XCOD.INFO

Чёрные дыры сохранят память о нас после конца времени

У чёрных дыр сложилась репутация объектов, безвозвратно поглощающих всё, что им удаётся “затянуть”. Как считает большинство современных физиков, всё, что пересекает горизонт событий – своеобразную точку невозврата, – бесследно растворяется в недрах загадочной сингулярности. Группа американских учёных попыталась понять, были бы у нас шансы при попадании в “космический пылесос”. В результате оказалось, что опасения кое в чём могут быть и безосновательны.
Точнее было бы, конечно, сказать, что доктору Абхаю Аштекару (Abhay Ashtekar) и его коллегам из университета Пенсильвании (Pennsylvania State University) всего лишь удалось продвинуться ещё на один шаг в разрешении одного из самых интересных научных споров последнего времени: сохраняется в чёрной дыре информация или нет? Или, говоря на языке квантовой механики, нарушаются ли её законы в условиях сильной гравитации.

Это может звучать как оторванная от реальности академическая дискуссия, но у такого космического “форматирования диска” могут быть вполне реальные земные последствия.

Напомним, что в “центре” чёрной дыры, как считают многие учёные, лежит сингулярность – точка, в которой кривизна пространства-времени обращается в бесконечность, а законы нашего мира рушатся. А если говорить проще, это точка, к которой неприменимы наши привычные представления о времени и пространстве, где невозможно отличить одно от другого и где, как полагают некоторые специалисты, стрела времени перестаёт существовать.

Чёрная дыра притягивает облако газа, разогревая его. Излучение, испускаемое при этом частицами газа, – один из способов обнаружить “невидимый” объект (иллюстрация CXC/S.Lee).

Всё равно сложно? Это действительно непросто представить, но физикам приходится подбирать какие-то аналогии, чтобы описывать эти странные объекты не только одними уравнениями.

Сингулярности ставят серьёзную проблему перед квантовой теорией, на основании которой, кстати говоря, сделаны расчёты всех полупроводниковых микросхем и вашего компьютера в том числе. Так вот, один из базовых принципов квантовой механики гласит, что текущее состояние Вселенной зависит от её предыдущего состояния. Соответственно, если “перемотать” все известные состояния Вселенной назад, то можно представить, что было в исходной точке. Этот принцип называется квантовой обратимостью.

Для физиков это означает, что можно математически рассчитать параметры всех частиц во Вселенной для какого-либо момента в прошлом и сказать, каким было это прошлое – информация должна сохраняться.

Одно из главных открытий Хокинга было сделано им ещё в 1973 году: вследствие квантовых эффектов чёрные дыры могут испускать частицы — “испаряться”. Наличие такого излучения поставило перед учёными два неразрешимых и взаимосвязанных вопроса: “потеря” информации в чёрной дыре и её повышенная энтропия. Сам Хокинг (а с ним и многие физики) долгое время считал, что излучение чёрной дыры никак не зависит от того, что в неё ранее “попало” (фото с сайта sfgate.com).

В 1970-х годах эти “основы мироздания” были подвергнуты сомнению Стивеном Хокингом – одним из самых известных современных физиков. Он утверждал, что чёрные дыры “перемалывают” всю материю без остатка и квантовая обратимость перестаёт в них работать.

Спустя 30 лет, в 2004 году, знаменитый космолог признал, что ошибался. Однако он так и не дал теоретического обоснования, почему “данные” сохраняются. Или не сохраняются. В общем, вопрос оставался открытым.

И вот появилась новая, математически выверенная теория, которая попыталась этот вопрос закрыть. Расчёты, проведённые доктором Аштекаром и его группой, позволяют предположить: кое-что всё-таки может выжить в недрах загадочного космического объекта – квантовая информация способна “продраться” сквозь чёрную дыру.

Если выкладки верны, это поможет решить важную проблему квантовой механики и сделать чёрные дыры для нас более предсказуемыми.

Вселенский шредер: чёрная дыра “перерабатывает” материю без остатка. Согласно квантовой теории может происходить спонтанное рождение частиц и античастиц из вакуума. Если поблизости есть чёрная дыра, то её поле притянет ближайшую частицу, а другая частица, в силу квантовых эффектов, “уйдёт” на большее расстояние, унося с собой часть энергии-массы (и информации) чёрной дыры — это явление названо излучением Хокинга. В течение своего формирования чёрные дыры поглощают множество падающих на них частиц различных типов и свойств. Хотя квантовая теория требует, чтобы подобная информация была сохранена, до недавнего времени считалось, что она теряется в недрах дыры (иллюстрация NASA).

А может ли повлиять на нас с вами их гипотетическая непредсказуемость? Да запросто.

Мы уже писали о возможности создания микроскопической чёрной дыры в Европейском центре ядерных исследований (CERN) на большом андронном коллайдере (Large Hadron Collider — LHC). В принципе, любые исследования с разгоном частиц до сверхвысоких энергий могут привести к созданию небольшой чёрной дыры.

Согласно теории Хокинга, такая дыра должна мгновенно “испариться”, но при неблагоприятном исходе появление этих “миниатюрных” чёрных дыр даже на миг может уничтожить какую-то часть информации о нашем мире, и эксперимент окончится небывалой катастрофой. “Этот риск потери информации висит дамокловым мечом”, — говорят авторы работы.

Доктор Аштекар считает, что пространство и время “больше, чем считалось ранее, и это оставляет возможность для восстановления информации” (фото с сайта phys.psu.edu).

Доктор Аштекар с коллегами решили разобраться с проблемой путём… изменения структуры пространства и времени. Мысленного, разумеется.

Гравитационная теория Эйнштейна — общая теория относительности – рассматривает пространственно-временной континуум, то есть нечто сплошное и непрерывное. Как лист бумаги, например.

Американо-индийский физик обратился к этой аналогии и попытался развить её.

Так же, как лист бумаги, состоит из атомов, он представил пространство-время “собранным” из мириад строительных блоков. Как и бумага, пространство-время для удалённого наблюдателя (человека, пишущего письмо) кажется непрерывным, но при значительном приближении можно увидеть отдельные “кирпичики” (скажем, атомы листа бумаги в электронный микроскоп).

При изучении чёрных дыр физики столкнулись с философскими по сути вопросами, например, какова связь между материей и информацией? В информационном парадоксе речь идёт о нарушении законов квантовой обратимости, то есть исчезновении квантовой информации о частицах, попавших в чёрную дыру (иллюстрация с сайта wwu.edu).

Основываясь на этой гипотезе, учёный со товарищи сделали математическую модель того, что может представлять собой центр чёрной дыры. При этом для упрощения модели и соответствующего математического аппарата они использовали двухмерные координаты вместо трёхмерных.

