Часть 1 http://www.metodolog.ru/node/880  

Часть 2 http://www.metodolog.ru/node/885

Часть 3

 

Раздел ИНФОРМАЦИЯ в этот раз посвящен компьютерам и Интернет-ресурсам. «Онлайн-энциклопедии «Википедия» исполнилось 10 лет », пишет www.strf. ru. ««Прародителем» Википедии считается проект «Нупедия», существовавший с марта 2000 года по сентябрь 2003 года. Его основателями считаются главный редактор и организатор Ларри Сэнгер и исполнительный директор компании Bomis Джимми Уэйлс, отвечавший за финансирование. В основу «Нупедии» был положен процесс тщательного рецензирования статей с целью добиться качества, сравнимого с профессиональными энциклопедиями. Авторами были учёные, участвовавшие в проекте на добровольных началах. Перед закрытием в «Нупедии» было 24 законченных статьи, ещё 74 материала находились в процессе улучшения и рецензирования. Основой нового проекта стала так называемая вики-идеология. Формат «вики» предполагает, что пользователи могут сообща изменять структуру и содержимое интернет-проекта с помощью инструментов, предоставляемых самим сайтом. Впервые этот термин для описания веб-сайта был использован в 1995 году Уордом Каннингемом, разработчиком первой вики-системы WikiWikiWeb. На гавайском языке это слово означает «быстрый». Позже была придумана английская расшифровка What I Know Is (то, что я знаю, это...). 15 января 2001 года была официально открыта «Википедия» – первая онлайн-энциклопедия, доступная для свободного создания и редактирования материалов. Первоначально она была создана как дополнение к «Нупедии», содержавшее своего рода черновики для статей профессиональных экспертов. Однако затем «Википедия» быстро набрала популярность, став большим международным ресурсом, концентрирующим вокруг себя множество дополнительных проектов. 11 мая 2001 года было объявлено о создании раздела «Википедии» на русском языке, первая статья в котором появилась 24 мая того же года. В 2010 году была запущена программа взаимодействия «Википедии» с высшими учебными заведениями Public Policy Initative , которая предполагает, что создание и редактирование статей в онлайновой энциклопедии будет рассматриваться как часть курсового проекта. В рамках программы, рассчитанной  на 17 месяцев, Wikimedia Foundation предоставляет преподавателям планы занятий и тезисы для студентов на основе написания и корректировки статей для «Википедии», а также обучает базовым вики-навыкам. В свою очередь, учащиеся под руководством своих научных наставников обеспечивают наполнение энциклопедии».

«Ученые хотят создать действующую модель Земли. Проект "Живой симулятор Земли" поможет понять происходящее на планете»,информирует 7 января www.nanonewsnet.ru. «Группа ученых из разных стран намерена создать симулятор, способный воспроизводить все, что происходит на Земле,— от погоды и эпидемий до международных финансовых расчетов и заторов на дорогах Бирмингема. Это, возможно, один из самых масштабных компьютерных проектов, когда-либо предпринимавшихся человеком. Получивший название «Живой симулятор Земли» (LES), этот проект призван помочь ученым понять, что происходит на нашей планете, как поведение человека влияет на развитие общества, и каким образом формируется окружающий нас мир. «Многие сегодняшние проблемы,— в том числе социальная и экономическая нестабильность, войны, распространение болезней— связаны с человеческим поведением, но, похоже, существует серьезное непонимание того, как работают общество и экономика»,— говорит доктор Хелбинг из Швейцарского федерального технологического института, возглавляющий проект FuturICT, в рамках которого создается симулятор.

Благодаря таким проектам, как Большой адронный коллайдер— ускоритель элементарных частиц, построенный на границе Франции и Швейцарии,— ученые больше знают о древней вселенной, чем о нашей собственной планете, утверждает доктор Хелбинг. Человечеству, добавляет он, нужен «ускоритель знаний», который позволит сталкивать между собой не элементарные частицы, а различные области знания. «Открытие скрытых законов и процессов, определяющих жизнь общества,— это наиболее насущная научная задача нашего века»,— говорит ученый. Результатом этой работы может стать LES. С его помощью, вероятно, можно будет прогнозировать распространение инфекционных заболеваний— таких как свиной грипп,— определять методы борьбы с климатическими переменами или даже обнаруживать самые тонкие намеки на грядущие финансовые кризисы.

Но как может функционировать такая колоссальная система?

Для начала ее нужно будет «напитать» данными— огромным количеством данных, которые будут включать все, что происходит на планете, говорит доктор Хелбинг. А двигателем системы станет цепь пока не построенных суперкомпьютеров, способная обрабатывать информацию с невиданной скоростью. И хотя «железо» для этой системы пока не готово, данные для нее уже собираются, добавляет ученый.К примеру, в рамках проекта «Кожа планеты», осуществляемого под эгидой американского аэрокосмического агентства НАСА, создается исполинская сеть датчиков, собирающих климатическую информацию из воздуха, земли, моря и космоса. Кроме того, по словам доктора Хелбинга, он и его коллеги уже определили в интернете более 70 источников данных, которыми можно будет пользоваться. В их числе онлайн-энциклопедия Wikipedia, картографический сервис Google Maps и хранилище данных британского правительства Data.gov.uk.

Интеграция таких потоков данных, получаемых в режиме реального времени, с миллионами других источников информации— от финансовых рынков до медицинских наблюдений или, скажем, социальных сетей— вот, что в конце концов станет питательной средой для работы симулятора, убежден доктор Хелбинг. А следующим шагом станет определение рамок, которые позволят трансформировать эту исполинскую трясину данных, в которой вполне можно утонуть, в некие модели, которые смогут достаточно точно воспроизводить то, что происходит на Земле.Это станет возможным только с привлечением социологов, компьютерщиков и инженеров: они определят набор правил, по которым будет работать LES. И эту работу нельзя поручать традиционным исследователям-социологам, убежден доктор Хелбинг, поскольку в их случае обычно годы работы приводят к получению весьма ограниченных объемов данных. Нельзя полагаться и на те результаты, которые были получены раньше: технология, которая понадобится для безупречной работы LES, появится только в течение наступающего десятилетия, считает ученый.

