Раздвигая границы - истории про первооткрывателей
8 постов
8 постов
16 постов
11 постов
Есть у меня такое развлечение - иногда скачивать и смотреть фильмы 80-х или 70-х, или наоборот 90-х годов прошлого века. Причем не то, чтобы редкость или совсем артхаус, а так, не очень известные. Бывает попадается откровенная халтура, а бывает - очень даже неплохо. На днях мне попался американский триллер 1982 года "В ночной тиши". Он как раз из второй категории, ИМХО, по ряду причин, о которых ниже.
Для ЛЛ - рекомендую к просмотру триллер про психолога и девушку, подозреваемую в ряде убийств, вышедший за несколько лет до "Основного инстинкта"
А теперь немного подробнее о причинах, по которым я его рекомендую.
1. Сюжет. У психиатра убивают пациента. Тот знакомится с любовницей убитого. Сначала из любопытства, потом увлекается, потом - начинает ее подозревать. Да, через 10 лет выйдет "Основной инстинкт", где сюжет закрутят еще круче. И он заслуженно станет более известным. Но и тут хватает места саспесу. Не зря критики в свое время сравнивали "В ночной тиши" с фильмами Хичкока. Мне же ряд сцен - сон с коробочкой, например - почему-то напомнили фильмы в стиле "джалло".
2. Актерский состав. Рой Шнайдер хорош. Но Мэрил Стрип, котопая прочно ассоциируется у меня с немолодыми и чопорными стервами, в роли "горячей штучки" - тоже заглядение)
3. Нет "повесточки". Это чисто субъективная причина, по которой мне в принципе нравятся фильмы этих лет. Отстутствие "повестки" подразумевает, что среди герои смотрятся для меня более естественно. Мужикам нравятся сексуальные девчонки, девочкам - обеспеченные и симпатичные мужчины, и все такое. В то же время, это уже относится к детективам и триллерам - главному герою приходится разбираться в хитросплетениях сюжета без помощи соцсетей, всемогущего гугла, вездесущего видеонаблюдения и волшебного "анализа ДНК", когда эксперт по молекуле узнает о виновнике больше, чем Холмс по шляпе и часам. И все это снимается с минимумом компьютерной графики.
Не то чтобы я хотел смотреть только такие фильмы, многие совремннные тоже хороши. Но такое резкое переключение создает ощущение свежести, и хорошо забытое старое смотрится как вполне себе новое.
Над задачей получения растений табака с пониженным содержанием никотина работают группы исследователей по всему миру. Принято считать, что за синтез молекулы никотина отвечают три семейства генов. Это существенно осложняет любые исследования, связанные с их редактированием, поскольку модификации одного гена недостаточно для достижения эффекта, необходимо изменить одновременно несколько похожих генов. Данная работа велась с применением так называемого мультиплексного редактирования генома, которое предполагает одновременную модификацию нескольких генов. Работа над проектом заняла у ученых Института цитологии и генетики СО РАН несколько лет.
Используя метод биобаллистики (когда с помощью генной пушки молекулы ДНК, нанесенные на микрочастицы золота, доставляются в ядра клеток), исследователи ИЦиГ СО РАН получили генетически стабильные линии растений табака, в каждой из которых было выключено несколько родственных генов одного из ключевых генных семейств, контролирующих вторичный метаболизм растения.
«Одновременно с нашей работой, похожие задачи ставили перед собой и другие группы в мире. Однако оказалось, что выключение конкретных генов табака, связанных с выработкой никотина, приводит к негативным эффектам на рост растения, и часто к стерильности. Гены синтеза табака связаны с ключевыми процессами жизнедеятельности растения. Мы же добились того, чтобы модифицированные растения превратились в нетрансгенные линии с наследуемым сниженным содержанием никотина», - рассказала старший научный сотрудник ИЦиГ СО РАН, к.б.н. Софья Герасимова.
Отключение отдельных генов привело к разным результатам, в результате на два наиболее перспективных способа уменьшения содержания никотина в табаке были получены патенты. Первый способ состоял в выключении генов семейства PMT, у таких растений содержание никотина уменьшалось не менее, чем вдвое, а сами растения были даже немного крупнее исходных, на которых ставились эксперименты по отключению гена. Второй способ предполагал отключение генов семейства QPT, это уменьшало содержание никотина в пять и более раз, но при этом сами растения оказались в разы меньше, чем контрольные экземпляры и обладали высокой степенью стерильности. «Это очень интересный результат с точки зрения науки, ранее никем не описанный. Сейчас мы продолжаем исследования данной линии, чтобы лучше понять, как ген, участвующий в выработке никотина, связан с ростом растения», - подчеркнула научный сотрудник ИЦиГ СО РАН, к.б.н. Нина Костина.
По ее словам, у запатентованных линий (особенно – первой) есть и очевидные перспективы прикладного применения – как базы для создания уже сортов табака с пониженным содержанием никотина. Такой табак, благодаря простоте размножения и другим своим свойствам, может служить биореактором для накопления различных полезных веществ или кормовой базой для разведения насекомых, например, вредителей для проведения дальнейших лабораторных исследований по теме защиты растений. Да и курильщикам появление табачных изделий с низким содержанием никотина будет только на пользу, конечно, в сигарете содержатся и другие вредные и опасные вещества, но именно на никотин приходится большая часть наносимого вреда здоровью.
Облачные сервисы, размещенные на платформе iOk, избавят исследователей в сфере микроскопии, материаловедения, фармакологии от рутинной работы по подсчету и определению параметров объектов на изображениях. Также они найдут применение в промышленности и строительстве.
