close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Naked Sciencei 1-2 2015

код для вставкиСкачать
16+
янваРЬфевраль
2015
С точки
зрения
науки
личность
History
Вундерваффе
«чудооружие»
третьего
рейха
Михаил Гельфанд:
«Каждый кричащий
о страшном вреде
ГМО ответственен
за слепых детей
в Азии»
30 терминов
научных
которые должен знать каждый
Бомбардировщик
будущего
В космос на воздушном шаре
Топ концептов 2014
Чего ждать от неминуемой
смены полюсов?
naked-science.ru + iPad/iPhone + Android
2 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
3
СЛОВО РЕДАКТОРА
Тема Номера
С
какого устройства вы сейчас читаете этот журнал – с iPhone, с iPad?
А знаете ли вы, что все детища
Стива Джобса созданы только для
того, чтобы обогатить компанию
Apple? Наверняка догадываетесь.
Но как именно корпорации добиваются того, чтобы нам стал нужен тот или иной
товар, в чем секрет политической пропаганды, и
кто стоит у истоков мировой пиар-машины, запущенной еще в 1920-х годах? Об этом вы узнаете на страницах Naked Science в материале
«Машины счастья».
Пока маркетологи США в начале XX века
строили для всех нас новый «счастливый» мир,
Адольф Гитлер мечтал о его порабощении с
помощью вундерваффе – «чудо-оружия» нацистской Германии: танков размером с бункер
и межконтинентальных ракет. Какие же наполеоновские планы рождались в головах безумных
немецких инженеров – читайте в статье «Вундерваффе – «чудо-оружие» Третьего Рейха».
Проекты оружия прошлого грандиозны и интересны, но что нас ожидает в будущем? В этом
номере вы узнаете о том, какими, возможно, будут бомбардировщики XXI века.
Вас также ждет встреча с одним из самых
известных российских ученых современности –
биоинформатиком Михаилом Гельфандом, который раз и навсегда поставит точку в споре о том,
вредны ли продукты с ГМО, расскажет, почему
клонирование мамонтов – это «полный бред и
надувательство», и кто же все-таки виноват в
том, что антибиотики перестают нас лечить?
В этом номере вас ждет увлекательное путешествие во тьму веков – к моменту рождения
Солнечной системы. Вы познакомитесь с тридцатью основными научными терминами, которые помогут вам лучше понимать то, что пишут
в научных новостях, узнаете о самых новейших
методах криминалистики, к чему может привести смена полюсов, о том, что такое зеркальные
нейроны и как мы понимаем друг друга. Об этом
и многом другом читайте прямо сейчас!
ПИСЬМА ЧИТАТЕЛЕЙ
лучший вопрос
Через сколько лет Чернобыль
перестанет быть зоной радиоактивного заражения?
Алена Москвина, г. Новосибирск
Бомбардировщик
будущего
Каким он будет,
читайте на стр. 62
Машины
счастья
130
Как маркетологи из 1920-х годов во
главе с племянником Фрейда Эдвардом
Бернейсом продолжают заставлять нас
покупать ненужные нам товары, верить
политикам, а женщин курить.
Наука и
преступление
Если кто-то кое-где у нас порой до сих
пор не хочет честно жить и решается на
преступление, по его следам пойдут не
только сыщики, но и тысячи инструментов
современной науки.
По мнению многих экспертов, повторное заселение Чернобыльской зоны возможно уже сейчас – по крайней мере, в
южной ее части. Радиация в удаленных
от реактора областях уже в тысячи раз
благоприятнее для проживания, чем 20
лет назад, если судить по богатой флоре и
фауне. Еще с 1990-х годов в зоне отчуждения проживает множество так называемых
самопоселенцев, которые без одобрения
властей живут и даже работают в этих местах. Некоторые из них – коренные жители
Припяти и Чернобыля, которые просто захотели вернуться домой.
Что касается периода полураспада
основных опасных радионуклидов в Чернобыле, то на большей части территории
более-менее благоприятная радиационная
обстановка сложится где-то к 2040-2050
годам. Если говорить о центральной части,
которая расположена вблизи Чернобыльской АЭС, то все не так безоблачно. В
частности, там находят множество токсичных трансурановых элементов, период
полураспада которых – тысячи лет. Вряд
ли в обозримой перспективе стоит строить
дома и разворачивать сельское хозяйство
вблизи эпицентра трагедии.
76
Ольга Иванова (Фадеева),
заместитель главного редактора
Naked Science
4 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
5
РЕДАКЦИЯ
ПИСЬМА ЧИТАТЕЛЕЙ
Главный редактор
Руслан Зораб
Заместитель главного
редактора
Ольга Иванова (Фадеева)
Арт-директор
Наира Сароян
Научный редактор
Олег Овечкин
Чем молекула РНК отличается от молекулы ДНК?
Сергей Н., г. Чебоксары
В первую очередь химическим составом, отраженным в названии. РНК (рибонуклеиновая кислота)
содержит сахар рибозу, а молекула ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) включает другой сахар –
дезоксирибозу. Также они отличаются по структуре:
ДНК состоит из всем известной двойной спирали,
представляющей собой сразу две отдельные молекулы. РНК же значительно короче и состоит обычно из
одной цепи. Помимо этих различий, нуклеотид молекулы РНК, комплементарный аденину, это урацил (в
ДНК это тимин).
Редакторы
Давид Саргисян
Ара Егишян
Людмила Мартиросян
Из чего сделаны чернила в ручках?
Антон Решетников, г. Чита
Любые чернила состоят из трех элементов: растворителя (органический или неорганический; жидкий или твердый), красящего вещества (собственно
того, что придает чернилам определенный цвет, к
примеру – пигменты) и различных модификаторов,
число и характер которых сильно разнится от одной
фирмы-производителя к другой.
Чернила для стандартных шариковых ручек
делают в виде густых паст на различной основе
(к примеру, воско-жировой). Обычно такая паста
содержит жирорастворенный краситель, иногда –
взвесь пигмента. Эти элементы непрерывно контактируют с шариком, смазывая его смесью, а шарик,
вращаясь под нажимом, оставляет затем чернильный след на бумаге. В связи с наличием жировой
основы такие чернила содержат крайне малое количество органического растворителя.
Технический
обозреватель
Илья Ведмеденко
Иллюстратор
Дмитрий Бисеров
Фотограф
Михаэль Иванов-Шувалов
Над номером работали:
Нарек Погосян
Василий Куликов
Антон Ермолаев
Отдел маркетинга
Наталья Наумова
Роман Терехов
Коммерческий отдел
Виктор Буряков
6 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
Крошка-кроссовер
Все о самом компактном концепте кроссовера марки
Mercedes читайте на стр.44.
44
Вундерваффе –
«чудо-оружие»
Третьего Рейха
Чем ближе подходила нацистская Германия
к моменту своего краха, тем больше ее
руководство уповало на «чудо-оружие».
Какими же выкрутасами инженерной мысли
немцы планировали покорить мир?
142
Обложка (www.manu.lv)
На обложке: бомбардировщик будущего в
представлении художника. Автор: Thomas McDowell.
Источник: coroflot.com.
30 научных
терминов,
которые
должен
знать
88
каждый
Когда Север
станет Югом
Чего ждать от неминуемой смены
полюсов и так ли она страшна, как ее
«малюют»?
112
СОДЕРЖАНИЕ
ПИСЬМА ЧИТАТЕЛЕЙ
Седан +
пикап +
внедорожник
= FCC4
Компания FIAT представила странный,
но любопытный концепт-кар, который
назвали «четырехдверным купе с
авантюрным характером».
48
Арабы отстроят
«башниблизнецы»
Эти башни станут самыми высокими в
мире.
52
8 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
Как появляются пустыни?
Екатерина М., г. Москва
На поверхности планеты заметны неравномерности в распределении тепла и влаги,
что приводит к появлению специфических зон,
одной из которых являются пустыни.
Пассаты – ветры, круглогодично дующие
между тропиками, в определенных областях
вблизи экватора препятствуют вертикальной
циркуляции воздуха, поэтому в этих районах отсутствуют облака, и, следовательно,
осадки. А поскольку влага с осадками не
поступает, то это приводит к засушливости,
которая к тому же еще и усиливается из-за
большего количества солнечной радиации,
которой уже не препятствуют облака.
В связи с этим происходит деградация
флоры и фауны, высыхание почвы и водоемов, а сильные ветра затем разносят песок
вокруг высохших рек и озер – и вот мы получили пустыню.
Также существует процесс, ассоциирующийся с деятельностью человека – опустынивание. Он приводит к деградации почвы,
в частности, в результате ведения сельского
хозяйства, что, в свою очередь, превращает
некогда пригодные для растительности земли
в пустыни. В данный момент опустынивание
угрожает очень многим районам Земли, включая США и Китай. К примеру, Китай теряет изза опустынивания 1300 квадратных км полезных земель в год. Многие страны мира борются с этим глобальным и крайне быстротечным
процессом, в том числе под эгидой ООН.
Расскажите о происхождении
российского герба.
Ирина О., г. Севастополь
Двуглавый орел как символическая фигура появился задолго до нашей эры. Первое
изображение было найдено на территории
Хеттского царства в Малой Азии и датируется XIII веком до н. э. В истории российского
государства двуглавый орел в качестве государственного символа впервые появился
на печати Ивана III, немногим после окончательного устранения зависимости от Золотой Орды в конце XV века. В то же самое
время этот символ использовался Габсбургской империей, а также Византией.
Вероятно, Иван III позаимствовал герб у
Византии, так как был женат на Софье Палеолог – представительнице рода Палеологов, который в то время правил Византией.
В качестве официального государственного герба, а не только печати, двуглавый
орел впервые утверждается при первом российском царе – Иване IV Грозном. В дальнейшей истории символ многократно модифицировался, в советский период с гербов
он пропал и появился вновь только после
распада СССР – уже в современном виде.
54
Михаил Гельфанд:
«Каждый кричащий
о страшном вреде
ГМО ответственен за
слепых детей в Азии»
Интервью с известным российским
биоинформатиком Михаилом Гельфандом
о клонировании мамонтов, мифе о вреде
ГМО-продуктов и глобальной устойчивости
болезней к антибиотикам – читайте на
стр. 54.
Топ концептов
2014: плавающий
электромобиль и
дрон-помощник
Минувший год показал нам множество
интересных новинок из мира авто. Но все
они – не просто развлечение для публики,
а наглядная демонстрация технологий,
которые мы вскоре увидим в серийных
автомобилях.
156
ПИСЬМА ЧИТАТЕЛЕЙ
В космос на
воздушном
шаре
40
Разработчики из компании Zero2Infinity
разрабатывают спутник на воздушных
шарах.
Биография
Солнечной
системы 104
Всего 700 млн лет – столько понадобилось для того, чтобы сформировалась
наша Солнечная система. Как же это
происходило?
Зеркало
души
120
Что такое зеркальные нейроны, как они
работают и почему ученые полагают,
что именно в них кроется ключ к
возникновению языка, а возможно, и
сознания – читайте на стр. 120.
Какие известные извержения вулканов в истории Земли считаются
самыми крупными?
Михаил Смирнов, г. Воронеж
За всю историю своего существования человечество пока не испытывало действительно
крупных вулканических извержений, чего не
скажешь о всей истории нашей планеты. Самым крупным из извержений, которые мы застали, является извержение вулкана Тамбора,
произошедшее в Индонезии в 1815 году. Тогда
было извергнуто около пятидесяти кубических
км вещества, погибло порядка 70 тыс. человек. Извержение Тамборы сильно навредило
сельскому хозяйству практически всего мира,
не только покрыв огромные территории вулканическим пеплом, но и создав в небе пелену,
из-за которой солнечные лучи проникали к
поверхности хуже, чем обычно. Это вызвало
неурожаи даже в Европе и обеих Америках.
Крупнейшее взрывное извержение в истории Земли, вероятно, произошло примерно
132 млн лет назад (приблизительное время
сразу нескольких крупнейших извержений) в
магматической провинции Парана-Этендека,
наземная часть которой находится в Бразилии
в Южной Америке (Парана) и на границе между Анголой и Намибией в Африке (Этендека).
Неизвестно, было ли это одно извержение или
их цепочка, но объем извергнутого вещества
составил около 8,6 тыс. кубических км. Скорее всего, извержение не только привело к
глобальным климатическим изменениям, но и
радикально изменило ландшафт на территории
всей трапповой провинции, создав, по мнению
некоторых ученых, подводную горную возвышенность Рио-Гранде.
Какой скорости, если судить по
уровню современных технологий,
могут достигать космические
корабли с людьми на борту? За
сколько лет такой корабль мог
бы долететь до края Солнечной
системы?
Александр Минаев, г. Псков
Рекорд скорости среди пилотируемых
аппаратов вот уже 45 лет остается одним
и тем же и принадлежит он «Аполлону-10»
на высоте 122 км от Земли, составляя 11,08
км/c (скорость относительно поверхности нашей планеты). С такой скоростью можно достигнуть орбиты Плутона по самой удачной
траектории примерно за 11,3 лет. Прогресс
в сфере пилотируемых кораблей сейчас
незначительный, в основном, современная
космонавтика гордится скоростными рекордами в области беспилотных космических
аппаратов.
Для точного ответа на этот вопрос требуется знать, о каких конкретно условиях полета мы говорим. Учитывать ведь приходится
не только количество топлива и мощность
двигателя, но и, скажем, число и эффективность гравитационных маневров у других
планет Солнечной системы, которые аппарат
может сделать, чтобы увеличить свою скорость – а это рассчитать не так просто.