Например, при том, что LES должен будет составлять мозаику из гигантских объемов данных, ему одновременно придется понимать и то, что значат все эти данные. А это, по словам доктора Хелбинга, станет возможным только с взрослением технологий так называемой семантической паутины. Скажем, база данных о загрязнении воздуха сегодня будет с точки зрения компьютера выглядеть примерно так же, как сведения о глобальных финансовых транзакциях: это, по большому счету, просто огромное количество разных цифр. А технология семантической паутины кодирует не только сами данные, но и их описание, что дает возможность компьютеру воспринимать информацию в более широком контексте. Более того, добавляет доктор Хелбинг, новый подход к объединению данных требует отделять общую информацию от имеющей отношение непосредственно к конкретному человеку. Это позволит системе LES работать с информацией о деятельности того или иного человека, но при этом не вторгаться в область его личных данных. Как только будет определен подход к обработке масштабных объемов информации социального и экономического порядка, появится необходимость строить суперкомпьютерные центры, которые смогут собирать эти данные, анализировать их и воспроизводить то, что происходит на Земле. Но даже сама задача построения сети такой мощности, которая позволит справиться с колоссальными объемами информации, необходимыми для LES, очень сложна. Правда, добавляет специалист, ее нельзя считать неразрешимой.Если посмотреть на мощности фирмы Google, например, станет ясно, что LES не должен споткнуться об эту проблему, соглашается Пит Уорден, основатель проекта OpenHeatMap и специалист информационному анализу. Руководство Google неохотно говорит о том объеме данных, который портал в состоянии обработать. Тем не менее ходили слухи, что на май 2010 года компания располагала где-то 39 тысячами серверов, на которых обрабатывала эксабайт данных в месяц. Этого объема достаточно для того, чтобы заполнить 2 миллиарда компакт-дисков.

Если учесть, что для симуляции пригодится лишь небольшая часть нескольких сотен эксабайтов информации, обрабатываемой во всем мире, сама обработка данных не будет слабым местом системы, полагает Пит Уорден. «Сбор необходимых данных будет представлять значительно более трудную задачу, также как и понимание того, что полезного можно из полученных сведений извлечь»,— говорит он. Обладание огромным объемом информации недостаточно для достоверного моделирования планеты,— утверждает Уорден.— Экономика и социология, несмотря на массу информации, доступную в последнее время, так и не смогли создать теории, способные предсказать будущие процессы. Я не уверен, что еще больший объем информации здесь что-то кардинально изменит». «Дело не в том, что мы недостаточно знаем о проблемах нашего мира, проблема в том, что мы не предпринимаем никаких действий на основе имеющейся информации,»— утверждает ученый. Несмотря на всю сложность проекта, еще большей ошибкой, как считает доктор Хелбинг, было бы нежелание использовать современные и будущие возможности компьютеров для лучшего понимания глобальных социо-экономических тенденций. «В последние годы стало, например, очевидным то, что нам нужны более эффективные показатели, чем ВВП для того, чтобы оценивать развитие общества и качество жизни населения»,— говорит он. «В конце концов суть LES состоит в том, чтобы получить более совершенные методы оценки состояния общества,— говорит Хелбинг,— в частности, по таким вопросам, как здоровье, образование, окружающая среда и, наконец, что не менее важно, счастье».

«Аналитики отмечают резкое сокращение количества спама во всём мире», пишет 11 января www.strf. ru. «В последнее время во всём мире было замечено резкое сокращение количества рассылаемого электронного спама, причём аналитики, отслеживающие деятельность спамеров, до сих пор не могут дать однозначный ответ на вопрос, почему это происходит. На самом деле, сокращение числа спам-рассылки никоим образом не связано с предпринимаемыми мерами борьбы со спамерами. Также на сегодняшний день спамеры не испытывают никаких видимых технических затруднений, которые бы могли повлиять на количество рассылок, однако тем не менее по всему миру число спама резко уменьшилось. По словам экспертов, занимающихся борьбой со спамом, с августа 2010 года его объём уменьшался постепенно, а с конца декабря резко упал. Так, если в середине 2010 года ежедневно по всему миру рассылалось около 200 миллиардов нежелательных сообщений, то в конце декабря число спам-писем упало до 50 миллиардов в день. Комментируя нынешнюю ситуацию, Пол Вуд, старший аналитик компании Symantec Hosted Solutions, занимающейся проблемами безопасности в сети, отмечает, что в канун рождественских праздников три крупнейших производителя спама резко снизили свою активность. «Но трудно сказать, почему это произошло», – добавляет эксперт. На сегодняшний день известно, что рассылка спама происходит благодаря существованию так называемых ботнетов – сетей из сотен миллионов компьютеров обычных пользователей, заражённых спамерскими вирусами. Один из таких ботнетов, известный под названием Rustock, на пике своей деятельности рассылал от 47 до 48 процентов всего мирового спама, однако к концу декабря на эту сеть приходилось лишь 0,5 процента всех нежелательных сообщений, расходившихся по интернету. Аналогичная ситуация наблюдается и с двумя другими крупнейшими ботнетами – Lethic и Xarvester. Наиболее вероятной причиной этого временного затишья спамеров, по мнению экспертов, является перегруппировка спамеров, которые готовят новую кампанию. По мнению аналитиков, спамеры, в попытке реорганизовать свой бизнес с целью получения максимальной выгоды, проводят реструктуризацию своих компаний. Также, согласно одной из версий, сегодня есть признаки того, что спамеры переключаются с электронной почты на иные методы доставки своих сообщений – такие как социальные сети. В пользу этой версии говорит тот факт, что в декабре в интернет был выложен список вероятных паролей к аккаунтам портала микроблогов Twitter, после чего многие из этих аккаунтов были захвачены и на них появилась реклама фармацевтических препаратов».

