методику, которая поможет людям улучшить их математические навыки. Немаловажно, что эффект от процедуры довольно длительный.Для испытания технологии был проведён эксперимент с участием 25 добровольцев, чьи способности к математике были изначально одинаковыми, а средний возраст был порядка 20 лет. Первой группе (шесть мужчин и семь женщин) провели транскраниальную стимуляцию беспорядочным шумом (TRNS), поместив электроды на поверхность черепов людей. Электроды в течение 20 минут посылали флуктуирующий сигнал префронтальной коре головного мозга, стимулируя работу её нейронов.Вторая группа (шесть мужчин и шесть женщин) была контрольная. Участникам эксперимента также прикрепили к черепу электроды, но сигнал посылался на очень короткий срок (о чём они, естественно, не знали).Процедура проводилась каждый день на протяжении пяти дней. По окончании сеансов представители первой группы показали намного лучшие результаты тестирования, чем добровольцы из контрольной группы. Если в первый день разницы было почти не видно, то в последующие дни они производили вычисления вдвое быстрее и в пять раз лучше запоминали различные символы и таблицы.Через полгода после последней процедуры тестирование повторили. Добровольцы из первой группы по-прежнему справлялись с заданиями быстрее, но теперь уже на 28%.Личные качества.Упорство и желание добиться поставленных целей перед лицом невзгод − замечательная черта характера. Но, как оказалось, её можно быстро воспитать в себе искусственным путём: всего лишь стимулируя крошечный раздел головного мозга.Чувствительность кожи.Сенсорное восприятие можно "прокачать" с помощью ультразвука. В отличии от электростимуляции, этот способ более локален и, в отличии от электродов, неинвазивен(не нужно вскрывать черепушку).Интересно, что именно этот тест показал снижение чувствительности после воздействия ультразвуком, но последующие эксперименты продемонстрировали противоположные результаты. В ходе второго и третьего этапов испытания добровольцам провели ультразвуковую стимуляцию, после чего попросили различить, одной или двумя булавками касаются их руки, а также подсчитать, сколько микрофенов подуло на их кожу.Сложность теста состояла в том, что чем ближе головки булавок были друг к другу и чем быстрее двигались потоки воздуха по коже, тем сложнее было определить, сколько источников сенсорной стимуляции действуют на тело. Результаты эксперимента показали, что после ультразвукового воздействия добровольцы значительно лучше определяли количество булавок и микрофенов, чем представители контрольной группы. Тайлер отмечает, что когда они передвинули источник ультразвука всего на один сантиметр, то эффект пропал.Но есть ещё более тонкие способы работы с мозгом и конкретными нейронами.Ученые из Института стволовых клеток Гарвардского университета разработали технологию повторного перепрограммирования нейронов, превращения нейронов одного типа в нейроны других типов прямо в мозге живых животных. Теперь они сделали следующий шаг, продемонстрировав, что нейронные сети также могут быть подвержены реконфигурации путем разрыва существующих и установления новых синаптических связей между нейронами, прошедшими через процесс перепрограммирования.Проводя исследования, ученые повторно запрограммировали нейроны одного определенного типа на их превращение в нейроны другого типа. После превращения нейронов ученые особо внимательно следили за "запрещенными" нейронными связями, особыми связями, которые остались от нейронов старого типа, но которые никогда не устанавливаются между нейронами нового типа."Мы продемонстрировали, что не только нейроны могут достаточно быстро изменить свой тип от одного к другому прямо в мозге живого существа" - рассказывает Паола Арлотта, - "Соседние с изменившимися нейроны определили произошедшие с соседями изменения и начали приспосабливаться к этим изменениям. В результате структура нейронной сети претерпела кардинальные изменения, все "запрещенные" синаптические связи исчезли и вместо них сформировалась новая "схема", состоящая из связей, подходящих для взаимодействия с нейронами нового типа. Все это демонстрирует то, что синаптические связи не возникают беспорядочно".Все исследования по превращению нейронов и реконфигурации синаптических связей были проведены с использованием мозга очень молодых грызунов, мозга, который более пластичен, нежели мозг взрослого животного.Полученные в результате этих исследований знания позволят в будущем разработать стратегии изменения дефектных синаптических связей, которые являются источниками некоторых психических заболеваний, таких, как шизофрения и аутизм.Это уже программирование аппаратного обеспечения мозга, направленное на замещение физических повреждений.