И вот в этой “плоской” пространственной системе исследователи выяснили, что сингулярность – всепоглощающий космический “стиратель” – исчезает, и вместо неё “появляется” некая причудливая область. Пространство-время в этом новом “сердце” чёрной дыры должно стать настолько непредсказуемым, что все причинно-следственные связи нашего мира окажутся нарушенными. И всё же даже в таких условиях ничего страшного не произойдёт.

По крайней мере так можно утверждать на основании полученных теоретических выкладок: в смоделированных учёными “несингулярных” объектах классическая логика не действует, а вот законы квантовой механики работают прекрасно.

В работе американских физиков говорится, что наша Вселенная не непрерывна, а состоит из отдельных блоков-кирпичиков (иллюстрация с сайта pictopia.com).

И этот вывод – как бальзам на душу физиков. Ведь если чёрные дыры ведут себя именно так, как говорит доктор Аштекар, информация никогда не будет потеряна и “квантовые” законы продолжат выполняться даже за горизонтом событий.

Кстати, если вам всерьёз заинтересовала эта работа, то её полный текст можно будет найти в выпуске журнала Physical Review Letters от 20 мая 2008 года.

Само собой, теория не претендует на законченность и полноту: полное соединение квантовых эффектов и гравитации должно произойти в давно ожидаемой Теории Всего, а на столь масштабный труд авторы работы не претендуют.

По словам профессора Билла Анруха (Bill Unruh), специалиста по гравитации из университета Британской Колумбии (University of British Columbia in Vancouver), полученная теория очень интересна и “находится одной ногой в реальности”. По его мнению, теория “блочного пространства” позволит предсказать ранее неизвестные свойства чёрных дыр.

“Всеядность” чёрной дыры, по идее, можно измерить с помощью её информационной энтропии – глубоко таинственной концепции. Для оценки меры хаотичности информации её ввёл американский математик Клод Шеннон (Claude Shannon). Эту весьма сложную для ассоциативного восприятия концепцию ему предложил знаменитый фон Нейман, добавив при этом: “Это даст вам большое преимущество в спорах, так как никто на самом деле не знает, что же такое энтропия” (иллюстрация с сайта filetransit.com).

В свою очередь астроном Кимберли Уивер (Kimberly Weaver) из NASA, говорит, что необходимо экспериментально подтвердить факт излучения Хокинга и попытаться проанализировать его. Возможно, наблюдения покажут, что в излучаемых частицах какая-то информация о “предыстории” чёрной дыры всё-таки содержится. Но лишь в случае обнаружения “испарения” соответствующей аппаратурой это можно будет утверждать наверняка.

“Теория находится в младенческой стадии”, — признаёт доктор Аштекар. Но он уверен, что она будет работать и для нашего трёхмерного пространства. А в этом случае, считает физик, исследование может приблизить учёных к пониманию того, как “взаимодействуют” квантовая механика и гравитация. То есть стать ещё одним кусочком мозаики, который поможет понять устройство Вселенной.

Если это возможно в принципе, разумеется.

В NASA заработала самая мощная гиперстена

27 июня 2008

Создатели гиперстены подчёркивают, что по “графической мощи” Hyperwall-2 идентична 600 современным игровым консолям (фото NASA Ames Research Center/Eric James).

Видеостена Hyperwall-2, созданная в суперкомпьютерном центре американского космического агентства (NASA Advanced Supercomputing Division — NAS) совместно с американской компанией Colfax International, — это не просто 128 жидкокристаллических экранов, установленных вместе и согласованно показывающих единую картинку. Это самая реалистичная система визуализации суперкомпьютерных данных в мире.

Гиперстена длиной 7,01, а высотой 3,05 метра показывает изображение, состоящее из рекордных четверти миллиарда пикселей, сообщает пресс-релиз NASA.

Система позволяет учёным и инженерам быстро анализировать большой объём графики, работа с которой традиционными методами отняла бы годы.

Речь идёт о выводе данных спутниковой съёмки, результатов суперкомпьютерного моделирования климатических процессов или обтекания воздухом возвращающегося с орбиты шаттла, слияния чёрных дыр и так далее.

С новой системой исследователи могут очень быстро оценивать тенденции и “паттерны” в огромной массе результатов компьютерного моделирования или рассматривать гигантские составные снимки рекордного разрешения, причём в мельчайших деталях (фотографии NASA Ames Research Center/Eric James).

Также видеостена позволит операторам удобно и эффективно отслеживать изменения в работе самих суперкомпьютеров NAS, диагностировать проблемы с “железом” или софтом. Причём с суперкомпьютерами центра у “стены” — прямая быстродействующая связь, в том числе — с Columbia — машиной, уже не самой мощной в мире, но по-прежнему одной из.

Сама по себе эта гиперстена не представляет особого технического интереса (подобный приём с составленными вместе экранами использовали и раньше, только в существенно меньшем масштабе). Но чтобы этому экрану было что показывать, американские специалисты построили мощную компьютерную видеосистему.

Она состоит из согласованно трудящихся 128 графических и 1024 центральных процессоров с суммарной пиковой производительностью 74 терафлопа. Поддерживает всё это хозяйство память на 475 терабайт.

Интересно, что Hyperwall-2 является наследником системы, построенной там же в 2002 году, в которой было всего 49 составленных экранов, а вычислительная мощность — в 100 раз меньше.

Познакомьтесь также с многоэтажной интерактивной видеопанелью, гигантским дисплеем на 340 градусов обзора, самой реалистичной виртуальной комнатой, бесшовным дисплеем на 60 мегапикселей, супердисплеем на три теннисных корта.

Медоносные пчёлы помогли найти эгоистичный ген

26 июня 2008

Трудолюбивые пчёлы уже давно помогают человечеству делать открытия в самых различных областях. Например, недавно зоологи узнали, что пчёлы далёких стран понимают друг друга спустя миллионы лет (фото M.F. O’Brien).

Международной группе учёных удалось обнаружить доказательства существования “эгоистичного” гена, впервые локализовав соответствующий участок ДНК у пчёл. Возможно, это положит конец многолетней дискуссии о природе социальных феноменов – таких как самопожертвование, например.

Напомним, в свой знаменитой книге “Эгоистичный ген” (The Selfish Gene) Ричард Докинз (Richard Dawkins) утверждал, что фундаментальной основой поведения особи является репликация как можно большего числа наследственных комбинаций.

В определении “эгоистичный” заключена злая ирония, поскольку в процессе эволюции именно слепая предрасположенность к максимальному воспроизводству может способствовать, к примеру, самопожертвованию.

