GeorgyNsk2017

пикабушник
67К рейтинг 480 подписчиков 1113 комментариев 299 постов 184 в "горячем"
30

Космический "Нобель", или строение звезд, пульсары и неполученная премия

Пока идет обсуждение того, насколько заслуженной была Нобелевская премия по физике в этом году, предлагаю вспомнить некоторых лауреатов прошлых лет, также отмеченных премией за исследования Вселенной.

В их числе немецко-американский физик-ядерщик Ханс Бете, удостоенный премии в 1967 году «за вклад в теорию ядерных реакций, особенно за открытия, касающиеся источников энергии звёзд». В чем же, собственно, был вклад.

Поначалу Ханс Бете много и успешно занимался квантовой механикой и квантовой электродинамикой. Но, покинув Германию после прихода к власти Гитлера, он, уже в качестве профессора университета Корнелла сосредоточился на ядерной физике. Накануне Второй мировой войны, Бете с коллегами опубликовали серию из трех статей, в которых суммировались основные известные вопросы по ядерной физике. Впоследствии эти труды стали неофициально известными как «Библия Бете».

Но причем тут астрономия, спросите вы. До звезд, на самом деле, оставалось совсем немного. В 1938 году Бете пригласили принять участие в Вашингтонской конференции университета теоретической физики, посвященной как раз энергии звезд. Поначалу он не хотел ехать, поскольку это было не совсем в области его научных интересов. Но коллеги убедили, что мероприятие будет интересно и ему.

Организаторы конференции подробно изложили то, что было известно о температуре, плотности и химическом составе Солнца и предложили участникам придумать объяснение, что энергия Солнца — результат протон-протонной цепной реакции.

Космический "Нобель", или строение звезд, пульсары и неполученная премия Космос, Пульсар, Астрономия, Длиннопост, Копипаста, Нобелевская премия

Бете, работая в сотрудничестве с Чарльзом Кричфилдом, предложили серию последовательных ядерных реакций, объясняющих происходящие на Солнце процессы. Это был прорыв в понимании процессов протекания термоядерных реакций в массивных звёздах.

Еще ближе к космологии труды физиков, отмеченные Нобелевской премией в 1983 году. Тогда американский астрофизик Уильям Альфред Фаулер получил ее за теоретическое и экспериментальное исследование ядерных реакций, имеющих важное значение для образования химических элементов во Вселенной. А его индийский коллега Субраманьян Чандрасекар (правда, к тому времени давно живший в США) - за теоретические исследования физических процессов, играющих важную роль в строении и эволюции звёзд.

Космический "Нобель", или строение звезд, пульсары и неполученная премия Космос, Пульсар, Астрономия, Длиннопост, Копипаста, Нобелевская премия

Субраманьян Чандрасекар - физик из Индии, который в 24 года рассчитал, при каких условиях звезда превращается в белого карлика, а при каких - в нейтронную.


Уже в своих ранних работах (в 1930-х годах) Чандрасекар показал, что большие и малые звезды ведут себя по-разному после того, как погаснет их ядерный огонь. С помощью квантовой механики и теории относительности он проанализировал поведение звездного вещества в процессе его сжатия, уделяя особое внимание электронам.

Если масса звезды достаточно мала, то гравитационное давление, вызывающее сжатие, постепенно уравновешивается внутренним давлением, и звезда достигает положения равновесия при размерах белого карлика.

Однако если масса звезды превосходит определенную величину, то электроны будут постепенно сжиматься до такой степени, что их скорости станут близки к скорости света, условие, называемое релятивистским вырождением. В результате гравитационное сжатие превзойдет противодействующие силы, и звезда будет продолжать сжиматься до невероятно малого размера и огромной плотности. Критическая масса звезды, ниже которой звезда может стать белым карликом, известна теперь как граница Чандрасекара. Она в 1,4 раза превышает массу Солнца.

А вот, если масса звезды в два и более раза превышает массу Солнца, предсказал Чандрасекар, она выделит такое огромное количество энергии, что, превратившись в сверхновую, взорвется. Ее наружная оболочка будет выброшена в пространство, а остаток сожмется до устойчивой нейтронной звезды, не содержащей электрически заряженных электронов и протонов. Плотность такого объекта должна быть порядка 100 млн. тонн на кубический сантиметр.

Когда индиец опубликовал свои расчеты впервые, ему было всего 24 года. Но ждать окончательного признания своих заслуг ему пришлось еще почти полвека.

Определенно вкладом в космологию стоит считать открытие ускоренного расширения Вселенной посредством наблюдения дальних сверхновых, Нобелевскую премию за которое вручили в 2011 году Солу Перлмуттеру, Адаму Риссу и Брайану Шмидту. А теперь Нобелевский комитет отметил вклад Джима Пиблза, описавшего, в частности, процесс образования крупномасштабных структур в ранней Вселенной – галактик и их скоплений.

Два других лауреата - Мишель Майор и Дидье Кело, как известно, награждены за открытие экзопланеты у другой звезды. И надо отметить, что открытие нового типа астрономических объектов приносило автору Нобелевскую премию даже реже, чем заслуги в области космологии. Но, как минимум, один такой пример привести можно.

Это лауреат премии 1974 года Энтони Хьюиш. Хотя назвать его первооткрывателем не совсем корректно.

Началась эта история в 1965 году, когда Хьюиш работал в университете Кембриджа и завершил работу над проектом особого радиотелескопа для приёма и анализа сигналов космических квазаров. Радиотелескоп должен был занимать участок площадью 4,5 акра. На нём планировалось смонтировать 200 километров проводов стоимостью 15 тысяч фунтов стерлингов. Монтаж проводов выполнила группа студентов и аспирантов, занимавшаяся у профессора Хьюиша.

Сигнал, полученный радиотелескопом записывали самописцы, в день получалась тридцатиметровая бумажная лента, покрытая зигзагообразной кривой, чем-то похожей на электрокардиограмму. Эти показания надо было расшифровывать, причем, на тот момент никто толком не знал, как это делать. Приходилось искать и анализировать закономерности в многочисленных зигзагах, да еще и, в виду отсутствия компьютеров, делать это вручную.

Как это часто бывает, основная черновая работа свалилась на плечи лаборантов, в первую очередь на одну из аспиранток Хьюиша – Джоселин Белл.

Космический "Нобель", или строение звезд, пульсары и неполученная премия Космос, Пульсар, Астрономия, Длиннопост, Копипаста, Нобелевская премия

Джоселин Белл - ученый, которая открыла пульсары, но осталась без Нобелевской премии


По скромным подсчетам ей пришлось просмотреть и обработать больше 50 километров бумажной ленты. И в итоге, именно она первой обратила внимание на регулярные пики, не похожие на привычные сигналы, регистрируемые радиотелескопом

Сигнал то исчезал, то появлялся, но когда он был, то пики радиоизлучения шли равномерно, с периодичностью 1,33 секунды между максимумами. Зная периодичность, Белл сумела привязать источник загадочного сигнала к конкретному участку звездного неба. И только тогда сообщила о своей находке научному руководителю.

Хьюиш поначалу счел, что дело в некоей ошибке, а источник сигнала имеет земное происхождение. А когда было подтверждено, что он идет из космоса, стало ясно, что астрономы столкнулись с ранее неизвестным объектом. Их назвали пульсарами. И после опубликования первой статьи о них за авторством Хьюиша и Белл (вышла в 1968 году), начали искать целенаправленно. К 1974 году их число уже измерялось десятками, а в наши дни – тысячами. То есть, пульсары – не какая-то экзотика, а довольно распространенный класс звезд.

К чести профессора, он лично никогда не пытался присвоить всю славу открытия себе, наоборот, в своей Нобелевской речи много раз упомянул ее имя, но решением Нобелевского комитета Джоселин Белл осталась «за бортом» награждения. Несколько лет спустя сама Белл так прокомментировала ситуацию вокруг пульсаров и премии:

«Высказывались предложения, что я должна получить часть Нобелевской премии, которая была присуждена Тони Хьюишу за открытие пульсаров… Я полагаю, что Нобелевские премии потеряли бы свой авторитет, если бы они присуждались студентам-исследователям, за исключением особенных случаев, и я не думаю, что я попадаю в эту категорию».

