Человека всегда будут привлекать самые невероятные идеи

Человека всегда будут привлекать самые невероятные идеи

Идеи витают в воздухе, но лишь немногим из них удастся повернуть мир к лучшему. Возможно, ежесекундно сотни людей пытаются воплотить свою идею в жизнь, но лишь единицам суждено подняться до уровня Менделеева или Эдисона.

Вот уже второй год журнал Scientific American, а вслед за ним «В мире науки» (ВМН, № 2, 2011) публикует подборку материалов — специальный репортаж «Идеи, меняющие мир», статьи, которые позволят понять суть происходящих в науке перемен и уловить стремительно развивающиеся тенденции в процессе возникновения идей, а также узнать, в каком направлении движутся междисциплинарные исследования, как растут и набирают мощь вычислительные способности компьютера, усложняются и увеличиваются в объеме базы данных и что значат большие данные для знания.

Десять лабораторных концепций, имеющие все шансы получить дальнейшее развитие до уровня практического применения и призванные изменить нашу жизнь, представлены в этом номере. Среди них статья Дэвида Уэйнбергера «Машина для предсказания будущего», которая рассказывает о почти фантастической идее. Физик Дирк Хельбинг, заведующий кафедрой социологии в Цюрихе, предложил гигантскую компьютерную систему, цель которой — попытка смоделировать глобальную систему и создать магический «хрустальный шар» для прогнозирования будущего. Возможно, ученый скоро сможет получить миллиард евро на создание такого устройства.

А Дамон Ландау и Натан Стрэндж знают, как, воплотив в жизнь впечатляющую программу космических зондов, не только исследовать Солнечную систему от Меркурия «до самых до окраин», но и найти технический подход к решению политических проблем NASA. О том, какие идеи можно использовать в этом случае, чтобы полеты астронавтов к астероидам и Марсу занимали меньше времени и не требовали огромных вложений, читайте в их статье «Путь на Марс».

Фантастика и реальность, идеи и их воплощение — эти темы всегда порождают мысли и будят воображение человека, побуждая его к новым научным свершениям и тем самым делая наш мир лучше и интереснее.

§ №2 2012

§ Рубрика: Специальный репортаж

§

Станет ли компьютерный «черный ящик» хрустальным шаром, позволяющим заглянуть в будущее?

Если загрузить всю имеющуюся в мире информацию в некий «черный ящик», станет ли он хрустальным шаром, позволяющим заглянуть в будущее или предсказать последствия выбранного пути? Один ученый думает, что да, и скоро он получит миллиард евро, чтобы создать такое устройство

Финансовый кризис, разразившийся в Греции летом и осенью 2010 г., привел к тому, что мировая экономика трещит по швам. Вариантов выхода из сложившейся ситуации было несколько, и все они были неприятными, учитывая, что страна не может расплатиться с долгами.Попытки сократить государственные расходы вызвали массовые протесты в Афинах, а тем временем угроза дефолта вывела мировые финансовые рынки из состояния равновесия. Многие экономисты говорили, что Греция должна выйти из еврозоны и провести девальвацию своей валюты, что теоретически может способствовать росту экономики. «Не совершайте ошибки: организованный выход из еврозоны будет трудным, но если пассивно наблюдать, как экономика Греции и ее общество медленно погружаются в хаос, то последствия могут оказаться еще плачевнее», — писал экономист Нуриэль Рубини (Nouriel Roubini) в Financial Times.

Однако никто не знал, как будут разворачиваться события...

§ №2 2012

§ Рубрика: Экспериментальная философия

§

Наука молодости

«В конечном счете важны не годы в вашей жизни, а жизнь в ваших годах»

Авраам Линкольн

Человек не желает смириться с краткостью отмеренного ему срока бытия и находится в поиске путей преодоления болезней, сопутствующих старению организма. Мы все хотим жить долго и активно.

Возможно, мы уже движемся в верном направлении. В статье «Новый путь к долголетию», раскрывающей главную тему номера, описаны исследования, позволяющие изменить и улучшить качество нашей жизни на склоне лет, отодвинуть время появления недугов.