Какие еще звезды, звездные
системы и др. космические
объекты сформировались из
газопылевого облака, из которого была образована и наша
Солнечная система?
Марина Г., г. Санкт-Петербург
На сегодняшний день считается, что
из нашего родного газопылевого облака
появилась как минимум тысяча звезд,
как максимум – 10 тыс. Естественно, что
некоторые из них (если не все, судя по
впечатляющим темпам открытия экзопланет) обладают своими планетными системами – продуктами того же облака.
Одна из последних таких открытых
звезд называется HD 162826 и находится
в 110 световых годах от Земли. Невооруженным глазом она не заметна, однако ее
можно увидеть в бинокль, расположена
она «неподалеку» от Веги – самой яркой
звезды в созвездии Лиры. Астрономы не
исключают, что у HD 162826 могут быть
спутники, подобные планетам земной
группы.
Командный модуль корабля «Аполлон-10»
(сфотографировано экипажем лунного
модуля во время группового полета)
Присылайте свои
вопросы на адрес:
blitz@naked-science.ru
10 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
11
Кад р
Скромное обаяние NGC 4102
spacetelescope.org
На этом фото телескопа «Хаббл» запечатлена вроде бы ничем
не примечательная галактика – NGC 4102. Находится она очень
далеко – в 55,4 млн световых лет от Земли, а по своим размерам
заметно уступает Млечному пути. Ее ядро излучает поток слабо
ионизированных или нейтральных атомов. Но не это главная особенность NGC 4102, примерно треть всех близлежащих к нам галактик имеют подобные ядра. В таких звездных системах, называемых LINER-галактиками, часто наблюдаются области активного
звездообразования, и NGC 4102 – не исключение: в ее центре расположен диск протяженностью в тысячу световых лет, где звезды
рождаются с энтузиазмом, которому могли бы позавидовать очень
многие галактические соседи. Несмотря на свою «обычность»,
NGC 4102 все же потрясающе красива: она обладает правильными, плавными рукавами завораживающих оттенков.
Если признать, что NGC 4102 – посредственность среди галактик, то остается лишь затаить дыхание и предвосхищать, сколько
подлинной, чистой красоты нам еще только предстоит встретить
на пути познания Вселенной.
12 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
13
Кад р
esa.int
Комета в цвете
Именно в цвете – в одном, угольно-черном. По словам
участников миссии космического зонда «Розетта» – аппарата,
который сделал это цветное фото – комета Чурюмова-Герасименко (или 67P) обладает однотонным темно-серым оттенком.
Именно так, как на этом снимке, небесное тело предстало
бы в глазах человека, правда, при значительно лучшем освещении (ученым пришлось повысить яркость и насыщенность
снимка). По мнению исследователей, подобный окрас кометы
объясняется тем, что поверхность 67P, вероятно, равномерно
покрыта какой-то темной пылью, состав которой только предстоит выяснить. Фотографию удалось сделать при помощи
инструмента OSIRIS на борту «Розетты».
14 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
15
Кад р
Огнепад по-калифорнийски
best-posts.com
Это не лава. И не светящийся апельсиновый сок. По водопаду
Лошадиный хвост, находящемуся в Йосемитском национальном
парке в Калифорнии, США, льется обычная пресная вода. Однако
в феврале, при определенных погодных условиях, закатное Солнце подсвечивает воду таким образом, что стороннему наблюдателю может показаться, будто она превратилась в оранжево-красное
пламя. Это природное явление озолотило не одного фотографа и
заразило благоговением сердца тысяч туристов. Будучи популярным туристическим местом, Лошадиный хвост, если учитывать его
общие размеры вплоть до речушки у подножия, обладает высотой
в 620-630 м. Что впечатляет само по себе и без помощи красивых
оптических иллюзий.
16 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
Национальный
парк Йосемити
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
17
ПЕРЕДНИЙ КРАЙ
НАУКИ
22
26
Бактерии
О ПОЛЬЗЕ
СТРАДАНИЙ
выживают
в космосе
28
32
На комете
обнаружена
органика
Поговорить
по душам...
С СОБАКОЙ
36
Западные физики предложили использовать спутниковые
навигационные системы для того, чтобы обнаружить,
наконец, таинственную темную материю и подтвердить
теорию о «дефектах» пространства-времени.
П
рирода темной материи ускользает от ученых с самого ее обнаружения в 1930-х годах. В то
время выяснилось, что звезды
в нашей галактике движутся не
так, как должны, если учитывать
влияние только видимой, или
барионной материи, из которой состоят звезды, планеты и мы с вами.
Чтобы объяснить это несоответствие,
в астрофизику ввели понятие темной материи – то есть скрытой массы, наблюдать
которую возможно только по косвенным проявлениям вроде гравитационного влияния
на небесные тела.
На самом деле гравитация – это единственная форма взаимодействия темной
эбола:
победа
близка?
Темные частицы
С
Темную материю
поможет
найти
Олег Овечкин
18 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
GPS
материи с обычным веществом. На первый
взгляд это может показаться чем-то несущественным – ну и что, подумаешь, невидимая
масса, которая почти никак с нашим миром
не соприкасается.
Однако при ближайшем рассмотрении
оказывается, что темная материя составляет
26,8% массы-энергии Вселенной. Другими
словами, влияние такой внушительной доли
вселенского «пирога» представляется огромным, что мы и наблюдаем по внутренней динамике галактик, львиную долю которых, как
показали исследования, составляет как раз
невидимая и загадочная темная материя.
Возникает закономерный вопрос: из чего
состоит сама темная материя, и как ее можно обнаружить?
о времен первых косвенных наблюдений темной материи появилось множество гипотез о
том, что же она из себя представляет. К примеру, в наиболее популярной космологической
модели Вселенной – Стандартной модели –
присутствует строгая классификация всей
материи и энергии на элементарные частицы.
Соответственно, и темная материя в рамках этой модели
должна состоять из определенных частиц.
На роль кандидатов темной материи предлагались как
уже обнаруженные частицы (легкие и тяжелые нейтрино),
так и гипотетические, которые очень активно пытаются
найти, правда, пока безуспешно. Это, к примеру, аксионы
и вимпы. Кандидаты на аксионы, кстати, недавно были косвенно зафиксированы в магнитосфере Земли, но это еще
нужно подтвердить.
Стоит упомянуть, что темная материя вовсе не обязательно должна состоять лишь из определенного вида элементарных частиц. Очень возможно, что у нее много компонентов, а не один.
ПЕРЕДНИЙ КРАЙ НАУКИ
Вселенские дефекты
М
Разница в показаниях атомных часов
аксим Поспелов и Андрей
Деревянко, канадский и
американский физики российского происхождения,
предлагают выйти за рамки
Стандартной модели и проверить более экзотическую
теоретическую модель.
В своей статье, опубликованной в журнале Nature Physics, ученые говорят о так называемой топологической темной материи. Под
топологией здесь имеется в виду энергия
вакуума в виде определенного поля, рассредоточенного по Вселенной. Теория гласит,
что с неравномерным развитием этого поля
в нем появлялись энергетические неоднородности, которые затем сталкивались друг
с другом и образовывали «топологические
дефекты» – экзотические области пространства с нестандартными характеристиками.
Ранее уже проводились исследования,
в которых высказывались предположения
о том, что такие топологические дефекты
обладают значительной энергией (а значит,
и массой), что делает их привлекательными
кандидатами на роль компонента темной
материи.
Окончивший МФТИ Поспелов, работающий сейчас в Университете Виктории,
вместе с выпускником Новосибирского
государственного университета Деревянко
из Университета Невады предложили любопытный способ проверить существование
топологических дефектов.
Для этого не потребуется строить
сверхдорогую лабораторию или запу-
Эта иллюстрация с двумя часами
показывает то, как две системы
атомных часов рассинхронизируются, а затем повторно синхронизируются под действием облака темной
материи, несущегося через систему
GPS или любую другую систему,
даже наземную
Время
скать детекторы в космос. Все, что нужно
для эксперимента, уже функционирует на
орбите Земли. Речь идет о спутниках глобальных навигационных систем – GPS и
ГЛОНАСС.
Дело в том, что на этих спутниках установлены точнейшие научные инструменты
из когда-либо созданных человеком – атомные часы. Причем часы в каждой позиционной системе практически идеально синхронизированы друг с другом, а их отставание
(вернее, у лучших аналогов на Земле) равно
1 секунде за 14 млрд лет.
Р
По мнению физиков, невидимые топологические дефекты, проходящие сквозь тот или
иной спутник, должны замедлять или ускорять
ход атомных часов на его борту. Это связано
с тем, что, согласно теории, топологические
дефекты, проходя через обычное вещество,
должны влиять на величины основных фундаментальных взаимодействий внутри него. Для
нас, биологических существ, это может абсолютно ничего не значить, никто этого просто
не заметит – слишком ничтожны перемены.
Но атомные часы достаточной мощности
должны все же зафиксировать изменения.
Хроника аномалий
аботать это должно так. Земля
вместе с Солнцем вращается вокруг центра Галактики со скоростью того же Солнца – примерно
300 км/с. Значит, примерно с такой же скоростью искусственные
спутники Земли должны проноситься сквозь неподвижные сгустки темной
материи, с которыми Солнечная система
встречается на своем пути.
Сначала темную материю в виде топологического дефекта должен зафиксировать
космический аппарат на одной стороне
Земли: атомные часы должны немного отклониться от стандартной скорости. Затем
топологический дефект, если повезет, может
пройти через спутник на противоположной
стороне Земли.
Зная относительную скорость темной материи (ученые
отмечают, что в Солнечной
системе ничто больше не может двигаться
с такой скоростью) и расстояние между спутниками, можно по временному интервалу
между регистрацией аномалий определить,
какие из них соответствуют топологическому
дефекту темной материи.
Ключевой вопрос состоит в том, насколько сильно способен повлиять дефект
на атомные часы. Чтобы оборудование на
борту спутников GPS зарегистрировало аномалию, потребуется задержка или ускорение
хода часов минимум на 1 наносекунду. Если
воздействие темной материи не столь велико, то никаких удовлетворительных результатов получено не будет.
Все данные для эксперимента, впрочем,
уже доступны – историю хода и рассинхронизации атомных часов на спутниках GPS
осталось лишь обработать должным образом. Работы в этом направлении, по словам
ученых, уже ведутся.
НОВОСТИ ОДНОЙ СТРОКОЙ
Сильнейший снегопад, в середине ноября обрушившийся
на штат Нью-Йорк
(США), может быть
связан с изменениями климата, считают американские
ученые.
20 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
Канадские ученые выяснили, что депрессия может
быть полезна. По их мнению, она является способом
адаптации мозга, который
позволяет человеку в ходе
сосредоточенных размышлений ответить на трудный
для себя вопрос.
В Великобритании из мозга человека удалили ленточного червя,
который жил там четыре года. За
время своего обитания в голове
британца червь Spirometra erinacei
europaei успел проделать путь от
одного полушария к другому длиной в 5 см, что негативно сказалось на здоровье пациента.
На МКС 23 ноября
доставлен новый экипаж из трех человек.
Представитель ЕС –
Саманта Кристоферетти – стала первой женщиной-космонавтом
на МКС со стороны
Евросоюза за 13 лет.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
21
ПЕРЕДНИЙ КРАЙ НАУКИ
Бактерии
выживают в космосе
depositphotos.com/alexraths
Ольга Фадеева
Российские ученые провели эксперимент
и подтвердили возможность того, что
жизнь на нашу планету могла быть
занесена из космоса.
22 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
23
ПЕРЕДНИЙ КРАЙ НАУКИ
federalspace.ru
Д
ля того, чтобы проверить
это, ученые разместили
на поверхности спутника
«Фотон-М № 4» две базальтовые шайбы диаметром
10 см и толщиной 1 см. В
каждой было просверлено
12 лунок, куда поместили по 15 мг образцов разных бактерий, затем шайбы были
запечатаны. После того, как аппарат возвратился на Землю, образцы одной линии
живых бактерий нашли в трех из 24 ячеек.
– Нам удалось показать, что одна из
наших термофильных бактерий может
выживать на поверхности метеорита при
прохождении плотных слоев атмосферы, –
комментирует научный сотрудник Института
микробиологии РАН Александр Слободкин. – У ряда лунок пломбы выпали во время полета, и в общих результатах данные
лунки не учитывались.
Точное число выживших микроорганизмов неизвестно, но из 11 термофильных и
четырех спорообразующих бактерий после
полета в космос выжила одна линия бактерий.
– Это единицы клеток, даже не сотни,
смотреть в микроскоп не имело смысла, потому что все они абсорбированы в минерале, – заявил Слободкин.
Обнадеживает еще и то, что после помещения выживших бактерий-«космонавтов» в
питательную среду микроорганизмы начали
размножаться.
Надо сказать, что спутник пробыл на
орбите около двух месяцев, средняя высота его орбиты равнялась 575 км, что выше
средней высоты орбиты МКС. Несмотря на
то, что «Фотон» и находился на низкой орбите, бактерии на его борту прошли практически полноценное космическое испытание,
на них влияли все факторы космического
полета: радиация, микрогравитация, вакуум,
космическая пыль и т. д., хотя и в более щадящем варианте, чем если бы это происходило на более высокой орбите.
