Квантовая биология и технологии будущего
Квантовая биология изучает, как квантовые эффекты проявляются в биологических системах. Одним из наиболее изучаемых примеров является фотосинтез, где квантовая когерентность может играть роль в эффективном переносе энергии от солнечного света к хлорофиллу.
© phys.org
Исследования показывают, что растения могут использовать квантовые эффекты для почти 100%-ной эффективности передачи энергии, что значительно превосходит наши текущие технологии солнечных батарей.
Уникальность квантовой биологии в том, что она предлагает новый взгляд на биологические процессы, показывая, что квантовая механика не ограничивается микромиром, а может объяснять некоторые из самых фундаментальных процессов жизни, открывая путь для создания сверхэффективных технологий, вдохновленных природой.
Дизайнер-биолог из Лондона предложила создавать мармелад из обрезков тканей
Идея создавать из обрезков хлопчатобумажной и льняной ткани мармеладные конфеты Цзинхань Ли пришла во время обучения в лондонском колледже Сент-Мартинс (CSM).
Она сделала сладости, обработав натуральные ткани ферментом целлюлазой, который расщепляет содержащуюся в них целлюлозу на глюкозу.
Хлопок на 90% состоит из целлюлозы и это значит, что почти вся ткань расщепилась, отходов осталось совсем немного.
Девушка-ученый уверена, что полученную глюкозу можно применять для производства биотоплива или биопластика. Но она решила вместо этого изучить её потенциал в качестве сырья для пищевой промышленности.



Живая зеленая краска поглощает углекислый газ и вырабатывает кислород
Исследователи из Университета Суррея разработали инновационное живое покрытие, которое использует бактерии для борьбы с избыточным уровнем углекислого газа в атмосфере. В данной концепции используются цианобактерии, которые в процессе фотосинтеза поглощают углерод и создают новые органические соединения, увеличивая свою массу. Это покрытие обладает способностью регенерации при утрате части своего объема и для этого требуется лишь солнечный свет, влага и углекислый газ из окружающей атмосферы.
После серии исследований, ученые выбрали бактерию Chroococcidiopsis cubana, которая принадлежит к сине-зеленым водорослям. Эта бактерия является экстремофилом, что означает, что она способна выживать в условиях высокой кислотности, солености, засухи, перегрева и даже воздействия радиации. Считается, что при создании необходимой среды, эти бактерии могли бы существовать даже на поверхности Марса.
Исследователи разработали пористое покрытие из полимеров на водной основе, внутри которого разместили цианобактерии. Этот материал был высушен, а затем восстановлен. Цианобактерии имели свободу расти в течение месяца, и за это время не наблюдалось снижения их активности. Этот живой материал в среднем ассимилировал около 0,31 грамма углекислого газа и вырабатывал при этом около 0,4 грамма кислорода на грамм биомассы в сутки.
Это экспериментальное биопокрытие, и в будущем на его основе можно будет разрабатывать материалы с желаемыми свойствами. Например, это может быть использовано для создания живых покрытий на внешних конструкциях. Также цианобактерии могут быть подвергнуты генной инженерии для получения нужных характеристик.
Будущее уже здесь: Первую башню для очистки воздуха установили в Индии
Будущее уже наступило. Человечество на протяжении многих лет и веков загрязняло экологию и прежде всего воздух, которым мы дышим. Внушает оптимизм, что люди начали двигаться в направлении решения этой проблемы. В Индии в городе Нью-Дели установили первую башню, цель которой очищать воздух от загрязнения. Больше можно прочитать здесь
Глобальный воздушный кризис
Более 99 % людей, проживающих в городских районах, подвергаются воздействию уровней качества воздуха, превышающих пределы, установленные Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ). Загрязнение воздуха стало серьезной проблемой здравоохранения во всем мире. По мере ухудшения качества воздуха в городах увеличивается риск инсульта, сердечных заболеваний, рака легких, хронических и острых респираторных заболеваний, включая астму, для проживающих в них людей.