Недавно ученые вспомнили о механизме, который, по-видимому, регулирует процессы старения у мышейи других животных и уходит своими корнями в глубь тысячелетий. Его движущей силой служит белок под названием TOR (от target of rapamycin) и кодирующий его ген. Этот белок стал сегодня объектом пристального внимания не только геронтологов, но и медиков, поскольку, по имеющимся сведениям, подавление его активности у млекопитающих уменьшает риск развития таких возрастных заболеваний, как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, дегенерация сердечной мышцы, диабет II типа, остеопороз, макулодистрофия. Такое разнообразие функций означает, что если отыщется лекарственное средство, влияющее на mTOR (версию TOR, характерную для млекопитающих), то его можно будет использовать для замедления старения человеческого организма. А что еще нужно человеку?

Тему долголетия и качества жизни продолжает статья «Ученый-пациент». На закате своей карьеры Ральф Стейнман обнаружил и описал клетки, которые назвал дендритными. Как позже выяснилось, они играют ключевую роль в предотвращении разных болезней, в выявлении, образно говоря, «нарушителей границ» и запуске атаки на них. Дендритные клетки обхватывают чужаков своими «лапами», поглощая и переваривая их, и «предъявляют» фрагменты другим клеткам иммунной системы, как бы демонстрируя, на что им направить свое оружие. Открытие, сделанное Стейнманом, стало знаменательной вехой в иммунологии. Оно позволило прояснить детали механизма действия вакцин и принесло исследователю мировую известность. Из статьи вы узнаете, как Стейнман, когда у него самого обнаружили рак поджелудочной железы, использовал собственный организм в качестве экспериментальной площадки для проверки всех своих теорий канцерогенеза и представлений о работе иммунной системы, прожил гораздо дольше, чем бывает при подобном заболевании, и получил Нобелевскую премию — до которой все-таки не успел дожить. По словам коллег ученого, Стейнман часто любил повторять: «На свете так много интересных вещей, пока нами не исследованных!» и с этим трудно не согласиться. В его последних годах действительно было много жизни.

Главные темы номера

§ №3 2012

§ Рубрика: Биология

§

Обнаружен механизм замедления процессов старения, уходящий своими корнями в глубь веков

сным ноябрьским утром 1964 г. из порта Галифакс в Новой Шотландии отправилось в четырехмесячное плавание судно Королевского флота Канады Cape Scott. На его борту находилась группа из 38 ученых во главе с профессором Университета Макгилла Стэнли Скориной (Stanley Skorina). Судно направлялось к вулканическому острову Пасхи, расположенному в восточной части Тихого океана в 3,5 тыс. км от побережья Чили. Исследователям непременно нужно было попасть на этот отдаленный остров, известный своими каменными скульптурами — остатками исчезнувшей полинезийской цивилизации, — до начала строительства там аэропорта.

Они намеревались познакомиться с местным населением, флорой и фауной до того, как их коснется цивилизация.Островитяне дружелюбно встретили Скорину и его коллег, и те вернулись на родину с сотнями образцов тканей растений и животных — а также проб крови и слюны всех 949 жителей острова. Но самый большой сюрприз преподнесла пробирка со щепоткой грунта, который содержал бактерии, вырабатывающие некое защитное вещество с удивительными свойствами: оно увеличивало продолжительность жизни самых разных видов живых существ.

Генетическая драма

В 1984 г. две группы ученых в Великобритании и США, одновременно проводя эксперименты на мышах, столкнулись со странной загадкой. Задача заключалась в том, чтобы получить клон одного родителя, объединив в одной зиготе гены двух яйцеклеток или двух спермиев (происходило это еще до овечки Долли, появившейся на свет в результате клонирования). Исследователи создавали три типа зигот методами генной инженерии: с двумя женскими половыми хромосомами, с двумя мужскими и смешанную, затем внедряли их в матку приемных матерей. Через 21 день рождался только тот, в геноме которого присутствовали и женская, и мужская половые хромосомы, остальные погибали. Кесарево сечение на десятые сутки выявило, что женские зиготы сначала развиваются нормально, не образовывая плаценты, оболочек, и затем погибают, а у мужских зигот плацента и оболочки почти в два раза больше нормы, но в них вместо эмбриона присутствует аморфный комок. После того как был прослежен весь путь развития, оказалось, что вопреки законам Менделя развитие зародыша определяют материнские гены эмбриона, а плаценты — отцовские. До сих пор никто из специалистов не может дать ответ на то, что сегодня мы называем «геномным импринтингом». Монтескье говорил: «Варварские врачи дают только названия, которые не спасают ни больных от хвори, ни врачей от глупости». Вот и здесь название не объясняет сути явления: его эволюционной логики, цели, роли и функций.