В генетических исследованиях этот термин не несёт в себе никаких поведенческих характеристик – он означает лишь то, что наследственные комбинации просто подчиняются законам молекулярной биологии.

Конечно, такой подход к оценке эволюции не является прерогативой Докинза. Ещё Чарльз Дарвин сформулировал так называемый альтруистический парадокс – мы уже писали об исследовании наследственных причин самопожертвования у социальных насекомых.

Общество медоносных пчёл (Apis mellifera) устроено весьма сложным образом. В улье имеются: матка, рабочие пчёлы (бесплодные самки) и трутни (самцы) – все вместе они образуют “суперорганизм” (фото с сайта sciencedaily.com/Florin Tirlea).

Перепончатокрылые (Hymenoptera) – вообще очень интересный объект для наблюдения: в колонии медоносных пчёл, например, рабочие пчёлы-самки являются бесплодными и при этом заботятся о чужом потомстве.

Многие исследователи считали, что таким образом насекомые всё равно обеспечивают воспроизводство своего генетического материала – общего для их родовой группы. Но ген или гены, ответственные за такую стратегию, до сих пор выделены не были.

Грэму Томпсону (Graham Thompson) из университета Западного Онтарио (University of Western Ontario) и Питеру Оксли (Peter Oxley) из Сиднейского университета (University of Sydney) впервые удалось локализовать участок ДНК у пчёл, который, по их мнению, отвечает за стерильность.

Профессор Томпсон считает, что это подтверждает существование “эгоистичного” гена.

“Сделанное нашей группой открытие – весомый аргумент в пользу социобиологии”, — добавляет он.

Расшифровка генома пчёл проводилась на основании результатов, полученных в ходе реализации проекта Honey Bee Genome Project в 2006 году.

Детальный отчёт об исследовании будет опубликован в июльском номере журнала Genetics.

Читайте также о том, как пчёлы превзошли по числу видов млекопитающих и птиц, или об альтруизме у крыс.

В головном мозге обнаружены два вида морали

Представьте, что вам необходимо сделать сложный выбор: дать пропитание одному ребёнку, который в результате не будет голодать несколько дней, или распределить провизию среди большего количества детей, но этого им хватит лишь на один день. Группа учёных из США попыталась показать, каким образом принимаются решения, связанные с проявлением доброты и сочувствия.
Казалось бы, вопрос о выборе между одним и несколькими – философский. Но американцы решили пролить свет на эту этическую дилемму, а заодно и выяснить, что же движет людьми при принятии морально-нравственных решений и существуют ли биологические основы у эмоционального сопереживания. Отчёт об этом эксперименте опубликован в журнале Science.

Исследователь поведенческих моделей Мин Су (Ming Hsu) из университета Иллинойса (University of Illinois) и его коллеги, нейрофизиологи Седрик Анен (Cedric Anen) и Стивен Квартц (Steven R. Quartz) из Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology), использовали функциональную магнитно-резонансную томографию (fMRI) для исследования активности различных отделов мозга у 26 добровольцев при принятии ими решения о помощи сиротам.

Участникам эксперимента предлагалось решить не просто гипотетическую задачу: их “пожертвования” в ходе эксперимента попадали во вполне реальный угандийский приют.

Добровольцы принимали серию решений о распределении продуктов питания среди африканских детей-сирот. Сначала им предлагалось либо забрать 15 обедов у одного ребёнка, либо разделить “потерю” среди двух детей, “отняв” у каждого из них 7 и 8 порций соответственно. Далее число “доз еды” росло, но количество “отбираемого” у нескольких детей провианта последовательно увеличивалось относительно аналогичной операции применительно к одному ребёнку. Все наблюдения фиксировались томографом.

А как бы вы решили эту дилемму: отнять у одного ребёнка 15 корочек хлеба или у двух, но по 9 у каждого? (иллюстрация MEMBRANA).

Когда общее число обедов было одинаковым для двух предлагаемых опций, практически все добровольцы принимали решение разделить утрату поровну. Когда же число “отнимаемых” у детей “трапез” превышало общее число пожертвований, в которых нужно было отказать одному сироте, люди меняли стратегию поведения: подопытные в целом предпочитали забрать 15 обедов у одного, вместо того чтобы взять по 9 у двух – такая стратегия уменьшает общие “потери”.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что люди стараются избежать неравенства и несправедливости, но только до того момента, когда принцип наименьшего вреда для “популяции” детей в целом перевешивает сострадание к конкретному ребёнку.

Сканирование показало, что два различных основания морали “зашифрованы” в голове человека. Вернее, в двух его отделах: островке (insula) и скорлупе (putamen) головного мозга.

Когда у человека активизируется скорлупа головного мозга (слева), это свидетельствует о рациональных основаниях решения стоящей перед ним моральной дилеммы, а когда островок мозга (справа) — о том, что решение принимается, исходя из сострадания и эмоционального сопереживания (иллюстрация Science).

Островок – область, предположительно ответственная за эмоции, — становился более активным, то есть “светился”, когда добровольцы чувствовали несправедливость и наблюдали неравенство. Эта зона также проявляла повышенную активность у тех подопытных, у которых наблюдалась излишне болезненная реакция на неравенство в силу их индивидуальных качеств.

И наоборот, активность скорлупы мозга фиксировалась, когда принимаемые решения основывались скорее на здравом смысле, чем на эмоциях. При этом интенсивность “свечения” была пропорциональна общему числу обедов, которыми нужно было бы пожертвовать.

По словам Жорже Молла (Jorge Moll) из бразильского исследовательского института Labs D’Or Hospital Network, главным результатом эксперимента явилась локализация двух различных моральных мотиваций и “привязка” их к структуре мозга. Он также подчёркивает, что подопытные всё-таки испытывали сомнения при необходимости выбора между здравым смыслом и состраданием.

Кстати, к концу исследования было пожертвовано в общей сложности $2279 – денежный эквивалент всех “утраченных” обедов. Так что сами учёные чувством сострадания также оказались не обделены. И это можно смело добавить к положительным результатам опыта.

Яхты-роботы поднимают паруса на штурм Атлантики

Первая в истории попытка роботов самостоятельно пересечь океан под парусом вполне может закончиться потерей всех участников. Ведь даже мореходы из плоти и крови не всегда добираются до цели. А тут с волнами и шквальным ветром придётся бороться небольшим лодочкам, ведомым горсткой микросхем. Тем ценнее окажется победа электроники над стихией.
Восемь небольших яхт примут старт в уникальной гонке Microtransat Challenge, которая состоится нынешней осенью.