Платформа iOk включает набор облачных цифровых сервисов для автоматического анализа изображений с применением методов глубокого машинного обучения и искусственного интеллекта. На платформе размещены три сервиса. Универсальный телеграмм-сервис No Code ML предназначен для классического обучения нейронной сети на датасетах пользователя. Другой сервис — DLgram — разработан для распознавания многочисленных однородных объектов различного характера. Включает обучение нейронной сети пользователем по размеченному участку с этого же изображения. Онлайн-сервис ParticlesNN разработан для автоматического распознавания наночастиц на изображениях сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ) и электронной микроскопии (ЭМ) обученной нейронной сетью.
Все сервисы предусматривают обучение нейронной сети на объектах пользователя, автоматическое распознавание объектов на изображениях и возможность корректировки результатов распознавания пользователем. Также они производят анализ обнаруженных объектов и определение их параметров, таких как количество, размеры, площадь и концентрация. Сервисы способны работать с различными изображениями — снимками с электронных микроскопов, фотоснимками с цифровых камер (в том числе со смартфонов), видеозаписями. Они распознают различные объекты: наночастицы, микроорганизмы, клетки, семена растений, а также более крупные объекты — животных, растения, различные детали, транспортные средства и многое другое. При этом для работы с сервисами от пользователя не требуется владеть никакими специальными навыками программирования или разбираться в нейронных сетях. Не нужна и предварительная обработка изображения. Результаты предоставляются в виде информации обо всех обнаруженных объектах, и при необходимости пользователь может их корректировать.
— Идея создания первого онлайн-сервиса ParticlesNN поступила к нам от нашего преподавателя из Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН Анны Нартовой в 2019 году. Преследовалось две цели — избавить научных работников от рутинной работы и сэкономить их время. Мы начали с изображений сканирующей зондовой микроскопии, которая в настоящее время является золотым стандартом при изучении и создании новых материалов. При этом довольно часто стоит задача характеризации изображений, полученных с микроскопа: необходимо определить, например, средний размер объектов или их количество. Ученым приходилось производить эти манипуляции вручную, затрачивая массу усилий и времени. Существовали автоматические методы обработки изображений, основанные на так называемых пороговых подходах, но они давали хорошие результаты только на изображениях высокого качества, а шумы и области засветки воспринимались как отдельные объекты и результаты оказывались недостоверными. В создании наших сервисов мы решили использовать современные методы компьютерного зрения, основанные на методах искусственного интеллекта, — рассказал заведующий лабораторией глубокого машинного обучения в физических методах Института интеллектуальной робототехники НГУ Андрей Матвеев.
Ученые пошли стандартным для глубокого машинного обучения путем — разметили более 5 тысяч объектов и на них обучили нейронную сеть Cascade Mask-RCNN, работающую на сервере Института интеллектуальной робототехники НГУ. Программа выдавала некоторые погрешности, но в целом результаты оказались неплохими: в количестве объектов встречались ошибки, но средний размер объектов определялся довольно точно. Подход был распространен и на анализ данных электронной микроскопии — самого распространенного семейства методов в современном материаловедении. Результаты работы были опубликованы в научных журналах и получили позитивные оценки.
— Мы решили сделать эту нейронную сеть доступной для пользователей других лабораторий и научных институтов и создали веб-сервис ParticlesNN. Пользователь может загрузить свое изображение, получать статистические результаты его обработки и корректировать их. Но у этого сервиса имеются и недостатки — он может работать только с теми типами объектов, на которых обучалась нейросеть. Мы поняли, что каждый раз обучать ее работе с новыми типами объектов — задача довольно трудоемкая, поэтому решили разработать сервис, который позволял бы пользователю самому обучать нейронную сеть на нужных ему объектах. Так возник онлайн-сервис DLgram, а вскоре и No Code ML. Теперь же для удобства пользователей мы объединили их на одной платформе iOk. Уже сейчас суммарное количество ее пользователей составляет более 500 специалистов, — пояснил Андрей Матвеев.
Когда речь заходит о русско-японской войне, 120-летие которой пришлось на этот год, мы прежде всего вспоминаем героические и трагические страницы истории нашего флота, оборону Порт-Артура и сражение под Мукденом. Все это описано сотни раз в статьях, монографиях и исторических романах. Но, конечно же, война с Японией этим не исчерпывалась. И многое из того, что осталось за «кадром» школьных учебников и увлекательных романов Пикуля и Новикова-Прибоя – тоже заслуживает своего внимания. Например, боевые операции, которые проводил Отдельный корпус пограничной стражи Заамурского округа. Собственно, о некоторых из них я и намерен рассказать.
Обстановка в Манчжурии накануне русско-японской войны весьма напоминала Дикий Запад САСШ, только вместо апачей были хунхузы, а вместо федеральной конницы – казаки и сибирские стрелки. Накануне войны русское правительство вывело из Манчжурии большую часть войск, дислоцировавшихся там со времен «восстания боксеров» и практически все функции по охране порядка вдоль линии КВЖД легли на плечи Отдельного корпуса пограничной стражи Заамурского округа. Командовал им генерал-лейтенант Николай Михайлович Чичагов, а начальником штаба был полковник Сергей Ильич Богданович. Оба офицера были убеждены, что война с Японией начнется со дня на день и старались держать Корпус в максимальной боевой готовности.
В центре их внимания было обеспечение целостности железнодорожного пути. Тонкая линия КВЖД, протянувшаяся на две тысячи верст от станции Манчжурия до Порт-Артура была главным форпостом Империи в этих диких степях, населенных враждебными племенами. И она же очевидно являлась одной из первоочередных целей в грядущей войне. За несколько месяцев до начала войны командованием Корпуса была даже напечатана специальная «Памятка заамурца» для нижних чинов, содержащая основные меры по обеспечению безопасности путей и мостов (по сути, руководство по антидиверсионной работе). Надо отметить, что к повышенной боеготовности располагала и сама обстановка предвоенных месяцев, которую «мирной» можно было назвать с большой натяжкой.