§ №4 2012

§ Рубрика: Интервью

§

Цифровой космос

§ №4 2012

§ Рубрика: Физика

§

Биохимия уникальности

§ №5 2012

Живая мысль

Существует ли на свете что-либо более привычное и в то же время более таинственное и загадочное, чем наш собственный мозг? Чуть менее полутора килограммов желеобразного вещества, содержащего сто миллиардов нейронов и десятки триллионов нервных связей, обладающих не очень высокой вычислительной мощностью, позволили, тем не менее, нашему виду выжить и доминировать на этой планете.

Тайная работа нашего ума поддается исследованию методами современной науки. В последние десятилетия технологии формирования изображений показали, какие области мозга активны, когда мы выполняем различные умственные задачи. Теперь исследователи могут также объяснить, что делает каждый мозг уникальным — даже у генетически идентичных близнецов. В статье «Биохимия неповторимости» Фред Гейдж из Института биологических исследований Солка в Ла Хойе, штат Калифорния, и Элиссон Муотри из Калифорнийского университета в Сан-Диего приоткрывают покров тайны. Давно известно, что гены и окружающая среда влияют на человеческое поведение. Но Гейдж и Муотри выяснили, какова роль в формировании поведенческих особенностей прыгающих генов — фрагментов ДНК, способных копировать и вставлять себя в новых местах генома.

Покончив с этим, вы можете предложить вашему мозгу другую пищу. Астроном Дональд Голдсмит рассказывает, что вопреки мнению о том, что наша Вселенная достигла среднего возраста и дни ее славы миновали, у нее впереди еще несколько триллионов лет яркой жизни. Как говорит Голдсмит: «Наш освобожденный разум волен путешествовать в будущее так далеко, как нам заблагорассудится».

Биохимия неповторимости

§ №5 2012

§ Рубрика: Нейронауки

Светлое будущее звезд

§ №5 2012

§ Рубрика: Астрофизика

Камера хранения для ветра

§ №5 2012

§ Рубрика: Энергетика

§

Для развития регенеративной энергетики необходимы эффективные способы преобразования энергии в другие ее виды, чтобы не оказаться в темноте, когда и солнце не светит, и ветер не дует.

Трудности, с которыми сопряжено использование возобновляемых источников энергии, можно увидеть на примере Дании. В этой маленькой стране, где работает одна из самых больших ветроэнергетических систем в мире, стоимость электроэнергии — одна из самых высоких. Дания вынуждена продавать избыток электроэнергии соседним странам, причем буквально за гроши, а в периоды пикового потребления покупать ее по гораздо более высоким ценам. Причина в том, что когда ветер дует сильнее всего, потребность в электроэнергии зачастую наименьшая.

С подобным дисбалансом сталкиваются энергетические компании в Техасе и Калифорнии: иногда им приходится платить потребителям за электроэнергию от солнечных и ветряных установок. В теории, согласно расчетам, источники возобновляемой энергии могут полностью удовлетворить потребности США и ряда других стран. На практике же, согласно данным Министерства энергетики США, они слишком нерегулярны и поставляют не более 20% потребного объема энергии. Поэтому необходимы дешевые и эффективные способы аккумулирования энергии, чтобы можно было использовать ее по мере необходимости.

Начало начал

§ №6 2012

История начинается заново?

Похоже, люди действительно испытывают внутреннюю потребность понять, как они обрели современный облик. Однако найти следы наших древних предков трудно. Ученым, исследующим эволюцию человека, часто приходится иметь дело с ископаемым пальцем ноги, найденным в одном месте, или челюстью, откопанной в другом. Сегодня благодаря удивительному везению группа палеоантрополога Ли Бергера обнаружила вблизи Йоханнесбурга (ЮАР) два хорошо сохранившихся частичных скелета Australopithecus sediba возрастом около 2 млн лет. Среди находок присутствовали кости всех частей тела. Были найдены также останки еще как минимум четырех особей.