Что интересно, пульсары «принесли» Нобелевскую премию своим исследователям еще раз – в 1993 году. Это были американские астрономы Рассел Халс и Джозеф Тейлор, обнаружившие новый тип пульсаров – двойные, которые излучают гравитационные волны, предсказанные Эйнштейном. Так, благодаря пульсарам, теория Эйнштейна нашла ещё одно подтверждение, а существование загадочных гравитационных волн было практически доказано. Впрочем, потребовалось еще два с лишним десятилетия, чтобы ученые смогли произвести наблюдения этих самых гравитационных волн с помощью детектора LIGO, что также было отмечено «нобелевкой» по физике в 2017 году. Можно сказать, что премию получили все авторы главных открытий, связанных с пульсарами, за исключением аспирантки Белл. Но, признаем, Нобелевский комитет не раз обвиняли в пристрастности, субъективности и тому подобных грехах. И все равно эта премия остается самой престижной в мире науки.

Источник

Показать полностью 2
72

Кислородный "Нобель", или что общего у нуклеотидов, молочной кислоты, кислорода и онкологии

Нобелевскую премию по медицине и физиологии в этом году вручили за открытие механизма адаптации клеток к объему доступного кислорода. Предлагаем вспомнить, какие еще исследования в этой области, удостаивались Нобелевской премии в прошлом. Тем более, что таких примеров несколько.

Первым лауреатом, отмеченным за изучение биохимических процессов, протекающих в организме на клеточном уровне, стал немецкий биохимик и физиолог Альбрехт Коссель. Премию ему вручили более ста лет назад, в 1910 году, а основную часть исследований, отмеченных ею он провел еще раньше, в конце позапрошлого века. В 1879 году он выделил нуклеин из крахмала. Затем, вместе со своими студентами определил, что нуклеиновые кислоты состоят из так называемых пиримидиновых азотсодержащих оснований, к которым относятся тимин, цитозин и урацил. За последующие несколько лет химики открыли большую часть основных компонентов нуклеиновых кислот.

Но Косселю мало было простого перечня, он стремился связать химическое строение какого-либо вещества клетки с его биологической активностью. Изучая физиологические свойства нуклеина, он пришел к выводу, что это вещество играет определенную роль в росте тканей, а не является источником энергии для мышечных клеток. В то время роль нуклеиновых кислот в кодировании и передаче генетической информации еще была неизвестна, и ученый не мог предполагать, какое значение будут иметь его работы для генетики в будущем.

В 1922 году другой немецкий биохимик и врач, Отто Мейергоф получил Нобелевскую премию за открытие тесной взаимосвязи между процессом поглощения кислорода и метаболизмом молочной кислоты в мышце.

Кислородный "Нобель", или что общего у нуклеотидов, молочной кислоты, кислорода и онкологии Нобелевская премия, Биохимия, Онкология, Копипаста, Длиннопост

Отто Мейергоф (1884 - 1951) - человек, променявший психологию на биохимию, и как оказалось, удачно.


Биография этого лауреата изобилует неожиданными поворотами. Начать с того, что он успел поучиться в четырех университетах - в Фрайбурге, Гейдельберге, Берлине и Страсбурге. Правда, получилось это не совсем по его «вине», особенностью германской университетской системы того времени было то, что часто в стенах одного вуза не было возможности прослушать полный спектр лекций для достойного овладения выбранной специальностью. И многим студентам приходилось посещать, как минимум, два университета.

В 1909 году Отто заканчивает, наконец, учебу и получает диплом… психиатра. А его дипломная работа касается исключительно «умственных расстройств». Но в том же году он устроился работать ассистентом в отделение внутренних болезней клиники Гейдельберга, где познакомился с молодым биохимиком Отто Варбургом. И в результате, Мейергоф бросает психологию и погружается в мир процессов, протекающих внутри клеток.

Если конкретнее – он изучает метаболизм углеводов. На тот момент наука знала только, что клетки накапливают углеводы в виде гликогена. А потом могут расщеплять его, как с участием кислорода, так и без. В общем-то, на этом известные факты заканчивались.

Мейергоф стал изучать, как соотносятся между собой механическая работа, выполняемая миоцитами — клетками мышечной ткани клетками мышц и клеточный метаболизм. Из-за Первой мировой войны исследования прервались на несколько лет, которые будущий нобелевский лауреат провел в качестве военврача германской армии. Очередной поворот в биографии закончился благополучно, и в 1917 году он возвращается в Кильский университет (где преподавал в предвоенные годы) и продолжает свою работу.

Ставя опыты на лягушках, Мейергоф показал, что при анаэробном (без участия кислорода) гликолизе образуется молочная кислота, но при наличии кислорода лишь пятая часть лактата полностью окисляется до воды и углекислого газа. Напрашивался вывод: клетка использует полученную энергию для того, чтобы «собрать» из лактата новые молекулы глюкозы. Такой вот замкнутый энергетический цикл.

Так был получен главный фрагмент того, что сейчас называется «метаболическим циклом Эмбдена – Мейергофа – Парнаса», одного из ключевых метаболических энергетических путей в нашем организме.

Кстати, в своей Нобелевской речи, Отто Мейергоф сказал очень правильные слова:

«Истинная жизнь ученого состоит не из выдвижений и наград, они являются лишь конечным, а вернее, побочным ее продуктом. Она заключается в революционной мысли, новых теориях, фундаментальных открытиях, которые рождаются в предназначенном для этих целей разуме, как и произведение искусства, в результате творческого акта».

Ну а человек, подтолкнувший Мейргофа променять психологию на биохимию, Отто Варбург через десятилетие и сам стал Нобелевским лауреатом (вы уже чувствуете, какой вклад внесли немецкие ученые в изучение процессов, протекающих в клетках организма, в конце XIX и в первой трети XX веков).

Кислородный "Нобель", или что общего у нуклеотидов, молочной кислоты, кислорода и онкологии Нобелевская премия, Биохимия, Онкология, Копипаста, Длиннопост

Отто Варбург (1883 - 1970) - ученый, автор биохимической гипотезы образования раковой опухоли, которая, хоть и была опровергнута в конце прошлого века, но до сих пор популярна среди сторонников нетрадиционных медицинских практик


Можно сказать, что именно Отто Варбург первым обнаружил связь между кислородом и развитием онкологических заболеваний. Правда, Нобеля он получил не совсем за это. Но обо всем по порядку.

В отличие от тезки, его научная карьера была во многом предопределена – Отто родился в семье известного немецкого физика (и по совместительству – успешного еврейского банкира) Эмиля Варбурга. Однажды Варбург-старший сам чуть не стал лауреатом Нобелевской премии. Не сложилось, зато он оставил свой след в истории премии, как успешный лоббист: своим правом предлагать ученого на премию Эмиль воспользовался тридцать раз, и часто – успешно, так что рука у него была «легкая».

Варбург-сын не просто получил отличное по тем временам образование, но и, проведя детство, среди «нобелевской тусовки» не боялся ставить себе глобальные цели. Если конкретнее – он решил найти лекарство от рака.

И очень скоро его научные интересы сосредоточились на процессах, протекающих на клеточном уровне. В 1913 году Варбург в клетках печени морской свинки выделил субклеточные частицы и назвал их гранулами, впервые связав их с клеточным дыханием. Сегодня они известны как митохондрии, и Варбург был не первый, кто сумел их открыть, но он первым (пусть и частично) понял, для чего они вообще нужны клеткам.

Вскоре он, как и его приятель, сменил стены лаборатории на поля сражений. Правда, служил кавалеристом, а не врачом, ходил в атаки, был ранен. А впоследствии, уверял, что именно в эти годы его жизнь была самой насыщенной и «настоящей».