Чистый воздух необходим для нашего здоровья и благополучия. Воздух, которым мы дышим, играет решающую роль в определении качества нашей жизни и общего состояния здоровья. Больше можно прочитать здесь
Как начали пытаться решать проблему глобального воздушного кризиса?
Надежду на разрешение глобального воздушного кризиса дали ученые и дизайнеры из студии Symbiosis, которые создали башню VERTO для очистки воздуха аэродинамической формы и которые возвели ее первый прототип в Нью-Дели в Индии.
В чем суть работы башен VERTO?
VERTO представляет собой башню для очистки воздуха на 360°, которая может очищать 600 000 м³ воздуха в день.
Башня оснащена энергоэффективными вентиляторами, которые всасывают окружающий воздух. Затем воздух фильтруется с помощью фильтров для удаления мелких частиц пыли.
Студия Symbiosis спроектировала VERTO, используя принципы аэродинамики, чтобы создать форму с максимальной площадью поверхности и увеличенной скоростью воздуха для надежной и эффективной работы.Больше можно прочитать здесь
«Были проведены имитационные исследования для достижения минимального сопротивления и максимальной площади поверхности для достижения этой оптимальной конструкции. В качестве отправной точки была разработана эллиптическая геометрия, обеспечивающая минимальное сопротивление», — говорится в описании проекта.
Благодаря тому, что конструкция башни состоит из модульных стеклопластиковых панелей, VERTO может поставляться в плоской упаковке и легко монтироваться на месте.
Философские аспекты инновационного развития техники (часть 1. отрицательные стороны)
По желанию многих пользователей Пикабу я начинаю публиковать материалы, которые обещал во вводном посте после перерыва, в частности о науке. Уместно ли сейчас, во время СВО писать об этом? Но ближайшее наше будущее зависит не только от результатов СВО, но и от разрешения многих иных проблем, на некоторые из которых я хотел бы обратить ваше внимание.
Человечество было сформировано не императорами,
жрецами и полководцами, а теми, кто создал топор, колесо,
самолёт, кто нашёл злаки, следил за звёздами, кто
открыл железо, полупроводники, радиоволны
Даниил Гранин
Успехи техники впечатляющи, без техники просто невозможно представить развитие человечества и современную жизнь. Некоторые философы считают, что развитие техники в большей мере определило цивилизационное развитие человечества, повышение уровня его жизни, чем социальное развитие.
Первыми действиями людей по развитию техники были постройка жилища, изобретение плуга, колеса, копья и лука, которые развились в основные отрасли деятельности – строительство, промышленность сельское хозяйство, транспорт, вооружение и т.п.
Техника сегодня стала второй природой, но её развитие сопровождают нежелательные эффекты, на которые не обращалось и не обращается должного внимания в повседневной, профессиональной, даже в политической и межгосударственной деятельности.
Я посчитал целесообразным начать данный цикл статей именно с рассмотрения отрицательных сторон развития техники с общей, философской точки зрения, то есть философские аспекты (аспект – от лат. aspectus «вид, облик; взгляд, точка зрения»). Это обосновано тем, что прежде, чем приступить к каким -либо логическим выводам и начать действовать, надо понять какие проблемы стоят перед нами, какие задачи мы должны решить в ближайшем будущем.
Философские аспекты инновационного развития техники выясняют основные цели, мотивацию её развития, связь с человеком, природой, политикой, обществом, и уровнем научно-технического развития человечества в глобальном, цивилизационном масштабе. Развитие реализуется устранением существующих недостатков и улучшением характеристик объекта, повышающих его полезность и эффективность. Поэтому вначале я опишу цели и мотивацию развития техники, а далее перечислю отрицательные стороны каждого из направлений. Этому и посвящен данный пост.
Основными целями развития техники являются: повышение производительности труда, повышение качества выполнения работы и качества продукции, снижение себестоимости работы и продукции, облегчение условий труда (и жизнедеятельности в целом), уменьшение вредных воздействий на природу. Последняя из указанных целей была осознана и сформулирована совсем недавно — примерно в середине прошлого века.