Скелеты первых двух гомининов дают основания предположить, что нам придется пересмотреть многое из того, что считалось незыблемой истиной в отношении ранней истории человечества. Если бергеровская интерпретация находок верна, некоторые ветви нашего родословного дерева, возможно, придется перерисовать. Чтобы узнать все подробности, старший редактор Scientific American Кейт Вонг побывала с Бергером на месте раскопок. Главная статья номера «Первый из нашего племени» даст читателю много пищи для размышлений.

Что же касается нынешнего состояния вида Homo sapiens, мы предлагаем специальный репортаж, посвященный борьбе с полиомиелитом. Согласно международным данным, число случаев этого заболевания, поражавшего когда-то сотни тысяч жертв, сегодня снизилось до сотен. Но о полной победе говорить рано. Ответ на вопрос, почему это так, вы найдете у Хелен Брансуэлл, автора, пишущего на медицинские темы, в статье «Полиомиелит: последний бой». Уильям Суонсон продолжает тему, рассказывая о том, что в 1950-х гг. страх заболеть полиомиелитом ввергал в панику людей в США и СССР почти так же, как угроза ядерной войны. Для того чтобы провести испытания пероральной вакцины, двое ученых, преодолев конфронтацию между своими странами, объединили усилия и тем самым спасли жизни тысяч людей, находившихся под дамокловым мечом страшного заболевания.

Первый из нашего племени

§ №6 2012

§ Рубрика: Эволюция человека

§

Сенсационная находка из Южной Африки — окаменелые останки гомининов — породила жаркие дебаты о том, как и откуда произошел современный человек

Когда-то в древние времена, примерно 2–3 млн лет назад, вероятно, в девственной африканской саванне наши предки приобрели отчетливые черты сходства с людьми. Более чем за миллион лет их предшественники австралопитеки (Люси и ее соплеменники, которые уже передвигались на двух ногах, как мы, но эти ноги все еще были коротки, руки приспособлены для лазания по деревьям, а мозг мал, как у их предков — обезьян) расселились по всем лесистым участкам континента и вокруг них. Но окружающий мир начал меняться. Изменения климата привели к увеличению площади травянистых равнин, на которых поселились новые человекоподобные существа, произошедшие от первых австралопитеков. Одна из разновидностей обладала длинными ногами, ловкими, способными создавать орудия руками и аномально большим мозгом. Это и были наши предки, первые представители рода Homo, т.е. те приматы, потомки которых впоследствии стали хозяевами на Земле.

Объединенная физика

§ №7 2012

Наука: сегодня и завтра

В 1990-е гг. многим казалось, что у науки в России довольно мрачное будущее. К счастью, этот прогноз не оправдался. И в новом веке российские ученые c успехом работают над актуальными проблемами. Можно ли с помощью РНК-интерференции «выключить» гены опухолевых
клеток? Создать термоядерный реактор, дающий больше энергии, чем потребляет? Над этими и другими проблемами работают исследователи в Новосибирском Академгородке. Сибирское отделение РАН в этом году празднует свое 55-летие. Ученым удалось не только сохранить научный потенциал, но и найти подходы к внедрению научных разработок, осуществлять взаимодействие напрямую с производством. Интересные факты
как о новейших открытиях, так и о тех проблемах и трудностях, с которым удается справляться фундаментальной науке, читайте в статье «Город по-другому: сделано в Сибири».
Стремление познать неизведанное свойственно человеку. Новая установка позволит буквально увидеть процесс движения атомов во времени — смотреть уже не диафильм, а настоящее кино из жизни атомов и молекул. В Гамбурге набирает обороты масштабный проект с партнерским участием российских ученых. На базе DESY начато строительство уникального прибора — Европейского лазера на свободных электронах (European X-Free Electron Laser, XFEL). С российской стороны координатором проекта стал Курчатовский институт. Более подробную информацию о возможностях, которые открываются перед исследователями, ищите в статье «Да будет свет в конце туннеля!»

Новая физика и будущее медицины

В течение десятилетий физики боролись за объединение квантовой механики, обуздавшей микрочастицы, и общей теорией относительности Эйнштейна, которая представляет пространство и время. Они подходили к этой проблеме с разных сторон, применяли теорию струн, но она упорно не поддавалось решению. Что если упростить задачу, разбивая на части сложные проблемы?
Сегодня есть цельная новая парадигма в понимании квантовых частиц, которая значительно облегчает задачу. Гипотетическая частица гравитон принимает форму пространства и времени, объединяя, наконец, две теории. Совершить увлекательное путешествие в разных
пространственно-временных срезах вы сможете, открыв статью «Петли, деревья и поиск новой физики», Цви Берна, Ланса Диксона и Дэвида Косоуэра. Среди злободневных вопросов поддержание здоровья остается очень важным для многих из нас.