«Синий дьявол Пентагона: Высоко сижу – далеко гляжу» - название заметки, размещенной 24 января на www.popmech.ru. «Нынешней осенью американская армия в Афганистане пополнится еще одним суперкомпьютером. Но установлен он будет не в центральном штабе и не в командных центрах. Он будет парить на высоте 6 км над театром военных действий, на борту огромного дирижабля, слышащего и видящего все происходящее. По крайней мере, именно на нынешнюю осень, 15 октября, назначен испытательный полет мягкого дирижабля, создаваемого по программе Blue Devil. Сообщается, что в настоящее время отдельные детали внушительных размеров корпуса аппарата уже произведены, и вскоре начнется его сборка. ВВС США, правда, еще окончательно не определились с набором датчиков, подслушивающих устройств, камер и радаров, которые при этом будут на нем размещаться. Конечно, сегодня воюющие в Афганистане американцы ведут очень активную разведку с воздуха, прослушивают мобильные телефоны и рации. Но все эти действия совершаются массой различных летающих аппаратов, и на координацию их активности уходит масса времени и ресурсов. Нередко бесценные мгновения бывают упущены. Именно мысль об объединении десятков различных инструментов современной разведки в единый механизм стала отправной для реализации проекта Blue Devil. Десятки таких устройств, размещенные на едином аппарате, связанные посредством мощного суперкомпьютера, смогут действовать слаженно – и, по планам, в течение 15 секунд передавать информацию уже наземным службам. В прошлом году апробирование системы прошло на борту специально модифицированных самолетов, но, конечно, эффективнее она будет работать на малоподвижных, неманевренных, зато удивительно грузоподъемных и способных к экономному долгому полету дирижаблях. Поэтому вторая фаза реализации программы Blue Devil состоит в создании подходящего аппарата легче воздуха. Задача поручена компании TCOM LP. «Он будет действительно огромен, - сказал анонимный источник, близкий к команде Blue Devil, - одним из самых больших летательных аппаратов, созданных после Второй мировой». По задумке руководства американских ВВС, именно большие размеры обеспечат дирижаблю возможность взять на борт достаточные запасы горючего и гелия для продолжительного – для начала около недели – непрерывного полета на высоте более 6 км (обычные дирижабли редко поднимаются выше 1 км). В будущем же этот срок надеются увеличить минимум до трех недель. Но, конечно, это только оболочка. Главное в этой разведывательной системе – электронная начинка. С помощью рельсовых направляющих она сможет автоматически или по команде с земли выдвигать к наблюдательным позициям необходимые сенсоры и инструменты. Это могут быть прослушивающие устройства, дневные и ночные камеры, радары, антенны связи – а также десятки камер новейшей широкоугольной оптической системы WAAS (Wide-Area Airborne Surveillance System). За интеграцию всех этих компонентов в единую систему отвечает компания Mav6 LLC. Самым слабым местом всего этого великолепия выглядит все тот же человеческий фактор. К примеру, сегодня просмотром видеозаписей, сделанных камерой каждого разведывательного беспилотника  MQ-1 Predator занимаются параллельно 19 аналитиков. А если говорить о системе, оборудованной WAAS (она включает 96 камер, каждый час собирающих 274 Тб информации), она может потребовать, по оценке генерала Джеймся Картрайта (James Cartwright), уже пары тысяч специалистов только для просмотра и отбора записей. Впрочем, именно в этой связи разработчики Blue Devil связывают большие надежды с суперкомпьютером, который можно будет разместить прямо на летательном аппарате. По предварительным расчетам, он будет способен обрабатывать в час до 300 Тб данных. Аппарат, таким образом, будет не просто собирать информацию и пересылать ее людям, как это происходит сегодня, но и проводить ее первичный анализ и отбор, сортировку в соответствии с набором мета-тегов. Люди на земле смогут, используя те же теги, выводить уже только те данные, которые непосредственно интересуют их в данный момент».

 

Раздел НАУКА. ЖИЗНЬ. ЧЕЛОВЕК начнем с итогов ушедшего года. «Большое будущее: научные итоги 2010 года», так называется статья, размещенная 7 января на www.nanonewsnet.ru. «В 2010 году наука бодро развивалась во всех областях. Физики сумели поймать в ловушку атомы антиматерии, астрономы почти нашли планеты, на которых могла бы завестись жизнь, биологи расшифровывали геномы новых видов людей, а инженеры запускали частные космические корабли. Все эти и другие интересные события уходящего года представлены в кратком обзоре научных итогов уходящего года.