После войны он возвращается к попыткам разгадать секрет рака, теперь сосредоточившись на клеточном дыхании. Целью Варбурга было найти биохимические триггеры, которые превращают нормальные клетки в раковые, с неконтролируемым ростом. Экспериментируя с тканевыми срезами, он измерял, сколько потребляют кислорода нормальные и опухолевые ткани. Само количество оказалось одинаковым, однако раковые клетки в присутствии кислорода выделяли гораздо больше молочной кислоты.

Из этого Варбург сделал вывод: раковые клетки используют анаэробный путь метаболизма глюкозы, а значит, сама опухоль образуется из-за недостатка кислорода в клетках. Отсюда он вывел и главные «факторы риска» - пестициды и цианид, которые ингибируют нормальное аэробное дыхание клетки.

Что интересно, гипотеза Варбурга дожила до конца прошлого века, пока исследования не показали, что раковые клетки могут иметь любой тип энергообеспечения, в том числе и свойственный нормальным клеткам. А найденный им эффект является не причиной, а следствием образования раковых клеток. Но это было установлено семьдесят лет спустя, а тогда (в 1926 году) Варбурга в первый раз номинировали на Нобелевскую премию. Но получил ее датский микробиолог Йоханнес Фибигер, который выдвинул «паразитическую» теорию канцерогенеза (также опровергнутую позже).

И до сих пор, в среде сторонников, так скажем, нетрадиционных медицинских практик, популярна цитата, приписываемая Варбургу: «Никакая болезнь, включая рак, не может существовать в щелочной среде». Проблема в том, что первоисточник так ни разу и не был предъявлен. И вряд ли ученый на самом деле сделал такое заявление в стиле газетных передовиц.

Тем более, что у него и без того было, что предъявить научному сообществу и миру. В конце 1920-х годов Варбург открыл дыхательный фермент цитохромоксидазу, которая катализирует окислительно-восстановительные реакции на поверхности тех самых гранул, митохондрий. Это стало первой идентификацией активной группы фермента, за что он и получил свою «нобелевку».

После Мейергофа и Варбурга исследования роли кислорода в жизни клеток продолжались, но каких-то глобальных результатов, отмеченных Нобелевской премией долго не было. И вот премией 2019 года отмечено открытие механизма адаптации клеток к объему доступного кислорода. И, что самое интересное, оно довольно близко к работам Варбурга, касающимся поисков источников рака. И снова эксперты, комментируя результат, говорят о «пути к новым перспективным стратегиям борьбы с анемией, раком и многими другими заболеваниями». Ждут ли нас действительно прорывы в области медицины или все обернется новой «гипотезой Варбурга», покажет время.

Источник

Показать полностью 1
145

Трансгенные козы помогут при лечении рака

Трансгенные козы позволят удешевить получение поддерживающих лекарств для онкобольных. Новая технология, разработанная российскими учеными, позволяет внедрить животному часть ДНК человека. Она отвечает за выработку белка, необходимого для восстановления клеток крови, гибнущих вместе с опухолью во время химиотерапии. Благодаря этому у козы будет вырабатываться молоко, из которого можно выделить лекарство. С помощью российской технологии уже было выращено опытное стадо в Бразилии.

Зорька-инкубатор

Агрессивному воздействию химиотерапии подвержены не только раковые опухоли, но и клетки крови — в результате лечения у пациентов возникает нехватка эритроцитов, доставляющих кислород ко всем тканям организма, и, как следствие, анемия. Противостоять этому помогают инъекции специального белка со сложным названием гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (ГМ-КСФ), который активизирует кроветворение.

Трансгенные козы помогут при лечении рака Генетика, Редактирование генома, Медицина, Академгородок, Копипаста, Длиннопост, Новости

Однако этот препарат недоступен многим пациентам из-за сложного и дорогостоящего процесса его производства в специальных клеточных инкубаторах. Российские ученые предложили способ удешевить лекарство, используя для его получения трансгенных коз, которые смогут вырабатывать ГМ-КСФ вместе с молоком.

— Для этой цели мы берем часть ДНК человека, которая отвечает за синтез белка, и совмещаем ее с фрагментом гена козы, благодаря которому у животного вырабатывается молоко, — рассказал ведущий научный сотрудник лаборатории генетики развития Института цитологии и генетики СО РАН Нариман Баттулин. — Затем эта конструкция встраивается в козий геном на стадии оплодотворенной яйцеклетки, которая подсаживается суррогатной матери.

Трансгенные козы помогут при лечении рака Генетика, Редактирование генома, Медицина, Академгородок, Копипаста, Длиннопост, Новости

Ведущий научный сотрудник лаборатории генетики развития Института цитологии и генетики СО РАН Нариман Баттулин


Получившиеся таким образом животные смогут не только прожить долгую жизнь и произвести большое количество белка, но и успешно дать потомство, способное продолжить выработку сырья для изготовления лекарств.

Ферма для фармы

Ранее уже предпринимались попытки выработки медицинских белков из молока прочих животных — в частности, с помощью кроликов уже сейчас получают один из С-белков системы комплемента человека, который необходим для лечения некоторых генетических заболеваний.

Для создания инновационной фермы трансгенных коз понадобится всего пара животных обоих полов, которые затем передадут модифицированную ДНК по наследству. Причем подобный опыт уже был успешно осуществлен в Бразилии, где воспользовались российской разработкой для создания экспериментальной фермы. Перенесение технологии в другую страну понадобилось из-за законодательных ограничений в РФ.

— Развитию данного бизнеса в нашей стране мешает федеральный закон 2016 года «О внесении изменений в отдельные законодательные акты РФ в части совершенствования госрегулирования в области генно-инженерной деятельности», который запрещает разведение трансгенных животных в производственных целях, — пояснил директор трансгенбанка Института биологии гена РАН Игорь Гольдман.

В целом крупномасштабное производство лекарств с помощью ГМО-организмов — достаточно распространенная практика, отметил старший научный сотрудник Института проблем передачи информации РАН Александр Панчин.

— Например, большую часть продаваемого в аптеках инсулина получают, используя генно-модифицированные бактерии. Таким образом, выведение трансгенных коз представляется вполне адекватным решением для удешевления препаратов, которое лежит в рамках современных трендов развития фармацевтики, — полагает он.

Двойное скисание

Предполагается, что козье молоко будет проходить специальную обработку для выделения полезного белка.

— В начале процесса оно будет окисляться при строго определенном уровне PH, после чего стандартные для животных компоненты выпадут в осадок (образуя творог), тогда как отличный от них человеческий белок останется в жидкости, — отметил Нариман Баттулин. — Затем процедура повторится уже с другим уровнем кислотности, что позволит выделить искомое вещество для дальнейшего использования в составах для инъекций.

По словам экспертов, предлагаемая технология достаточно проста в применении и уже отработана в других проектах.

— В своей научной работе мы занимаемся получением трансгенных коз, способных производить другой человеческий белок — лактоферрин, который может применяться в качестве средства против болезнетворных бактерий, грибков и вирусов, — отметил Игорь Гольдман. — В ее рамках используются те же методы выделения вещества.

Кроме того, на примере развития бразильского стада ученым уже удалось подтвердить способность животных к размножению и стабильной передаче генов, отвечающих за выработку лекарства на протяжении нескольких поколений.

Ответили эксперты и на вопрос о возможной опасности продукции, созданной с помощью трансгенных организмов.

— В данном случае ограничения на ее использование вряд ли можно назвать оправданными, поскольку в отличие от мяса животных (которое будет считаться ГМО-продуктом) вырабатываемые ими белки ничем не отличаются от человеческих и не содержат измененную ДНК, — считает Александр Панчин. — Поэтому даже скептически настроенным обывателям здесь нечего бояться.

Согласны с этим и в Институте общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН.

— Белок, полученный с помощью трансгенных коз, действительно будет идентичен человеческому, — отметила заведующая лабораторией анализа генома ИОГ РАН Светлана Боринская. — Более того, синтез этого вещества в организме козы, которая, как и человек, относится к млекопитающим, даст ему преимущество по отношению к аналогичным белкам, производящимся с помощью бактерий и требующим предварительной обработки для того, чтобы действовать в организме.