– Если поднять космический аппарат
еще выше, то условия будут еще хуже. В
первую очередь будет сильнее воздействие
радиации, потому что фактор радиации
чем выше мы поднимаемся над Землей,
тем сильнее, – рассказывает директор
НИИ ядерной физики МГУ Михаил Панасюк. – Трудно сказать, выжили бы при этих
условиях микроорганизмы. Ответа на этот
вопрос на сегодняшний день нет. Такие эксперименты не проводились. Но точно утверждать, что космическая радиация убьет все
живое в космосе, сегодня нельзя.
Узнать доподлинно, выживут или нет
микроорганизмы в условиях «настоящего»
космоса, все же возможно. По словам Михаила Панасюка, это можно сделать в рамках проекта «Возврат», который предполагает запуск спутника на орбиту высотой до
200 тыс. км.
Несмотря на скепсис ученых, частичным
ответом на этот вопрос все же, вероятно,
можно считать и эксперимент «Тест», проводимый экипажами МКС, о котором сообщил
Роскосмос в конце октября прошлого года.
Эксперимент подтвердил, что бактерии могут сохранять жизнеспособность, находясь
как на внешней поверхности МКС, так и на
Фотон-М4 перед
герметизацией
люка
других космических объектах. Результаты
эксперимента «Тест» показали: в четырех
пробах из 11 были обнаружены различные
микроорганизмы и фрагменты ДНК гетеротрофного морского бактериопланктона,
который обитает в Баренцевом море.
– Очевидно, что на поверхности станции могут находиться микроорганизмы,
оставшиеся после сборки и выведения
модулей на орбиту. В результате анализа
проб, полученных экипажами МКС в ходе
внекорабельной деятельности по программе «Тест» в 2010-2014 годах, получены
уникальные данные, подтверждающие, что
на внешней стороне космических объектов
могут сохраняться жизнеспособные споры
микроорганизмов, устойчивые к неблагоприятным факторам окружающей среды, – заявили в Федеральном космическом
агентстве. – При наличии на космической
станции системы выброса компонентов
воздушной среды, после ее очистки на
поверхность станции могут быть занесены
микроорганизмы, содержащиеся в воздухе
жилых отсеков. Поверхность МКС является
эффективной ловушкой космической пыли,
собирающей частицы из околоземного
пространства.
НОВОСТИ ОДНОЙ СТРОКОЙ
Новый прорыв в астрофизике
совершили европейские ученые.
Изучив выборку из 93 квазаров,
они обнаружили, что оси вращения некоторых сверхмассивных
черных дыр по какой-то причине
параллельны друг другу, даже
если их разделяет пространство
в миллиарды световых лет.
24 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
Ученые выяснили, что эпидемии
чумы могут быть связаны с масштабными природными явлениями. Оказалось, что вспышки
чумы на Мадагаскаре совпадают
по времени с Эль-Ниньо – явлением, связанным с изменением
температуры поверхностного
слоя воды в Тихом океане.
Данные космического аппарата Dawn позволили астрономам
составить первую
геологическую карту
астероида Веста,
охватывающую всю
поверхность этого
небесного тела.
Неврологи из США обнаружили, что употребление
ментола в сочетании с сигаретами уменьшает чувствительность легких к никотину,
из-за чего человек оказывается способен вдохнуть
больше вредного табачного
дыма, чем обычно.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
25
ПЕРЕДНИЙ КРАЙ НАУКИ
О пользе
страданий
Ольга Фадеева
Ученые доказали, что страдания, перенесенные в
детстве, развивают целеустремленность и помогают
лучше адаптироваться к меняющимся условиям.
i
depositphotos.com/chepko
Психологам давно известно, что фрустрации (страдания, неудовлетворенные
желания), действительно полезны для любого человека, особенно в детстве. Именно они помогают формировать характер,
жизнестойкость. Вопрос лишь в «количестве» этих страданий: если их чрезмерно
много, помимо характера у человека могут сформироваться различные психопатологии и поведенческие расстройства.
П
равда, строго говоря, пока эти
выводы полностью справедливы
лишь для мышей-самцов, на
которых и проводились эксперименты.
Группа ученых под руководством французского генетика
Изабель Мансуй (Isabelle Mansuy) на две
недели отлучили детенышей мышей от их
матерей. Помимо того, мышам пришлось
26 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
перенести и прочие дополнительные стрессы, старательно создаваемые безжалостными учеными. К счастью, после всего этого
мышат таки вернули законным матерям.
Как оказалось, мыши страдали не зря – их
потомки оказались успешнее в прохождении
множества поведенческих тестов, показали
большую целеустремленность и адаптивность по сравнению с детенышами более
благополучных особей. Таким образом,
положительные результаты перенесенного
стресса еще и передаются по наследству.
Интересно, что «волевой характер» мышей – не просто результат наблюдений, ученые зафиксировали у них эпигенетические
изменения в гене, который отвечает за минералкортикоидный рецептор. А ведь именно он, как известно, играет очень важную
роль в реакции живого существа на стресс.
Несмотря на все это, большинство опы-
тов на животных показали: сильный стресс в
самом начале жизни негативно отражается
на особи: у нее снижается иммунитет, поведение отличается некой «отчаянностью»,
падают когнитивные способности. Тем не
менее, некоторые исследования доказывают, что тот же самый стресс, перенесенный
в первые недели жизни, дает некоторые преимущества на поздних ее этапах. Об этом
говорят и исследования Изабель Мансуй.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
27
ПЕРЕДНИЙ КРАЙ НАУКИ
На комете
обнаружена
органика
esa.int
Ольга Фадеева
Исследующий
комету ЧурюмоваГерасименко зонд
«Филы» обнаружил
на ней органические
молекулы.
28 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
29
ПЕРЕДНИЙ КРАЙ НАУКИ
esa.int
Д
о этого комету пытался пробурить инструмент MUPUS
(который отправил свой пенетратор к ядру небесного тела).
Бурение, однако, закончилось
неудачей, но ученые все же
получили пробы атмосферы
кометы, а также немного материала твердой поверхности. Пока ученые продолжают
изучение полученных данных. Необходимо
понять, что же за соединения обнаружил
зонд, являются ли они простыми (как метан
и метанол) или же более сложными (как
аминокислоты).
Между тем ученые давно присматривались к комете и, в принципе, ожидали
найти на ней органические вещества, но
возможность провести их прямой поиск (в
атмосфере и на поверхности кометы) у них
появилась только сейчас.
Бурение кометы Чурюмова-Герасименко
инструментом MUPUS было первым бурением кометы в истории человечества. «Бурение началось в самом слабом из трех имеющихся режимов, поскольку мы ожидали, что
поверхность кометы мягкая и пушистая», –
рассказывают исследователи эксперимента.
Но, увы, даже когда ученые «включили» бур
на самую большую мощность – комета не
поддалась. Тем не менее, кое-какие пробы
поверхности Чурюмова-Герасименко получить все же удалось.
Комета Чурюмова-Герасименко (официально 67P/Чурюмова-Герасименко – это
короткопериодическая комета с периодом
обращения приблизительно 6 лет и 7 месяцев.
Была открыта 23 октября 1969 года советским
астрономом Климом Чурюмовым на фотоснимках другой кометы – 32 Р/Комас Сола,
которые были сняты советским астрономом –
Светланой Герасименко.
Исследовательский зонд «Розетта»
и посадочный модуль «Филы»
Зонд «Филы» разработан и изготовлен Европейским космическим агентством. Он был
размещен на космическом аппарате «Розетта», запущенном 2 марта 2004 года к комете
Чурюмова-Герасименко. Отделение модуля
«Филы» от «Розетты» произошло 12 ноября
2014 года в 12:35 по московскому времени.
После чего последовало 7-часовое свободное падение на поверхность кометы. Посадка
происходила в течение интервала 18:34-20:32
мск, при этом произошло три касания с двумя
отскоками между ними. Это первая в истории
в целом успешная посадка на комету.
Фотографии кометы Чурюмова-Герасименко,
сделанные с помощью зонда «Розетта»
Посадочный модуль «Филы»
НОВОСТИ ОДНОЙ СТРОКОЙ
Комета Sidinng Springs, пролетевшая 19 ноября вблизи Марса, повлияла на марсианскую атмосферу.
Данные трех аппаратов, находящихся на орбите Красной планеты, продемонстрировали, что вызванная
кометой ионизация верхних слоев
марсианской атмосферы привела к
«метеорному шторму» на Марсе.
30 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
Проблему недостатка гемоглобина
в крови, считают шведские ученые,
поможет устранить свекла. Дело в
том, что белок гемоглобин в крови
и сахарной свекле имеет схожий
химический состав. Осталось лишь
повлиять на выделенный из свеклы
гемоглобин так, чтобы он функционировал в крови человека.
Ученые из США впервые обнаружили вирусы, которые позитивно
влияют на иммунитет
млекопитающих. В
ходе эксперимента на
мышах норовирусы
(MNV) смогли укрепить
иммунитет грызунов.
В новом докладе Межправительственной группы экспертов ООН
по изменению климата говорится, что если страны-лидеры по
выбросам парниковых газов не
изменят свое отношение к проблемам окружающей среды, то
изменения климата к концу XXI
века станут необратимыми.
Астрономы узнали, почему сверхмассивная черная дыра в центре
нашей галактики не «съела» облако водородного газа G2. Судя по
всему, G2 является не просто облаком, а слившейся и очень массивной двойной звездой, которая
избежала падения в черную дыру
и унесла часть облака с собой.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
31
ПЕРЕДНИЙ КРАЙ НАУКИ
Поговорить
по душам…
Ара Егишян
с собакой
depositphotos.com/osons163
Владельцы собак
часто утверждают, что
их питомцы понимают
все, что они говорят.
Результаты нового
исследования показывают,
что собаки на самом
деле обрабатывают
человеческую речь
подобно нам самим.
32 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
33
ПЕРЕДНИЙ КРАЙ НАУКИ
depositphotos.com/lightpoet
В
эксперименте ученых из Университета Сассекса приняло участие
более 250 наших четвероногих
друзей. Специалисты попытались
выяснить, как собаки реагируют
на голосовые команды, и обнаружили, что они, как и люди, используют различные участки головного мозга
для обработки не только голоса, слов или
знакомых фраз, но и эмоционального тона и
интонации говорящего.
Автор исследования Виктория Рэтклифф
из Школы психологии при Университете Сассекса говорит, что люди в основном используют левое полушарие мозга для обработки
вербального содержания речи, а правое – для
дифференциации таких характеристик, как
интонация голоса, пол говорящего, эмоциональность речи.
– Ранее было установлено, что когда мозг
собаки обрабатывает лай других псов, то задействуются оба полушария головного мозга, причем в разных ситуациях соотношение активности
работы этих двух полушарий может быть разным. Однако никто до этого не пытался понять
работает ли этот «механизм» во время обработки человеческой речи, – говорит Рэтклифф.
Для того, чтобы проверить это предположение, специалисты включали участникам эксперимента запись человеческой речи таким образом, чтобы звуки проникали в оба уха собак
с одинаковой громкостью. Это было важно в
связи с тем, что информация, воспринимаемая
одним ухом, передается, как правило, в противоположное полушарие мозга.
– Если бы собака, к примеру, повернулась к
левой колонке, то это бы означало, что инфор-
мация, которую она услышала, была «обработана» в правом полушарии головного мозга, и
наоборот, – объясняют исследователи.
Результаты эксперимента показали, что
когда собаки слышали знакомые четкие человеческие команды с нейтральной интонацией,
то они поворачивали головы вправо. Но если
команда была произнесена эмоционально и
на иностранном языке или была по какой-то
причине непонятна собакам, то в большинстве
случаев они поворачивали головы налево.
Подобные действия собак могут свидетельствовать о том, что они, как и мы, обрабатывают разные компоненты человеческой речи
различными областями мозга.
– Хотя мы и не выяснили, какую часть нашей речи и каким именно образом понимают
собаки, наше исследование позволяет предположить, что эти животные реагируют не только
на слова, но и на другую изменяющуюся информацию, компоненты которой обрабатываются в различных областях головного мозга, –
заключает Рэтклифф.
Однако, как отмечают ученые, это еще не
означает, что собаки понимают все, о чем мы
говорим, или что они обладают почти человеческими способностями к освоению языка.
Это исследование, опубликованное в журнале
Current Biology, лишь подтверждает гипотезу о
том, что наши лающие меньшие братья обращают внимание не только на то, кто мы и как
мы говорим, но и на то, что мы говорим.
Эта новость должна прийтись по вкусу
всем любителям поговорить со своими питомцами. Теперь вы знаете, что собаки может и
не понимают все, что вы говорите, но всегда
внимательно вас слушают.
НОВОСТИ ОДНОЙ СТРОКОЙ
Глава SpaceX Элон Маск
заявил, что его компания
занимается проектом по
созданию и запуску приблизительно 700 микроспутников, которые обеспечат всю
поверхность земного шара
«неограниченным и очень
низким по цене» Интернетом.
34 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
По мнению российских ученых,
климат России вступает в долгий холодный период, который
может продлиться целых 35
лет. Исследователи считают,
что это нормальный циклический процесс, и похолодание
должно было начаться еще на
заре 2000-х годов.
Обновлен рейтинг самых мощных суперкомпьютеров мира. Россия
в этот раз заняла 9
позиций, наивысшая из
которых – 22-ое место.
Китайский «Млечный
путь-2» – по-прежнему
лидер списка.
Ученым из Нидерландов и
США удалось достичь нового
рекорда скорости передачи данных. Инновационное
многоканальное оптоволокно
способно переносить пакеты
данных со скоростью 255 терабит в секунду, что в 6 раз превышает предыдущий рекорд.