Астрономические новости традиционно занимают самые привилегированные места на полосах всех научных СМИ – еще бы, открытия астрономов отличаются масштабностью и романтической загадочностью. В 2010 году исследователи космоса не раз оправдали ожидания интересующихся наукой читателей – например, сообщением об обнаружении самого удаленного объекта во Вселенной (а, значит, и самого старого из известных). Им оказалась галактика со сложным названием UDFy-38135539, которая образовалась спустя каких-то 600 миллионов лет после Большого взрыва (то есть сейчас ей 13,1 миллиарда лет), и сместила с пьедестала предыдущего рекордсмена – гамма-всплеск возрастом 13 миллиардов лет. Из других рекордов можно перечислить самую тяжелую звезду (масса “пышки” RMC 136a1 равна массе 265 Солнц), самую молодую звезду (светило L1448-IRS2E находится между стадиями «недозвезды» и «протозвезды»), самую массивную нейтронную звезду, которая не укладывается в рамки существующих теорий образования этих объектов, и самую молодую экзопланету под названием BD+20 1790b, которая едва-едва разменяла 36-й миллион лет. Кроме того, в уходящем году астрономы сообщили, что им впервые удалось практически поприсутствовать при рождении черной дыры – в 1979 году ученые зарегистрировали в галактике M100 взрыв сверхновой (событие, очень часто завершающееся образованием черной дыры), в 1995 и 2007 годах телескопы уловили излучение новорожденной дыры. Из того, что еще в 2010 году удалось сделать впервые, стоит упомянуть прямое измерение спектра экзопланеты. Несмотря на то что первую планету, обращающуюся вокруг другой звезды, астрономы обнаружили еще в 1992 году, а сегодня число экзопланет перевалило за пять сотен, ученые исследуют эти объекты преимущественно косвенными (то есть не самыми надежными) методами. Изучать собственные спектры планет напрямую было невозможно, так как их “забивало” чрезвычайно яркое излучение звезды, но в 2010 году астрономы нашли способ преодолеть это затруднение. Анализ спектров внесолнечных планет даст ученым информацию об их составе и составе их атмосферы. В 2010 году астрономы нашли, но почти сразу же потеряли потенциально обитаемую планету Gilese 581g. Зато под самый конец года ученые вновь пришли к выводу, что на “соседке” ненадежной Gilese 581g вполне может существовать жидкая вода – необходимый элемент для гипотетических обитателей планеты. Самое приятное, что система звезды Gilese 581 расположена относительно недалеко от Земли – свет добирается туда всего 20,5 лет. Помимо более или менее удаленных объектов астрономы изучали и ближнее космическое пространство. Аппарат NASA под названием Deep Impact четвертого ноября пролетел на смешном, по космическим меркам, расстоянии в 700 километров от кометы Хартли-2 (при том, что еще в сентябре их разделяло 60 миллионов (sic!) километров). Во время сближения с кометой зонд получил массу фотографий, которые астрономам только предстоит изучить, а также выяснил, что Хартли-2 “работает” на замерзшем углекислом газе, а не на водяном льду, и плюется цианидами. Еще один расположенный по соседству объект, который принес астрономам много сюрпризов в 2010 году – это Луна. В 2009 году NASA сбросило на ее поверхность сразу два “снаряда”, которые подняли облако пыли. Уже через два месяца после бомбардировки ученые сообщили, что в выброшенном при падении “снарядов” лунном грунте есть вода. В октябре 2010 года исследователи представили результаты более полного анализа, которые показали, что воды в некоторых регионах Луны вдвое больше, чем в пустыне Сахара. Кроме того, реголит, как еще называют поверхностный слой земного спутника, содержит очень солидные запасы серебра, магния, ртути, кальция, монооксида углерода и других веществ, которые вполне пригодились бы в полевой лаборатории будущих лунных поселенцев. Еще одно “лунное” достижение уходящего года – это составление самой точной из существующих карты земного спутника. Одним из самых замечательных открытий 2010 года стало обнаружение в калифорнийском озере Моно бактерий, в буквальном смысле, живущих на мышьяке. Странные микроорганизмы научились использовать ядовитый элемент вместо фосфора и встраивать его в самые важные свои молекулы – в молекулы ДНК. Казалось бы, это открытие имеет мало отношения к астрономии – но если копнуть чуть глубже, то такое мнение оказывается ошибочным. Существование настолько необычных организмов может служить косвенным доказательством в пользу того, что жизнь во Вселенной возможна не только в привычной земным ученым форме, когда ключевыми элементами являются углерод, кислород, водород, азот и фосфор. А, значит, у специалистов есть шансы найти ее на самых непривлекательных для земных организмов планетах. Впрочем, вскоре после выхода статьи с описанием живущих на Земле “инопланетян”, коллеги авторов раскритиковали исследование, найдя в статье ряд серьезных недоработок, которые не позволяют назвать сделанные выводы достоверными. Наконец, в 2010 году на Землю попали частицы пыли с самого настоящего внеземного объекта – японский зонд «Хаябуса» принес в своем контейнере около 1,5 тысяч мелких частиц с поверхности астероида Итокава. Предполагалось, что «Хаябуса» соберет больше пыли, но из-за технических неполадок миссия прошла не по плану. Созданный людьми аппарат впервые доставил на Землю фрагменты астероида – а в общем списке зондов, принесших на планету инопланетный грунт, «Хаябуса» стал шестым.

Физики в 2010 году практически догнали астрономов по частоте упоминания в СМИ. Главными “паровозами” физических новостей были коллайдеры – знаменитый Большой адронный коллайдер, построенный на границе Швейцарии и Франции, и менее раскрученный, но не менее заслуженный американский Тэватрон. В октябре появилось сообщение, что на одном из детекторов БАК – а именно, на детекторе CMS – был зарегистрирован странный эффект – при некоторых столкновениях протонов образующиеся частицы разлетались от места рождения не абсолютно независимо друг от друга (такое поведение частиц называют скоррелированным). Ученые предложили несколько возможных объяснений наблюдаемого явления, однако прояснить его природу можно будет только после дополнительных экспериментов. В ноябре физики, анализирующие собранные на БАК данные, заявили о регистрации явления, важного для поимки пресловутого бозона Хиггса – частицы, которая отвечает за наличие массы у всех других частиц (в том случае, конечно, если нынешние модели, объясняющие устройство физического мира, верны). Ученые зафиксировали рождение пар Z-бозонов – эти элементарные частицы могут образовываться, в частности, при распаде бозона Хиггса. Опять-таки, пока говорить о поимке самого бозона Хиггса рано – для таких утверждений необходимо зафиксировать еще множество событий рождения Z-бозонов. Безусловным физическим прорывом 2010 года можно назвать удержание атомов антивещества в специальной ловушке в течение длительного времени. Ученым из Европейского центра ядерных исследований (CERN – эта же организация курирует работу БАК) удалось синтезировать атомы антиводорода (впервые это было сделано в CERN в 2002 году) и удержать 38 из них в ловушке в течение десятых долей секунды. Используя новую технологию, физики, теоретически, смогут получить спектр антиводорода, который поможет им подтвердить или опровергнуть принцип CPT-симметрии и заодно общие представления об организации Вселенной. Еще одна удивительная новость прошедшего года – уменьшение размера протона. По итогам самых точных на сегодняшний день измерений, исследователи заключили, что радиус этой частицы на четыре процента меньше, чем было принято думать, и составляет 0,84184 фемтометра (фемтометр – это 10-15 метра). Два других достижения относятся к квантовой механике – ученым впервые удалось получить конденсат Бозе-Эйнштейна на основе фотонов и продемонстрировать квантовые эффекты для почти макроскопического объекта. В 2010 году прогресс в развитии технологий микроскопии позволил ученым разглядеть отдельные молекулы и сфотографировать водородные связи – особый тип взаимодействия между атомами, определяющий, в частности, необычные свойства воды. Кстати, к 2010 году у ученых (правда, не физиков, а химиков) накопилось достаточно претензий к нынешнему определению водородной связи для того, чтобы Международный союз теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) предложил изменить его с учетом открытых в последнее время новых свойств этого типа связей. Российские физики в апреле ушедшего года объявили о синтезе нового трансуранового элемента периодической таблицы Менделеева – сотрудники Лаборатории ядерных реакций (ЛЯР) имени Флерова Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне зафиксировали шесть событий рождения ядер 117-го элемента. Наконец, в 2010 году физикам удалось экспериментально подтвердить замедление времени, предсказанное в рамках общей и специальной теорий относительности Эйнштейна. Ученые при помощи сверхточных атомных часов смогли получить доказательства как замедления времени вблизи массивных объектов (наблюдателю, который находится дальше от объекта, будет казаться, что часы его напарника, который стоит рядом с объектом, идут медленнее), так и замедления хода часов при движении (с точки зрения неподвижного наблюдателя стрелки на часах движущегося коллеги будут перемещаться медленнее).