Мотивировалось создание и развитие техники многими причинами: как условиями жизни, так и психологическими факторами. И это — очень важная проблема, не до конца исследованная. По этому вопросу имеются две крайние точки зрения. Благожелательная: человек по природе благороден и талантлив; стремясь облегчить и обезопасить жизнь родных и близких людей, он сотворил и развивает технику. Противоположная точка зрения: человек по своей природе ленив и жаден, поэтому он и хочет иметь как можно больше всего с меньшими затратами. Реально мотивы технического творчества колеблются между этими крайностями в зависимости от многих факторов. Лично мне — ближе первая.
По отношению к человеку нежелательный эффект — это подмена его функций, в том числе мыслительных, в результате чего человек становится менее эффективным в своих действиях. Использование вычислительных средств не привело к улучшению способности к счёту. Использование автомобилей не сделало людей хорошими ходоками. То есть технический прогресс не ведёт к развитию умственной деятельности и физических способностей, а также человеческой морали и духовности. Успехи технического прогресса часто оборачиваются сложными социальными проблемами (безработица и др.). Хотя для наведения только экологического порядка на земле работы хватит не несколько поколений.
Связь с политикой. Развитие видов техники определяется глобальным состоянием международных и политических отношений государств. В связи с этим техника разрушения и убийства опережает в развитии технику созидания, а не наоборот. В истории известны только отдельные попытки сдержать или предотвратить применение или развитие технических средств убийства.
Например, когда самым истребительным оружием были лук и стрелы, пытались положить ограничения и в этой области. Так, на втором Латеранском Соборе Папа Иннокентий II в 1139 г. осудил и запретил католикам использовать христианами арбалеты против христиан как варварское и коварное оружие. Этими же гуманными соображениями руководствовался и Шамба Болонгонго, один из королей Бечуаналенда (Африка!), запретивший пользоваться дротиками во время сражений (около 1600 года).
В 1775 году некто Дю Перрон предложил французскому королю Людовику оружие, которое может выпускать сразу 24 пули и поможет победить любого противника. Но Король не принял его оружие, посчитав его варварским орудием уничтожения людей. Можно предположить, что король принял необходимые меры, чтобы это изобретение не попало в руки других правителей.
А в настоящее, «более гуманное» время все государства стремятся обзавестись самым разрушительным оружием, некоторые —для проведения своей политики, иные (как например, СССР и РФ) для сохранения своей независимости. Но успехи в этом деле, например РФ, не препятствуют гонке вооружений, а тоже только подстёгивают её, так как иные страны не могут с этим смириться. Ведь тогда они теряют возможность проводить свою политику.
Техника ухудшает природную среду, за что природа мстит. Тезис селекционера - генетика И. В. Мичурина: «Мы не можем ждать милостей от природы, взять их у неё наша задача», с позиций экологии можно выразить так: «Мы не можем ждать милостей от природы после всего того, что мы с ней сделали». Возможно ли не только уменьшить, но и исключить отрицательное воздействие техники на природу? Можно ли создать технику, которая улучала бы экологическую обстановку? На основании работ автора этого поста на этот вопрос можно ответить утвердительно. Это даёт основание сформулировать стратегию экологизации: переход от экологически вредных технологий и технических систем к нейтральным и далее — к экологически полезным технологиям и техническим системам, их осуществляющим.
Человеческое общество, кроме текущих злободневных проблем, волнует вопрос о возможностях и опасности интеллектуализации техники. Может ли машина выполнять за человека мыслительные и управленческие операции? Этот вопрос уже решён положительно, примером чего могут служить полностью автоматизированные машины, производства и развитие робототехники. Но теперь общество волнуют другие проблемы. Может ИИ полностью заменить мозг? Следует отметить, что технические устройства работают с использованием программ, разработанных людьми. Машины не обладают эвристическим мышлением, то есть не могут выполнять мыслительную работу, решать задачи, для которых не разработаны точные правила получения конечного результата (нет алгоритма решения, выражаясь научным языком). И не более этого. Поэтому они не могут, например, изобретать. Так что полностью заменить человека они не смогут. А могут ли роботы поработить или даже уничтожить человечество? Начало обсуждению этого положил ещё в 30—х годах прошлого века Карел Чапек в романе РУР (Робервальские универсальные роботы). На эту тему сейчас имеется много публикаций на разном уровне с различными выводами. Простой ответ: это зависит от того, кто и с какой целью будет составлять для них программы.