Ученые из Финляндии разработали методику, которая
превращает в электроэнергию
механические колебания тел
с разной работой выхода.
Инновационный метод может
оказаться полезным в микроэлектронике, например, в миниатюрных биосенсорах.
Компания iBox
Printers представила проект самого
маленького и дешевого на данный момент 3D-принтера.
iBox Nano обойдется
покупателям всего в
189 долларов.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
35
ПЕРЕДНИЙ КРАЙ НАУКИ
Эбола:
победа
Илья Ведмеденко
gettyimages.com
близка?
36 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
37
ПЕРЕДНИЙ КРАЙ НАУКИ
Начались испытания на людях вакцины
против Эболы.
gettyimages.com
Р
ечь идет о вакцине VSVEBOV, которая лицензирована
компанией NewLink Genetics
corporation. Препарат основан
на вирусе везикулярного стоматита. На его создание у специалистов из лаборатории канадского города Виннипег ушло несколько
лет. Испытания на приматах показали, что
вакцина может предотвратить заражение
Эболой, а также увеличить шансы на выздоровление инфицированных пациентов.
Канадский министр здравоохранения Рона
Амброз (Rona Ambrose) заявила, что тесты
на животных продемонстрировали 100%
эффективность препарата в плане предотвращения заболевания.
Но животные – это одно, а люди – другое.
Только клинические исследования могут
оценить эффективность или неэффективность вакцины.
Кроме прочего, в рамках исследований
ученые хотят выяснить возможные побочные
эффекты, а также правильную дозировку
VSV-EBOV. В испытаниях участвуют добровольцы, помещенные в клинику канадского
города Галифакс. Эксперименты также проводятся в Исследовательском институте армии США им. Уолтера Рида и Национальном
институте здоровья США.
Результатов, впрочем, не стоит ожидать
прямо сейчас, поскольку испытания могут
продлиться около года. Есть еще один нюанс: для налаживания массового производ-
ства и вакцинации жителей пострадавших
регионов также понадобится какое-то время,
хотя первые партии препарата (в случае
успеха клинических исследований) могут
попасть в Западную Африку уже в начале
этого года.
VSV-EBOV – далеко не единственный
препарат такого рода. Неплохое финансирование со стороны американского
министерства обороны и Национального
института здравоохранения США помогло
многим фармакологическим компаниям начать исследования по поиску вакцины. СМИ
писали о клинических испытаниях вакцины
ChAd-EBO, созданной британской компанией GlaxoSmithKline. Участие в разработке
препарата также принял Национальный институт аллергии и инфекционных болезней
США. Местом испытания вакцины стала Лозанна. Сейчас ChAd-EBO и VSV-EBOV считаются самыми перспективными вакцинами
против Эболы.
Стоит также сказать об испытаниях препарата TKM–Ebola, разработанного канадской фирмой Tekmira по контракту с американским министерством обороны. Вакцина
действует, подавляя экспрессию вирусных
генов (их работа крайне важна для репродукции вируса). Доклинические испытания
этого препарата показали высокую эффективность, а вот первые клинические исследования выявили проблемы, связанные с
неблагоприятными иммунными реакциями
участников эксперимента. НОВОСТИ ОДНОЙ СТРОКОЙ
Кампус компании Microsoft
в Силиконой долине теперь охраняют роботы.
Компания Knightscope выпустила семь «роботов-полицейских» K4, способных
патрулировать местность
и замечать подозрительное поведение.
38 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
Ученые расшифровали
геном более двух десятков
пород домашних кошек.
Оказалось, что за 10 тыс.
лет одомашнивания больше всего изменились гены,
ответственные за запоминание и обучение. Другими
словами, кошки поумнели.
Американские геофизики
предложили новую гипотезу
образования разрушительных супервулканов. Вероятно, в их возникновении
виноваты «карманы» специ­
фической «темной» магмы
между мантией и внешним
жидким ядром планеты.
Европейским астрономам при помощи
радиотелескопа ALMA,
расположенного в Чили,
удалось получить рекордное по своему разрешению изображение
протопланетного диска
звезды (HL Тельца).
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
39
Концепт
inbloon.com
В
космос
на воздушном шаре
Отправиться туда самим таким
способом не получится, а вот
запустить спутник на воздушных
шарах, по мнению каталонских
разработчиков из компании
Zero2Infinity, вполне возможно.
Концепт
П
inbloon.com
ри запуске их спутников Bloostar
будет использоваться технология Rockoon. Она предполагает
осуществлять запуск не с Земли,
а из стратосферы. Грузы туда
будут доставляться при помощи воздушных шаров. Подход,
впрочем, не новаторский – подобные запуски
практикуются с середины XX века.
Особенностью и серьезным преимуществом спутников Bloostar является то, что на
высоте более 20 км аэродинамические свойства запускаемого аппарата не имеют практически никакого значения. Поэтому Bloostar
имеют форму концентрических колец-ступеней, работающих по обычному принципу
трехступенчатой ракеты. На сегодняшний
день система таких спутников может выводить на орбиту 600 км около 75 кг полезного
груза.
42 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE IЯнварь-Февраль, 2015
I
43
Концепт
Крошка-кроссовер
mercedes-benz.com
На открытии нового технического
центра Мерседеса в Пекине был
представлен самый компактный
концепт кроссоверов марки Mercedes.
44 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
45
Концепт
Ш
И это далеко не все новшества. В лучших
традициях автомобильной экологичности
кузов концепта покрыт специальным гальваническим покрытием, способным аккумулировать солнечную и электростатическую
энергию (от набегающего потока воздуха).
Помимо этого, машина может накапливать и
использовать энергию, получаемую от работы пружин и амортизаторов подвесок.
Концепт G-Code рассчитан на четырех
седоков, максимальный комфорт которым
будет обеспечен благодаря способности
автомобиля наполнять салон синтезированным кислородом. Сиденья кроссовера
подстроятся под любого пассажира с помощью 3D-сканеров, а в багажнике можно
зарядить два электроскутера. Вместо зеркал
в машине установлены камеры. А для того,
чтобы завести автомобиль, не обязательно
пользоваться ключами – это можно сделать
с помощью смартфона.
После всего этого становится понятно,
почему производители не называют никаких
сроков запуска автомобиля в серию.
mercedes-benz.com
оу-кар под названием
Mercedes G-Code на 317
мм короче (4100), на 96
мм шире (1900) и на 6
мм выше (1500) GLA –
самого маленького из
существующих на сегодняшний день кроссоверов Mercedes. Кроме
того, автомобиль буквально нашпигован
технологичными инновациями.
Но именно поэтому, по мнению специалистов, G-Code пока бесконечно далек
от образа серийной машины. Например,
в движение машину приводит принципиально новая силовая установка, которая
состоит из турбомотора (работающего на
водороде), вращающего переднюю ось, и
электродвигателей, которые приводят в
движение заднюю ось. Так что водитель
имеет возможность выбирать, какой из моторов ему подключить – Mercedes G-Code
может быть передне-, задне- и полноприводным. Силовая установка агрегатируется с
«роботом».
46 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
47
Концепт
Седан + пикап + внедорожник =
fiatpress.com.br
FCC4
48 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
49
Концепт
На очередном автосалоне в бразильском Сан-Паулу
компания FIAT представила странный, но любопытный
концепт-кар, который назвали «четырехдверным купе
с авантюрным характером».
У
стилизовали под пикап, «забыв» добавить
характерный элемент того самого пикапа.
С другой стороны, крыша со спортивным
наклоном и высокие надколесные арки заставляют вспомнить о внедорожнике.
В целом же FCC4 создает впечатление
несколько непрактичного, но определенно
красивого концепта.
На подробные технические характеристики в FIAT оказались довольно скупы.
Известно, впрочем, что длина FCC4 будет
равна 5 м, ширина – 1,9 м, а высота – 1,6
м. Машина будет обладать также светодиодными фарами.
fiatpress.com.br
FCC4 – так называется автомобиль – внешность прямо-таки
гибридная. Передняя часть машины напоминает обычный седан,
правда, с поднятой подвеской
для преодоления сложного ландшафта (для езды по «дорогам»
Бразилии это, конечно, плюс).
Но если посмотреть на заднюю часть
автомобиля, то можно увидеть детали, роднящие его с пикапом. Срезанный «хвост»
напоминает грузовой кузов, но при рассмотрении оказывается, что вместо кузова
там просто заднее стекло. То есть машину
50 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
51
Концепт
Арабы отстроят
«башни-близнецы»
Правда, не в США, а у себя – в Дубае. Как и некогда
американские, арабские башни станут самыми
высокими в мире.
О
планах их строительства в новом районе Дубая объявил местный застройщик Emaar Properties. Самое высокое здание в мире, как известно, и так находится в
Дубае – это 829,8-метровая башня «Бурдж-Халифа»,
которая украшает центр города.
Но новый район – «Дубай Крик Харбор», будет в
три раза больше центрального, в него будут входить
39 тыс. (!) домов, 22 отеля, несколько торговых центров, и, конечно,
всевозможные городские «украшательства» вроде фонтанов или
архитектурных композиций, которые должны привлечь сюда еще
больше туристов. Гигантской «изюминкой» района станут самые
высокие в мире башни-близнецы.
Более подробная информация об этом чуде инженерной мысли
появится позже, но уже сегодня амбициозный проект обещает побить рекорд малазийских башен Petronas Twin Towers высотой 452
метра.
archdaily.com
i
52 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
Поговаривают, что башни-близнецы будут названы в честь американской фотомодели и актрисы, бывшей
наследницы крупнейшей в мире сети
отелей «Хилтон» – Пэрис Хилтон. Застройщик эту информацию пока не
комментирует. В выборе имени скандальной светской львицы, впрочем,
ничего неправдоподобного нет. Пэрис
Хилтон – не первая знаменитость,
чье имя может быть использовано
для привлечения туристов. Именем
звезд называли и другие архитектурные объекты, например, 34-этажный
небоскреб в Дели имени Михаэля
Шумахера.
Ходят слухи, что в списке знаменитостей, с которыми ведет переговоры
арабская компания Emaar Properties,
значатся также такие кандидаты, как
успешный предприниматель Дональд Трамп, легенда мировой моды
Джорджио Армани и популярный американский актер Брэд Питт.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
53
ЛИЧНОСТЬ
Михаил
Гельфанд:
«Каждый кричащий
о страшном вреде
ГМО ответственен
за слепых детей в
Азии»
depositphotos.com/ Demian, tvkultura.ru/Вадим Шульц
Олег Овечкин
Что такое биоинформатика? Почему клонирование
мамонтов – это откровенное надувательство? Кому,
на самом деле, выгодно
распространять миф о
вреде ГМО-продуктов,
и почему благодаря глобальной устойчивости болезней к антибиотикам мы
возвращаемся к началу XX
века? Об этом и многом
другом мы поговорили с
Михаилом Гельфандом –
выдающимся российским
биоинформатиком, профессором МГУ и членом
Европейской академии.
54 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
Михаил Сергеевич Гельфанд –
известный российский биоинформатик,
доктор биологических наук, кандидат
физико-математических наук,
профессор факультета биоинженерии и
биоинформатики МГУ, член Европейской
Академии, заместитель директора
Института проблем передачи информации
РАН, член Общественного совета при
Министерстве образования и науки РФ,
заместитель главного редактора газеты
«Троицкий вариант – наука».
Сфера научных интересов:
сравнительная геномика, метагеномика,
метаболическая реконструкция и
функциональная аннотация генов и белков,
поиск регуляторных сигналов, эволюция
метаболических путей и регуляторных
систем, альтернативный сплайсинг (процесс,
позволяющий одному гену производить
несколько мРНК и, соответственно,
белков – NS), статистические особенности
последовательностей ДНК.
Михаил Гельфанд известен также своей
гражданской активностью. Он является
одним из основателей и активистов сетевого
сообщества «Диссернет», занимающегося
выявлением злоупотреблений, махинаций и
подлогов в области защиты диссертаций и
присвоения ученых степеней в России.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
55
ЛИЧНОСТЬ
depositphotos.com/trans961
– Михаил Сергеевич, что такое биоинформатика?
– Биоинформатика – это такой способ
заниматься биологией, который требует
обработки очень большого количества данных. С биологией вообще происходит то же
самое, что когда-то произошло с физикой
высоких энергий и с астрофизикой, когда
стало очень много данных.
Оказывается, что используя всю эту
информацию, можно сделать много интересного.
К примеру, то чем мы занимаемся сейчас – предсказание функций белков, изучение того, как регулируется работа генов и
пр. Это делается при помощи анализа последовательностей, а результат формулируется в естественных для биологов терминах:
скажем, этот белок делает то и то, а этот ген
включается в таких-то условиях.
Помимо этого, благодаря биоинфрматике, появилась возможность делать
утверждения о клетке в целом. В определенном смысле молекулярная биология раньше
была редукционистской наукой – клетку
смотрели по частям, раскладывали ее на
отдельные гены, отдельные белки. Сейчас
же стало возможным исследовать ее на
молекулярном уровне целиком. До этого
заниматься этим мы не могли – не хватало
возможностей.
Но все это – техническая сторона биоинформатики.
Фундаментальная сторона – это изучение молекулярной эволюции. Оказалось, что
сравнивая те геномы, которые мы имеем
сейчас, можно что-то говорить о том, как
они менялись во времени. Грубо говоря, как
получилось то, что получилось. Это, вероятно, самое интересное в биоинформатике.