Уходящий год оказался неожиданно насыщен новостями из мира математики – обычно эта наука не попадает на страницы популярных изданий из-за своей чрезвычайной сложности и абстрактности. Математический бум начался в марте, когда Математический институт Клэя присудил Премию тысячелетия российскому математику Григорию Перельману за доказательство гипотезы Пуанкаре. Как и ожидалось, Перельман, до этого отказавшийся от медали Филдса – аналога Нобелевской премии для математиков – не захотел принять и Премию тысячелетия. Обсуждение (зачастую весьма невежливое) решения Перельмана еще не затихло, когда появилась новость, что индийский математик Винэй Деолаликар справился с еще одной задачей тысячелетия – сотрудник лаборатории Hewlett-Packard в Пало-Альто опубликовал в Сети 116-страничную статью с доказательством неравенства классов сложности P и NP. За таинственной формулировкой скрывается очень важная математическая проблема, решение которой, в частности, позволит ответить на вопрос о том, смогут ли злоумышленники научиться вскрывать сложные шифры или это невозможно в принципе. Известие о прорыве Деолаликара заставило сотни математиков по всему миру бросить свою повседневную работу и заняться проверкой доказательства индийца. Не прошло и недели, как в выкладках претендента на Премию тысячелетия были найдены серьезные ошибки, так что вопрос о равенстве классов сложности по-прежнему остается открытым (хотя большинство специалистов уверено, что они не равны). Были в ушедшем году и свершившиеся достижения, которые математическое сообщество отметило вручением медали Филдса. В 2010 году одним из лауреатов “математической Нобелевки”, вручаемой раз в четыре года, стал россиянин Станислав Смирнов из Санкт-Петербурга, который в настоящее время работает в Женеве. Смирнов удостоился награды за свои работы по теории перколяции. Наконец, в 2010 году было с рекордной точностью посчитано число Пи – в теперешней записи оно содержит 2 триллиона 699 миллиардов 999 миллионов 990 тысяч знаков после запятой. Предыдущая версия содержала всего около 2,6 триллиона знаков.

Для биологии 2010 год был по-настоящему выдающимся. Благодаря расшифровке генома неандертальца, выполненной в лаборатории Сванте Паабо в Лейпцигском институте эволюционной антропологии, ученые выяснили, что представители этого вида людей скрещивались с нашими непосредственными предками. Последствия тесных связей между двумя видами сохранились в геноме всех жителей Земли, за исключением коренных африканцев, – как оказалось, в наших хромосомах содержится от 1 до 4 процентов неандертальских генов. Это известие появилось в мае, а в конце года Паабо сообщил, что ему и его сотрудникам удалось доказать еще один факт неуставных отношений между Homo sapiens и новым видом людей, останки которых были найдены в Денисовой пещере российскими палеонтологами. “Денисовцы”, как назвали представителей третьей “продвинутой” ветви рода Homo (первые две – это неандертальцы и современные люди), дали современным жителям Меланезии от 4 до 6 процентов их генов. Вообще в 2010 году была в полной мере продемонстрирована мощь генетического подхода к биологическим исследованиям. Например, в феврале ученые представили очень подробное описание внешности и биохимии человека, жившего на территории Гренландии около 4 тысяч лет назад. Эта работа заслуживает внимание и сама по себе, но действительно выдающейся ее делает тот факт, что все эти сведения ученые “вытянули” из клочка волос, сохранившегося на найденном в Гренландии гребне. Иных источников информации у исследователей не было. Другой пример – выделение ДНК из окаменевшей скорлупы гигантских птиц, обитавших когда-то в Австралии, Новой Зеландии и на Мадагаскаре и истребленных человеком. А всего пять лет назад предположение, что грубые куски фактически камня могут служить источником самой исчерпывающей информации о древних птицах вызвало бы недоумение и усмешки заметного процента ученых. Еще одна значимая находка ушедшего года – кости австралопитеков, найденных в пещере под названием Малапа, которая находится в так называемой Колыбели человечества – регионе Южной Африки, где было обнаружено около двух третей всех известных останков, имеющих отношение к эволюции человека. Новый вид австралопитеков был назван Australopithecus sediba («sediba» на сото – одном из 11 официальных языков в Южной Африке – означает «источник»), и нашедшие его ученые не исключают, что он мог быть предком людей. Впрочем, коллеги открывателей нового вида австралопитека не так в этом уверены. Думается, споры ученых мог бы разрешить генетический анализ, однако пока авторы находки не сообщали о намерении его провести. Одним из самых громких, но одновременно и самых спорных биологических достижений 2010 года стало создание организма с искусственным геномом. Автором этой работы выступил одиозный биолог Крейг Вентер со своими сотрудниками. Именно благодаря Вентеру ученые смогли впервые расшифровать геном человека к 2001 году, однако участие амбициозного исследователя в проекте закончилось скандалом – “добрый волшебник” предложил всем желающим приобрести полученные им последовательности ДНК за деньги, и только под давлением ученых и политиков он все-таки выложил их в открытый доступ. В 2010 году Вентер смог de novo синтезировать полный геном бактерии и пересадить его в пустую клетку родственного микроорганизма. Эта колоссальная по трудоемкости работа, по мнению Вентера, имеет важный практический и даже философский смысл, однако очень многие его коллеги, мягко говоря, сомневаются в научной ценности проделанного эксперимента.