Атаман Тулисан
С самого момента постройки КВЖД вдоль железной дороги бродили вооруженные шайки хунхузов, периодически пытавшиеся разграбить тот или иной состав. Ясно было, что с началом войны эти группы не только активизируются, но и будут по полной программе использоваться японцами. Пограничники прекрасно знали, что лучшее лечение – это профилактика. Поэтому еще до начала войны, в 1903 году, командование Корпуса организовало ряд экспедиций против, говоря современным языком, наиболее рьяных главарей бандформирований.
Наиболее опасной считалась банда Тулисана и его ближайшего сподвижника Фуленгоо. Они держали в страхе все население обширной долины реки Ляо-Хэ. Для его нейтрализации был отправлен отряд из пяти сотен казаков при двух орудиях. Поначалу поход развивался удачно: после ряда стычек, передовой отряд казаков под командованием поручика Левшановского настиг Тулисана у одной из маньчжурских деревенек. Не став дожидаться рассвета, казаки ночью атаковали инпань (часть деревни, обнесенная стеной, использовалась населением как протокрепость). Шайка была перебита почти полностью, но сам Тулисан, хоть и лишился пальцев на правой руке, сумел бежать. Ранен был и поручик Левшановский, но в целом потери пограничников были незначительны.
Однако затем, поскольку Тулисан скрылся близ корейской границы, наместник Императора на Дальнем Востоке приказал прекратить его преследование, чтобы не обострять и без того накаленную обстановку на внешнеполитическом фронте военными действиями на корейской территории.
А когда началась война, Тулисан быстро оказался в рядах японской армии: его хунхузы под видом местных жителей легко перемещались по территории Маньчжурии, вели разведку и осуществляли диверсии. Сам Тулисан долгое время отирался в Мукдене, где также занимался сбором разведданных, пользуясь тем, что там его мало кто знал.
Группы диверсантов
Поскольку система охраны КВЖД была организована достаточно тщательно, и перемещения банд хунхузов по их традиционным маршрутам отслеживались пограничниками, японцы применили иную тактику. Небольшие группы диверсантов, маскирующиеся под местных жителей, отправились через неспокойную Монголию в сторону северной части Маньчжурии для взрыва путей вдали от Харбина.
5 апреля 1904 года разъезд из двух пограничников – Гежина и Кропакова – в паре верст от железнодорожного полотна обнаружили юрту монголов-кочевников. Картина для тех мест довольно обычная, но что-то в ней привлекло внимание дозорных, и они решили проверить ее. В юрте было несколько монголов, на первый взгляд, также совершенно заурядного вида. Но затем, незаметно осмотрев их вещи пограничники обнаружили среди них бикфордовы шнуры, взрывчатку и электрические фонари. Пограничники направили оружие на мнимых монголов, но поскольку их было всего двое – то и задержать они сумели только пару диверсантов, остальные спаслись бегством, здраво рассудив, что миссия все равно провалена. Арестованные оказались офицерами японской армии – полковник Чонза Йокока и инструктор-подрывник Тейске Йокки.
Эта история, помимо прочего, показывает, что ни о каком повсеместном превосходстве в боевых качествах у японских шпионов и речи не было, а ниндзя проще всего найти в кинозале. Два пограничника справились с превосходящей по численности группой японских диверсантов. Конечно, и среди них попадались матерые бойцы, но, как и в любой армии, они не составляли большинство. Кстати, судьба разбежавшихся японцев оказалась незавидной: они были ограблены и убиты группой хунхузов, которых, в свою очередь, за это арестовала маньчжурская администрация.
Такого рода мелкие эпизоды происходили довольно часто. Но в ходе войны Отдельному корпусу пришлось участвовать и в более серьезных операциях, об этом в следующий раз.
Собственно, джихад – священную войну против иноверцев с целью распространения ислама объявил еще Мухаммад. С тех пор ряд мусульманских богословов не раз утверждали, что у этого термина значение шире, чем только военное, и джихад означает любое усердие в утверждении и защите ислама. Но правители халифата Омейядов, возникшего на территории Аравии в 661 году понимали джихад именно в его военном смысле. А религиозность у арабов в то время зашкаливала.
Впрочем, причины крылись не только в религиозной составляющей. Ядро халифата составляли арабы-кочевники, чье социально-политическое и экономическое развитие уступало соседям, к тому же их численно было меньше. И разгромив эти более развитые государства, они оказались перед выбором – либо достаточно быстро ассимилироваться с местными элитами, через пару поколений растворившись в них, либо строить военную державу, которая постоянно растет за счет захвата новых территорий. Спустя несколько столетий перед таким же выбором оказались монголы. В обоих случаях выбор был сделан в пользу военной экспансии. На практике это означало, что основным источником пополнения казны становится добыча, захваченная на новых территориях, а управление на них выстраивается по принципу военной администрации, чья главная задача – сбор дани, а не развитие территории. Последнее становилось главным барьером для усиления влияния со стороны местных элит, изначально имевших более развитый административный аппарат и технологическую базу.
Результаты такой политики довольно живописно описала Жаклин Пирен: «Подобно огромной волне, сметающей все на своем пути, полчища мусульман затопляют Сирию (633), Палестину (638), Двуречье (640), Армению, Грузию и весь Кавказ (642), затем Персию, Курдистан, Азербайджан…». Одновременно были заняты восточное и южное побережье Средиземного моря от греческих островов Египта до Атлантического океана.
После тридцатилетней передышки, вызванной династическими распрями внутри халифата, началась новая волна экспансии. На востоке она достигла Китая, подмяв под себя население долины Инда, а на западе – перекинулась из Северной Африки в Европу.