Мы предлагаем ознакомиться со специальным репортажем «Медицина завтрашнего дня» и получить представление о том, что же будет дальше. Вы узнаете, как благодаря наночастицам можно обнаружить рак на таких ранних стадиях, когда от него легче всего избавиться; как имплантируемые устройства могут предупредить неминуемый сердечный приступ или помочь справиться с диабетом; как ретинальные микросхемы и искусственные рецепторы восстановят зрение; и как в итоге к нам придет персонализированная медицина.

Нам очень важно знать, что думают наши читате ли. Как всегда, мы будем рады получить ваши отклики. Адрес журнала Scientific American в Интернете: www.scientificamerican.com, адрес журнала «В мире науки»: www.sciam.ru.

Феерия цвета

§ №7 2012

§ Рубрика: Химия

§

Переливы цветов на роскошных хвостовых перьях павлина всегда интересовали любознательные умы. Английский ученый XVII в.
Роберт Гук (Robert Hooke) назвал их фантастическими — отчасти потому, что при смачивании перьев цвета исчезали. Для изучения перьев Гук использовал изобретенный незадолго до этого микроскоп и увидел, что они покрыты крошечными гребнями, которые, как он заключил, мог-
ли создавать яркие желтые, зеленые и синие тона.
Гук был на правильном пути. Насыщенные цвета птичьих перьев, крыльев бабочек и тел кальмаров часто создаются не поглощающими свет пигментами, а системами структур шириной всего в доли микрона. Размеры и шаг этих структур выделяют из всего солнечного спектра определенную длину волны. Яркие переливающиеся цвета, часто переходят, как по волшебству, из синего в зеленый или из оранжевого в желтый, в зависимости от угла, под которым их видит наблюдатель. А поскольку создаются они в результате отражения света, а не поглощения пигментами его части, то могут быть более яркими. Бабочку Morpho menelaus, обитающую в Центральной и Южной Америке, можно заметить с расстояния до километра: она кажется светящейся, когда солнечные лучи, пронизав полог тропического леса, отражаются от ее крыльев.
Ученые начинают глубже понимать, каким образом манипулируют светом тонко организованные наноструктуры живых организмов, а это
вдохновляет инженеров на моделирование биологических структур в новых рукотворных оптических материалах. Такие материалы могут
привести к созданию более ярких дисплеев, новых химических датчиков и совершенных систем хранения, передачи и обработки информации.
Мы мало знаем о том, как возникли эти биологические структуры, но по крайней мере начинаем понимать, как они формируются и как
создают такие удивительные цвета.
Природа не располагает сложными технологиями вроде электроннолучевого травления тонких слоев материалов, поэтому ей приходится
полагаться на изобретательность.
И если инженеры смогут освоить это искусство, они научатся создавать недорогие ткани, меняющие внешний вид подобно маскирующимся
кальмарам, или микросхемы, передающие информацию оптическим, а не электрическим способом, притом с огромной скоростью. Здесь мы
рассмотрим некоторые из фокусов, применяемых природой для формирования структур, создающих цвета, и некоторые попытки использования этих ловких приемов изобретателями

Кто в теле хозяин?