потом появились более сложные существа,
затем многоклеточные и т. д., грибы с водорослями считали низшими растениями. Теперь оказалось, что у растений и животных
многоклеточность возникла независимо с
точки зрения их эволюционных путей. Грибы
оказались даже ближе к нам, чем к растениям. Бурые водоросли вообще отъехали в
другую сторону, у них тоже по-своему многоклеточность образовалась.
Еще обнаружили, что наши предки гибридизировались с неандертальцами. Выяснилось, что были еще и денисовцы – дале-
кие родственники неандертальцев. В целом
эта ситуация показала, что возникновение
современного человека – вопрос куда более
сложный, чем нам казалось ранее. Ведь мы
думали, что наша родословная – непрерывная ветвь, линия. Однако анализ геномов
показал, что 50 тыс. лет назад по Евразии
ходили три разных вида человека – кроманьонцы (мы и наши предки), неандертальцы и денисовцы, и все они скрещивались
между собой в разных сочетаниях.
В геноме каждого современного европейца или азиата (но не африканца) в среднем
около 2% вариантов генов – это гены неандертальцев, а у людей, которые в свое время
заселили Индонезию и Австралию, дополнительно присутствует 5% денисовских генов.
Эти открытия важны с мировоззренческой точки зрения – они меняют наши представления о том, как возник человек.
Вообще, с возникновением новых экспериментальных техник мы узнаем все больше
нового, но оказывается, что очень многого
мы все равно не знаем. Усиливается понимание того, сколько еще осталось открыть. В
каком-то смысле это романтическое время.
– Можете назвать наиболее важные,
на ваш взгляд, достижения в области
биоинформатики за последние годы?
– Например, стало ясно, что многоклеточность возникала не один раз, а несколько
раз независимо. Когда меня учили в школе,
меня учили так: сначала были бактерии,
56 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
57
ЛИЧНОСТЬ
depositphotos.com/shawn_hempel
По этому поводу я рассказываю всегда
одну и ту же метафору. Представьте, люди
жили на берегу, думали, что это небольшой
остров. Из-за дымки его не было видно.
Когда дымка рассеялась, оказалось, что
там целый континент. Да еще и с горами,
за которыми уже совсем не ясно, что можно
обнаружить. Примерно такая же ситуация и
в современной науке.
– Какой прогресс за последние годы
был достигнут в области геномики
рака?
– Достижения были, опять же благодаря
технологическому прогрессу. Научились определять геномную последовательности пар
опухоль-здоровая ткань, и понимать, почему
здоровая клетка стала опухолевой. Оказалось, что единственной причины нет, и даже
на первый взгляд, одинаковые раковые клетки
обладают рядом различий. В частности, из-за
мутаций, которых в этих клетках очень много.
Появилась нетривиальная задача – понять, какие мутации были причиной процесса, а какие просто случайно возникли. Сейчас начинаются опыты по секвенированию
троек – здоровая клетка, рак и метастаз,
чтобы определить, что приводит к метастазированию.
Научились сегодня и секвенировать геномы единичных клеток. По поводу рака есть
основания думать, что клеточная популяция
этого заболевания очень неоднородна, и
развитие рака происходит из-за мутаций,
которые приводят к вытеснению одних популяций другими. Улучшению понимания
поспособствует секвенирование отдельных
раковых клеток, поэтому результатов этих
опытов многие с интересом и ждут.
Но на самом деле, я не очень люблю
говорить на тему онкологии – не хочется
напрасно обнадеживать людей. Повторю
только то, что уже упомянул: рак может быть
неоднороден – этим можно объяснить успех
или неуспех того или иного лечения. Может
быть и другая ситуация – опухоли в разных
частях тела, но с одинаковой молекулярной
структурой. И в этом случае одним лекар-
58 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
ством можно лечить несколько разных типов
опухолей, а определение структуры раковых
клеток может помочь с подбором более эффективных противоопухолевых препаратов.
– В последнее время ходит много разговоров о клонировании мамонтов.
Что вы думаете по этому поводу –
осуществимо ли это и зачем вообще
нужно?
– Это полный бред и надувательство.
Сейчас никакой технической возможности
сделать это нет – ни у нас, ни на Западе.
В контексте клонирования обычно упоминают южнокорейского ученого (его имя –
Хван у Сук – NS), который известен тем, что
сфальсифицировал свои результаты. Он
действительно клонировал собаку, потом
заявил, что клонировал человека и выпустил
пару сфальсифицированных статей, за которые его и выгнали из университета...
Никто еще не умеет клонировать млекопитающего при помощи инъекции генетического материала в другое млекопитающее.
На бактериях это делали, на млекопитающих – нет.
Теоретически, это если и возможно, то
очень сложно. Если, к примеру, развернуть
ДНК человека, то получится линия длиной
три метра. Даже если вы как-то умудритесь
синтезировать ДНК такой длины, как хромосома у мамонта, вы не сможете воспроизвести ее правильное физиологическое состояние. Если ввести чудом воспроизведенную в
пробирке ДНК другому млекопитающему, она
там просто не приживется и деградирует.
В целом возникают такие трудности,
решить которые на данный момент не представляется возможным.
например. ДНК, найденная в костях Гейдельбергского человека в испанской пещере
Сима-де-лос-Уэсос и впоследствии расшифрованная учеными, имела возраст приблизительно 400 тыс. лет. Но это была митохондриальная, а не ядерная ДНК.
С течением времени ДНК разрушается. В
живом организме есть механизмы, которые
ее восстанавливают. Однако когда она лежит в земле, то ее разрушению уже ничего
не мешает, особенно во влажном и теплом
климате.
Медленнее разрушаются белки. Были
статьи, где люди утверждали, что им удалось определить последовательность белков-коллагенов у динозавра. В научном
сообществе тогда были большие разногласия – многие считали, что это ошибка эксперимента.
Можно пойти по другому пути: взять современные последовательности птиц, крокодилов, современных млекопитающих и рыб,
Построить из этих белков филогенетическое
древо – восстановить по последовательностям, как эти белки развивались в ходе эволюции. А затем реконструировать, как эти
белки выглядели в определенном внутрен-
нем узле – например, в узле динозавров,
после чего синтезировать этот белок. Такого
типа работы уже делали, в том числе с динозаврами. С помощью этого метода даже
удалось синтезировать белки, которые присутствовали у общего предка всех бактерий.
А еще те, кто плачет по динозаврам, могут пойти на улицу и поцеловаться с любым
голубем – это прямой предок динозавра,
та же самая эволюционная линия, которая
сохранилась в современных птицах и в крокодилах.
– Что вы думаете о растиражированном мифе о вреде ГМО-продуктов?
Приносят ли они на самом деле вред?
– Вред ГМО – это миф, потому что нет ни
одного добросовестного эксперимента, который доказал бы этот вред. Эксперименты,
про которые писали в газетах – это опыты
очень низкого качества, которые ничего не
доказывают. Там даже качество статистической обработки полученных данных низкое.
Например, из результатов печально известного эксперимента французского исследователя Жиля-Эрика Сералини (Gilles-Eric
Seralini) следует, что самцам крыс, наоборот,
– А что вы думаете о ДНК динозавров,
есть ли все-таки возможность расшифровать их геном? ДНК ведь столько, сколько прошло с эпохи динозавров, не живет.
– ДНК и правда столько не живет. Рекорд – примерно сотни тысяч лет. С ДНК,
которой десятки тысяч лет, эксперименты
проводят – с теми же неандертальцами,
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
59
fxcnews.com
ЛИЧНОСТЬ
ГМО очень полезны – они дольше живут.
Проверяли на самом деле довольно
много. Все животноводство США – это один
большой эксперимент по использованию
генномодифицированных продуктов. Если
бы ГМО действительно наносили вред, это
стало бы заметно очень быстро.
Отношение к ГМО в нашей стране – это
печальная комбинация трех вещей. Первая –
это, прошу прощения, невежество населения. Если вы сейчас остановите человека на
улице и спросите о ГМО-помидорах, то он
ответит, что в ГМО-помидоре гены есть, а в
обычном помидоре их нет, или другую подобную глупость.
Второе – это недобросовестность людей,
которые на теме вреда ГМО делают политическую карьеру. Некоторые из них, может
быть, действительно настоящие психи, но
существенная доля таких людей, я уверен,
являются расчетливыми циниками, которые
просто улучшают свое благосостояние.
Третье – это невежество журналистов. С
одной стороны, они не в состоянии понять,
правду ли им говорят или нет, с другой –
гонятся за сенсацией. Ведь то, что ГМО не
вредит здоровью – это не очень сенсационно.
А вот показать фотографию страдающей от
рака крысы из эксперимента Сералини, дать
яркий заголовок – это сенсация. И мало кому
известно, что на самом деле это специальная
линия крыс, выведенная для исследования
рака – у них у всех опухоли вырастают.
Скажу больше – от ГМО есть реальная
польза. Недавно читал статью, в которой
ученые посчитали, насколько уменьшается
нагрузка гербицидами и инсектицидами на
поля, где выращивают ГМО-культуры. То
есть реально вредные вещи – токсины – благодаря ГМО уже не так нужны, нагрузка на
поле уменьшается в десятки процентов.
ГМО полезны для экономики, особенно
для развивающихся стран, к которым в плане сельского хозяйства относится и Россия.
Так, производство ГМО-сои значительно менее затратное по сравнению с обычной соей.
Сокращение закупок инсектицидов тоже
уменьшает затраты.
60 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
Еще один плюс ГМО – устранение авитаминоза. В некоторых продуктах не хватает
витаминов, например, в рисе мало витамина
А. Поэтому в Азии, где рис является основным продуктом рациона людей (опять же
небогатых), распространен авитаминоз, в результате которого дети рождаются слепыми.
Поэтому ученые сделали ГМО-рис, в который подсадили гены подсолнечника. Эти
новые гены позволили рису вырабатывать
каротин – то, что нужно для устранения авитаминоза и слепоты. Так что каждый человек, который бездумно орет про страшный
вред ГМО, персонально ответственен за
слепых детей.
Также в ситуации с ГМО меня удивляют
экологи. Можно же ведь, к примеру, обсуждать влияние ГМО-полей на экологию:
данных про вред нет, но, чисто теоретически, это возможно. Вместо этого экологи, к
сожалению, очень любят втиснуться в толпу
антиГМОшников и использовать их недобросовестные приемы для борьбы за вроде бы
благие экологические цели.
– Каковы, на ваш взгляд, дальнейшие
перспективы у антибиотиков, ведь
весной ВОЗ объявила всемирную тревогу – болезни становятся все более
устойчивыми к антибиотикам?
– Вообще история антибиотиков – красивая иллюстрация эволюционной теории,
описываемая четко в рамках естественного
отбора.
Антибиотики были всегда. Почвенные
бактерии травили ими друг друга испокон
веков. Соответственно они и защищаться
учились, вырабатывая устойчивость. Эта
устойчивость распространялась, когда бактерии поглощали ДНК устойчивых видов.
Но затем в дело вмешался человек и
начал лечиться антибиотиками от своих патогенов. Патогены изначально чувствительны к
антибиотикам, потому что они не встречались
с почвенными бактериями. Когда вы начинаете принимать антибиотики и пропиваете
полный их курс, то убиваете всех патогенных
организмов. Если же вы начали принимать,
вам стало лучше, и вы перестали их принимать, то получается, что вы чувствительных
бактерий убили, а немного устойчивых остались; они всегда есть просто в силу генетической неоднородности популяции. Потом
опять популяция развивается, становится
неоднородной, в ней появляются еще более
устойчивые варианты – и опять то же самое:
преждевременно прекращенный курс, менее
устойчивые убиты, более устойчивые остались без конкурентов и размножились.
В свое время был запущен российскоамериканский проект, в рамках которого в
нескольких тюрьмах было усовершенствовано лечение туберкулеза с помощью современных средств (источником устойчивых
штаммов являются тюрьмы и лагеря, причем
в тюрьмах России довольно тяжелая ситуация с устойчивостью туберкулеза к антибиотикам), но, к сожалению, по политическим
причинам он был свернут. При этом, как и
говорится в докладе ВОЗ, одна из причин
увеличения устойчивости болезней к антибиотикам – тотальная и систематическая
практика недолечивания заболеваний среди
населения всей планеты.
Другой фактор увеличения устойчивости
бактерий к антибиотикам – это западная
мода подкармливать скот маленькими дозами антибиотиков. Сейчас в Евросоюзе такую
практику запретили, но вред, который она
уже успела принести, по-видимому, колоссален. Ведь патогены и у нас и у млекопитающих, которых разводят как скот, в общем,
одинаковые. Но на фермах животные как
раз таки контактируют с почвой, и патогены
в них могут контактировать с теми самыми
почвенными бактериями, которые выработали к ним устойчивость, что повышает и
устойчивость вредных для нас патогенов.
Дальше оказывается, что производить
антибиотики невыгодно большим фармацевтическим компаниям (маленькие вообще
не потянут). Антибиотики пьют коротким
курсом, к ним очень быстро появляется
устойчивость – все это означает, что на рынке препарат будет недолго. Получается, что
делать антибиотики попросту неприбыльно.
Что же касается, например, туберкулеза
в нашей стране, который устойчив уже к
большинству известных антибиотиков, то
альтернатива антибиотикам может быть
только одна. Как в начале прошлого века –
кумыс, горные курорты… И все. Конечно,
биологи и медики пытаются что-то с этим
делать, но оптимизма пока немного.