Впрочем, перед клиническим использованием полученный препарат должен будет пройти проверку не менее тщательную, чем другие лекарственные средства, добавила она.

Источник

Показать полностью 1
91

Региональный науч-поп

Областное телевидение запустило новый проект - передачу "Научная среда". Пока получается хорошо. Хотя сами создатели передачи опасаются, что проект просуществует недолго, в основном по организационным причинам. А жаль. Помещаю свежий выпуск для ознакомления.

PS Сам к этой программе отношения не имею, на областном телевидении не работаю, поэтому никакого корыстного интереса в ней для меня нет.

120

Психоактивные вещества из кишечной палочки

Немного зарубежного науч-попа вам в ленту. Или чем могут заниматься ученые, оставшиеся без присмотра сотрудников РКН.

В ходе одного исследовательского проекта, его участники превратили обычную бактериальную клетку в психоделическую «фабрику лекарств», способную откачивать обильное количество псилоцибина - химического вещества, содержащегося в некоторых грибах (их еще называют "ведьмиными" или "магическими" грибами).

Психоактивные вещества из кишечной палочки Генная инженерия, Грибы, Фармакология, Копипаста, ГМО

Псилоцибин - алкалоид, содержащийся в грибах рода Psilocybe (около 100 видов), оказывающий воздействие на организм человека, похожее на эффект от приема ЛСД. По этой причине грибы Psilocybe mexicana, например, традиционно употребляются мексиканскими индейцами с целью индуцирования религиозно-мистического опыта.

Однако целью исследования было вовсе не "нагнать дури на лабораторном оборудовании", как мог подумать кто-то (и однозначно, эта версия уже родилась у некоторых пикабушников, знаю я ваше отношение к научным работникам).

В  настоящее время псилоцибин тестируют в качестве потенциального средства для лечения нескольких психических состояний, включая зависимость, серьезное депрессивное расстройство и посттравматическое стрессовое расстройство. И авторы этого исследования проявили предусмотрительность: если лечебные свойства алкалоида будут подтверждены, он станет ценным сырьем для фармакологической промышленности. А значит, нужны будут более эффективные технологии получения псилоцибина, чем сбор грибочков тоннами.

Недавно я размещал пост про "клеточные фабрики". Эти технологии уже работают вовсю, например, гормон инсулин получают из генно-модифицированных бактерий и ряд других полезных вещей. Ведутся подобные исследования и в нашей стране, но из-за запрета на производство ГМО-продуктов, их результаты нельзя применять в отечественной промышленности, российские ученые могут рассматривать их как задел на будущее и грустно смотреть, как зарубежные коллеги делают то же самое, но оно потом превращается в рыночный продукт (кстати, по этому же закону, закупать западные ГМО-продукты, например, бактерий, производящих необходимые соединения, можно, но понятно, стоят они уже дороже).

Вот и в данном исследовании, сотрудники университета Майями сначала успешно провели манипуляции с метаболизмом бактерии Escherichia coli (один из видов "кишечной палочки", столь любимой микробиологами всего мира), в результате чего она стала синтезировать тот самый псилоцибин.

– Мы взяли участок ДНК из гриба, который кодирует его способность производить этот продукт, и поместили его в E.coli, - кратко описал довольно сложную работу один из авторов исследования профессор химической и биологической инженерии университета Майями Эндрю Джонс.

Исследователи не остановились на этом и выяснили, какие условия окружающей среды - температура, питательные вещества, культуральная среда - требуются для постоянного производства высоких концентраций псилоцибина с небольшим количеством нежелательных побочных продуктов. В результате, за полтора года им удалось поднять производительность своих "бактериальных фабрик" в 500 раз.

Что не менее удивительно (для разработчиков российской нормативной базы и служебных инструкций различных проверяющих органов) за это время у дверей лаборатории не образовалась очередь из местных наркоманов, да и сами ученые не пошли по скользкой дорожке героев сериала "Во все тяжкие". Они запатентовали права на наиболее эффективный штамм, опубликовали статью в журнале с высоким импакт-фактором и не безосновательно ждут предложений от производителей лекарств (по завершению испытаний на сколько я понимаю).

Оригинал новости на английском языке вот тут

Показать полностью
67

Проектирование «клеточных фабрик»

Во Франции ходит такая легенда. Будто бы однажды кто-то из королей обратился к известному виноделу: «Что тебе нужно, чтобы сделать хорошее вино?». Тот ответил: «Хороший виноград». Полагаю, в скором будущем ответ станет другим: «Дайте мне хороший модифицированный штамм дрожжей».

Современные генетические технологии не способны, конечно же, превратить воду в вино, однако с их помощью мы получаем ключ для проникновения в «святая святых» ферментативных процессов. Очевидно, это один из последних бастионов, который природа оставляет человеку в его полное распоряжение – свободно управлять работой микроорганизмов, заставляя их производить продукт с конкретными заданными свойствами. Ведь до последнего времени считалось, что здесь мы имеем дело с естественным процессом, где человеку отводится лишь роль наблюдателя и оценщика. Даже знаменитые виноделы все еще пребывают в уверенности, будто благородный напиток создает «сама природа», а человек является лишь соучастником процесса. Но совсем скоро роли могут серьезно измениться.

Такую уверенность выражают современные генетики. О знаковых достижениях в этой области говорилось на стратегической сессии по биоинформатике и генетическим технологиям, состоявшейся в рамках Международного технологического форума «Технопром-2019». Напомню, что программа этого форума была посвящена проблемам «цифровизации» важных отраслей производства. Что касается генетики, то сегодня она настолько сомкнулась с биоинформатикой, что одно уже не мыслится без другого. Именно прогресс в этой области позволяет сегодня вывести промышленные биотехнологии на новый, почти фантастический уровень.

Проектирование «клеточных фабрик» Генетика, Биотехнологии, Академгородок, Длиннопост, Копипаста

Как заметил по этому поводу заместитель директора по инновационной деятельности ФИЦ ИЦиГ СО РАН Петр Куценогий: «Речь идет о том, чтобы научить микроорганизмы делать то, что нам хочется». Человек, напомнил ученый, с давних пор хотел заставить какое-либо живое существо работать на себя, причем бесплатно. С этого, собственно, началась доместикация животных. И вот теперь наконец-то дошли и до микробов.

В настоящее время, отметил Петр Куценогий, эти так называемые «клеточные фабрики» трудятся в достаточно большом количестве отраслей по заранее запрограммированному для них алгоритму.

Перечень таких отраслей впечатляет. Возьмем только самое знакомое. Так, «клеточные фабрики» используются при производстве хлеба, кисломолочной продукции, вина и пива. Они незаменимы при производстве важных кормовых добавок. Их широко используют в фармацевтической промышленности для производства антибиотиков, гормонов и пептидов. Наконец, с их помощью производят возобновляемые виды топлива (к примеру, биоэтанол) и ряд химических компонентов для сложного органического синтеза (органические кислоты, диолы и т.д.).

Здесь необходимо отметить очень важный момент, на который обратил внимание Петр Куценогий. Когда мы говорим о биотехнологиях, мы включаем сюда продукты, совершенно разные по своей себестоимости и по объемам производства. К примеру, в фармацевтике при производстве уникальных лекарств используется мизерное количество чрезвычайно дорогих компонентов. С другой стороны, существуют крупные производства, выдающие огромные объемы какого-либо не очень дорогого продукта. В этой связи может возникнуть убеждение, что передовые разработки и высокие технологии требуются как раз в первом случае, где каждый грамм вещества ценится на вес золота (если не дороже). А там, где объемы исчисляются сотнями тонн в сутки, больших интеллектуальных усилий якобы прилагать не стоит. Соответственно, новейшие достижения в области генетических технологий в большей степени адресуются той же фармацевтике, выпускающей уникальные (и супердорогие) препараты, чем предприятиям по массовому выпуску какой-либо не особо сложной и недорогой продукции.