§ №8 2012

Мы,люди

Самые яркие открытия делаются на стыке наук. На кафедре общей физики и молекулярной электроники физического факультета МГУ, базовой кафедре НИЦ «Курчатовский институт», ведется работа над созданием нового препарата. В статье «Кремниевые нанокристаллы против рака» мы расскажем о тех выдающихся результатах, которых добились российские исследователи.
* * *
Английский поэт Джон Донн писал: «Нет человека, что был бы сам по себе, как остров». Сегодня, спустя примерно четыре столетия, наука получает все больше подтверждений буквальной справедливости его слов. Ученые уже несколько десятилетий знают, что помимо болезнетворных микроорганизмов в теле человека живут и полезные бактерии. Они помогают нашему организму выполнять такие важные функции, как расщепление компонентов пищи, чтобы делать их усваиваемыми, участвуют в переработке питательных веществ, чтобы наш организм мог использовать их. Появляясь на свет из стерильной среды матки, человек начинает накапливать бактерии с первых мгновений после рождения.
Многочисленность этих существ и масштаб их влияния могут вас удивить. Так, их число в десять раз превышает количество собственных клеток нашего организма. Бактерии намного мельче клеток человеческого тела, и поэтому их суммарная масса оценивается всего в 1–2,5 кг. Фактически каждый из нас — это ходячий суперорганизм со своим собственным уникальным микросообществом. Нет двух людей с одинаковым набором микробов и их генов, даже у однояйцевых близнецов они различаются. Нобелевский лауреат Джошуа Ледерберг (Joshua Lederberg) назвал эту внутреннюю экосистему микробиомом, отдав этим дань ее сложности и взаимосвязанности.
Что еще важнее для человека, эти микроорганизмы могут влиять на здоровье, продолжительность жизни и даже на некоторые из наших действий в большей степени, чем наши собственные гены. В передовой статье настоящего номера «Древнейшая социальная сеть» ее автор Дженнифер Аккерман пишет о работах, направленных на составление «карты» микробиомы человека, а это отнюдь не легкая задача, поскольку некоторые бактерии, например живущие в кишечнике и благоденствующие в его анаэробной среде, очень трудно выращивать в чашках Петри в лабораторных условиях. Результаты этих работ впечатляют: ознакомившись со статьей, вы узнаете среди прочего, что от группы микроорганизмов зависит не только то, как хорошо вы перевариваете пищу, но и то, сколько вы едите. Более того, некоторые из них оказывают существенное влияние на эффективность функционирования вашей иммунной системы.

Древнейшая социальная сеть

§ №8 2012

§ Рубрика: Медицина

§

Когда-то человеческий организм рассматривался как физиологический островок, живущий самостоятельной, ни от кого не зависящей жизнью. И в самом деле: он синтезирует все ферменты, необходимые для расщепления питательных веществ и извлечения из них энергии; обладает системами «починки» поврежденных органов и тканей; знает, когда ему нужно принять пищу или лечь спать; у него есть специализированные клетки иммунной системы, которые защищают его от атак патогенных микроорганизмов.
Однако в последние десять лет стало окончательно ясно, что наше тело — вовсе не самодостаточная единица, а сложная экосистема — своего рода социальная сеть, включающая триллионы бактерий и других микроорганизмов. Они заселяют наш желудочно-кишечный тракт, слизистую ротовой полости, носа и других органов, живут на коже. Большинство клеток в теле человека — не человеческие, их всего 10%, остальные 90% —
бактериальные. Такая сложная смесь микроорганизмов, называемая микробиомом, не только не представляет для нас никакой угрозы, но напротив совершенно необходима для осуществления основных физиологических процессов — от пищеварения до роста и развития. Однако не слишком ли много для того, чтобы считать организм человека автономной системой?

Термояд: журавль в небе?