Последняя в то время выглядела довольно легкой добычей, Римская империя окончательно рухнула и на ее территории возникло множество варварских государств, ведущих постоянную борьбу друг с другом (они были еще менее готовы к совместной борьбе с захватчиками, чем древнерусские княжества времен Батыева нашествия). Не удивительно, что первая атака Вестготского королевства в Испании в 712 году, которая изначально планировалась как набег с целью разведки и захвата добычи и не более, завершилась его разгромом и подчинением халифату. Теперь оно стало провинцией Аль-Андалус.
Правда, дальше джихад в Европе приобрел довольно специфические черты. Арабов здесь было мало, и они контролировали в основном новый управленческий аппарат. А войско состояло в основном из присоединившихся к джихаду берберов, с которыми у арабов были непростые отношения, играла роль и традиционная вражда между берберскими кланами, а также контры с басками, которые достались халифату по наследству от вестготов. В итоге, с одной стороны власть провинции (вали) постоянно пыталась направить всю эту конфликтную энергию вовне, на грабеж и захват новых территорий. А с другой, поскольку редкий вали в то время мог просидеть на своем посту больше полугода из-за внутренних распрей, ни о каком стратегическом планировании джихада речи не было. И он все больше превращался из военно-религиозной экспансии в обычные грабительские походы на соседние территории.
Тем не менее, даже таким полустихийным образом мусульмане распространили зону своего контроля на весь Иберийский полуостров и дошли до территории современной Франции. Прежде всего потому, что христианские правители были больше сосредоточены на борьбе между собой.
Казалось Европа (ну, Западная, по крайней мере) была обречена. Но все поменялось после битвы при Пуатье в 732 году. Когда я писал этот пост, то специально посмотрел, что пишут про нее сейчас в школьных учебниках. «В 732 году майрдом Карл Мартелл в сражении у города Пуатье нанес сокрушительное поражение арабам… Победе над арабами способствовала военная реформа Карла Мартелла. Он создал конное войско и жаловал конным воинам участки земли с живущими на них зависимыми крестьянами». И вот с этим надо разобраться подробнее, потому что современная историческая наука рисует несколько иную картину (общего много, но, как говорится, есть нюансы).
Тема реформы Мартелла (формально он был не король, а лишь майодом – управляющий дворцом при королях из династии Меровингов, но фактически – правил франками он) и созданной им конармии франков стала популярной в XIX веке, в числе тех, кто ее озвучивал был Фридрих Энгельс. «Этим сражением,— писал он, — открывается серия войн, в которых массивная, но неповоротливая регулярная кавалерия Запада с переменным успехом сражалась с подвижной иррегулярной конницей Востока». В другой своей работе он и вовсе назвал битву при Пуатье «колыбелью средневекового рыцарства».
Как я уже сказал, в позапрошлом веке эта точка зрения была преобладающей. Да и в прошлом с Энгельсом в нашей стране не спорили. Тем более, ее подкрепляли и другие работы зарубежных историков. В 1962 году вышла книга историка Линна Уайта «Средневековая технология и социальные изменения», в которой он описал «стремянную революцию».
Если кратко, он видел ее так - в середине VIII века н.э. в государстве Каролингов начали широко использовать стремена, что многократно повысило ударную мощь конницы; в результате произошёл переход от чисто пехотной армии к повсеместному использованию кавалерии. И у нас этот подход прижился. Про «стремянную революцию» франков мне рассказывали на лекциях в университете в прошлом веке, да и нынешних школьников учат, что Карл Мартелл победил потому, что создал конную армию. Хотя, когда я снова коснулся этой темы и полез копаться в публикации, то увидел совсем иную картину и она мне кажется более логичной.
Во-первых, еще в начале 1970-х была опубликована работа профессора университета Миннесоты Бернарда Бакрака, закрывшая тему «стремянной революции», правда в зарубежной науке. Его системный анализ военных кампаний Карла Мартелла (в 734, 737,738 и 741 годах) показал, что основной силой его войск всё так же оставались пехотинцы, — именно они играли главную роль. Археология тоже не подтверждает распространения стремян в эту эпоху. И на иллюстрациях рукописей того времени всадники скачут без стремян. Более того, в Кодексе рипуарских франков, который утвердил внук Карла Мартела – Карл Великий уже в следующем веке содержится полный перечень всаднического снаряжения, но стремена (и тем более шпоры) там не упоминаются.
Во-вторых, в VIII веке лошади были намного меньше, чем можно было ожидать, а рыцари носили тяжёлые доспехи. Им нужна была лошадь, достаточно сильная, чтобы нести этот дополнительный вес на большие расстояния. Общее название таких средневековых боевых коней - чарджер. И начиная со следующего века и вплоть до XIV столетия шла работа над выведением таких пород в Европе. Подробнее об этом можно почитать у уважаемого пикабушника ShortHistoty.
Соответственно, рыцарям в битве у Пуатье пришлось бы ездить на купленных на Востоке лошадях. Причем стоили они очень дорого. Также рыцарей надо было обеспечить доспехами, технологией изготовления которых до того франкские кузнецы не владели. Их надо было научить приемам и тактике действий тяжелой конницы (причем, не понятно, кто бы их этому учил), регулярно отрывая от управления полученными земельными наделами. Причем, научить так, чтобы они смогли на равных противостоять обученной и закаленной в боях коннице халифата (которая, в отличие от франков составляла костяк арабской армии). И все это надо было провернуть лет за десять, примерно столько у Мартелла было в распоряжении до битвы.
По этим причинам, а также по ряду деталей в описании сражения, лично я согласен с версией, что битву франкам «вывезли» доблесть пехоты и умелое командование ею. А распространение тяжелой конницы в Западной Европе случилось в X-XI веках, когда франкам пришлось иметь дело с хорошо вооруженной конницей венгров и мобильной пехотой викингов.