Современный уровень научно-технического развития общества в глобальном масштабе дал жизнь новой философской концепции — трансгуманизму, которая бурно развивается и имеет много приверженцев.Его главной целью является использования достижений науки, современных технологий и техники для неограниченного развития человеческой личности. Для этого предполагается использование нанотехнологий молекулярной биотехнологии, информационных технологий (в том числе и искусственного интеллекта), использования 3D принтеров для формирования различных материальных объектов, генной инженерии, создание нейропротезов и прямых сопряжений «компьютер — мозг и т.д.
Так, к целям развития техники добавляется развитие способностей человека, чтобы не полагаться на биологическую эволюцию. В результате этого предполагается выйти за пределы того, что сейчас считается человеческим. На первом этапе предполагается создать трансчеловека — сверхчеловека, затем постчеловека — машиночеловека. Предел мечты— загрузка сознания человека в компьютер с сохранением всех знаний и эмоций, отказ от физического тела. Это, по мнению трансгуманистов, будет равносильно бессмертию. То есть человек — это будет «Голова профессора Доуэля» по одноимённому роману А. Беляева, но даже без головы. Как вариант рассматривается возможность загрузки сознания в искусственное тело; то есть создание роботочеловека.
Для этого предполагается создать принципиально новые, ещё не разработанные технологи и технические системы для их реализации. К таким технологиям относится молекулярная, (и даже атомная) но ещё не разработанная нанотехнология, которая могла бы работать с частицами размером уже порядка с молекулами и атомами. Предполагается, что она даст возможность создать изобилие ресурсов набором из молекул и атомов любого заданного продукта или предмета, а также дать нам полный контроль над процессами в наших телах.
У такого направления развития человечества есть серьёзные риски и темные стороны, так как применение таких технологий (особенно неправильное или злонамеренное) несёт серьёзные последствия. Сопряжение мозга с компьютером сделает человека полностью подконтрольным центру управления. Будет создана возможность вмешиваться в его внутренний мир, изменять психологию, идеологию, мораль и т. д. То есть можно будет лишить его индивидуальности и манипулировать его поведением. Но трансгуманизм имеет одну особенность, Он предполагает использовать ещё не разработанные технологии и технику, которые, может быть, и не удастся разработать. Например, как можно загрузить сознание в программное обеспечение ЭВМ? С практической точки зрения вмешательство в биологическое развитие человека с учётом перечисленных возможностей может существенно обеднить человеческий род, направить его развитие по пути к вырождению.
Создание же машиночеловека, особенно загрузка сознания в ЭВМ, отказ от естественного тела и замена его искусственным ставит под сомнение само выживание вида Человека разумного.
Это подтверждается следующим примером. Эксперт по проблемам искусственного интеллекта и новых технологий К. Кэмпбелл в своей книге освещает не проблемы продления жизни, а предрекает, что через 50 лет станут нормой «виртуальные дети». Они будут неотличимы по своим способностям от живых детей. А родители смогут общаться с ними в виртуальной реальности: кормить, играть, ласкать, — получая реалистичные ощущения, как если бы дети были живыми. Это продвигается под благими намерениями. Дескать, решается проблема перенаселения земли, упрощается воспитание детей, многократно уменьшаются расходы на их содержание (оптимизация расходов).
В конечном итоге всё зависит от того, кто и с какой целью (в масштабе человечества) будет вести эту работу, так как сами машины аполитичны.
Вывод
Изложенные нежелательные последствия развития техники имеют место во многом по причине развития экономики на рыночной основе, при которой основным критерием полезности является прибыль. Для устранения этих последствий, очевидно, надо изменять социальную структуру и (как сейчас выражаются) менталитет человеческого общества.
Используемые источники
1. Лилли С. Люди, машины и история. — М.: Прогресс, 1970.
2. Горбовский А. Загадки древнейшей истории. — М.: Изд. «Знание», 1966.