А группа исследователей из университета Альберты (University of Alberta), разработали технологию быстрого соединения нейронов друг с другом при помощи сверхкоротких импульсов лазерного света. Данная технологи дает исследователям возможность полного контроля процесса изготовления искусственных нейронных сетей, что открывает огромные перспективы в области нейробиологических исследований и в области медицины для устранения последствий некоторых неврологических заболеваний и травм нервных тканей. Очень маловероятно, что такой метод лазерной сварки может быть использован в ближайшем будущем для практического восстановления нервных связей. Слишком уж специфические условия требуются для успешного проведения этой процедуры.ЭлектродыОднако, вернёмся к нашим баранам электродам.Конечно, никто не собирается сверлить себе тыкву, чтобы повелевать айфоном. Поэтому разрабатываются более гуманные способы доставки электродов в мозг.Поэтому учёные решили доставлять электродную сетку с помощью кровеносных сосудов. Такой сеткой является является аналог медицинского стента. Электрод "stentrode", размером со спичку, который был разработан группой австралийских ученых, может быть просто введен в вену, входящую в состав кровеносной системы головного мозга.Он сделан из нитинола и когда доходит до нужного места - принимает свою запрограммированную форму и врастает в стенки вены.. Тонкие провода, которые остаются в вене и подходят к беспроводному передадатчику, имплатированному в грудной мышце, меня, честно говоря, крайне смущают. Полосы пропускания сигналов таким электродом достаточно для обеспечения съема электрических сигналов от 10 тысяч отдельных нейронов. В течении нескольких дней, пока электрод не врастёт в вену, датчик выдаёт крайне нестабильный и зашумленный сигнал, однако позже качество сигнала приближается к имплантированной электродной сетке. Отторжения нет. Овца с датчиком чувствует себя хорошо. В 2017 планируются испытания на парализованных добровольцах.Но есть способ поперспективнее, как мне кажется.Нанороботы.Это кажется фантастикой, но, похоже, это уже реальность. А ж не верится. Неужто началось?Группа исследователей-медиков из Международного университета Флориды в Майами разработала способ установления своего рода прямого "беспроводного соединения" с нейронами головного мозга при помощи специальных наночастиц, которые в количестве 20 миллиардов штук были введены в мозг подопытного животного.Магнитоэлектрические наночастицы (magnetoelectric nanoparticle, MEN), введенные в мозг подопытных грызунов, обладают рядом специальных свойств. Они достаточно малы для того, чтобы они могли приблизиться непосредственно к внешней оболочке нейронов на расстояние, позволяющее им реагировать на электрические сигналы нервных импульсов. Эти частицы могут быть активированы при помощи внешнего магнитного поля, производя свое собственное электрическое поле, воздействующее на расположенные рядом нейроны. И это электрическое поле наночастиц может объединять непосредственно с электрическим полем нейронных сетей, вмешиваясь в их функционирование."Когда MEN-частицы подвергаются воздействию низкочастотного магнитного поля, они производят свое собственное локальное электрическое поле, частота которого совпадает с частотой магнитного поля" - рассказывает Сахрат Хизроев (Sakhrat Khizroev), ведущий исследователь, - "Это электрическое поле объединяется с полем нейронной сети, позволяя вмешиваться извне в работу ее "электрической схемы".Используя такой подход, исследователи успешно реализовали технологию доставки лекарственных препаратов в строго определенные участки головного мозга.роме этого, MEN-частицы могут быть использованы для создания нового типа прямого интерфейса между мозгом и компьютером. Обратная связь в таком случае получается за счет измерений магнитных полей, создаваемых наночастицами в ответ на электрические сигналы, проходящие по нейронным сетям.А теперь представим маленьких нанороботов, которые имеют возможность двигаться(как спермобот по команде), умеют подключаться к нейронам, умеют получать химическую энергию из крови по необходимости и подключаться к ближайшим нейронам и путешествовать по организму с кровотоком.Как сделать нанороботов? С помощью электронного микроскопа, например. Ведь это нано3Dпринтер.Электронные микроскопы производят в Украине, в Сумах. Если ещё на металл не порезали. Кроме того, электронные микроскопы необходимы для электронной промышленности.В общем, "Сеть Нанотех", одна из самых моих любимых повестей, потихонечку действительно становиться реальностью.В чём опасность? Взлом мозга хакерами или правительством. Представляете, когда правительство сможет срать в мозги не через зомбоящик, а получать быдло, отключая критические участки мозга напрямую? Чтение мыслей, мыслепреступления и тд и тп.В чём прелесть? Ремонт мозга, прокачка параметров, виртуальная реальность и обмен ощущениями. Запись эмоций и многое другое. При этом для этого не нужна будет сегодняшняя техника. Вы сможете есть полезных насекомышей, а чувствовать рябчиков с ананасами. Полная виртуальная реальность не несёт больших расходов, потреблядство и нелепое растрачивание ограниченных ресурсов исчезает(вместе с капиталистической экономикой, ведь никому больше не нужны машины и прочий хлам), но появляется гедонизм(удовольствия ничего не стоят, а мы помним, что случилось с обезьяной, имевшей электрод в центре удовольствий), отказ от реальности и ленивое исчезновение.