Петр Куценогий утверждает, что на самом деле ситуация в реальном производстве выглядит далеко не так однозначно. Он доказывает это на примере производства молочной кислоты, ежегодные объемы которой исчисляются сейчас десятками миллионов тонн. До 2016 года основным продуцентом здесь были молочнокислые бактерии. Свою работу эти микроорганизмы выполняют только лишь до определенного уровня кислотности (pH 5). Дальше кислотность приходится искусственно «гасить», дабы бактерии не погибли в агрессивной для них среде. Традиционно для поддержания кислотности на заданном уровне используется щелочь. Ее объемы обычно сопоставимы с объемами готовой продукции. При такой технологии в конце процесса конечный продукт обратно переводится в форму кислоты, для чего используется серная кислота (опять же в количествах, сопоставимых с объемом выпускаемого продукта). Кроме того, при таком цикле образуется много гипса, требующего дальнейшей утилизации.

Как генетика помогла оптимизировать данное производство? Было предложено использовать микроорганизмы, проявляющие «рабочую» активность при более низких значениях pH, и отличающиеся более быстрым ростом. В природе таких микроорганизмов не существует. Поэтому пришлось задействовать технологию преобразования генома. В итоге, с 2017 года все заводы, производящие молочную кислоту, начинают переходить на новые штаммы микроорганизмов, полученных путем генетической модификации. Этот принципиально новый комплекс «клеточных фабрик» также способен синтезировать молочную кислоту, работая при значениях pH <3. В результате резко снизилось использование щелочей и кислот, а также минимизировались отходы. Каждый американский завод, применивший данную инновацию, получил экономию в 30 миллионов долларов. А таких заводов теперь десятки.

В настоящее время, отмечает Петр Куценогий, уже научились целенаправленно изменять микроорганизмы, чтобы те сразу выполняли работу в заданном направлении. То есть если раньше вели длительную селекцию, отбирая нужных «мутантов», то теперь изначально определяют цели и задачи, и уже под эти требования проводят соответствующую модификацию. Разумеется, сделать это не так-то просто. Но, тем не менее, само направление, несмотря на все сложности, обещает головокружительные перспективы.

Взять хотя бы модификацию дрожжевых культур при производстве вина. Винодельческая отрасль, надо сказать, в этом плане весьма показательна. Как я уже говорил, в течение многих столетий процесс формирования благородного напитка практически полностью отдавался на милость природы. Долгое время виноделы ничего не понимали даже в причинах спиртового брожения. А уж что касается тех факторов, которые влияют на конечное качество вина и определяют его неповторимость, то они оставались тайной за семью печатями до конца XIX века. В свое время Луи Пастер пытался пролить свет на эти загадки, однако его выводы оказались не во всем верны. В XX столетии знаменитые энологи дотошно изучили химию и биохимию винодельческого процесса, но им не приходило в голову связывать будущее данной отрасли с генетической модификацией дрожжей (в некоторых знаменитых французских хозяйствах даже не признают культурные штаммы, выведенные путем традиционной селекции).

Как заметил Петр Куценогий, сегодняшние достижения в области генетических технологий позволяют выводить самые разные штаммы винных дрожжей, сообразуясь с поставленными задачами. Например, вы можете улучшить качество ферметативного процесса, чтобы снизить количество взвесей, уменьшить пенообразование во время брожения, ускорить выпадение осадка или организовать процесс таким образом, чтобы одновременно шло спиртовое брожение и яблочно-молочная ферментация (последнее обычно следует за первым). Можно вывести дрожжи, способные подавлять рост нежелательной флоры, ухудшающей вкусовые качества напитка или же приводящей к его порче (что является, кстати, главной «головной болью» виноделов). Наконец (что совсем кажется фантастическим) вы тем же путем сможете формировать нужную вам ароматическую составляющую вина или же повышать его питательные свойства (за счет увеличения содержания антиоксидантов, при меньшем содержании этанола).

Учитывая то обстоятельство, что сейчас в этом направлении ведутся активные исследования, ждать серьезных результатов осталось совсем недолго.

Источник

Показать полностью
29

Нуар от Сан-Франциско до Японии

Я уже размещал тут несколько постов про свой «кинотеатр выходного дня», когда я скачиваю для просмотра какой-нибудь малоизвестный или подзабытый фильм и просматриваю его вечером с винишком. Иногда они кажутся мне достойными рекомендации к просмотру и тогда я пилю очередной пост на Пикабу. В этот раз правила немного изменились: фильмов было сразу два, назвать их малоизвестными нельзя, а просмотр шел под виски (чтобы гармонировать с атмосферой фильмов). Впрочем, их просмотр вполне доставит удовольствие и на трезвую голову.

Речь о двух экранизациях произведений Дэшила Хэммета. И сначала небольшое отступление. Для меня до сих пор остается непонятным, почему в советское время этот автор не получил в нашей стране широкого распространения. Ведь он имел сразу несколько очевидных достоинств.

Во-первых, это был идеологически свой автор. Член компартии США на протяжении многих лет, он даже отсидел полгода за свои убеждения во времена Маккарти.

Во-вторых, его книги содержали очевидную критику пороков капиталистического общества – коррупцию, организованную преступность, тесную связь политиков, бизнесменов и гангстеров.

Нуар от Сан-Франциско до Японии Фильмы, Нуар, Хэммет, Длиннопост, Хамфри Богарт, Акира Куросава

Это вам не аристократические детективы Кристи, не рассказы про священника-детектива, написанные Честертоном.

Нельзя сказать, чтобы они (произведения Хэммета) были низкого качества – для детективов вполне себе на уровне, кроме того, его справедливо считают одним из отцов-основателей «крутого детектива» и «нуара», и уже в силу этого он интересен поклонникам такой литературы. И уж всяко он писал лучше того шлака, который попадался порой в очередном сборнике «Современный румынский детектив» и т.п.

И все же Хэммета издавали мало. Та же история с кино – наши режиссеры экранизировали Кристи, снимали по Чейзу (например, «Мираж»), а фильмов по Хэммету я не встречал. Хотя его романы очень «кинематографичны», что доказали два фильма, выбранные мной на эти выходные.

Первый – «Мальтийский сокол» сделал звездой Хэмфри Богарта, сыгравшего главного героя. А еще его считают первым классическим фильмом в стиле нуар. И он однозначно стоит потраченного на просмотр времени. Черно-белое кино, с минимумом спецэффектов, но замечательной работой и актеров, и режиссера, и оператора. В итоге, чувствуешь то настроение пессимизма и цинизма, которые и являются фирменной фишкой нуара. Не удивительно, что фильм фактически «разобрали на цитаты» режиссеры-последователи (имеется в виду не цитирование фраз, а использование режиссерских и операторских приемов из этого фильма).

Нуар от Сан-Франциско до Японии Фильмы, Нуар, Хэммет, Длиннопост, Хамфри Богарт, Акира Куросава

То, что сейчас кажется уже избитыми штампами – сыщик-одиночка, роковая женщина, гангстеры с сигарами – тогда было достаточно свежим, а что-то и вовсе новым. И этот момент тоже важно учитывать при просмотре.

Второй фильм –«Телохранитель» Акиро Куросавы – отлично доказывает, что романы Хэммета можно использовать и для фильмов не про Америку. Потому что действие в фильме происходит в японской глубинке XIX века, а главный герой – не сыщик, а самурай. Но он тот самый хэмметовский герой-одиночка, выступивший против системы (в данном случае – двух враждующих банд, захвативших власть в провинциальном городке) и успешно эту систему уничтожающий. И все это сдобрено фирменным юмором «от Куросавы».

Нуар от Сан-Франциско до Японии Фильмы, Нуар, Хэммет, Длиннопост, Хамфри Богарт, Акира Куросава

Фильм так понравился японскому зрителю – что через несколько лет вышло его продолжение, основанное уже на оригинальном сценарии. Не меньше он понравился иностранцам – и через несколько лет, Серджио Леоне снимет свой легендарный вестерн «За пригоршню долларов», который в сюжетном плане станет копировкой «Телохранителя». Похожая история произошла, кстати, с «Семью самураями» Куросавы, ставшими основой для другого знаменитого вестерна «Великолепная семерка».