По устройству эти яхты схожи. Они в небольшом масштабе повторяют строение “настоящих” парусных судов, только такелажем тут управляют специальные приводы, команды которым отдаёт бортовой компьютер. Последний постоянно сверяет позицию яхты (благодаря спутниковой навигации) с картой маршрута, следит за погодой “над головой”, волнами и ветром и регулярно отправляет на берег “отчёт” о положении дел. Питают всё хозяйство аккумуляторы, заряжаемые солнечными батареями.

Австрийский Roboat победил в первом Microtransat, состоявшемся в 2006-м (фото с сайта theregister.co.uk).

Не так уж сложно? На словах. Но только представьте, с какими трудностями столкнутся роботы в открытом океане, где никто не сможет (согласно правилам) “подсказывать” им верные решения. А ведь включить дистанционное управление яхтой человеком их создатели смогут лишь в экстренных ситуациях — только чтобы спасти сам аппарат. Но в таком случае уже ни о какой победе и речи не пойдёт.

В общем, создание автономных парусных ботов – дело непростое. Тем удивительнее, что такие машины проектируют, а то и уже построили, и более того — испытали — сразу несколько групп экспериментаторов.

На данный момент для участия в соревновании зарегистрировалось восемь команд из Великобритании, Франции, Австрии, Канады, Португалии и США.

Правда, их проекты находятся на разной стадии реализации. У одних есть только картинки и объявление “Ищем спонсоров”, у других имеются действующие прототипы яхт или предыдущие модели, у третьих полным ходом идёт постройка “призового аппарата”.

Слева верху: 280-килограммовая яхта-робот Beagle B, построенная в Абериствите, является предшественницей Pinta. Последняя должна оказаться изящнее (всего 150 килограммов), но быстрее. По расчётам британцев она сможет развивать скорость в 7,4 километра в час. Особенности конструкции — углеволоконный парус-крыло. Справа вверху: одна из моделей от INNOC, хорошо видны солнечные батареи. Внизу: претенденты из Португалии и Канады (фото с сайтов microtransat.org, roboticsailing.org и engsoc.queensu.ca).

Так или иначе, за победу в трансатлантической гонке намерены побороться:

• робот Pinta факультета информатики университета Уэльса в Абериствите (Aberystwyth University);
• французская высшая школа авиационных инженеров (ENSICA) и её машина IBoat;
• австрийское общество передовых компьютерных исследований (Österreichische Gesellschaft für innovative Computerwissenschaften или INNOC) и его аппарат Roboat;
• команда автономного парусного робота (Mostly Autonomous Sailboat Team — MAST) Королевского университета в Онтарио (Queen’s University);
• лодка FEUP Autonomous Sailboat (FASt) инженерного факультета университета Порто (Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto — FEUP);
• частная команда из Мэриленда Team Robotboat и её аппарат Mark III Robotboat;
• частная американская команда Team Savage;
• частная команда Portencross Boys из Глазго.

Картина, достойная пера Айвазовского: кораблик команды MAST сражается с порывами ветра на фоне свинцовых туч (фото с сайта roboticsailing.org).

Состязание роботов-яхт придумано Марком Нилом (Mark James Neal) из университета Уэльса и Ивом Бриером (Yves Brière) из ENSICA. Первые такие (довольно скромные) соревнования прошли на одном из французских озёр, а также в морском заливе близ берега Британии в 2006 и 2007 годах. Однако трансатлантический переход — куда более серьёзное испытание для роботов, нежели несколько километров тех первых гонок.

“Это первый случай, когда кто-либо попытается преодолеть океан с любой автоматизированной лодкой, — сообщает Нил. — Большая проблема — долговечность и гибкость работы роботов в сложных условиях. Они должны выжить в течение двух-трёх месяцев без всякой поддержки. Если нам удастся добраться до финиша, я буду очень рад. Это достижение откроет океаны для мониторинга окружающей среды при помощи роботов”.

Проект из Мэриленда (иллюстрация с сайта robotboat.blogspot.com).

“Датчики таких машин, — продолжает профессор, — будут измерять содержание углекислого газа в воде, концентрацию хлорофилла и загрязняющих веществ, атмосферное давление и температуры воды и воздуха. Собранные данные пригодятся учёным, а также помогут специалистам отслеживать рост планктона или разливы нефти. Роботы соберут эту информацию дешевле и оперативнее, чем с нынешними технологиями”.

Надо заметить, что плавающие роботы уже ходили поперёк Атлантики. Можно вспомнить хотя бы выдающийся подводный робот-исследователь Spray. Однако для обеспечения своего движения он использовал совсем другой принцип.

С другой стороны, мы уже видели успех системы, в которой парусом (да ещё и летающим) управлял компьютер. Так что современная техника обладает хорошей “базой”, чтобы породить работоспособные трансатлантические яхты-боты.

Пока команда Team Savage завлекает потенциальных спонсоров этим рисунком… (иллюстрация с сайта tech.groups.yahoo.com).

Вернёмся, впрочем, к состязанию.

В правилах Microtransat Challenge перечислены такие разумные вещи:

• яхты не должны иметь никакого привода, кроме паруса;
• аппарат должен быть полностью энергетически автономным, он должен нести на борту всё необходимое ему электрооборудование, а в длину парусник не должен превышать четырёх метров;
• участники не могут мешать другим претендентам, в том числе – вести машины на столкновение, ставить препятствия или мешать работе электронных систем конкурентов;
• каждый участник обязуется предоставлять информацию о положении лодки судьям не реже раза в сутки;
• участники не могут управлять своими яхтами дистанционно, но могут переправлять на них координаты определённых точек дистанции, информацию о погоде на маршруте или даже обновлять ПО лодки, а также – получать с борта телеметрию о состоянии яхты (её батарей и так далее).

…их соперники из Portencross Boys выполнили (вчерне) проект своей яхты-робота Shoogle Nifty II, чему свидетельство — этот чертёж (иллюстрация с сайта vagabond.me.uk).

Старт этой гонки намечен на промежуток между 29 сентября и 5 октября 2008 года. Место старта — Виана до Кастело (Viana do Castelo), Португалия. Финишная линия (по определению устроителей гонки) — это отрезок меридиана 60 градусов западной долготы, ограниченный двумя параллелями — 10 и 25 градусов северной широты. На ряде ресурсов уточнено, что “ленточка” натянута примерно между северной оконечностью Святой Люсии и южной оконечностью Мартиники, хотя это куда более короткий отрезок.