Но это не умаляет значение битвы при Пуатье, просто оно заключалось в другом. Как писал Гибббон, если бы в 732-м при Пуатье франкская армия Карла Мартелла не остановила наступление арабов на Европу, то сейчас учёные мужи Оксфорда штудировали бы Коран, а вся мировая история пошла бы по иному сценарию.
Но пошло, как пошло. «Дорога к Пуатье» началась в 729 году, когда аквитанский принцепс Эд заключил договор с берберским военачальником Мунузой (берберов мы больше знаем, как мавров). О чем собственно была речь. Аквитания – это часть нынешней Франции, находившаяся между землями франков и арабской провинцией аль-Андалус. Франки давно хотели поставить ее под свой контроль, и правитель Аквитании Эд искал себе союзников в борьбе с северным соседом. Ранее это были баски, теперь он сделал ставку на войско берберов. А Мунуза был намерен провернуть очередной переворот в аль-Андалус или просто отделить часть провинции, превратив ее в свое собственное государство, используя для этого ресурсы и войско союзника. Вали (правитель) провинции аль-Андалус Абд ар-Рахман аль-Гафик увидел в этом свои возможности: соглашение можно было трактовать как бунт, и использовать это как повод для расправы над берберской оппозицией и разграбления богатой Аквитании. При такой взаимной заинтересованности сторон, война была неизбежной. А вот кому она была не нужна, так это франкам, у которых были свои проблемы с германцами на северо-востоке. Но их мнением в итоге решили пренебречь.
Для начала войско халифата разгромило мятежные отряды берберов и захватило Барселону, ставшую «столицей» мятежников. Следом армия Абд ар-Рахмана двинулась в Аквитанию, герцог Эд, потеряв в битве у Гаронне большую часть своего войска бежал, а его столица – Бордо – была разграблена, значительную часть горожан вырезали. Тут уже Эду не осталось ничего другого, кроме как просить о помощи майордома франков Карла (тогда еще просто Карла, не Мартелла), признав зависимость своего герцогства от франкского королевства. В итоге, де-юре Аквитания стала франкской, а де-факто – была под контролем халифата. Вот такая-вот коллизия, понимаешь. С этого момента у Карла выбора уже не было, если бы он отказался вернуть Аквитанию (очень богатый, даже после погрома, ресурсами регион) соплеменники бы его не поняли, а надо помнить, что майордомом он стал в результате ожесточенной внутренней борьбы, и она в любой момент могла обостриться вновь.
Арабы наоборот, решили, что после разгрома на Гаронне земли Галлии падут к ногам халифата так же, как несколькими десятилетиями ранее – земли Вестготского королевства. И в 732 году мавританская конница двинулась на север, в сторону Луары. Цели были простыми – разграбить территории северной Аквитании, привести их к вассальной зависимости и с богатой добычей вернуться в столицу провинции, чтобы было, о чем отчитаться халифу.
Это, кстати, важный нюанс, как и монголы времен Чингисхана и его сыновей, арабы периода халифата Омейядов не заморачивались созданием тыловых баз снабжения, организацией логистики на захваченной территории, главным источником ресурсов (провианта, фуража, дерева и проч.) для собственной армии у них была добыча, взятая у противника. Эта схема работает лучше всего как раз при быстрых грабительских набегах, которые и стали основным форматом внешней политики халифата в тот период.
Есть у этого формата и обратная сторона. Он ограничивает свободу маневра, как в пространстве (вынуждая следовать от одного источника богатой добычи к следующему), так и во времени. Основу войска арабов составляла конница, кормить ее предполагалось захваченным фуражом, а значит – в поход надо выступать, когда урожай на полях созреет. Так что оппонентам (в данном случае – Карлу) было не сложно предугадать сценарий нападения и заранее продумать о способах противодействия.
Но тогда, в середине лета 732 года арабы об этом не задумывались, считая, что их ждет легкая добыча. Одним из самых ценных потенциальных призов похода было аббатство Сен-Илер и здесь войско арабов изрядно поживилось. Далее они относительно не спеша двинулись к Туру и достигли его к октябрю 732 года. Это дало время Карлу собрать свое войско, куда вошли и немногочисленные отряды конницы, включая остатки аквитанской гвардии Эда, и многочисленные наемники из числа германцев, и, конечно, собственно франки, представленные большей частью пехотой. Но это была опытная пехота, которая много лет воевала с Карлом на севере. Арабское войско большей частью состояло из конницы – тяжелой арабской и легкой иррегулярных частей из примкнувших племен (берберы и т.п.), пехоты было меньше, часть ее состояла из приведенных к присяге вестготов. В общем, и там, и там были вполне себе профессиональные армии, вот только арабы достаточно давно не имели дела с равным по силе соперником.
Общая численность обеих армий долгое время оставалась предметом дискуссий. По традиции источники сторон преувеличивали число противника, дабы подчеркнуть доблесть своих войск. Исходя из общих демографических данных, одни историки считают, что каждая из сторон привела на битву примерно по 30 тысяч человек. Согласно другой версии – 30 тысяч было общим числом участников сражения, с некоторым перевесом в пользу франков, но у арабов большую часть составляла опытная конница.
Понимая, что противостоять ей будет пехота (пусть тоже в основном опытная), Карл постарался максимально уравнять шансы. Благодаря отлично поставленной разведке и лучшему знанию местности («дома и стены помогают»), он хорошо представлял, как продвигается арабское войско. Избегая римских дорог, чтобы не заметили разведчики арабов, он развернул свою армию у них на пути так, чтобы его армия располагалась на лесистом холме. Атаковать в гору, поросшую лесом не очень удобно, а вот пехоте в таких условиях обороняться было куда легче. От фланговых ударов его прикрывали реки Вьенна и Клёна. Армии встретились 18 октября 732 года.