§ №8 2012

§ Рубрика: Новые технологии

§

В холодный и пасмурный ноябрьский день 1985 г. в Женеве приземлился «борт номер один». Президент Рональд Рейган прибыл на встречу с Михаилом Горбачевым, новым лидером Советского Союза. Рейган осознавал растущий риск катастрофической ядерной войны и стремился к сокращению гигантских арсеналов двух сверхдержав. Горбачев также понимал, что гонка вооружений душит советскую экономику.
Однако тет-а-тет вскоре закончился. Рейган излагал Горбачеву историю советской агрессии; Горбачев обрушился на рейгановскую Стратегическую оборонную инициативу, целью которой было уничтожение в небе приближающихся ядерных боеголовок. В пять часов
утра обе стороны согласились подписать совместное заявление, не содержащее определенных обязательств.
И в самом низу, почти в виде примечания, оба лидера дали обещание начать разработку нового источника энергии «на благо всего человечества». Это примечание привело в движение проект, постепенно превратившийся, без сомнения, в самое амбициозное научное предприятие XXI в. — сочетание множества сложнейших экспериментальных технологий, с помощью которых, если все пройдет удачно, человечество найдет выход из энергетического кризиса.
С помощью ITER (International Experimental Thermonuclear Reactor, также имеется в виду лат. iter — путь) будет сделана попытка воспроизвести здесь, на Земле, процесс выделения энергии на Солнце. ITER будет производить около 500 МВт энергии — в десять раз больше, чем не-
обходимо для поддержания его работы. При этом будет расходоваться в основном водород, самый распространенный элемент во Вселенной. Проект продемонстрирует принципы технологии, которая обеспечит практически неисчерпаемый источник энергии для человечества. Политические руководители семи основных стран-участниц, включая США и Россию, с энтузиазмом решили объединить усилия своих наций в осуществлении проекта.
Однако, как и саммит, на котором он был рожден, ITER не оправдал ожиданий. Оценки стоимости проекта удваивались и удваивались по мере того, как технические проблемы находили приемлемые с точки зрения бюрократии решения. Например, вместо того чтобы объединить
свои ресурсы, каждый из семи партнеров производит определенные детали и элементы установки у себя с последующей их сборкой на строительной площадке ITER на юге Франции. Такой процесс напоминает попытку построить «Боинг-747» на заднем дворе, заказывая по каталогам болты, гайки и прочий крепеж. Проект осуществляется неспешно. Полгода назад ITER представлял собой яму глубиной 17 м, которая только недавно была заполнена десятками тысяч кубометров бетона. Дата старта была отодвинута с 2016–2018 гг. на конец 2020 г. Первый реальный эксперимент по производству энергии начнется не ранее 2026 г. — спустя 20 лет после начала постройки

Сверх Сверхновые

§ №8 2012

§ Рубрика: Астрономия

§

В середине 2005 г. в обсерватории им. Кека, расположенной на горе Мауна-Кеа на о. Гавайи, была завершена модернизация одного из двух
гигантских телескопов. Благодаря системе адаптивной корректировки турбулентности атмосферы оптический инструмент позволяет теперь получать такие же четкие изображения, как космический телескоп «Хаббл».
Шринивас Кулкарни (Shrinivas Kulkarni) из Калифорнийского технологического института убеждал молодых ученых из Калтеха — меня в том числе — подать заявку на получение времени наблюдения. Когда все члены астрономического сообщества поймут, насколько хорош этот телескоп, говорил он нам, найти свободную щель в расписании наблюдений станет очень трудно.
Воспользовавшись этим советом, я вместе с моими коллегами-практикантами Дереком Фоксом (Derek Fox) и Дугом Леонардом (Doug Leonard)
взялся за работу, которую до того можно было выполнить исключительно с помощью «Хаббла»: охоту за предшественниками сверхновых. Иными словами, мы хотели выяснить, как выглядят звезды, перед тем как взорваться сверхновыми.
Теоретики уже давно научились предсказывать, какие небесные тела собираются взорваться сверхновыми — например, яркие голубые звезды. Но «скоро» для астронома означает в течение нескольких миллионов лет или что-то около того. Поэтому, хотя наблюдение процесса полного
развития позволило бы нам лучше понять его механизм, просто терпеливо наблюдать за какой-нибудь одной звездой — малоподходящий вариант.

Проект цифрового мозга

§ №8 2012

§ Рубрика: Нейронауки

§

Пора по-новому изучать человеческий мозг
Редукционистская биология — а ее приверженцы полагают, что целое может быть разложено на составляющие элементы, и потому занимаются изучением отдельных составных частей головного мозга, нейронных цепей и молекул — добилась значительных результатов. Однако объяснить механизм работы мозга — поистине уникального создания во Вселенной, напоминающего процессор для обработки данных, помещенный внутрь черепной коробки, — с помощью одной лишь редукционистской биологии невозможно, поскольку необходимо не только различать азрозненные
факты, но и рассматривать их как единое целое. Ведь нужно не только уметь разбирать объект на составные части, но и собирать его. А для этого нам необходима новая система воззрений, сочетающая в себе и анализ, и синтез. Еще отец редукционизма, французский философ Рене Декарт, писал о необходимости сначала исследовать составные части, но затем все же собрать их в единое целое.
Главная цель проекта заключается в том, чтобы из составных элементов воссоздать модель человеческого мозга, наиболее приближенную к оригиналу. Ничего подобного люди до сих пор не предпринимали.
Но лед тронулся, процесс создания уже начался. Устройство, моделирующее человеческий мозг, чем-то напоминает пилотажный тренажер,
с той лишь разницей, что оно будет имитировать перемещения внутри мозга. Для работы «виртуального мозга» будут задействованы суперкомпьютеры на базе современных достижений нейронауки.
Для научного сообщества виртуальный мозг, подобно самым мощным телескопам, окажет неоценимую услугу: с его помощью ученые сэкономят в процессе экспериментов массу времени. Используя виртуальную модель, можно проверять теории, описывающие работу мозга здоровых и больных людей. Она поможет ученым не только разрабатывать новые диагностические тесты для выявления, скажем, аутизма или шизофрении, но и находить новые методы лечения депрессии и болезни Альцгеймера. «Цифровой мозг», состоящий из десятков триллионов нейронных цепей, станет основой для создания компьютеров, моделирующих мозг, и базой для конструирования роботов, оснащенных искусственным интеллектом, — одним
словом, все эти веяния кардинально изменят нейронауку, медицину и информационные технологии.