В случае если ни одна яхта так и не дойдёт до заветной финишной линии, победителем состязания объявят аппарат, который на момент своего схода или прекращения всей гонки в целом достигнет самой западной точки среди всех претендентов.

Несколько моментов гонки 2007-го, которая прошла в Ирландском море у берега Абериствита (фотографии с сайта microtransat.org).

“Считать цыплят” мы будем осенью. Но ещё раньше, с 20 по 25 мая 2008-го, в Австрии на озере Нойзидль (Neusiedl) пройдёт международный чемпионат яхт-роботов (World Robotic Sailing Championship 2008), организованный INNOC. Для команд, намеренных бросить своих роботов в волны Атлантики в осеннем супермарафоне, майское состязание послужит отличным тестом машин и оценкой расстановки сил.

Во всяком случае уже известно, что команды INNOC, Aberystwyth, FEUP и MAST вовсю собираются на чемпионат.

Летающий Humvee претендует на пост универсального беспилотника

Этот аппарат – настоящий воздушный трансформер. Стартует он как вертолёт, а далее передвигается как самолёт. При этом крылья меняют свою форму в зависимости от режима полёта. А ещё эта машина в минуты может быть снаряжена для выполнения самых непохожих друг на друга боевых задач. И всё — без людей на борту.
На днях американская компания Frontline Aerospace анонсировала свою разработку — беспилотный летательный аппарат V-STAR.

“V-STAR — это Humvee в воздухе, — заявил основатель и глава Frontline Aerospace Райан Вуд (Ryan S. Wood), — он предоставляет революционное решение для логистики на линии фронта и боевых миссий”.

Размах крыльев аппарата составляет — 5,03 метра, ширина корпуса — 2,28 метра, длина — 6,55 метра. При транспортировке машины по земле её крылья можно легко демонтировать (иллюстрация Frontline Aerospace).

Сравнение со знаменитым американским вездеходом подразумевает вовсе не высокую проходимость летающей машины (что очевидно), а её универсальность. Humvee в армии – настоящая рабочая лошадка. Его применяют не только для транспортировки людей или грузов, но и в качестве платформы для лёгкого оружия или систем разведки, как связную машину, в общем – в десятках различных ситуаций.

Точно также и V-STAR должен нести в своём брюхе разнообразную начинку или грузы. Это может быть и современная электроника, и высокоточное оружие, и простые канистры с питьевой водой.

Работа над аппаратами такого рода, – подлинными универсалами, ведётся в нескольких компаниях, и ряд интересных машин уже поднимался в воздух. Однако, Frontline Aerospace полагает, что сможет построить беспилотник с самым “интересным” для военных сочетанием характеристик.

Потолок V-STAR равен 9,45, а рабочая высота полёта — 4,6 километра. В сочетании с отменными дальностью полёта и скоростью эти параметры превращают данный аппарат в прекрасного “снабженца” (иллюстрация Frontline Aerospace).

V-STAR должен стать самым быстрым беспилотным аппаратом с вертикальным взлётом. Собственно имя машины так и расшифровывается: V — от VTOL, то есть “вертикальный взлёт и посадка”, а STAR — это сокращение от Swift Tactical Aerial Resource — “Стремительный тактический воздушный ресурс”. И “ресурс” этот может доставлять солдатам боеприпасы, еду и воду, запчасти для других машин, равно как сам служить оружием или разведывательной системой.

По расчётам инженеров, максимальная скорость V-STAR достигнет 533 километров в час, что даже выше, чем у самого быстрого вертолёта в мире — Sikorsky X2.

В основе V-STAR лежит принцип уже не раз виденный нами (вспомним X-Hawk) в других аппаратах аналогичного назначения: в корпусе машины скрыт подъёмный вентилятор (точнее два – противоположного вращения), в хвосте – толкающий винт, также в кольце. Но есть и отличия.

Такой ромб, по замыслу авторов проекта, обеспечит машине хорошие лётные данные. На продольном разрезе белым цветом показаны двигатели и трансмиссия, тёмно-серым — кольцевой канал подъёмного вентилятора (иллюстрация Frontline Aerospace).

Изюминка нового проекта – это крылья. Основные – ромбовидная “этажерка”. А по её краям аппарат может раскладывать одну или две пары небольших прямых крылышек. При помощи такой трансформации можно добавлять машине грузоподъёмности во время дальних транспортных рейсов на малой скорости, либо снижать сопротивление воздуха при разгоне.

Полезная нагрузка робота составляет 181 килограмм, а максимальный взлётный вес — 1,07 тонны. Интересно, что груз в машине размещается в центре тяжести аппарата (внутри широкой шахты, в которой вращается подъёмный винт), так что при любой начинке V-STAR чувствует себя одинаково устойчиво.

Диаметр отсека для груза составляет 0,81 метр, а высота – 0,6 метра (иллюстрация Frontline Aerospace).

Дальность полёта этой “мухи” должна составлять 1215 километров с почти полной нагрузкой, однако если в “багажник” робота положить лишь 14 килограммов (скажем, видеокамеру и систему связи), V-STAR сможет (в теории) пролететь 5560 километров.

Одно из напрашивающихся применений такой машины — разведка, слежение, целеуказание и поиск (которые складываются в аббревиатуру ISTAR). Так вот — разработчики универсального беспилотника пишут, что с ISTAR-начинкой весом до 50 килограммов он сможет продержаться в небе свыше 19 часов подряд.

Конечно, это ничто, по сравнению с разведывательными самолётами-роботами, рассчитанными на пятилетний непрерывный рейс, но у последних – несравненно меньше максимальная скорость. V-STAR же должен уметь быстро переходить от “ленивого” барражирования к молниеносному броску в сторону цели.

Идеальное транспортное средство, неважно, везёт оно мешки с картошкой, камеры наблюдения или боеприпасы, должно доставлять груз как можно дальше с наибольшей скоростью, при этом само не должно ничего весить. Идеала не бывает, но к нему стремятся.

Frontline Aerospace взяла технические характеристики нескольких современных летательных аппаратов, в том числе — беспилотных (плюс — одного автомобиля, для сравнения) и посчитала их транспортную эффективность, перемножив максимальную скорость, дальность полёта (хода) и полезную нагрузку, и поделив их на полный взлётный вес (полную массу для авто).

Размерность единиц слева — тысячи квадратных морских миль в час. По мнению создателей V-STAR, эта величина позволяет сравнивать совершенство различных аппаратов как транспорта (иллюстрация Frontline Aerospace).

Получилось, что V-STAR в этом отношении — самый “талантливый”. Правда не забываем — машина пока существует только на бумаге.