Возбудитель туберкулеза
Mycobacterium tuberculosis
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
61
тема номера
Бомбардировщик
будущего
Каким
он будет?
cnet.com
Илья Ведмеденко
62 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
Отцом бомбардировочной авиации справедливо считают итальянского генерала Джулио Дуэ. Именно он в период Первой мировой
войны и последующие десятилетия защищал предложенную им концепцию воздушной войны. Во главу этой концепции ставились бомбардировщики. Генерал полагал, что массированные налеты бомбардировочной авиации станут главным залогом успеха в любой войне.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
63
тема номера
Между вчера и завтра
И
хотя при жизни генерала (Дуэ
скончался в 1930 году) концепция воздушной войны не была
оценена по достоинству, в наше
время она считается верной.
Это наглядно показывают такие
военные операции, как «Буря
в пустыне» (1991 год) или бомбардировки
блоком НАТО Югославии в конце 1990-х
годов. Правда, сейчас армады «летающих
крепостей» заменили многофункциональные истребители и относительно дешевые
беспилотники. Есть ли будущее у сложных и
дорогих в эксплуатации стратегических бомбардировщиков – титанов холодной войны?
Постараемся разобраться.
В период противостояния США и СССР
стратегическим бомбардировщикам отводилась простая и понятная роль: в случае
вступления Холодной войны в горячую фазу
они должны были превратить территорию
врага в «радиоактивный пепел». Крылатые
машины входили в так называемую ядерную
триаду, включавшую в себя ядерные боеголовки наземного, морского и воздушного
базирования.
Стратегический бомбардировщик по
умолчанию является межконтинентальным,
и его дальность должна превышать 5 тыс.
км. Основу арсенала этих машин раньше
составляли свободнопадающие бомбы и
крылатые ракеты с ядерными БЧ (боевыми частями). Окончание Холодной войны
ознаменовалось переломом военной стратегии, в рамках которой большое число
носителей ядерного оружия оказалось
ненужным. Если раньше на вооружении
ВВС США находились сотни бомбардировщиков, то теперь их количество исчисляется десятками единиц. Сейчас американцы имеют в своем распоряжении 65
«стратегов» B-52H, около 60 B-1B Lancer
и 19 невидимок B-2. ВВС России располагают 16 бомбардировщиками Ту-160 и 30
устаревшими турбовинтовыми Tу-95МС/
МСМ. Продолжают нести службу дальние
Стратегический бомбардировщик B-2
бомбардировщики Ту-22М3. Европейцы от
стратегических бомбардировщиков отказались вовсе.
Сейчас, когда весь цивилизованный мир
старается сократить свои ядерные арсеналы, стратегические бомбардировщики спешно переквалифицировались для решения
тактических задач. Например, B-1B может
нести до 24-х новейших крылатых ракет
AGM-158 JASSM, что делает его мощнейшим тактическим боевым самолетом в мире.
B-52H и B-2A также могут похвастаться широким арсеналом управляемого вооружения,
что в сумме с продвинутыми прицельными
комплексами (такими как Sniper ATP), дела-
ет их грозным оружием в любом локальном
конфликте.
Что бы там ни говорили, а американские
военные умеют считать деньги: за один боевой вылет тот же B-1B может уничтожить
танковую дивизию или стереть с лица земли большой лагерь боевиков. Здесь нужно
учесть, что у США имеется большой арсенал относительно недорогих управляемых
боеприпасов, таких как комплексы JDAM.
В силу всего вышесказанного становится
понятно, что будущее у бомбардировщиков
есть. Хотя, конечно, в большинстве случаев
дешевле использовать многофункциональные истребители или БПЛА.
Стратегический бомбардировщик B-1B
cne concordebattery.com t.com
Крылатая ракета AGM-158
64 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
65
тема номера
i
airliners.net, imgur.com
Стратегический бомбардировщик B-52H
66 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
Бытует мнение, что отечественный стратегический
бомбардировщик с крылом изменяемой стреловидности
Ту-160 – это копия американского B-1. Это не совсем так,
поскольку данные самолеты имеют весомые различия. С
другой стороны, при создании Ту-160 советские инженеры
использовали опыт заокеанских коллег и пошли по пути, уже
проложенному американцами (речь, в частности, идет об
использовании крыла изменяемой стреловидности).
Отечественный
стратегический
бомбардировщик Ту-160
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
67
тема номера
В
Гроза небес
есьма оригинальный взгляд
на бомбардировщик будущего
представили военные эксперты из США. Они предложили
модернизацию стратегических
бомбардировщиков B-1B до
уровня B-1R, где «R» означает
«региональный». Проект ставит перед собой
цель максимально расширить потенциальные возможности крылатых машин, сделав
B-1R самым многофункциональным бомбардировщиком в мире.
Кроме привычных высокоточных управляемых бомб и ракет он получит возможность брать на борт десятки ракет класса
«воздух-воздух». Это могут быть AIM-120
AMRAAM или перспективные ракеты. Самолет представляет собой некий «воздушный
крейсер», способный в одиночку уничтожить
эскадрилью врага. Тяжелый и неповоротливый B-1R будут прикрывать истребители
сопровождения. Возможен вариант, при
котором задача сбора и обработки информации будет лежать на малозаметных истребителях F-22. Они будут передавать B-1R
информацию о противнике в режиме реального времени, а тот, в свою очередь, займется распределением целей и наведением на
них ракет.
Говорить о возможности реализации проекта рано, и сроки создания B-1R не определены. Предположительно, самолет будет оснащен улучшенной авионикой и двигателями
Pratt & Whitney F119 (такие же стоят на F-22).
Бомбардировщик сможет развивать максимальную скорость – 2,2 М (число Маха), но
дальность его полета по сравнению с B-1B,
будет на 20% меньше.
И хотя концепция любопытна, шансы
на ее реализацию невелики. Действующая
администрация США стремится любыми
путями сократить военные расходы. Ранее
американцы уже отказались от тактического бомбардировщика Lockheed Martin
FB-22, созданного на базе F-22 Raptor.
Военные приоритеты руководства США
очевидны: это истребитель F-35 и ряд перспективных беспилотных аппаратов. Другие амбициозные проекты будут финансироваться опционально.
i
Boeing B-52 Stratofortress – настоящий долгожитель. Эти легендарные машины стоят
на вооружении ВВС США почти 60 лет! Бомбардировщики B-52 производились с 1952 по
1962 годы, – за этот период было выпущено 744 машины. За долгие годы службы они неоднократно модернизировались и даже сейчас представляют собой современные боевые
комплексы. Более того, B-52 являются основными самолетами дальней бомбардировочной
авиации США и будут оставаться на вооружении до 2040 года.
airliners.net, imgur.com
Стратегический бомбардировщик B-1R
68 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
69
тема номера
«Невидимки» будущего
З
а последние два десятка лет
ничто так не повлияло на военную авиацию, как стелс-технология. Рассуждать о ее «неэффективности» и «дороговизне»
столь же неразумно, как и
доказывать превосходство винтовых самолетов над реактивными. Очевидно, учитывая уровень развития систем ПВО,
пережить войну будущего смогут только
малозаметные самолеты.
Самым передовым и технологически
совершенным стратегическим бомбардировщиком является американский дозвуковой
Northrop B-2 Spirit. Он доказал свою эффективность в Югославии, Ливии, Ираке и Афганистане. Особенностью B-2 стала и его цена:
без учета научно-исследовательских работ
стоимость самолета превышала 1 млрд долларов за «штуку». Но это не говорит о том,
что самолет плох. Просто он создавался исходя из философии Холодной войны, когда
на первое место ставились характеристики,
а не цена боевой машины. Уже в 1990-е высокая стоимость B-2 привела к тому, что из
планировавшихся к постройке 132 самолетов этого типа было закуплено лишь 20.
В целом роль B-2 сложно переоценить –
самолет стал прообразом бомбардировщика
будущего, который сменит как устаревающие
B-1B и B-52, так и сам B-2 Spirit. Как известно, последний был создан по аэродинами-
i
В СМИ не раз просачивалась информация о возможной модернизации
российских стратегических бомбардировщиков Ту-95МС и Ту-160. Предполагалось
расширить тактические возможности
машин за счет включения в их арсенал неядерного оружия. Речь шла, в частности,
о крылатых ракетах Х-555 и Х-101. Дальность пуска последней может достигать
5500 км. Ракету Х-101 должны были принять на вооружение ВВС РФ в 2013 году,
но достоверных сведений об этом нет
даже сегодня.
Проект LRS-B от Northrop Grumman
Согласно требованиям, стоимость NGB не
должна превышать 550 млн долларов за самолет. Полезная нагрузка NGB – порядка 12
тонн, а его боевой радиус действия составляет 3800 км. Для сравнения, B-2 может брать
на борт до 22 тонн боевой нагрузки, а боевой
радиус Spirit-а равен 5300 км. Но с учетом
более чем в два раза меньшей стоимости,
NGB видится более целесообразным. Если
же говорить о предполагаемых расходах на
эксплуатацию, то новый бомбардировщик
будет значительно экономичней своего старшего брата. Еще один важный момент: NGB
видится его создателям как в пилотируемом,
так и в беспилотном вариантах. Это выгодно
отличает новый самолет от B-2.
В 2012 году программа претерпела ряд
незначительных изменений и была переименована в LRS-B (Long Range Strike Bomber).
В 2014 году на проект планировалось выделить 379 млн долларов – в разработке
задействованы специалисты из компаний
Northrop Grumman, Boeing и Lockheed Martin.
Особенностью самолета станет то, что он
будет создан по модульной концепции. Это
означает, что, в зависимости от ситуации,
LRS-B сможет брать на борт разведывательное оборудование, средства радиоэлектронной борьбы и, конечно же, различное
вооружение класса «воздух-поверхность».
Один из главных интересующих специалистов аспектов заключается в уровне маРазведчик Lockheed Martin SR-72
airliners.net, imgur.com
Проект NGB Boeing/Lockheed Martin
ческой схеме «летающее крыло», – именно
по этой схеме будет построен и бомбардировщик нового поколения. По пути создания
дозвукового бомбардировщика-невидимки
пошли не только США, но и Россия. Это доказывает, что концепция B-2 в нынешних условиях является наиболее правильной.
В 1990-е годы американцы планировали
заменить авиапарк стратегических бомбардировщиков на единый сверхзвуковой 2037
Bomber. Но старение авиапарка побудило
руководство США начать программу «промежуточного бомбардировщика», который
сможет подняться в небо уже в 2018 году.
Next-Generation Bomber (название программы) виделся в качестве удешевленного аналога B-2 Spirit.
70 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
71
тема номера
ПАК ДА в представлении энтузиастов
i
Дополнить бомбардировщики будущего может американская инициатива
Prompt Global Strike («Быстрый глобальный
удар»). В рамках этой инициативы предполагается нанесение мощного неядерного
удара в любой точке планеты не более чем
за один час. В рамках концепции, компания Boeing ведет разработку гиперзвуковой крылатой ракеты X-51A, скорость
которой сможет достигать 7500 км/ч. В
2013 году запущенная с борта бомбардировщика B-52 ракета смогла развить
скорость 5,1 М.
лозаметности LRS-B. Однако ответить на
этот вопрос (а также на ряд других важных
вопросов) можно будет не раньше принятия
самолета на вооружение. Его хотят «поставить на крыло» в 2025 году, а всего ВВС
США получат в свое распоряжение от 80 до
100 машин этого типа.
О замене парка стратегических бомбардировщиков всерьез подумывает Россия. Как мы уже говорили, стратегическая
авиация ВВС РФ представлена такими
машинами, как Ту-160 и Ту-95МС. В разное
время ходили слухи о модернизации этих
самолетов, но большая часть из них так и
осталась на бумаге. Сейчас бомбардировщики являются носителями крылатых ракет
Х-55 с ядерными БЧ. В то же время возможности по применению неядерных средств
поражения остаются минимальными и представлены, в основном, свободнопадающими
бомбами. Тактические возможности этих
машин также резко ограничивает отсутствие
современных прицельных средств. 72 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
Все это вместе со старением авиапарка
вынудило руководство страны начать роботы над проектом ПАК ДА (Перспективный
авиационный комплекс дальней авиации).
Созданием самолета сейчас занято конструкторское бюро ОАО «Туполев». Ранее
председатель Военно-промышленной комиссии при Правительстве РФ Дмитрий Рогозин
рассказывал о планах сконструировать «не
имеющий аналогов гиперзвуковой бомбардировщик». Это заявление окончательно
потеряло актуальность, когда командование
ВВС избрало схему «летающее крыло» (дело
в том, что построенный по этой аэродинамической схеме самолет является дозвуковым
по определению). Так что Россия пошла по
пути создания удешевленного аналога B-2.
Самолет будет сравним по характеристикам
с LRS-B, но отечественная машина появится
несколько позже. В 2012 году командующий
Дальней авиацией генерал-лейтенант Анатолий Жихарев заявил, что ПАК ДА поступит
в ВВС в 2020 году. Этот прогноз выглядит
маловероятным – более реалистичной датой
поступления машины в части видится середина или даже конец 2020-х годов.
Эксперты полагают, что взлетный вес
машины может превышать 120 т, а дальность полета достигнет 10 тыс. км, максимальная скорость составит около 950
км/ч. Известно, что двигатель для боевого
самолета будет создан на базе силовой
установки Ту-160. В Объединенной двигателестроительной корпорации объяснили,
что «это будет новый двигатель на базе
унифицированного газогенератора НК-32
второго этапа». Он будет создан усилиями
компании ОАО «Кузнецов».