3. Статья (инт.) "За рамками биологической эволюции: что такое трансгуманизм". РБК тренды.
4. Статья (инт.) "Дети-тамагочи» идут на смену настоящим детям". Фонд стратегической культуры.
P.S. Данный цикл статей в силу сложности подготовки материала будет выходить, увы, не так часто.
ЧЕЛОВЕК ЗАРАЖАЕТ РАСТЕНИЯ
Говоря о вирусах, большинство людей вспоминает холодную погоду, ломоту в суставах и чувство жара. Тем не менее, вселенная вирусов куда шире и многограннее, чем кажется на первый взгляд.
Вирусы занимают особое положение в систематике. Начнём с того, что их признали живыми только по нижней границе. Они проводят почти всё время в виде молекулы с генетическим материалом, окружённой защитной оболочкой. Ни о каком обмене веществ с окружающей средой не идёт даже речи. Поразив хозяина, вирус встраивается в ДНК клетки и принимается штамповать свои копии. Из простого паразита он перерождается в информационного, становясь похожим на компьютерных собратьев.
Вирусы терроризируют все царства живой природы. Долгое время в биологии было популярно утверждение: "У видов, близких друг другу эволюционно, будут встречаться сходные паразиты". Это правило не знало исключений. Человек отлично заражается от другого человека независимо от пола, расы или возраста. Если хорошенько постараться, можно подхватить заразу у кого-нибудь млекопитающего. История возникновения легендарного коронавируса SARS-CoV-2 наглядно демонстрирует, что даже рукокрылые приходятся нам хотя и дальними, но всё же родственниками. Что уж говорить о собаках, кошках или обезьянах?
На фоне известных фактов может показаться странным, что человек — важнейшее звено в цепочке переноса вирусов растений.
Такое утверждение наглядно доказал Тао Жанг из Геномного института Сингапура. Учёный брал образец материала, прошедшего пищеварительный тракт добровольцев, и очищал его от бактериальных клеток. То, что сумело пройти сквозь набор сложных фильтров, исследователь метко назвал "вирусным экстрактом".
Из 33000 нуклеотидных последовательностей значительная доля приходилась на вирусы. Тут бы сказать что-то о вреде немытых рук, но только 3% опознанных цепочек относились к возбудителям человеческих или животных болезней.
97% вирусов, ежедневно проходящих сквозь пищеварительный тракт человека — это вирусы растений. В свою очередь, наиболее массовый их представитель — это мозаика перца (PMMV). Ранее было известно, что её разносит обычная тля.
Очевиден способ, которым мозаика перца оказывается съеденной. Каждый второй овощ на рынке или в супермаркете поражён этим заболеванием. Вирусы растений не только выживают в полости тонкой и толстой кишки, но и активно там размножаются.
Наука не знает ни одного случая, когда человек заражался бы вирусами растений. Наши дороги разошлись чересчур давно и глобально. Значит, вирусы находят в качестве хозяина кого-то другого. Наиболее вероятным кандидатом выглядит энтеробиота — сообщество микроорганизмов, добавляющее каждому читателю этих строк лишний килограмм-полтора веса.
Удобрение почвы — неотъемлемый атрибут сельского хозяйства. Земледельцы испокон веков применяли компост для обогащения почвы. Кто бы мог подумать, что люди, ухаживающие за овощами, активно заражают их? Открытие Жанга способно произвести революцию в пищевой промышленности, и, в перспективе — повысить урожайность многих культур. Нам же остаётся лишь восхититься тому, насколько тонкие связи пронизывают биосферу Земли, а вам же остаётся только подписаться на наш Дзен: https://zen.yandex.ru/id/6309229a98f36728dd8046f0
Источник:
T. Zhang et al. RNA Viral Community in Human Feces: Prevalence of Plant Pathogenic Viruses // PloS Biology. Volume 4. Issue 1. January 2006
#Заметка@inbioreactor
Текст: #Игнатенко@inbioreactor
Редактура: #Ficus@inbioreactor




