Зато не на бумаге существует её двигатель. Создатели V-STAR выбрали в качестве его “сердца” турбовальный Rolls Royce Model 250, который, в зависимости от исполнения, может развивать мощность до 750 лошадиных сил при собственном весе порядка 120 килограммов.

Это проверенная временем конструкция. “250-й” ставили и ставят на 170 моделей лёгких вертолётов и самолётов, а также — беспилотных летательных аппаратов. В том числе — на новый военный вертолёт-робот Fire Scout, являющийся для V-STAR прямым конкурентом.

В настоящее время в мире эксплуатируется 15 тысяч таких движков. Так что Frontline Aerospace справедливо рассчитывает на высокую надёжность своего детища (она в значительной мере зависит от безотказности движка), а также – на сравнительно низкие эксплуатационные расходы.

На перевод V-STAR в транспортное положение требуется 20 минут, а на обратную трансформацию в боевое – полчаса (иллюстрации Frontline Aerospace).

В V-STAR должно стоять два таких агрегата: один в носу, один в хвосте. Между собой они соединяются трансмиссией, так что при отказе любого движка машина спокойно продолжит полёт.

Также надо отметить, что в штатном режиме оба двигателя работают одновременно лишь на взлёте, когда нужно оторвать тяжёлый, заправленный “под пробку” аппарат от земли. При горизонтальном же полёте уже в самолётном режиме, хвостовой винт приводит лишь один двигатель, второй же – отдыхает, экономя топливо.

Кстати, об экономии. В арсенале Frontline Aerospace есть ещё одно ноу-хау, которое она намерена внедрить на V-STAR.

MicroFire — самая загадочная часть разработки. Мы даже не уверены, что опубликованный компанией рисунок теплообменника отражает облик конечного узла, который, предположительно вмонтируют в ГТД (иллюстрация Frontline Aerospace).

Называется эта штуковина MicroFire, а представляет из себя теплообменник-рекуператор, использующий часть тепла выхлопных газов ГТД для подогрева входящего в камеру сгорания воздуха.

Такой узел способен заметно улучшить экономичность турбовального движка, снизив удельный расход топлива (в зависимости от режима) на 40%.

Сама по себе эта идея далеко не нова и даже применяется в целом ряде ГТД. Однако хитрость в том – как именно устроить такой теплообменник и, что ещё важнее, из каких материалов его выполнить. Дело в том, что эффективность движка сильно зависит от температуры газов перед турбиной, но на повышение температуры ограничение накладывают именно материалы.

MicroFire – это “секретная” конструкция в которой применена, предположительно, керамика. Точных данных, впрочем, нет. И не случайно. Компания сейчас патентует этот теплообменник и рассчитывает на заинтересованность в нём других фирм, выпускающих летательные аппараты и ГТД.

“Откровенно говоря, в данный момент мы держим MicroFire под покрывалом”, — говорит Вуд.

Действительно ли MicroFire так хорош, или нет – даже без него V-STAR должен стать одним из самых интересных беспилотников. И если параметры реального летающего робота хотя бы примерно будут походить на те числа, что озвучены разработчиками, военные с радостью отдадут по $4 миллиона за каждый серийный экземпляр V-STAR. Только произойдёт это попозже — в 2010 году.

Команда южнокорейских ученых под руководством скандально известного профессора Хвана У-Сука объявила о том, что ей удалось создать семнадцать клонов собак породы, находящейся на грани исчезновения. Организация Sooam Biotech Research Foundation утверждает в своем заявлении, что клоны популярного в Китае тибетского мастифа появились на свет в апреле. Эксперимент проводился по просьбе Китайской академии наук, сообщает Associated Press.

Известно, что на создание клонированных собак биотехнологам потребовалось два месяца, однако обсуждать долю успешных попыток ученые отказываются, ссылаясь на внутреннюю политику. Все семнадцать клонов были получены от двух тибестких мастифов женского и мужского пола, а вынашивали искусственно полученные эмбрионы шесть суррогатных самок. Такие сведения были получены в результате анализа ДНК, проведенного институтом Kogene Biotech. Впрочем, как заявляет представитель Kogene Biotech, сотрудники института были лишены возможности собственноручного забора образцов и использовали для тестов генетический материал, предоставленный организацией Sooam Biotech Research Foundation. Поэтому ученые не могут знать наверняка, были ли эти образцы ДНК взяты у клонированных животных, у оригинальных собак или же у тех и других одновременно. То есть, достоверность достижения южнокорейских биотехнологов спорна.

Хван У-Сук и его коллеги впервые клонировали собаку в 2005 году. Щенок афганской борзой родился 24 апреля, но биотехнологи хранили молчание, пока не было доказано, что у собаки нет дефектов. Малышу дали кличку Снаппи, которая составлена из первых букв слов Seoul National University puppy (щенок Сеульского национального университета). Клонированный пес был зачат тем же методом, что и овечка Долли. Прежде чем добиться положительного результата, экспериментаторам пришлось пересадить 123 суррогатным самкам 1095 генетически измененных эмбрионов. На это ушло два с половиной года. Эффективность метода составила всего 1,6%. Выносила Снаппи самка лабрадора, а появился он на свет с помощью кесарева сечения.

В том же году профессор Хван У-Сук оскандалился. В ноябре 2005 года выяснилось, что один ученый из команды профессора платил женщинам за сдачу яйцеклеток для экспериментов. Хвана У-Сука обвинили в нарушении медицинской этики, все эксперименты его команды назвали противоречащими этическим нормам, и биотехнолог был вынужден сложить с себя полномочия главы международного исследовательского центра World Stem Cell Hub. А чуть позднее было объявлено, что большинство результатов экспериментов со стволовыми клетками были подтасованы. В марте 2006 года государство лишило профессора лицензии на эксперименты с человеческими клетками, но он продолжал проводить опыты в частной лаборатории в Сеуле. В сентябре 2007 года, не выдержав давления общественности, Хван У-Сук перенес свой исследовательский центр в Таиланд.

Источник: Новости Компьюленты (www.compulenta.ru)

Основными жевательными мышцами являются массетер и височная мышца, здесь показана первая из них (иллюстрация с сайта theodora.com).

Технологи из Национальной школы сельскохозяйственной и пищевой промышленности в Нанте (Ecole Nationale d’Ingénieurs des Techniques des Industries Agricoles et Alimentaires – ENITIAA) придумали, как с помощью машины воспроизвести процесс пережёвывания пищи человеком.

Почему именно пережёвывание? Ответ прост: потому что это первая стадия на долгом пути усвоения какого-либо продукта организмом. К тому же человек ощущает вкус еды (со всеми нюансами) именно при пережёвывании пищи. Соответственно, чтобы машина могла “понять” человека, её для начала необходимо научить именно жевать тестируемый продукт.