08 января 2016, 12:02

Фунги сапиенс. Грибы куда умнее и хитрее, чем мы думали

Грибы — не то, чем они кажутся. А ведь после того, как ты поел грибов, казаться может все, что угодно. Ты в курсе, что гриб — почти разумное животное?Непросто все с грибами. Знаешь ли ты, что они вполне официально являются чем-то средним между растениями и животными? Зоологи и ботаники, действуя в стиле «Так не доставайся же ты никому!», даже выдумали для них особую науку — микологию. Получается, что вегетарианцы, азартно жующие грибы, в корне неправы. Более того, исследования, проведенные в последнее время, заставляют нас предположить, что грибы в некотором смысле разумны. Да, это очень особый разум. Грибной. И тем не менее.Кто такие эти грибыПо мнению ряда биологов, именно грибы, а также грибоподобные организмы и водоросли сотворили на этой планете современную органическую жизнь. Споры грибов живут внутри тебя, они находятся в твоей пище, твоем мозге, твоей крови и твоем кишечнике. Грибы в компании с бактериями съедят тебя после смерти. Грибницы пронизывают землю, создавая гигантские, планетарного масштаба сети, они объединяют весь плодородный слой триллионами километров своих нитей. Грибы отвечают за массу процессов, происходящих в природе, но при этом не слишком бросаются в глаза. Их служба, как говорится, на первый взгляд как будто не видна.Кто же они вообще такие? Они не растения, потому что не умеют синтезировать питание из света. Ну нет у них хлорофилла! Поэтому грибам, как и животным, приходится питаться веществами, которые выработали растения. Или веществами, выработанными животными, которые до этого питались тем, что выработали растения. (Вот такая несправедливость творится в природе: по-настоящему работают лишь всякие травки-цветочки, а все прочие только хищничать умеют.) Биохимия гриба тоже гораздо ближе к биохимии животных, чем растений. Но самая любопытная новость заключается в том, что мицелий (грибница) может проявлять то, что условно можно счесть разумностью. Точно доказано, что мицелий умеет планировать, собирать и использовать информацию, понимает свое местоположение в пространстве и, что самое интересное, передает эту информацию своим потомкам — частям грибниц, отделившимся от материнской сети. Доказал это профессор Университета Хоккайдо Тосиюки Накагаки, который в 2008 году опубликовал в журнале Nature результаты своего эксперимента.Самая любопытная новость заключается в том, что грибница обладает тем, что условно можно счесть разумностьюПрофессор «обучал» мицелий желтого плесневого гриба искать в лабиринте сахар, который эти грибы очень любят. Так как, в отличие от мышей, грибы обычно не располагают достаточным для передвижения количеством ног, чтобы добраться до сахара, ниточке-мицелию пришлось расти. Унюхал он его моментально и целенаправленно попер в сторону сахара. За несколько часов грибница легко справилась с лабиринтом и к вечеру уже вовсю лопала сладость. Профессор почесал в затылке и повторил эксперимент. Взяв кусок грибницы, участвовавшей в опыте, он положил его у входа в точно такой же лабиринт с сахаром на прежнем месте. И дальше случилось невероятное. Грибница разделилась на две нити, одна из которых отправилась кратчайшим путем к сахару, не путаясь в тупиковых отрезках лабиринта, и прибыла на место через час. Но там ее уже ждала вторая нить, которая вообще плюнула на правила игры, влезла на потолок стеклянного лабиринта и проползла по прямой над всеми перегородками прямо к цели, блаженно свесившись с потолка на сахар.Ни одна мышь, ни одна крыса не демонстрировали таких потрясающих результатов! Запомнить лабиринт такой сложности с первого раза не всегда способен даже человек.После этого Тосиюки еще долго экспериментировал с грибами, и вершиной их совместной деятельности стала «грибная схема железнодорожного сообщения Японии»: ученый разложил по карте куски сахара в районах крупных городов и вскоре имел точный, экономичный и эффективный план маршрутов, во многом превосходящий по этим параметрам реально существующую дорожную схему.Если рассматривать грибницу как аналог мозга, который