Схема ПАК ДА
Бомбардировщик будущего в
представлении художника
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
73
тема номера
Гиперзвуковой летательный
аппарат Falcon HTV-2
Концепт самолета, построенного
по схеме «летающее крыло»
На пороге гиперзвука
П
редставить то, как будет выглядеть стратегический бомбардировщик через десять или пятнадцать лет, можно без труда.
Намного сложней вообразить
себе боевую машину далекого
будущего. И здесь можно выделить два аспекта: повышение летных характеристик и упор на беспилотники. Если первые самолеты, построенные по технологии
стелс, не блистали своими характеристиками, то бомбардировщик будущего будет не
только малозаметным, но и гиперзвуковым.
Нельзя пройти мимо новейшего проекта подразделения Skunk Works корпорации
Lockheed Martin – гиперзвукового самолета
SR-72. Его название является прямой отсылкой к знаменитому самолету-разведчику SR71 Blackbird. Главным назначением новой машины, как понятно, станет разведка. Впрочем,
i
Гиперзвуковой считают скорость, превышающую 5 М. Для достижения таких
скоростей нужен особый гиперзвуковой
прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ГПВРД). Он является вариантом
прямоточного воздушно-реактивного
двигателя, отличающимся сверхзвуковой
скоростью потока в камере сгорания.
Дело в том, что когда речь идет о большой
скорости полета, нужно избегать торможения приходящего воздуха и осуществлять сжигание топлива в сверхзвуковом
воздушном потоке.
74 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
i
Еще одна часть инициативы «Быстрый
глобальный удар» – гиперзвуковой летательный аппарат Advanced Hypersonic
Weapon. Разработка ведется под эгидой
Сухопутных войск США. Высокоточный боевой блок AHW имеет биконическую форму и четыре аэродинамические поверхности. Для поражения цели на удалении
в 6 тыс. км ему потребуется не больше 35
минут. Есть мнение, что поражение цели
будет достигаться за счет кинетического
воздействия тела, летящего с гиперзвуковой скоростью.
Гиперзвуковая крылатая ракета X-51
насколько можно судить, рассматривается и
вариант создания ударной модификации SR72. Основная особенность самолета в том, что
он сможет развивать скорость 6 М. Она будет
достигаться за счет силовой установки, которая объединит в себе традиционные реактивные двигатели и гиперзвуковые прямоточные
воздушно-реактивные двигатели.
Самолет SR-72 станет беспилотным и
сможет нанести удар по территории врага
намного быстрей, чем другие бомбардировщики, стоящие на вооружении ВВС США.
Правда, говорить о перспективах детища
Lockheed Martin непросто. С его главной
задачей (ведением разведки) уже давно хорошо справляются спутники. А еще в планах
американцев – строительство множества
более дешевых разведывательных БПЛА.
Иными словами, не факт, что для SR-72 найдется ниша.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
75
Наукаи
технологии
Сергей Васильев
преступление
Если кто-то кое-где у нас порой до сих пор не
хочет честно жить и решается на преступление, по
его следам пойдут не только сыщики, но и тысячи
инструментов современной науки.
Сегодня на страже законности и порядка стоят величайшие сыщики – физика и медицина, биология и химия. И если киношный
Шерлок Холмс вооружался лишь лупой, отмычками да парой
реактивов, в арсенале следователей сегодняшнего дня имеются
точные анализаторы запахов, хроматографические колонки и
секвенаторы ДНК. Эксперты-криминалисты – одни из главных
участников следствия XXI века. Именно они ведут поиск, анализ
улик и доказательств для судопроизводства. Строго говоря, этот
раздел криминалистики называется криминалистической техникой, но сегодня эти термины часто сливаются.
depositphotos.com/ Demian
Улика:
76 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
кровь
Классический тест на присутствие крови появился еще в
начале ХХ века. Он основан на
реакции гемоглобина с фенол­
фталеином: гемоглобин катализирует окисление красителя и появление яркой розовой окраски.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
77
технологии
НАУКА:
трасология
Учение о следах – их обнаружении, изъятии и исследовании для выяснения важных для
следствия обстоятельств преступления. В широком смысле слова, следами могут быть любые изменения, возникшие в результате преступления, в том числе и «идеальные», то есть
воспоминания преступника и потерпевшего, «виртуальные», характерные для преступлений в сфере компьютерной безопасности, и, наконец, материальные – отпечатки, последствия механических воздействий, которые и являются обычным предметом трасологии.
Основные три группы следов, которыми интересуется трасология – это следы, оставленные людьми (преступниками, жертвами, свидетелями), орудиями преступления (и
другими инструментами) и транспортом. В любом случае все эти дорожки ведут к одной
цели – выяснению обстоятельств происшествия и установлению его участников.
Вспомним ограбление магазина бандой «Черная кошка» в незабвенном кинохите
«Место встречи изменить нельзя». Следы обуви могли бы сказать МУРовцам о численности банды, их передвижениях, росте и весе каждого, особенностях его походки. Следы инструментов взлома и орудия нападения – предположить силу и имеющиеся навыки. Отпечатки протекторов автомобиля – рассказать об оснащенности и возможностях
организации и дать «ниточку», которая приведет прямо в ее логово.
улика:
Подтвердить наличие семенной жидкости в считанные минуты позволяет фермент кислотная фосфатаза, присутствующий в ней. Впрочем, для стопроцентного подтверждения образцы прокрашивают и осматривают под микроскопом.
инструмент:
сбыт и распространение наркотиков
Определение запрещенных веществ может вестись с помощью качес­твенных
тестов, способных лишь указать на их присутствие. Например, в концентрированной серной кислоте формальдегид окрасит героин и другие опиоидные соединения в
пурпурно-фиолетовый цвет, а амфетамин и родственные соединения – в оранжевый.
Тиоцианат кобальта в дистилированной воде с глицерином, хлороформом и другими
веществами станут синими в присутствии кокаина, а ацетат кобальта в изопропиламине
потемнеет, указав на барбитураты. Точные количественные данные способны дать ультрафиолетовая спектроскопия, газовая хроматография или масс-спектрометрия.
78 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
газовый хроматограф
Этот прибор позволяет установить точный состав даже самых сложных смесей. Образец обдувают инертным газом, например, гелием
или азотом, «сдувая» летучие соединения с его поверхности. Полученная смесь газов проходит сквозь длинную хроматографическую
колонку, наполненную специальным веществом, сквозь
которое одни компоненты проходят быстрее, а другие – медленнее. Это позволяет разделить их и
распознать на выходе из колонки.
НАУКА:
Преступление:
сперма
дактилоскопия
В 1880-х в журнале Nature было опубликовано письмо, в котором впервые об отпечатках пальцах говорилось как об уникальных для каждого человека узорах, позволяющих однозначно идентифицировать его личность. Однако в этой уникальности таилась
самая большая сложность: даже получив отпечатки пальцев преступника, надо было
обнаружить совпадения среди тысяч карточек, хранящихся в полиции!
Бесчисленные узоры необходимо было упорядочить – и уже к концу XIX века стали
появляться различные классификации, из которых наибольшее распространение получила система Генри. В основе его метода лежит форма петли – основного узора на
подушечке пальца. Как правило (в 60% случаев), она одиночная, с треугольной «дельтой» чуть сбоку и внизу, слева или справа – неважно. Реже (35%) встречается завиток с
двумя дельтами, и совсем редко – дуга вообще без дельты.
Генри использовал различные индексы для разных рисунков на каждом пальце, после чего суммировал получившиеся числа, позволяя свести все возможные комбинации
к 1024 вариантам. С этого момента работа сыщиков облегчилась, а дактилоскопия начала победное шествие по миру – на горе всем преступникам.
Кстати, современные методы позволяют находить отпечатки пальцев исключительно эффективно. Например, напыление газовой фазы цианакрилата помогает
зафиксировать самые слабые следы, а реакции с нитратом серебра, йодом, хлоридом
цинка – обнаружить их по реакции с жирными веществами. Разрабатываются даже
методы восстановления стертых отпечатков на некоторых поверхностях, например,
металле, который подвергается легкому окислению под действием веществ, выделяемых клетками кожи.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
79
технологии
Преступление: оставление места аварии
Преступление: поджог
Следы автомобильной краски, оставленные скрывшимся с места аварии преступником, нередко позволяют
указать на марку и модель его автомобиля, а иногда – и
обнаружить некоторые другие особенности. Первичный
осмотр их производится под поляризованном светом в
обычном микроскопе. Это позволяет четко различить
несколько слоев краски и других покрытий, разделить их
и передать для дальнейшего анализа. Затем по линиям
поглощения света в ультрафиолетовом спектрографе
эксперты могут установить вид использованной краски.
А точный ее состав помогут выяснить уже знакомые нам
инструменты, в том числе, масс-спектрометр.
«Вор хотя бы стены оставит», – говорит пословица: поджог, уничтожающий имущество целиком, издавна считался одним из самых тяжких преступлений. И во все века поджигателям необходимо было главное – легковоспламеняемый материал или вещес­тво.
Именно эти свидетельства, в первую очередь, ищут эксперты на месте пожара. Собранные улики хранят в герметичной упаковке, чтобы сохранить возможные следы летучих
соединений. В лаборатории эксперты обычно сжигают их сами, а продукты горения –
твердые и газообразные – анализируют, восстанавливая состав исходного вещества, использованного преступником..
инструмент:
масс-спектрометр
Подобно хроматографии, масс-спектрометрия позволяет исследовать состав вещества, хотя и работает на иных принципах. При этом
молекулы и атомы образца ионизируются и переводятся в газовую
фазу. В таком потоке заряженные частицы отклоняются магнитным
полем по-разному, в зависимости от их массы и заряда. Это и позволяет обнаружить даже мельчайшие следы веществ в образце.
НАУКА:
одорология
Система знаний о запахах для их анализа и даже сохранения. Летучесть одорологических следов – лишь кажущаяся, на самом деле, индивидуальный запах человека
довольно легко проникает в его одежду и обувь и удерживается в них годами. Запаховые следы консервируют, помещая источник запаха в герметичную емкость – хотя бы в
полиэтиленовый пакет, – а если это невозможно, то забирая и сохраняя пробы воздуха
над ним. Остается лишь извлечь эту информацию.
С точки зрения одорологии, служебная собака – это живой анализатор для регистрации и распознавания запахов. Однако благодаря развитию современных методов
физикохимии, эксперты могут обращаться и к куда более надежным и точным инструментам – масс-спектрометрам, газовым и жидкостным хроматографам и т. д., – которые позволяют проводить точнейший анализ состава газов.
И хотя по точности идентификации индивидуального запаха все
эти приборы пока уступают собачьему нюху, нет никаких сомнений,
что рано или поздно появятся технологии, позволяющие просто забрать пробу воздуха в помещении и обнаружить в ней следы, указывающие на конкретного человека не менее надежно, чем отпечатки
пальцев. Ну а с простейшими газовыми анализаторами знаком каждый российский водитель – к ним относятся алкотестеры, измеряющие уровень спирта в крови.
80 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
улика:
кровь
Современный способ быстро обнаружить следы
крови сос­тоит в распылении сложного органического
соединения люминола. Взаимодействуя с железом
все того же гемоглобина, он окисляется и начинает
светиться в синей части спектра.
инструмент:
базы данных
Главное оружие следователя – ручка и блокнот, – это известно всем знатокам детективного жанра. Это мудрое замечание:
в работе сыщика исключительно важно фиксировать каждую
деталь, чтобы проанализировать ее в контексте всей имеющейся
информации. Сегодня эту роль во многом взяли на себя компьютеры и обширные базы данных. Они позволяют идентифицировать личность подозреваемого или жертвы в некоторых случаях
за несколько часов, а в самых запутанных делах специализированные системы могут указать на ранее совершенные аналогичные преступления или даже отдельные характерные детали.
Преступление: ограбление
В результате выстрела из ствола вылетает не только пуля, но и продукты
горения пороха, которые оседают и на самом стрелявшем, и на его одежде, и на
окружающих предметах, а если жертва находится недалеко, то и на ней. Чтобы
быстро установить факт стрельбы, полицейские берут пробы с ладоней подозреваемого, а эксперты обследуют их с помощью спектроскопии в рентгеновских
лучах, а также под электронным микроскопом. Присутствие определенных металлов, характерных для современных видов пороха, можно определить и с помощью
химических реакций с рубеановодородной кислотой или родизонатом натрия.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
81
технологии
улика:
НАУКА:
Не следует путать эту дисциплину с графологией – областью психологии, которая
пытается установить связь между характером человека и его почерком – которую трудно назвать общепризнанной научной дисциплиной. Почерковедение – направление,
неплохо разработанное, древнее и уважаемое: сравнение почерков проводилось еще в
Византийской империи, а века с XV-го известно и в России.
Эксперт-почерковед анализирует две большие группы признаков – письменной речи
и самого почерка. В первой группе оцениваются развитие навыков письма, грамотность,
способность и особенности формулирования мыслей (конечно, с учетом возможных
умышленных искажений). В качестве примера вспомним анализ знаменитых писем Зодиака в газеты: безграмотно написанный текст выдал в нем человека с невысоким уровнем
образования и положения в обществе. Жаль, что задержать убийцу это не помогло.
Сам же почерк если и не способен ничего сказать о характере автора, то подтвердить
его личность позволит достаточно надежно. Даже если вы станете писать левой рукой
и печатными буквами, держать в уме и корректировать все свои индивидуальные особенности вы вряд ли сумеете – и под пристальным взглядом опытного почерковеда они
обязательно выдадут вас. Он способен установить не только общие признаки почерка, но
и каждую деталь: от расстояний между буквами и «пузатости» отдельных из них – до размеров левого и правого полей, наклона букв и строк, интервалов между ними и т. д.