Ранее были созданы механизмы, которые могли исследовать мягкую пищу (например пюре), а также инженеры придумали “челюсти” для тестирования искусственных зубов. Кроме того, специалисты немало поработали над электронными языками и носами, способными уловить и идентифицировать вкус и аромат еды и напитков.

Теперь учёные мужи под руководством Гаёль Арвисене (Gaëlle Arvisenet) придумывают всяческие приспособления, которые смогли бы пережёвывать даже твёрдую пищу (к примеру, яблоки). И пусть пока разработки ещё весьма далеки от “эталона”, начало положено, да и успехи кое-какие имеются.

Схематическое изображение “искусственного рта” (иллюстрация ENITIAA).

Пока измельчающему (по сути) устройству не дали название. Известно, что размерами оно превышает человеческий рот почти в пять раз. Устройство представляет собой стальной контейнер, температура которого поддерживается постоянной (37°C) с помощью электрического элемента.

Внутренние поверхности “рта” покрыты специальным химически устойчивым пластиком, который используется при создании медицинских имплантатов. Нижняя “челюсть” может двигаться вокруг центральной оси, верхняя — вверх-вниз (на ней расположены подобия зубов).

Сдавливание и вращательные движения копируют механическое воздействие на еду, происходящее во рту человека. Кроме того, к пережёвываемой пище добавили содержащую необходимые ферменты искусственную слюну, которая втекает в основание камеры по специальной трубочке.

Так как большинство запахов попадает в нос человека также в процессе пережёвывания, химики пропустили через камеру инертный газ гелий, движение которого имитирует дыхание. К тому же он забирает все летучие соединения и выносит их с собой, к примеру, для дальнейшего анализа.

“Мы хотели воспроизвести не механическую работу челюстей, языка и зубов, а довести продукт до такого состояния, как будто его прожевал человек”, — поясняет Арвисене.

После того как результат работы искусственного рта (полученный на разных скоростях) сравнили с тем, что осталось от яблока, когда его жевали люди, выяснилось, что по текстуре, внешнему виду и прочим параметрам они почти не отличаются (читайте статью авторов, опубликованную в Journal of Agricultural and Food Chemistry).

Добавим, что со временем искусственный рот может стать важной составляющей робота-дегустатора, который поможет тем же учёным постичь природу вкуса и, возможно, создать еду лучшего качества.

По мптериалам MEMBRANA (www.membrana.ru)

Траншеи “Белоснежка 1″ (слева) и “Белоснежка 2″ (Snow White 1, Snow White 2). Длина канавок составляет около 30, глубина — 5 сантиметров. Снимок от 19 июня (фото NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University/NASA Ames).

Учёные, анализирующие данные с Красной планеты, утверждают: есть все основания считать, что Phoenix раскопал то, зачем летел — водяной лёд под тонким слоем грунта. Доказательство — сублимация яркого материала, который оказался открыт при удалении верхнего пласта почвы.

Последние дни на Марсе для американского зонда сложились непросто. Исследователи приступили к анализу образцов грунта. Причём им пришлось преодолеть ряд трудностей. Но это было только начало.

Когда пробы всё же высыпали в щель, оказалось, что почва Марса какая-то слипшаяся. Большие крупинки цепляются друг за друга, и ни одна не желает попадать в печь. Дело в том, что отверстие печки прикрыто защитной сеткой с отверстиями по одному миллиметру. Исследователи рассчитывали нагревать (чтобы выполнить анализ образовавшихся газов) именно такие небольшие песчинки.

Позже был придуман способ “переупрямить” грунт. Ковш робота заставили вибрировать над открытой печкой, так, чтобы самые мелкие частицы марсианской породы понемногу ссыпались в печь. Аналогично образцы песка были доставлены и в микроскоп.

Кстати, слипание грунта учёные объясняют присутствием очень мелких частиц, заполняющих промежутки между более крупными гранулами, возможно, вместе с неким компонентом, играющим роль цемента.

Образец марсианского песка в микроскопе. Масштабная линейка — один миллиметр (фото NASA/JPL-Caltech/University of Arizona).

Проба, попавшая в микроскоп, продемонстрировала около тысячи отдельных частиц, многие из которых — в десять раз меньше диаметра человеческого волоса.

Исследователи говорят, что увидели тут, по меньшей мере, четыре разных минерала. К примеру, там есть большие чёрные стекловидные частицы и маленькие красные.

Эксперты полагают, что этот набор отражает историю грунта — кажется, что первоначальные частицы вулканического происхождения за счёт выветривания сократились в размерах до крупинок с более высокой концентрацией железа.

Теперь относительно льда. “Подозрения” у учёных появились ещё в начале июня. Но нагрев первой пробы в печке признаков водяного пара не выявил.

Зато исследователи Марса получили доказательства присутствия льда благодаря снимкам траншеи “Додо-Златовласка” (Dodo-Goldilocks), вырытой роботом ранее (вернее, это сначала были две соседние траншеи, которые позже соединили в одну, отсюда и двойное имя). Несколько светлых комочков почвы, присутствующих вначале, исчезли на более поздних кадрах.

“Это должен быть лёд, — заявил научный руководитель миссии Питер Смит (Peter Smith) из университета Аризоны. — Эти комки практически полностью исчезли в течение нескольких дней, что есть идеальное доказательство того, что это — лёд. Ранее высказывалась идея, что яркие материалы — это соль. Но соль испариться не может”.

Вверху: траншея Dodo-Goldilocks, отснятая 13 июня. Ширина этой выемки составляет 22, а длина 35 сантиметров. Наибольшая глубина (участок в нижней части кадра) достигает 8 сантиметров. Внизу: кадры, снятые уже 15 и 18 июня (20-й и 24-й сол миссии). Светлые участки становятся меньше, а в левом нижнем углу траншеи исчезает несколько гранул светлого материала (фотографии NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University).

Также при рытье ряда траншей вокруг аппарата рука робота наткнулась на жёсткий грунт под сравнительно тонким слоем мягкого. Причём примерно на одной и той же глубине во всех траншеях.

Учёные полагают, что это и есть залежи льда. В частности, таким “препятствием” порадовала исследователей самая свежая траншея — “Белоснежка 2″.