Следующим шагом к успеху было заставить арабов все-таки ударить первыми. Карл спрятал большую часть своего войска среди деревьев, создавая впечатление, что у него не так и много воинов. Абд ар-Рахман все равно осторожничал, атаковать ряды пехотинцев на холме, прикрытые по бокам реками, представлялось ему не очень хорошей идеей.
Так они простояли друг напротив друга еще неделю. Но дальше стояние на Вьенне не затянулось: в конце концов, главной целью джихада было разграбление земель франков. А добыча сама себя в обоз не погрузит. К тому же арабы, до того разбившие армию герцога Эда, были склонны переоценивать собственные силы. А вот к зимовке на территории франков они были не готовы. Взвесив все эти аргументы в очередной раз, 25 октября вали дал приказ атаковать.
Детального описания битвы хроники не дают, так что все реконструкции являются во многом – плодом фантазии их авторов. Известно, что франки выдержали первый удар. За ним последовали другие: серия повторяющихся нападений на разные участки обороняющихся была типичной тактикой армии халифата Омейядов. «Северяне встали недвижимой стеной, так что их плотные ряды, казалось, обледенели», - гласит одна из арабских хроник.
Но пока арабы пытались проломить «стену щитов», построенную пехотой, отряд конницы, имевшейся у Карла (костяк ее составляли аквитанцы) во главе с Эдом обошел сражение по самому берегу Вьенны и напал на обозы арабов. Там хранилось самое ценное – ранее взятая добыча. Поэтому, когда обозы загорелись, часть арабской армии (хронисты утверждали, что это были берберы, чьи семьи тоже находились в обозе) бросилась спасать свои трофеи. Неразберихи добавила гибель Абд ар-Рахмана. В итоге, арабы отступили, а ночью, прихватив самую ценную добычу и бросив остальное, отступили.
С потерями сторон ясности еще меньше, чем с численностью армий до сражения. Арабские хроники склонны утверждать, что потери их войска были незначительными. Это, кстати, стало основанием для некоторых современных историков утверждать, что и сама битва была незначительным эпизодом, «обычным грабительским походом». Правда, это выглядит скорее как «разговоры в пользу бедных». Потому что после этого поражения арабы многие годы не повторяли попыток вторгаться в земли Аквитании. А Карл получил не только прозвище Мартелл (Молот), но и фактический статус лидера христиан Западной Европы.
А в 750 году Омейядский халифат сменился халифатом Аббасидов, которые опирались на другую стратегию, вместо грабительских походов, сделав ставку на развитие ранее захваченных территорий. Так что битву при Пуатье вполне можно считать финалом первого джихада против европейских государств.
Спустя века европейцы нанесли «ответный визит» в арабские земли, в формате крестовых походов. И даже предприняли попытку захватить земли Аравии – истока мусульманской цивилизации. Но это была совсем другая история.
Эксперимент по изучению структуры нейтрона и антинейтрона на электрон-позитронном коллайдере ВЭПП-2000 с детектором СНД, который проводят специалисты Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН), вышел на новый уровень точности. По сравнению с результатами 2022 г. в этом году физики увеличили статистику набора данных в четыре раза, в два раза улучшили точность эксперимента и разработали прецизионный метод регистрации нужных для исследования частиц. Результат 2023 г. согласуется с предыдущим измерением СНД, а также с международным экспериментом BESIII (Китай) в области энергии 2 ГэВ. Результаты опубликованы в журнале «Ядерная физика» и Nuclear Instruments Methods.
Физика высоких энергий изучает продукты соударения элементарных частиц. В ускорителях частиц на встречных пучках, коллайдерах, они сначала разгоняются практически до скорости света, а потом сталкиваются. Так физики проводят экспериментальную проверку Стандартной модели – теории микромира, описывающей все многообразие частиц во Вселенной и законы взаимодействия между ними. Всего в мире семь действующих ускорителей на встречных пучках, еще шесть находятся на стадии проектирования и строительства.
Что происходит в коллайдере, и зачем частицы подбирают себе компаньонов
При столкновении электронов и позитронов в коллайдере происходит аннигиляция – их исчезновение с рождением других элементарных частиц. Например, на самой крупной установке – Большом адронном коллайдере (БАК, ЦЕРН, Швейцария) – ученые при высоких энергиях (до 6,5 ТэВ) сталкивают протоны с протонами или протоны с тяжелыми ионами. Продуктами таких соударений могут стать бозоны – тяжелые фундаментальные частицы со слабым взаимодействием. Именно при протон-протонном столкновении на БАК был открыт бозон Хиггса. Еще на одном коллайдере, уже российском, ВЭПП-2000 в ИЯФ СО РАН, сталкивают электроны и позитроны. Столкновения происходят на невысоких энергиях – до 2 ГэВ, но и в этой области происходит много интересного. Детекторы регистрируют рождение адронов, то есть частиц, состоящих из кварков: протонов, нейтронов, пи-мезонов, К-мезонов и др. Дальше физики изучают структуру и свойства полученных частиц.
«В ускорительном кольце коллайдера ВЭПП-2000 электроны и позитроны движутся практически со скоростью света, а столкновение пучков происходит с частотой 12 МГц, то есть 12 миллионов раз в секунду, – рассказал главный научный сотрудник ИЯФ СО РАН доктор физико-математических наук Сергей Середняков. – Когда электрон с позитроном сталкиваются, образуется виртуальный фотон, который живет очень непродолжительное время – всего около 10-24 секунды, он рождает кварк и антикварк, которые начинают разлетаться, но обладая свойством конфайнмента, то есть невозможностью существовать по одному в свободном пространстве, каждый кварк рождает еще пару кварков. Так происходит до тех пор, пока случайным образом кварки не соберутся в нужную комбинацию, не подберут себе нужных для реакции “компаньонов”. Например, чтобы появился нейтрон, должны встретиться два d-кварка и один u-кварк, чтобы родился протон – два u-кварка и один d-кварк. Такое же количество кварков только с приставкой “анти” необходимо для появления антинейтрона и антипротона. Такая комбинаторика происходит очень быстро – за 10- 24 секунды».