В общем, оба фильма рекомендую, если не видели. Равно, как и их литературную «базу». Творчество Хэммета вполне заслуживает внимания, хоть и написано все почти столетие назад.

Показать полностью 2
91

Как правильно манипулировать историей

Наткнулся в сети на интересный график и еще более "интересный" комментарий к нему. Вот они, собственно

Как правильно манипулировать историей История России, Крепостное право, Призыв, Благосостояние, Инфографика, Длиннопост

"На графике - средний рост новобранцев в России по годам рождения. Обратите внимание, как рост пошёл вверх вскоре после отмены крепостного права, с конца 1860-х. Хороший пример, каким «камнем на шее» для России было крепостничество в XIX веке."

Начну с того, с чем я согласен - крепостное право в XIX веке было для России "камнем на шее", но чтобы проиллюстрировать это не надо притягивать за уши статистику, которая отражает, скажем так, несколько иные процессы.

Потому что из этого графика, по мнению тех, кто его разместил, прямо рисуется картина, как после манифеста 19 февраля 1861 года у крестьян расправилась осанка и вытянулись вверх шеи. И я не смеюсь, рост показателей начинается в 1868 году, то есть, в том числе у призывников, родившихся и даже выросших при крепостном праве. Но даже, если вы в душе поэт и верите в такие перемены человеческого организма под благотворным влиянием освобождения, у меня для вас есть несколько "неудобных" моментов.

1. Почему не было таких всплесков ранее, например, в 1816-1819 годах, когда крепостное право было отменено в прибалтийских (остзейских) губерниях Российской империи. Или в 1830-е годы, когда государственным крестьянам, которые, кстати, были лично свободны, в отличие от помещичьих крепостных, начали освобождать и от повинностей. Да и число крепостных стало сокращаться постепенно уже при Николае I (к концу его царствования,  доля помещичьих крепостных крестьян, по разным оценкам, сократилась до 35-45 % - например, Ключевский В.О. Курс русской истории. Лекция LXXXVI.) В итоге, еще до 1861 года свободу получила почти половина крестьянского населения страны. И, если бы освобождение напрямую влияло на рост призывников, то колебаться бы кривая графика начала намного раньше.

2. Не получится сказать, что опубликование Манифеста заметно сказалось на уровне жизни крестьян и отсюда, дескать рост показателей у призывников. Ведь тогда бы он (рост) начался бы заметно позже, поскольку этот процесс произошел не одномоментно и изменения тянулись до 1906 года. А последствия в плане повышения доходов и т.п. и вовсе проявились спустя не один год. И это, к слову, стало одной из главных причин поддержки различных лево-радикальных идей в среде крестьянства.

Что же отражает этот график.

Во-первых, с середины XIX века в принципе шел медленный процесс улучшения жизни всего населения Российской империи - увеличивалась продолжительность жизни, снижалась смертность от инфекционных заболеваний и т.п. Эти же процессы шли в европейских странах и США. Мы не были в чемпионах по темпам, но сама тенденция сохранялась. И была связана с развитием сельского хозяйства (стало больше еды), медицины и ряда других отраслей. Одно из последствий мировой Промышленной революции. Дети тоже лучше питались (все относительно, конечно), потому и средний рост увеличивался.

Во-вторых, в 1860-е годы начались масштабные преобразования военной системы Империи, которые коснулись и призыва на службу. В 18 веке рекрутчина (призыв) означали фактически пожизненный уход рекрута из общины "в солдаты". И община (а решение кого отдавать в армию принималось именно на уровне общины) обычно старалась отдать сирот, детей из самых бедных и многочисленных семей. Понятно, что физически крепкие парни были нужны самим. А медкомиссии на предмет годности тогда не было. И это сказывалось на качествах призывников, которыми община жертвовала. Понятно, что я имею в виду средние показатели, это не означает, что в армию отдавали только самых слабых. Но и график - про средний рост призывников, а не про "самых-самых".

В 1859 году, после очередного сокращения - срок службы составлял уже 12 лет. А с середины 1860-х (вот тут да, сыграла реформа 1861 года) для молодежи уже было значительно меньше преград для того, чтобы покинуть деревню. Таким образом, службу в армии уже можно было рассматривать и как некий "трамплин" для тех, кто хотел свалить из родного села подальше. А таких среди молодежи хватало во все времена.

В 1874 же году и вовсе ввели всеобщую воинскую повинность, что еще сильнее сказалось на приведенном выше графике.

Что мы имеем в итоге. График действительно отражает определенные изменения в стране во второй половине XIX века. И действительно к 1861 году давно назрела экономическая необходимость отмены крепостного права (а морально-этическая была всегда). Но зачем сваливать эти два утверждения в одну кучу, превращая популяризацию истории страны, в манипуляции.

Показать полностью
1108

Google, кажется, достиг "квантового превосходства"

На минувшей неделе журналисты Financial Times поймали агентство NASA за руку: на сайте последнего была сначала опубликована, а затем стремительно удалена заметка о том, что специалисты Google достигли квантового превосходства. ТАСС вместе с Алексеем Федоровым, руководителем группы квантовых информационных технологий Российского квантового центра, разбирает, что произошло и что все эти слова значат.

Google, кажется, достиг "квантового превосходства" Физика, Новости, Квантовый компьютер, Копипаста, Длиннопост

Чего-чего достигли в Google?

Квантового превосходства (Quantum Supremacy). Джон Прескилл, который ввел этот термин, неформально объяснял его так, цитирует Федоров: "Квантовые компьютеры за разумное время решают ту задачу, которая за разумное время на классическом компьютере решена быть не может". Есть более строгое и научное определение термина, но в расхожем смысле квантовое превосходство зачастую понимается именно так.

Достичь этого превосходства физик Джон Мартинис, руководитель группы квантовых вычислений в Google AI, обещал еще в конце 2017-го. Теперь, если верить препринту статьи, "всплывшей" на сайте программы NASA по научным коммуникациям и осевшей в кэше поисковика Bing, группа Мартиниса справилась с задачей, опоздав всего-то на два года. Их квантовый компьютер на 53 рабочих сверхпроводящих кубитах (вообще должно было быть 54, но один сломался) примерно за 200 секунд справился с задачей, на которую суперкомпьютеру Summit, наиболее производительному сегодня на планете, потребуется 10 тыс. лет. Под определение квантового превосходства, на первый взгляд, эта история попадает.

Подождите секунду, на сверхпроводящих ку... чем?

Кубит (qubit, от quantum bit) — это бит, только квантовый. Обычная единица информации, бит — это базовый "кирпичик" классических вычислителей. Он может находиться строго в одном из двух логических состояний: либо 0, либо 1. Лампочка или горит, или нет. Транзистор либо под напряжением, либо нет. А вот квантовый, он как кот Шредингера, находится в суперпозиции: одновременно "и жив, и мертв", в том смысле, что он и 0, и 1, и "выпадает" в одно из значений, только когда мы проверяем его состояние.

Это значит, что система из двух битов в каждый отдельный момент может кодировать лишь одно из четырех своих возможных состояний, а вот система из двух кубитов кодирует сразу четыре из четырех. Соответственно, когда кубитов у нас десять, то и кодирует она одновременно сразу 1024 состояния, а вычислительные операции над каждым из них можно совершать с использованием квантового параллелизма.

Google, кажется, достиг "квантового превосходства" Физика, Новости, Квантовый компьютер, Копипаста, Длиннопост

Зачем это квантовое превосходство нужно?

Демонстрация квантового превосходства нужна для того, чтобы наконец показать: квантовые компьютеры — это не просто фантазия Ричарда Фейнмана, а реальная машина, которая действительно мощнее классических в определенных задачах. А такой скепсис в научном сообществе присутствует. Поэтому экспериментальная демонстрация превосходства квантовых вычислителей над традиционными — важная и необходимая веха в развитии квантовых компьютеров.