Рассказ о развитии науки за прошедший год был бы неполным без упоминания об антидостижениях и неудачах. В 2010 году ученые так и не приняли окончательного решения о сроках и стоимости создания экспериментального термоядерного реактора ITER. По ходу работы над проектом реактора необходимые объемы финансирования все время растут, и одновременно уменьшается желание стран-участниц вкладываться в проект с неясной отдачей. В 2010 году печально закончилась недолгая научная карьера единственного российского научного спутника “Коронас-ФОТОН” для изучения Солнца. Из-за ошибки в расчетах мощности аккумуляторов спутника через месяц после вывода на орбиту у него начали отключаться приборы. Ученые рассчитывали, что во время пребывания на бестеневых орбитах в апреле 2010 года аппарат сможет подзарядить аккумуляторы и возобновить нормальную работу, однако этого не произошло. Еще одна российская неудача – аварийный запуск трех спутников ГЛОНАСС 5 декабря 2010 года. Ракета-носитель не смогла вывести аппараты на орбиту из-за неправильно написанной формулы в технической документации на заправку разгонного блока. Человеческий фактор стал причиной еще одного научного провала 2010 года. Нобелевский лауреат по физиологии и медицине 2004 года Линда Бак отозвала из научных журналов сразу две свои публикации по причине того, что она и ее сотрудники перестали доверять представленным в них результатам. Ведущим автором обеих статей был китайский исследователь Чжихуа Цзоу, работавший в лаборатории Нобелевского лауреата. В 2008 году Бак уже дезавуировала публикацию, в создании которой Цзоу принимал самое непосредственное участие. Эта история еще раз подчеркивает, насколько важен кадровый вопрос в науке. 2010 год стал последним в жизни марсохода “Спирит”, который вместе со своим “близнецом” по имени “Оппортьюнити” с 2004 года исследует поверхность Красной планеты. В марте 2009 года “Спирит” провалился в песчаную ловушку, из которой не смог выбраться, несмотря на все усилия специалистов. В последнее время “Спирит” не выходит на связь с учеными, большинство из которых склоняются к мысли, что он погиб, не выдержав марсианской зимы. В ушедшем году Америка отказалась от своей лунной программы, однако однозначно отнести это решение к провалам нельзя – в новой американской стратегии освоения космоса сделана ставка на частную космонавтику, которая грозится здорово потеснить государственную в самое ближайшее время. В начале декабря 2010 года частный грузовой космический корабль Dragon компании SpaceX совершил первый полет на орбиту, сделал два витка вокруг планеты и благополучно приводнился в Тихом океане. Для первого раза на борту корабля находился символический груз – головка сыра – но “всамделишная” проектная грузоподъемность Dragon составляет 6 тонн по пути наверх и три тонны при спуске на Землю».

 

 10 января на www.nanonewsnet.ru оубликован «Прогноз журнала Nature основных научных событий 2011 года».

«Эемские показания

В июне 2010 года проект Бурения эемского льда на севере Гренландии (NEEM, North Greenland Eemian Ice Drilling) на глубине более 2500 метров достиг материковой породы. В настоящее время исследователи проводят анализ газов и частиц, заключенных в ледяном керне, хранящем данные о климате эемского межледникового периода (130000 – 115000 лет назад), когда средняя глобальная температура была на 5°C выше, чем сегодня. Плоды этих усилий в ближайшее время станут известны. Они представляют особый интерес в связи с наблюдаемым сегодня и прогнозируемым ростом средней глобальной температуры.

GWAS докажут свою ценность

Полногеномные исследования связей (GWAS, Genome-wide association studies) обнаружили большое количество связей между заболеваниями и отдельными областями генома, однако о стоящей за этими связями биохимии (известно) разочаровывающе немного. Ожидается, что в 2011 будет дано описание механизмов, посредством которых гены и некодирующие области влияют на медицинские состояния, с ними связанные. Обмен веществ, ожирение и диабет среди важнейших целей.

Стволовые клетки

Стволовые клетки готовы для изучения. Исследователи научились репрограммировать клетки людей в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), а из них в другие типы клеток, таким образом, например, клетки кожи могут быть превращены в нервные клетки. ИПСК пациента будут все чаще использоваться в качестве моделей для изучения болезней, в том числе психических расстройств, для которых нет хороших экспериментальных моделей на животных, и мало понимание того, что происходит внутри клеток. Они будут также использоваться для проведения испытаний потенциальных лекарственных препаратов и для исследования того, почему существующие препараты одним пациентам помогают, а другим нет.

Бурный рост числа определенных последовательностей геномов

В этом году произойдет снижение цены на определение последовательности генома человека до $ 1000 за один геном. С приходом на рынок следующего поколения (геномных) секвенаторов, число определенных полных последовательностей человеческих геномов резко увеличится.

Этот проклятый неуловимый Хиггс

Маловероятно, что бозон Хиггса будет обнаружен в этом году на Большом адронном коллайдере, но есть хороший шанс, что он высветит нечто, как, например, доказательства суперсимметрии. Между тем команда Теватрона настаивает на продолжении работы после предполагаемой даты выключения этого ускорителя в сентябре 2011 года и все еще надеется сорвать джек-пот Хиггса.

Момент истины для темной материи

Несколько подземных экспериментов, как, например, XENON100, проводимый в итальянской Национальной лаборатории Гран-Сассо (Gran Sasso National Laboratory), или Криогенный поиск тёмной материи (CDMSII, Cryogenic Dark Matter Search), проводимый в шахте в американском штате Миннесота, занимаются поиском частиц темной материи и ожидают опубликовать результаты в 2011 году.

Лечение гепатита С

Среди лекарств, ожидающих в 2011 году одобрения Управлением США по надзору за качеством пищевых продуктов и лекарственных средств (US Food and Drug Administration), находится телапревир (telaprevir), который может помочь 3% населения Земли, зараженным вирусом гепатита С. Препарат был разработан компанией Vertex Pharmaceuticals (Кембридж, США).

Еще одна Земля

Охотники за планетами ожидают, что космический телескоп Кеплер (НАСА) обнаружит землеподобную планету у солнцеподобной звезды. Аппарат уже открыл сотни планет вне Солнечной системы, однако полные данные еще не опубликованы.

Синтетическая биология

Думаете, синтетическая биология работает на многоклеточном уровне? Учеными уже решен вопрос помещения сложной синтетической биологии на одноклеточный уровень. В ушедшем году исследователи сконструировали целую колонию бактерий, предписав им совместно периодически флуоресцировать. В этом году можно ожидать рост числа публикаций, посвященных групповому поведению клеток. Цель состоит в том, чтобы использовать согласованную работу группы клеток для наделения бактерии полезными функциями, как, например, производство лекарственных препаратов.

Последний полет шаттла

Последний полет многоразового космического транспортного корабля «Спейс шаттл» запланирован на апрель 2011 года, в нем на Международную космическую станцию будет доставлен магнитный альфа-спектрометр (AMS, Alpha Magnetic Spectrometer) для поиска антивещества и темной материи. Впрочем, Конгресс США может дать разрешение на еще один полет шаттла в ноябре 2011 года. Если второй испытательный полет космического корабля Dragon компании SpaceX окажется успешным, то предметом для обсуждения станет вопрос частных пилотируемых и грузовых космических кораблей.