Столкновение и электрон-позитронная аннигиляция с последующим рождением элементарных частиц происходят в тех областях коллайдера ВЭПП-2000, где установлены два детектора – КМД-3 (Криогенный магнитный детектор) и СНД (Сферический нейтральный детектор). Группа физиков-экспериментаторов с детектора СНД занимается как раз изучением структуры нейтрона и антинейтрона. В 2022 г. специалисты ИЯФ первыми в мире измерили структуру данной пары в близи порога реакции, то есть в самый момент ее рождения, когда относительная скорость частиц маленькая. До этого никто не изучал структуру этой пары в пороговой области. В новом эксперименте 2023 г. физики увеличили статистику набора данных в четыре раза, в два раза улучшили точность эксперимента и разработали для калориметра детектора СНД электронику, позволяющую с высокой точностью выделять необходимые процессы.
Новые результаты эксперимента СНД
«Любой эксперимент в физике стремится к увеличению набранной статистики и улучшению точности полученных результатов, – пояснил Сергей Середняков. – Мы продолжаем процесс изучения электрон-позитронной аннигиляции в пару нейтрон-антинейтрон на коллайдере ВЭПП-2000. В последнем измерении мы примерно в четыре раза увеличили статистику – было зарегистрировано около 6000 пар нейтронов-антинейтронов. Это, в свою очередь, повысило точность измерений структуры этих частиц и античастиц в два раза. Полученные в 2023 г. данные согласуются с предыдущим измерением СНД, но, как уже сказано, имеют в два раза лучшую статистическую точность».
Нейтроны входят в класс адронов и состоят из кварков – наименьших частиц материи и глюонов – элементарных частиц, которые «склеивают» кварки между собой, притягивают их при помощи сильных взаимодействий. Поэтому измерение структуры нейтрона и антинейтрона представляет собой изучение суммарных характеристик взаимодействия кварков с кварками, кварков с глюонами и глюонов с глюонами.
Измеренный в эксперименте СНД формфактор. В области энергии 2 ГэВ результаты российского эксперимента (черные точки) совпадают с результатами китайского BESIII (красные точки). Предоставлено С. Середняковым
«Структура частицы описывается функцией, так называемым электромагнитным формфактором, который определяется движением электрических зарядов кварков и глюонов внутри частицы. Измеряя его значение, мы примерно понимаем, по каким траекториям, с какими скоростями кварки и глюоны движутся внутри нейтрона и антинейтрона, как происходит взаимодействие между ними, – добавил Сергей Середняков. – Примерно, потому что движение отдельно взятого кварка сложно описываемо. Можно провести такую аналогию: у вещества, например, воздуха, есть температура, которая определяется скоростями и столкновением молекул. Скорости молекул воздуха определяются сложной функцией, или распределением Максвелла. Но в целом вся это сложная функция измеряется и описывается как температура. Так и с формфактором. Теоретики задают некоторые распределения того, как движутся кварки в нейтроне, то есть некоторые вероятности их движения, скорости и др. И на выходе получается электромагнитный формфактор – интегральное, или суммарное описание всех сложных движений кварков, параметров их взаимодействия друг с другом и с глюонами внутри нейтрона. Очень упрощенно можно сказать, что в эксперименте СНД мы измеряем формфактор, как измеряют температуру воздуха».
По словам специалиста, формфактор – это важная измеряемая у элементарных частиц величина, и она всегда была предметом теоретического и экспериментального изучения. Что касается нейтронов и протонов, значение их формфакторов в пороговой области в теории предсказывается неоднозначно. Начавшиеся эксперименты на ВЭПП-2000 с детектором СНД измеряют это значение с хорошей точностью, которая каждый год повышается. «Уже сейчас можно сказать, что мы с наилучшей в мире точностью проводим измерение сечения процесса электрон-позитронной аннигиляции в пару нейтрон-антинейтрон, с систематической погрешностью не хуже 10%. Помимо того, что наше новое измерение согласуется с предыдущим, наши данные говорят, например, о том, что по величине формфактор нейтрона меньше формфактора протона», – сказал Сергей Середняков.
Без «усов» лучше
В экспериментальной физике все сводится к точности, то есть к уменьшению «усов» ошибки. Бывают измерения, у которых очень длинные «усы», что говорит о большой ошибке, а значит, о маленькой точности. Предельный вариант точности – отсутствие «усов». Измеренные события, то есть рождение пары частицы и античастицы, физики называют измерением сечения. Сечение (обозначается буквой σ) и измеряется в квадратных сантиметрах. Для выражения сечений столкновений элементарных частиц используют более удобную единицу – 1 нанобарн = 10 -33 см2.
«Мы измерили сечение процесса аннигиляции электрона и позитрона в пару нейтрон-антинейтрон с хорошей точностью – 0.1 нанобарн (нб), – добавил Сергей Середняков. – И теперь очень интересно увидеть результаты независимых экспериментов по измерению нейтронов-антинейтронов на пороге реакции. На данный момент на уровне энергии до 2 ГэВ ИЯФ СО РАН является первопроходцем. Международный эксперимент BESIII (Китай) работает при более высоких энергиях, но наши результаты стыкуются как раз в области энергии 2 ГэВ, которая для нас является максимальной, а для них – минимальной. Скорее всего, это говорит о том, что и они, и мы все сделали правильно».