Как правильно ошибаться?

§ №8 2012

§ Рубрика: Психология

§

Для ученого безошибочность построений, возможно, важнее, чем в любой другой профессии. Разумеется, как большинство людей, исследователи совершают в своей жизни множество ошибок. Однако не все они одинаковы. Историки обнаружили ряд случаев, когда неверные идеи оказывались гораздо плодотворнее, чем тысячи других, тривиально ошибочных или верных в некоей узкой области.
Они касались глубинных, фундаментальных свойств окружающего нас мира и подталкивали к дальнейшим исследованиям, приводившим в итоге к прорывам в науке. Конечно же, это были ошибки. Однако без них развитие науки происходило бы намного медленнее.
Нильс Бор, например, создал модель атома, которая была неверной почти во всех отношениях, но она положила начало квантовомеханической революции. Вопреки всеобщему скептицизму Альфред Вегенер утверждал, что центробежные силы заставляют континенты двигаться («дрейфовать») по поверхности Земли. Он правильно видел явление, но объяснял его механизм неверно. А Энрико Ферми думал, что создал ядра тяжелее урановых, хотя на самом деле наткнулся (как мы теперь знаем) на феномен деления ядер.
В подтверждение сказанного ранее приведем две «продуктивные» ошибки, одну из физики 1970-х гг., а другую из биологии 1940-х гг. Их авторы были отнюдь не бездарными путаниками, которым просто повезло. Нет, они настойчиво ставили вопросы, которыми задавались лишь единицы из их коллег, и комбинировали идеи, которые интересовали в то время лишь немногих. В итоге эти исследователи заложили важнейшие основы бурно развивающихся сегодня областей, таких как биотехнологии и квантовая теория информации. Да, они заблуждались, но мир должен быть благодарен им за эти ошибки.

В погоне за Нобелем

§ №9 2012

§ Рубрика: В погоне за Нобелем

§

Каждое лето нобелевские лауреаты съезжаются в Линдау (Германия), чтобы поделиться мудростью и узнать, что нового у молодых подающих надежды ученых из самых разных уголков планеты.
Нынешняя, 62-я встреча была посвящена физике. В честь этого события мы подобрали выдержки из некоторых наиболее захватывающих написанных нобелевскими лауреатами и опубликованных в нашем журнале за минувшие годы статей, темы которых простираются от космологии до физики элементарных частиц и техники.
Когда мы выбирали материалы для публикации, нас вновь поразило то, что проблемы, над которыми физики ломали голову несколько десятилетий назад, продолжают стимулировать научные исследования и сегодня. Да, со времен Альберта Эйнштейна, Поля Дирака и Энрико Ферми многое изменилось. Физики проделали огромный путь (например, построили и оттачивают Стандартную модель физики элементарных частиц) и столкнулись со странными поворотами событий (такими как темная энергия). Однако многие из вопросов, над решением которых сейчас бьются ученые, по существу остались теми же, что будоражили умы на протяжении всего прошлого века. Вот некоторые из них. Почему вещества намного больше, чем антивещества? Существует ли на самом деле бозон Хиггса, который, согласно широко распространенному мнению, ответственен за массу субатомных частиц? И в чем «призрачное дальнодействие» противоречит существующему мироустройству?

Крыса, которая смеялась

§ №9 2012

§ Рубрика: Нейронауки

§