Исследователи Солнечной системы

Миссия Messenger (НАСА) в марте этого года выйдет на орбиту вокруг Меркурия, став первым искусственным спутником ближайшей к Солнцу планеты. В августе зонд Dawn (НАСА) выйдет на орбиту вокруг Весты, одного из крупнейших членов пояса астероидов. Список космических запусков года включает: миссию Juno, которая займется исследованием Юпитера, миссию GRAIL, состоящую из двух аппаратов-близнецов, которые займутся картографированием гравитационного поля Луны, и Mars Science Laboratory – марсоход размером с автомобиль.

Суперлазер и синтез

Мощнейший в мире лазер – расположенная в Калифорнии (США) Национальная установка инициирования реакций синтеза (National Ignition Facility) – продвигает свой путь запуска реакции синтеза, в результате которой изотопы водорода мишени дадут больший выход энергии, чем им передано лазером. Эксперты расходятся во мнении, что установка добьется успеха в этом году.

Исследование Земли

В этом году будут опубликованы результаты работы спутника GOCE (НАСА), созданного для картографирования с беспрецедентной точностью гравитационного поля Земли, данные с аппарата будут использованы для мониторинга повышения уровня моря. Кроме того, в этом году будут запущены спутники Aquarius, который займется картографированием солености мирового океана, и аппарат Glory».

И еще о космосе. 10 января www.nanonewsnet.ru разместил заметку «Межгалактическая коммуникационная система на основе гравитационной "линзы" Солнца». «В далеком будущем люди смогут общаться и передавать данные на огромные межгалактические расстояния, измеряемые большим количеством световых лет, используя масштабную коммуникационную систему, приведенную в действие солнечной гравитацией. Передающие пункты этой коммуникационной системы должны быть расположены на расстоянии 550 астрономических единиц (АЕ) от Солнца, в точке, где лучи света фокусируются под воздействием линзы солнечной гравитации. Аппаратура передатчика, расположенная в этой точке, служила бы в качестве второй линзы этой системы, модулируя свет передаваемой информацией и направляя поток в сторону необходимой звездной системы, к примеру, Альфы Центавра. Используя гравитацию Солнца, как фокусирующую линзу, не потребуется больших мощностей передающей аппаратуры для того, что бы передать неискаженный сигнал на большие расстояния. По предварительным расчетам, мощности направленного передатчика в десятые доли Ватта, будет вполне достаточно, что бы передать сигнал, снизив количество ошибок передачи информации приблизительно в два раза. Такой усилительный эффект, оказываемый естественными факторами, будет очень важен в тот момент, когда человечество соберется выбраться далеко за пределы Солнечной системы. Ведь уже даже на расстояниях около 10 миллиардов километров, приблизительно на таком расстоянии находятся сейчас научные зонды Voyager, обычные радиосигналы полностью затухают или подвергаются сильным искажениям благодаря воздействию микроволнового космического фона, который, как предполагается, является эхом Большого Взрыва. Конечно, для того что бы обеспечить нормальную двухстороннюю связи, и в системе, с которой предполагается устанавливать связь, придется соорудить подобную систему. Только делать это придется с учетом размеров и массы центральной звезды и других особенностей удаленной звездной системы. В вышеупомянутой системе Альфа Центавра, к примеру, находящейся на удалении 4.37 световых года от Земли, передающую фокусирующую аппаратуру придется установить не на расстоянии 550 АЕ, а на расстоянии 749 АЕ. Большие расстояния – это основная проблема, с которой придется столкнуться людям, выбравшимся за пределы Солнечной системы. Из-за этих огромных расстояний и из-за того, что пока еще вся доступная нам техника держится на существующих физических принципах, сообщения, переданные даже с помощью солнечной линзы, дойдут до ближайшей звезды через 4.37 года. Видимо человечеству рано всерьез думать о покорении других звезд и галактик, пока остается только помечтать».

«Звезды становятся дальше: Полет задерживается», сообщает www.popmech.ru 19 января. «Футурологические расчеты, отталкивающиеся от энергозатрат, необходимых для космических путешествий и имеющихся в нашем распоряжении, неутешительны: первый межзвездный перелет состоится не раньше 2200 г.После многих веков мечтаний, после бесчисленной фантастической литературы и полуфантастических проектов, после всех теоретических построений и реальных достижений космонавтики – все-таки, когда человечество сможет, наконец, отправиться к звездам? Этим вопросом задается в своей недавней статье Марк Миллис (Marc Millis), астрофизик, бывший одним из руководителей NASA и основатель фонда Tau Zero, который поддерживает изыскания в области межзвездных путешествий. В самом деле, кажется, сегодня звезды ближе, чем когда-либо. Возможно, они буквально рядом, и довольно скоро – может, не при нашей жизни, но при жизни наших детей или внуков – первая миссия с Земли стартует к какой-нибудь недалекой звезде. Это тем более важно и интересно на фоне все новых открытий планет, в том числе – и весьма близких по своим характеристикам к нашей. Не состоится ли первый контакт с разумными собратьями – уже в нынешнем веке? Но все, как всегда, наталкивается на главное – колоссальные космические расстояния. Десятилетия потребовались американским зондам, разогнавшимся сегодня быстрее любого другого искусственного аппарата, чтобы подобраться к границе Солнечной системы, но и эти расстояния меркнут на фоне безграничной пустоты Вселенной. Ученые, футурологи и философы не раз рассматривали различные аспекты, которые связаны с преодолением таких невероятных дистанций. Одни в своих построениях отталкивались от скоростей, необходимых для того, чтобы покрыть их в разумные сроки; другие оценивали финансовую сторону вопроса. Миллис же подошел к проблеме с иной стороны – с энергетической. Он оценил, так сказать, «энергетический бюджет» потенциальной межзвездной миссии и сравнил его с ростом реальных возможностей нашей энергетики, экстраполируя их в будущее. Там, где возможности эти достигают необходимого для полета уровня, и расположен, по мнению Миллиса, момент, когда такая миссия станет реальностью. Увы – слишком нескоро.