Эксперимент 2023 г. стал качественно лучше и с методической точки зрения. Когда происходит электрон-позитронная аннигиляция, рождается огромное количество частиц. Чтобы регистрировать только необходимые события, в данном случае рождение пары нейтрон-антинейтрон, детектирующая электроника должна быть очень чувствительной именно к их сигналам.
«У нейтрона есть свой особый признак – ему нужно время, довольно продолжительное, около пяти наносекунд, чтобы долететь до детектора, – добавляет Сергей Середняков. – Это время задержки для нейтрона мы очень хорошо знаем, а измеряя его в эксперименте можем достоверно выделять необходимые нам события. Для эксперимента СНД мы разработали новый метод регистрации нейтрон-антинейтронных событий. Метод позволяет с высоким разрешением, около 1 наносекунды, измерять время прихода сигнала в каждом из 1640 кристаллов калориметра детектора СНД. Работа с описанием системы измерения времени опубликована в 2023г. в журнале Nuclear Instruments Methods. Во многом благодаря этому мы и повысили набор статистики и точность эксперимента».
Специалисты «Национальной экологической компании» (Ярославль) совместно с сотрудниками кафедры физической химии факультета естественных наук НГУ и ЦКП «Ускорительная масс-спектрометрия НГУ-ННЦ» создают технологию для получения топлива из неперерабатываемого пластика.
— Во время сортировки мусора остается большое количество неперерабатываемого пластика. Как правило, это смесь обычных загрязненных тонких пленок (пакеты-маечки) и неликвидного пластика, который загрязнен или смешан. Сейчас это все сжигается, в лучшем случае — отправляется на цементные заводы для замещения природного газа. И в целях нацпроекта «Экология», и в региональных нормативах прописано, что такой пластик должен извлекаться из потока захораниваемых отходов. Но глобального решения, что с ним делать, пока ни у кого нет, — рассказывает директор по развитию НЭК Александр Климов.
В «Национальной экологической компании» решили попробовать преобразовать такой пластик в экологичное моторное топливо. Технология, разработанная специалистами НЭК, состоит из нескольких стадий.
Первая — это пиролиз, термическая деструкция без доступа кислорода. Она осуществляется при температуре от 400 до 600 °C. На выходе получается неоднородная смесь углеводородов, содержащих большое количество загрязнений и ароматических соединений. В процессе термической деструкции происходят тысячи хаотичных химических реакций, и на этом этапе еще невозможно гарантировать целевой продукт с понятными свойствами.
Затем проводится ректификация — процесс разделения двойных или многокомпонентных смесей за счет массообмена между паром и жидкостью. На этой стадии смесь распадается по фракциям и по температуре кипения. И хотя полученный продукт уже намного чище, но его все еще нельзя применять в качестве топлива. Высокое содержание непредельных углеводородов делает его реакционно-активным, что приводит к выходу из строя двигателей внутреннего сгорания. Кроме того, даже просто стоя на воздухе, такое топливо достаточно быстро окисляется. Если сначала оно желтое и прозрачное, то через несколько недель осмоляется.
— Пиролиз и дальнейшая очистка — это достаточно распространенный способ переработки, он широко применяется и в России, и в мире. Но стоит задача: каким образом из этого низкокачественного и достаточно непредсказуемого топлива получить то, что можно залить в бензобак автомобиля или даже в самолет? — говорит Александр Климов.
Для этого нужна каталитическая технология, разработать которую представители НЭК попросили исследователей из НГУ.
— Первые эксперименты мы предложили начать с распространенных и известных систем: никель-молибденовых катализаторов на алюмооксидном носителе. На них удалось получить первые положительные результаты. Тем не менее, так как процесс проводится в микроканальных реакторах — стальных капиллярах диаметром около миллиметра, это накладывает свои ограничения на приготовление катализатора и его эксплуатацию. В будущем мы планируем подобрать параметры, позволяющие получить качественное синтетическое топливо, и оптимизировать технологию, — рассказывает младший научный сотрудник ЦКПУМС НГУ Екатерина Воробьева.
Для начала ученые НГУ предложили параметры технологии, загрузку, соотношение инертного материала и катализатора. Новая технология прошла первые испытания на экспериментальной установке НЭК.
— В каталитической системе поддерживается температура около 300 °C, высокое давление водорода и происходит гидрирование смеси. На выходе мы получили прозрачную жидкость с привычным нерезким запахом моторного топлива и практически нулевым содержанием серы, подходящую для применения в двигателях внутреннего сгорания, — объясняет Александр Климов.
Сделать предстоит еще многое. Во-первых, необходимо в очередной раз модифицировать установку по гидрированию, чтобы она могла стабильно функционировать более 1000 часов. Во-вторых, нужно отработать все циклы автоматической регенерации катализатора и продумать все сложные технические решения. Кроме того, важно подобрать оптимальные параметры каталитического процесса. Для этого лабораторную версию реактора отправят на кафедру физической химии ФЕН НГУ.
— К таким параметрам относятся и температура, и давление, и фракция катализатора, и, возможно, даже его состав. Нам необходимо подобрать условия для наиболее эффективного и продолжительного проведения процесса, — говорит Екатерина Воробьева.
У НЭК есть планы по выходу на рынок. В 2024 году планируется сделать пилотную каталитическую установку, которая сможет перерабатывать уже не граммы, а килограммы в час. Она будет полностью автономной и автоматической. Также сейчас создается промышленный образец пиролизной системы, способной справляться за час с тонной отходов. По словам специалистов НЭК, топливо из пластика будет иметь преимущество в цене по сравнению с другими неископаемыми источниками топлива.
— В сотрудничестве с исследователями из НГУ нам понравилась их нацеленность на результат, желание именно решить проблему, а не работать годы над ее решением. И, конечно же, открытость и большая внутренняя мотивация, — отметил Александр Климов.