Кстати, поскольку определение квантового превосходства достаточно свободно, можно было считать, что оно было достигнуто еще несколько лет назад, отмечает Федоров. Очень, очень специфическая задача была решена еще группой немецкого физика Эммануэля Блоха — тогда задача по симуляции квантового процесса на установке Блоха была решена, и проверить ее на традиционных вычислителях не удалось (хотя и не исключено, что немцы не стали особенно стараться, не будучи заинтересованы в достижении превосходства). Кроме того, машина Блоха была квантовым симулятором, а не компьютером, то есть не была способна совершать логические операции.

Убедить небольшую группу специалистов, погруженных в тему, — это одно дело. Но для того, чтобы убедить достаточное число физиков, нужны аргументы посильнее. Они должны иметь под собой обоснование с точки зрения теории вычислительной сложности.

И случае с нынешним экспериментом шансы на признание намного выше.

В чем особенность эксперимента Мартиниса?

Группа Мартиниса взяла задачу, теоретические оценки сложности решения которой есть и есть консенсус о том, что классический компьютер ее в "разумное время" уже не решает. Задача эта — генерация случайных квантовых схем и перевод их в двоичный код (то есть число типа 1010101000101…).

Этот консенсус, конечно, не всеобщий. В публикации мая 2019 года, в которой он зафиксирован, ученые описывают, что они придумали тест на "превосходность" квантовых машин, который подходит квантовым вычислителям любой архитектуры. Для этого им необходимо решить задачу по генерации случайной квантовой схемы определенного размера и ее "прочтения": у мощнейшего на планете Summit подобные расчеты заняли два с лишним часа, у другого суперкомпьютера, Electra из NASA, 59 часов, а квантовый вычислитель, предсказывали ученые, должен справиться за 100 секунд.

Ученые усложнили себе задачу до невыполнимых для традиционных вычислителей масштабов и справились с ней за 200 секунд — они перевели случайную квантовую схему в строчки бинарного кода миллион раз.

У такой процедуры, конечно, есть некоторые практические следствия, признает Федоров. Например, генерация истинно случайных чисел. Это приложение уже можно монетизировать: на конференции Российского квантового центра в июле 2019-го в Москве именно оно было обозначено как первое коммерческое применение квантовых компьютеров. Но это пока не универсальный квантовый компьютер.

Если не универсальный, то какой это был компьютер?

Машина, которая, судя по всему, привела Google к квантовому превосходству, крайне специфическая и заточена была конкретно под эту задачу. Можно ли с помощью такого чипа решать эффективно другие задачи — вопрос открытый.

Квантовые компьютеры, в отличие от привычных нам, бывают самых разных типов и обликов. Квантовый бит должен проявлять квантовые свойства, а обыкновенные объекты, те же лампочки или транзисторы, не таковы. Поэтому на роль кубитов нужны объекты микромира, настолько маленькие, чтобы подчиняться уже правилам квантовой механики. И кандидатов на это множество. Есть машины, кубиты которых — это частицы бериллия в электромагнитных ловушках, а их состояния — собственно их колебания. Есть кубиты на дефектах в кристаллической решетке алмаза: электроны в наноскопических "щербинках" при облучении лазером тоже демонстрируют квантовые свойства. Множество самых разных компаний, которые сегодня строят свои квантовые вычислители, развивают самые разные технологии. Какая из них однажды станет пользовательским стандартом, предсказать пока невозможно.


Машины Мартиниса — это наиболее понятные современным компьютерщикам, как и обывателям, "железки". Это чип из сверхпроводников, то есть связанные друг с другом металлические микросхемы, охлажденные жидким гелием почти до абсолютного нуля. Сверхпроводящий ток, циркулирующий в таких микросхемах, как раз и "квантуется": 1 и 0 у такого квантового бита соответствует либо направление тока (по или против часовой стрелки), либо число куперовских пар (то есть пар электронов в сверхпроводящем токе) на отдельных элементах микросхем. Такие машины сейчас делает не только Google, но и другой техногигант — IBM. И основной спор за право быть "квантовым лидером" ведут именно они.

О перспективах квантовых компьютеров и значении квантовой гонки читайте в материале "В стадии мирной коллаборации".

Почему удалили статью?

В распоряжении широкой аудитории есть пока лишь "спасенная" с сайта NASA копия: нет графиков, шрифты искажены. Неизвестно даже, полный ли это текст. Но в целом, говорит Федоров, даже эти фрагменты позволяют судить о том, что техническое достижение имеет место быть. Но для настоящей оценки и верификации, по словам Алексея, нужно дождаться научной статьи. Так что слухи о том, что статья уже прошла рецензирование и пока просто продолжает готовиться к печати, скорее всего, верны.

Статью удалили, по-видимому, чтобы не сорвать запланированные торжества (хотя эффект, конечно, уже будет несколько испорчен), а не потому что что-то пошло не так.

Как она вообще попала в NASA? У тех есть контракт с Google именно для того, чтобы проверять результаты машины Мартиниса на суперкомпьютере агентства. Судя по титульному листу статьи в кэше, виновным в утечке стоит считать Моффета Филда (Moffett Field), и указанного в качестве автора отчета в системе NASA, и числящегося в списке соавторов самой статьи.

И что теперь?

Пока надо дождаться официальной публикации. Дополнительные вопросы, конечно, могут возникнуть, признает Федоров. Но шампанское, хотя открывать его пока и рано, можно запасать. Демонстрация квантового превосходства — это важнейшая веха в развитии квантовых вычислений, хотя это и не значит, что теперь-то мы сможем наконец получить все ответы на все вопросы.

Говоря о "квантовой гонке", часто упоминают о том, что создание эффективного квантового компьютера в чем-то сродни созданию ядерной бомбы. Например, защита системы RSA, которая сегодня крайне широко используется для шифрования данных, строится как раз на том, что классическим вычислителям для факторизации длинных чисел нужно огромное время. Но вот квантовый компьютер такая защита не остановит: то, что система на кубитах будет с легкостью решать такие задачи, было концептуально показано — все тем же Мартинисом и многими другими группами — еще в начале этого десятилетия. Однако в "утекшей" статье отдельно оговаривается, что для реализации алгоритма Шора (который, собственно, и был придуман для того, чтобы раскладывать длинные числа на множители при помощи квантовых процессоров) их системе все еще нужно время, сейчас это невозможно.

На то, чтобы сломать RSA и какую-то другую криптографическую систему с открытым ключом, оценивает Федоров, потребуются миллионы кубитов. Сейчас речь лишь о десятках и сотнях. Сколько времени на масштабирование технологии потребуется, оценить невозможно: это могут быть два, три года, пять лет, а может быть, это придумают уже завтра. Но пока непонятно, когда это случится.

Зачем это тогда вообще нужно?

Тут все очень просто. Квантовые вычислители — это хорошие вычислители, а вычисления сегодня лежат в основании таких весьма многообещающих для капитала вещах, как, например, синтез новых молекул (это и новые материалы, и новые лекарства) и машинное обучение. Да и банальное увеличение объемов данных, перемещение которых по миру обеспечивает все тот же Google, требует все более мощных процессоров. Для многих техногигантов прорыв в экспоненциальный рост вычислительных способностей — вопрос банальный. Выживание.

Источник

Показать полностью 1
185

Фильм "Город ученых"

В прошлом году приезжала в Академгородок съемочная группа, делать кино про молодых ученых Академгородка. Мне довелось немного поучаствовать (со стороны институтов) в организации съемочного процесса. Потому было интересно, что же все-таки получится. Фильма долго не было и я уже смирился с тем, что я его, видимо, пропустил и не увижу.

А вчера прислали ссылку на него, говорят был в эфире чуть ли не дважды. Поэтому, может быть, кто-то из вас его уже видел. Для остальных оставляю ссылку здесь.