Чтобы провести нужную экстраполяцию, Миллис оценил энергетические затраты, в которые обошлись за последние 30 лет запуски американских шаттлов, как долю общего энергопотребления США. При этом делается допущение, что примерно такая же часть «энергетического бюджета» страны будет тратиться на космонавтику и в будущем, что с учетом общего роста энергорасходов позволяет надеяться и на рост энергозатрат на космос. Кроме того, ученый попытался оценить уровень энергозатрат, соответствующий межзвездным миссиям двух разных типов. Первый – запуск большого корабля с 500 человек колонистов, в один конец – без возврата на Землю. Миллис полагает, что подобный проект потребует отправить в общей сложности 50 т веса на каждого человека, и что каждый будет потреблять энергии столько же, сколько средний американец в 2007 г. – т.е., около 1000 Вт. Исходя из этого, корабль потребует 10¹⁸ Дж (энергозатраты запуска шаттла Миллис оценил в 10¹³ Дж). Второй тип потенциальной межзвездной миссии не столь масштабен. Он состоит в отправке автоматического зонда (ближайшей к нам Альфы Центавра, удаленной всего на 4 световых года, он достигнет за 71 год) – проект такой на порядки проще, чем полет корабля с колонистами. Зато у него, по мнению Миллиса, имеется необходимость не только разогнаться после старта, но и замедлиться перед достижением цели (почему этого не требуется большому кораблю, в статье не уточняется). Словом, энергозатраты по этому проекту ученый полагает на уровне 10¹⁹ Дж. Осталось лишь спрогнозировать, когда человечество (в лице США) будет способно выделить такие количества энергии из своих ресурсов. Экстраполируя, Миллис приходит к неутешительной цифре – 2196 г. – а до тех пор мы приговорены ползать по поверхности своей старенькой планеты. Но за то мы ее и любим».

И в заключение раздела один поучительный исторический факт. «Лук против пистолета: Стрелковые парадоксы» - название заметки, размещенной на www.popmech.ru 21 января. «Появившись в Европе в XVI в., огнестрельное оружие быстро вытеснило традиционные луки и арбалеты. Но почему в Китае они сосуществовали почти целое тысячелетие? Объяснить этот парадокс помогают… политика и климат.В 1415 г. состоялось одно из самых важных сражений Столетней войны, когда сравнительно небольшая английская армия буквально разметала в пух и прах вшестеро превосходившее его по численности войско французов. Слова «армия» и «войско» здесь неслучайны: французский главнокомандующий привел на поле традиционное рыцарское ополчение в сопровождении эсквайров, оруженосцев и прочей средневековой братии. Тогда как английский король выставил против них дисциплинированных профессиональных солдат, включая 5 тысяч заслуживших вскоре огромную славу пехотинцев, вооруженных длинными луками. Стрелы легко прошивали доспех на большом расстоянии, и лучники могли вести безопасный и смертоносный обстрел противника. Результат их работы потрясает: французы потеряли 10 тыс. человек, а англичане – 112. Однако с битвы при Азенкуре прошло всего около 200 лет – и грозный длинный лук перестал быть таким уж грозным. Вообще, луки к этому времени почти полностью исчезли из употребления в армиях развитых стран Европы, потесненный первыми образчиками огнестрельного оружия. Парадокс состоит в том, что в Китае, откуда, в общем-то, и пришел к нам порох, огнестрельное оружие впервые использовалось в сражении еще в 1232 г., при монгольской осаде одного из китайских городов. А существовало оно и еще раньше, о чем свидетельствуют древние рисунки местных авторов. При этом лук продолжал использоваться в Китае в качестве боевого оружия и 800 лет позже – фактически, до столкновения со странами Запада. Почему же?

Задаваясь этим вопросом, американский физик Тимо Ньеминен (Timo Nieminen) прежде всего называет традиционный азиатский композитный лук «лучшим из возможных до появления современных материалов и современного блочного лука». Ученый рассматривает механику и энергетику использования этого эффективного оружия. Итак, когда стрелок натягивает тетиву, поверхность лука, которая ближе к нему, сжимается, тогда как противоположная растягивается. Крайне непросто найти материал, который был бы одинаково хорош при обоих типах нагрузок – был бы устойчив к деформациям и с достаточной силой стремился вернуть бы себе первоначальную форму. Именно это привело к появлению композитных луков, составленных из роговой ткани (сжимаемая часть) и выделанных сухожилий (растягиваемая часть), соединенных деревянной основой. Производство таких луков было делом очень непростым. По некоторым оценкам, только на качественную просушку сухожилий требовалось около года. Но результат стоил того – недаром композитные луки (в средневековой Европе их не знали) просуществовал в Китае не менее двух тысячелетий. Еще одним критическим фактором эффективности лука является способность выдерживать максимальный изгиб при минимальных размерах. В идеале эта величина ограничивается лишь длиной рук стрелка, однако дерево, снова, недостаточно упруго, и лук должен быть примерно в 2,3 раза длиннее максимального своего изгиба. Длинные луки английской пехоты потому и были длинными, в рост самих лучников. Для сравнения: восточный композитный лук той же эффективности мог не превышать и 110 см, соответственно, был легче и проще в транспортировке и использовании. Отчего же он не прижился в Европе? По мнению Тимо Ньеминена, причина – во влажном климате материка, где исключительные свойства нужных материалов быстро падали. Потому же такие луки не стали распространены ни в соседней с Китаем Японии, ни в Индии, зато применялись кочевыми племенами Центральной Азии. В сравнении с ранними образцами огнестрельного оружия луки еще сохраняли ряд преимуществ, включая дальность и точность стрельбы, и скорострельность, простоту изготовления и ухода. Но был у них один минус: для эффективного использования этих преимуществ требовалось мастерство лучника, а огнестрельное оружие было доступно любому новобранцу. Это, как считает Ньеминен, послужило еще одной причиной удивительно долгого использования луков в Китае. Политическое устройство этой страны позволяло правителям иметь достаточное количество квалифицированных лучников, тогда как феодальная и вечно воюющая Европа поставлять их просто не могла. Выбор воюющих сторон был очевиден. «Экономические и социальные факторы, - резюмирует ученый, - стали более важным фактором, повлиявшим на вытеснение лука огнестрельным оружием, нежели их боевые свойства».