Источник MEMBRANA (www.membrana.ru)

Постижение принципов работы головного мозга и построение его всеобъемлющей модели – одна из самых больших задач, стоящих перед современной наукой. Новое исследование пролило свет на эволюцию высшей нервной деятельности и на то, как нам удалось стать такими умными. Ну или хотя бы некоторым из нас…
Чтобы продвинуться в изучении этого вопроса, британские нейробиологи долго и кропотливо изучали одноклеточных, мух, мышей и, само собой, добровольцев вида Homo sapiens. Труды их оказались не напрасны: теперь можно смело утверждать, что на возникновение интеллекта повлияло не столько количество серого вещества, сколько качество системы передачи данных между нейронами.

Обмен импульсами (то есть управление всей деятельностью живых организмов) осуществляется посредством синапсов – биохимических комплексов, отвечающих в основном за контакт между аксоном и дендритом.

Учёные считают, что именно усложнение этих контактов способствовало возникновению более продвинутых моделей поведения у млекопитающих, а впоследствии – и у человека.

Упрощённый механизм передачи сигнала выглядит так: из синаптических пузырьков аксона освобождается нейротрансмиттер, который выходит в синаптическую щель и, после определённой реакции, соединяется с молекулярными рецепторами дендрита. В результате индукции и возникает нервный импульс (иллюстрация с сайта wikipedia.org).

В ходе многоступенчатого исследования удалось выяснить, что развитие нервных соединений – альфа и омега интеллектуальной революции: сначала появились строительные кирпичики необходимой сложности, а уж потом на их основе стало возможным возведение величественного здания головного мозга.

Результаты этой работы опубликованы в журнале Nature Neuroscience.

До сих пор господствовала точка зрения, согласно которой синапсы у большинства животных устроены схожим образом, а разница в мыслительном потенциале возникает лишь вследствие большего или меньшего их количества. Это помимо относительного объёма черепной коробки, разумеется.

“Мы всегда упрощённо думали, что чем больше нейронов, тем круче мозг, но наша последняя работа это опровергает, – говорит профессор Сет Грант (Seth Grant), руководитель исследования и по совместительству глава программы Genes to Cognition. – Никто до сих пор не обращал внимания на молекулярный состав нейронных контактов”.

Известны по крайней мере два проводящих механизма в синапсе: непосредственно через синаптическую щель посредством поляризации мембраны и передача при высоком содержании ионов кальция. Второй механизм, предположительно, быстрее первого (иллюстрация с сайта wmneurosurgery.org).

Британские учёные обнаружили существенные различия в числе и сложности белков, определяющих характер передачи импульсов. В синапсах млекопитающих было обнаружено около 600 различных типов белков, у беспозвоночных – примерно 300.

Но это ещё не всё. У дрожжевых бактерий было зафиксировано около 150 типов белков – а ведь у них вообще нет мозга. Зато синаптические связи помогают одноклеточным интерпретировать внешние сигналы – изменение температуры, например.

По мнению профессора Гранта, обнаруженные у микроорганизмов контакты – потомки древнего “протосинапса”, который обеспечивал формирование первых моделей поведения. То есть именно таким образом впервые возникла способность реагировать на окружающую действительность и вырабатывать соответствующую стратегию.

В дальнейшем число возможных комбинаций ответных реакций росло – сначала у беспозвоночных, а потом и у позвоночных. Венцом творения в данном случае, естественно, выступает человек. Возможно, что развитие синаптических связей в итоге и привело к появлению логики.

Доктор Грант считает, что количество и сложность протеинов в синапсе росли взрывообразно. Впервые это произошло около трёх миллиардов лет назад, когда появились многоклеточные. Вторая волна – появление позвоночных около 500 миллионов лет назад (иллюстрации с сайтов fireflyforest.net, eb.com/MEMBRANA).

Уже в ходе первого этапа исследования учёным впервые удалось выделить нейронные белки из мозга мух, что позволило оценить механизм передачи данных у беспозвоночных и сравнить его с известными данными по животным.

Дальнейшее изучение поведенческих моделей и соответствующих наследственных мутаций у животных подтвердило первоначальные оценки: эволюция “передаточных” протеинов связана с усложнением моделей сознания – вплоть до возникновения высшей нервной деятельности.

Например, один из локализованных генов – SAP102 – “позволял” подопытным мышам правильно ориентироваться в лабиринте. Дело в том, что при его блокировании перестают вырабатываться необходимые для прохождения нервных импульсов белки (причём только определённых типов), и в этом случае мышки просто не могут найти дорогу. Мутации данного гена у человека, отметим, приводят к умственной неполноценности.

Таким образом, удалось связать несколько выделенных ранее генов с когнитивными способностями животных и людей – это по-настоящему серьёзное достижение.

Другой интересный результат изучения синапсов – установление взаимосвязи между интенсивностью передачи импульса и памятью. У синапса существует так называемая длительная потенциация (LTP), когда поддерживается длительный контакт, и долговременная депрессия (LTD), когда он блокируется. Большинство теоретиков нейрофизиологии полагает, что эти два механизма лежат в основе клеточных механизмов памяти и обучения (иллюстрация Discovery, Genes to Cognition/Sanger Institute).

Не исключено, что именно усложнение протеинов – ключ к пониманию мыслительных способностей. Авторы работы считают, что такой “апгрейд” явился причиной выделения специализированных отделов в головном мозге, что, в свою очередь, сформировало предпосылки для возникновения высшей нервной деятельности.

“Вскоре мы сможем построить простую модель возникновения сознания и поведения, общую для всех существующих видов”, — говорит доктор Грант. По его мнению, мы находимся “в одном шаге” от того, чтобы ответить на поистине философский вопрос: что есть мысль и что есть человеческая логика.

А другой участник проекта, доктор Ричард Эмес (Richard Emes) из университета Киля (Keele University), считает, что, по крайней мере, начал вырисовываться эволюционный путь сознания: “Это потрясающе, как природа методом проб и ошибок соединила соответствующие белки в примитивную сенсорную систему сначала у простейших, а потом мы дошли до более сложных синаптических связей у млекопитающих, которые позволяют не только реагировать на окружающий мир, но и анализировать его”.

Кстати, недавно учёные выяснили, что при передаче импульсов между двумя нейронами часть данных может “перекидываться” на соседние синапсы – для увеличения пропускной способности (иллюстрация с сайта georgiapainphysicians.com/MEMBRANA).

В общем, на данном этапе схема развития сознания представляется следующим образом: рост сложности молекулярных комплексов – появление “больших” синапсов – увеличение объёма мозга. По крайней мере, если опираться на результаты нового исследования.

Кстати, авторы работы сравнивают эволюцию синапса с увеличением вычислительной мощности процессоров. Интересно, человек – это уже достигнутый потолок роста производительности, или возможны и более совершенные создания?

Достигли ли мы своего квантового потолка?