Фильм получился интересный, потому что его герои - живые. Первые минут пять-шесть про историю Академгородка, с хроникой, а потом - уже современная научная молодежь, со своими историями, взглядом на то, что мешает нашей науке и как ей развиваться. В общем, рекомендую к просмотру. Особенно тем, кто считает, что все таланты либо уехали, либо ежей доедают. А также тем, кто считает, что все у нас хорошо, и реформа науки правильная, и если отстаем где, так потому, что ученые ленятся или бюджет пилят. Обе категории регулярно всплывают в комментариях к постам этого сообщества)

25 актуальных подкастов на русском языке, которые стоит послушать

25 актуальных подкастов на русском языке, которые стоит послушать Длиннопост

Подкастинг в России вовсю набирает обороты и сейчас чувствует себя лучше, чем когда бы то ни было. Свои подкасты делают Анатолий Чубайс, Николай Сванидзе, Данила Поперечный, разные компании и еще несколько тысяч энтузиастов по всему миру, которые рассказывают захватывающие истории, делятся опытом и обсуждают тренды.


Меня зовут Виталий, я создатель телеграм-канала «Подкасты наступают». В нем я рассказываю об интересных подкастах и беру интервью у создателей. Ниже мой личный рейтинг русскоязычных подкастов, все они до сих пор выходят или недавно завершили первый сезон.

25 актуальных подкастов на русском языке, которые стоит послушать Длиннопост

Так вышло


Подкаст о том, что хорошо, а что плохо в 2019 году — двое ведущих спорят о моральных проблемах, с которыми сталкивается любой современный человек. Можно ли выносить информацию из закрытых групп в фейсбуке? А если речь идет об измене мужа вашей любимой подруги? Разрешать ли строительство прачечной для бездомных? А если она будет находиться рядом со школой, где учатся ваши дети? Можно ли улучшить мир малыми делами? Или помогут только великие свершения? И так далее, и так далее.


Blitz&Chips


Музыкальный критик и культуртрегер Гриша Пророков болтает со своими друзьями про современную культуру и все, что придет ему в голову, вплоть до комнатных растений.


НОРМ


Еще один подкаст с разговорами на жизненных темы, которые касаются каждого. Журналистки Даша Черкудинова и Настя Курганская зовут в гости друзей, чтобы поговорить о насущных проблемах — от расставания с партнером до раздельного сбора мусора. И советуют, как просить прибавку к зарплате и заводить друзей после 30 лет.


Это разве секс?


Обзоры курсов минета, интервью с порноактрисами, разговоры про феминизм и рассуждения, зачем нужны эротические рассказы в эпоху порно.


Это непросто


Серия отличных интервью с женщинами, которые преодолели трудности, чтобы создать свой бизнес. Если давно не можете решиться и сделать первый шаг — за вдохновением сюда.


Тумач


Стендап-комик из Англии Майло Эдвардс на русском языке рассказывает про свою жизнь, при этом половину слов он придумывает на ходу. Получается очень смешно.


Ребята, мы потрахались


Подкаст/стендап про отношения, иногда нарочно глуповатый, но всегда по-особому забавный.


Деньги пришли


Передача про то, что делать и чего лучше не делать со своими деньгами. Ее делают два бывших журналиста «Медузы» — Илья Красильщик и Александр Поливанов, а спонсор всего это веселья «Альфа-банк». Примерный список тем: сколько денег у Шнурова (рассказывает сам Шнуров), как живется игроку в покер, где работать, чтобы накопить на восьмимесячное путешествие, и, наконец, каково это — проиграть четыре миллиона на бирже Forex.


Проветримся!


Подкаст про IT и путешествия с остроумной идеей. Выпуски монтируются из аудиосообщений в телеграме, которыми обмениваются друзья и знакомые создателя подкаста — специалиста по искусственному интеллекту Ивана Ямщикова.


ТОК


Умный подкаст Юрия Сапрыкина: интервью с приглашенными гостями про 2019 год, современность и будущее.

25 актуальных подкастов на русском языке, которые стоит послушать Длиннопост

В предыдущих сериях


Передача главного редактора «Кинопоиска» Лизы Сургановой и ведущего телеграм-канала «Запасаемся попкорном» Ивана Филиппова про сериалы. Обсуждают, например, какие сериалы 2019 года нужно смотреть и как эволюционировал жанр комедии — от ситкома до драмеди. Отдельно разбирают заметные премьеры («Чернобыль», пятый сезон «Черного зеркала», «Эйфория» и так далее).


Monday Karma


Очень внятный подкаст кинокритика Алексея Филиппова и его друзей о прокатном (и не только) кино.


Книжный базар


Передача литературного критика Галины Юзефович и переводчицы («Щегол», «Маленькая жизнь»), главного редактора Storytel Анастасии Завозовой про книги. Они спорят, соглашаются и советуют миллион книг, чтобы вопрос «что бы такого почитать» отпал раз и навсегда.


Русский шаффл


Подкаст одноименного телеграм-канала про актуальную русскую музыку: троллят русских рэперов, вспоминают 1990-е, открывают незаметные жемчужинки VK. Помимо прочего, есть хорошие выпуски с подборками свежих треков.


Отвратительные мужики


Проверенная временем передача о видеоиграх, боевиках, металле и прочих около мужских вещах от создателей мужского онлайн-журнала disgustingmen.com.


Для того, чтобы включить любимый плейлист или подкаст, необязательно даже смотреть в экран. Просто скажите: «Эй, Алиса, включи подкаст Отвратительных мужиков!». Умная колонка LG с голосовым помощником «Алисой» быстро справится с этой задачей, а еще включит будильник или музыку, посмотрит погоду и просто с вами поболтает.

Cappuccino&Catenaccio


Самое вменяемое русскоязычное шоу про европейский футбол с философским уклоном. Авторы — спортивный журналист со стажем Игорь Порошин и один из главных футбольных аналитиков России Вадим Лукомский.


Чемпионат. Подкаст


Лучший подкаст про Английскую Премьер-лигу прямо сейчас. Ведут его два сотрудника сайта championat — Кирилл Хаит и Григорий Телингатер.

25 актуальных подкастов на русском языке, которые стоит послушать Длиннопост

Не перебивай


Захватывающие истории. Например, о том, как русский летчик стал работать пилотом гражданской авиации в Африке. Все описанное в подкасте происходило на самом деле!


8 историй из 90-х


Подкаст Русской службы Би-би-си о том, как жилось в 90-е — на примере вратаря сборной России по футболу Филимонова, защитников Белого дома и других ярких персонажей.


Трасса 161


Подкаст про маньяка из Хакасии, который на протяжении пяти лет насиловал и убивал женщин. Очень сильная журналистская работа и звук.


Глаголев.FM


Много подкастов при сайте «Батенька, да вы трансформер» с характерным стилем подачи. От социологического анализа детских страшилок до будней редактора.


Голос зоны


Подкаст «Медиазоны» про реальную рэп-группу, все члены которой сейчас сидят в тюрьме.


Перемотка


Истории из прошлого, сделанные из аудиодневников (как правило, записанных на кассетные магнитофоны). Еще один подкаст с мощной звукорежиссурой — к концу эпизода обычно хочется плакать.

25 актуальных подкастов на русском языке, которые стоит послушать Длиннопост

Либо выйдет, либо нет


Реалити-шоу про то, как в 2019 году запускают подкастный бизнес в России. Подкаст — осознанная реплика одной из известных передач мира, американского шоу StartUp.


Кристина, добрый день!


Веселые интервью с создателями подкастов о том, зачем они это делают. Удобный способ узнавать о новинках.


А теперь немного важной информации. Вы можете выиграть классный монитор LG UltraWide 29WK600-W или умную колонку LG с «Алисой» в рамках месяца музыки и звука на Пикабу. Вот такие:

25 актуальных подкастов на русском языке, которые стоит послушать Длиннопост

Для этого нужно в октябре написать авторский пост на Пикабу по теме месяца, поставить тег #звук или #музыка и метку [моё]. Лучшие посты попадут в голосование, а дальше судьба монитора и умной колонки — в руках пикабушников и пикабушниц.


Текст: Виталий Волк

Показать полностью 4
Отличная работа, все прочитано!