НАУКА:
профилирование
В некоторых случаях ключевую информацию для поимки преступника может дать
лишь знание особенностей его личности и характера совершения противоправных действий. И, конечно, самым известным примером такого рода являются преступления «маньяков». С точки зрения криминальной психологии, маньяками являются далеко не все из
них, более корректным термином будет «серийный преступник» (насильник, убийца и т.
д.). Кстати, серийные преступления стоит отличать от цепных – серий, совершаемых подряд, одно за другим, под влиянием одного продолжающегося аффекта или состояния.
Во второй половине ХХ века для классификации серийных убийц эксперты ФБР
предложили разделить их на два ключевых типа, которые соответствуют совершенно
разным особенностям личности и характера преступлений. «Организованный несоциальный» тип внешне совершенно нормален, часто это образцовый гражданин, планирующий свои действия заранее. Он умен, аккуратен, тщательно выбирает жертв, место
и время совершения нападения, озабочен собственной безопасностью. Поймать его
крайне непросто. К этому типу можно отнести американца Теда Банди или жестокого
украинского серийного убийцу Анатолия Оноприенко.
Вторая группа серийных убийц – «дезорганизованные асоциальные» – противоположны первой во всем, кроме результата: погубленных жизней. Как правило, это глубоко больные и забитые люди, ведущие «антисоциальный» образ жизни на самом дне
общества. Преступления они совершают спонтанно, импульсивно, заранее не готовясь, нападая на первую подходящую жертву и не заботясь сокрытием следов. Среди
«звезд» этой группы можно назвать Генри Ли Лукаса, а с некоторыми допущениями –
Андрея Чикатило.
82 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
зубы
Такой полной базы данных по зубным картам, как по отпечаткам пальцев, нигде в
мире не существует, да и получать их куда сложнее. Однако часто это – единственный
способ определить личность погибшего. Зубы могут сохраняться не только очень долгое время после смерти, но и при самых неблагоприятных воздействиях, в том числе
при пожаре (эмаль способна сохранить форму при нагревании до 1000 °С). Дантисты и
ученые помогут найти в ней следы курения и особенностей диеты, установить возраст
и многие другие черты. Форма позволяет идентифицировать некоторых особенно опасных преступников по оставленным укусам.
метод:
фотография
Судебная фотография – вовсе не то же, к чему мы привыкли, скажем, в «Инстаграмме». Задача фотографа здесь – не удивить необычным кадром, а четко
и методично зафиксировать картину места преступления. Для этого необходимо
набрать достаточно снимков, которые с разных углов и ракурсов демонстрируют
общую картину, отдельные ее фрагменты и, наконец, ключевые объекты. Нелишними могут оказаться даже случайно попавшие в кадр любопытные зеваки:
иногда в этой толпе можно найти свидетелей или даже преступников, с волнением
наблюдающих за расследованием.
Сделав несколько общих снимков, фотограф
переходит к ключевым предметам обстановки,
фиксируя их в отношении друг к другу. Так, если
необходимо отметить брошенный на месте преступления нож, из изображения должно быть понятно,
где именно в комнате он находится. Наконец, производится макросъемка отдельных объектов, включая
следы, брызги крови и т. п.
НАУКА:
габитоскопия
Учение о внешнем облике, в том числе, о том, каким образом он запоминается и запечатлевается при разных обстоятельствах, и как из этих сведений установить настоящий
облик преступника. Именно из этих знаний вырастают такие известные всем любителям
детективов методы, как словесное описание, создание фотороботов.
Систематизированный подход к описанию внешности преступников и их жертв впервые
применил еще один из отцов современной криминалистики Альфонс Бертильон. Сегодня
такое описание строго унифицировано: для него используются заранее сформулированные
точные термины и в строго определенном порядке: отдельно – анатомические признаки
(рост, телосложение, форма головы, черты лица, форма ушной раковины и т. д.), отдельно – функциональные (походка, осанка, мимика и т. д.). Выделяют также «особые приметы», присущие лишь одному человеку или определенной группе – татуировки, шрамы и т. п.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
83
технологии
инструмент:
ДНК-секвенатор
Прибор – как и метод – перекочевал в криминалистику прямиком из биологических
лабораторий: за его создание в 1980 году была вручена Нобелевская премия. Впрочем,
методы секвенирования с тех пор серьезно усовершенствовались. Технологии нового
поколения (включая полимеразную цепную реакцию) позволяют использовать даже малейший образец ДНК из чешуйки кожи или просто слюны на окурке, «размножив» его и
затем установив точную нуклеотидную последовательность.
Для ДНК-дактилоскопии полный геном и не нужен, как правило, анализ ведется на
основе исследований лишь некоторых участков. Обычный объект таких поисков – повторяющиеся участки, короткие фрагменты, не входящие в состав самих генов. Количество таких повторов не влияет на работу генома, поэтому практически не подвергается
действию отбора и отличается у людей высокой вариабельностью.
ДНК-идентификация стала настолько точным и надежным инструментом, что благодаря ей правоохранители США реализуют уникальную программу пересмотра самых
запутанных и спорных дел. Десятки тысяч улик, годами пролежавших на хранении,
возвращаются в лаборатории, где с них собираются и анализируются отстатки ДНК.
Этот проект позволил однозначно установить множество упущенных ранее фактов и
разоблачить ушедших от наказания преступников, а также освободить осужденных незаслуженно. Например, летом 2008 года был проведен ДНК-анализ материала, сохранившегося под ногтями шестилетней Джонбенет Рэмси, чье похищение и убийство стало одним из самых громких дел 1990-х годов. Он позволил отвергнуть основную версию
следствия – о виновности в этом деле ее собственных родителей.
84 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
НАУКА:
дерматоглифика
Наука об узорах на ладонях рук и подошвах стоп – эти особенности не менее индивидуальны, чем отпечатки пальцев. Как и почерковедение с графологией, дерматоглифику ни в коем случае не стоит смешивать с хиромантией, мистическим учением
о связи характера и судьбы с линиями на ладони. Эта область развивалась одновременно с дактилоскопией, хотя, по понятным причинам, не получила столь широкого
распространения.
Работать с отпечатками подушечек пальцев удобнее и проще, а следы их сохраняются более полными, чем отпечатки ладоней, а тем более – голой стопы. Однако дерматоглифика используется до сих пор, и для записи и классификации узоров в ней, как
и в дактилоскопии, используют строго формализованный набор признаков. Большую
помощь экспертам в этой работе оказывают антропологи: историческая и этническая
изменчивость кожных узоров – сфера их профессиональных интересов. Так что хорошие отпечатки могут подсказать следователям и различные «семейные» черты подозреваемого, оставившего их.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
85
технологии
вехи экспертизы
1835 год
Сотрудник недавно созданного Скотланд-Ярда Генри Годдард впервые
использовал научный подход к доказательству связи между оставленной на месте преступления пулей и оружием, принадлежавшим убийце.
1836 год
По просьбе сыщиков шотландский химик Джеймс Марш разработал
тест на определение мышьяка в тканях жертвы.
1880-е годы
Альфонс Бертильон предложил метод регистрации преступников, основанный на измерении тела человека по 11 параметрам (бертильонаж).
1889 год
В Санкт-Петербурге начинает работу первая в мире судебно-фотографическая лаборатория.
1891 год
Идентификация по отпечаткам пальцев поставлена на систематические рельсы в полиции Буэнос-Айреса. К началу ХХ века эту практику
внедрят в большинстве развитых стран.
1896 год
Сотрудник лондонской полиции Эдвард Генри создал удобную в использовании схему классификации отпечатков пальцев.
1900 год
Карл Ландштайнер предложил систему АВ0 для классификации основных групп крови.
1903 год
Метод Кэсл-Мейера с окислением фенолфталеина гемоглобином позволяет однозначно отделять следы крови от других жидкостей.
1910 год
Во французской криминальной полиции открылась первая в мире экспертная группа под руководством профессора Университета Лиона Эдмона Локара. Работа ученого произвела такое впечатление на современников, что еще при жизни его называли «Французским Шерлоком».
1984 год
Британского генетика Алека Джеффриса осенила идея использования
ДНК для идентификации личности.
86 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
метод:
брызги крови
Сегодня кровь – это прежде всего ДНК, позволяющая однозначно привязать ее к подозреваемому или потерпевшему, а нередко прямо указывающая на
винов­ного. Однако сам характер кровавых следов иногда позволяет раскрыть
многие детали преступления – этот (довольно узкоспециальный) вид анализа стал
широко известен благодаря популярному детективному сериалу «Декстер».
Если отвлечься от всевозможной мистики, кровь – это жидкость, поэтому
она ведет себя вполне предсказуемым образом. Покидая тело, она движется с
определенной скоростью и благодаря поверхностному натяжению и внутренней
вязкости принимает определенную форму. Сталкиваясь с поверхностью, капли
разбрызгиваются в соответствии с углом и скоростью удара. Количество, размеры, локализация и форма брызг крови – все это может вполне однозначно указать
на характер ранения.
Например, «пассивные» брызги диаметром 4-8 мм говорят о том, что рана
была нанесена некоторое время назад, например, потерпевший был ранен в другом месте и пришел на новое, борясь с кровотечением, или же у него просто капает кровь из носа после удара. Большую скорость и меньший размер будут иметь
капли, вылетевшие в результате сильного повреждения. При этом кровотечение,
как правило, заметно обильнее, а если повреждена артерия, брызги распределятся весьма характерным образом, как будто их распыляли из крана. Самые мощные и скоростные кровотечения вызывают огнестрельные ранения, и капли, вылетающие из тела на такой скорости, имеют самые крошечные размеры, меньше 1
мм. На стрельбу укажет и еще одна особенность брызг – наличие следов входного
и выходного отверстия, ведь кровь будет литься из обоих.
Важны для анализа и «тени», оставленные предметами, находившимися на
пути разлетающихся капель. Зафиксировав углы и скорости, под которыми брызги были оставлены, эксперт может геометрически воссоздать картину преступления и, например, четко локализовать точку ранения в трехмерном объеме комнаты. Знакомый всем Декстер делал это с помощью упругих красных нитей, но для
той же цели можно использовать и виртуальные компьютерные модели.
Кстати, в отсутствие внешних воздействий эти следы сохраняются достаточно
долго. Даже если место преступления было обнаружено намного позже, брызги
крови «скелетонизируются» – жидкость из них испаряется, однако остаются следы, полностью соответствующие их первоначальному диаметру и форме.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
87
с точки зрения науки
30
научных
терминов,
jpl.nasa.gov
Олег Овечкин
Очень часто в голливудском кино, чтобы изобразить
ученого, вкладывают в уста персонажа усложненную
околесицу из терминов. По мнению сценаристов, зритель в этот момент должен не вникать в сказанное,
а просто понять: о, это ученый! Смысл же того, что
только что произнес актер (даже если это была полная чушь), так и не доходит до не владеющего научной
терминологией зрителя. Этим приемом испокон веков
пользуются сценаристы-халтурщики и не только.
88 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
которые должен
знать каждый
В этой статье мы простыми словами расскажем о 30 научных терминах, понимание которых поможет вам не только расшифровывать бред, который порой говорят с больших экранов,
но и лучше ориентироваться в современном научном мире, легче понимать то, что пишут в научных статьях и новостях.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
89
с точки зрения науки
На снимке космического телескопа Хаббл
видны объекты пояса Койпера
1
Пояс Койпера
Солнечная система вовсе не заканчивается на орбите Плутона. В настоящее время
астрономы выделяют целый класс так называемых транснептуновых объектов – то
есть небесных тел, которые находятся за орбитой Нептуна, но гравитационно связаны
с нашей звездой.
Огромную область (от 4,5 до 8,2 млрд км от Солнца) занимает пояс Койпера – целый класс транснептуновых объектов, состоящих из вещества, сформированного на
заре Солнечной системы.
Объекты пояса Койпера представляют большой интерес для ученых. Они состоят в
основном из летучих веществ вроде аммиака и метана. Помимо астероидов среди них
встречаются карликовые планеты – Плутон тоже относится к поясу Койпера вместе с
планетами Хаумеа и Макемаке. Некоторые ученые надеются обнаружить в поясе Койпера и более крупные планеты.
nasa.gov
2
3
Пространство-время
Термин, возникший на блестящем фундаменте Общей теории относительности,
объединил три пространственных измерения и одно временное в единую динамическую систему.
Эйнштейну удалось показать, что пространство и время неразрывно связаны друг
с другом и представляют собой единое целое, а все взаимодействия с материей этого
пространства-времени и являются гравитацией.
Согласно ОТО, пространство-время меняет свою кривизну в зависимости от массы
объекта, который в нем находится. Чем больше масса объекта, тем сильнее искривляется ткань пространства-времени вокруг него, что заставляет другие, менее массивные объекты, находящиеся поблизости, притягиваться к нему.
В эту ловушку, кстати, попадает даже свет. Преломление света вблизи массивных
астрономических объектов называется гравитационным линзированием.
Сингулярность
Этот термин довольно многолик. Чаще всего его употребляют при описании физики черных дыр. Согласно выводам Общей теории относительности (ОТО), в космосе
могут быть такие объекты (сейчас мы их называем «черные дыры»), искривление
пространства-времени в которых достигает бесконечных значений, что делает невозможным физическую интерпретацию процессов, происходящих внутри такого объекта.
Другими словами, при помощи стандартных физических теорий узнать то, что происходит в черной дыре, мы не можем – только предполагать, и со времен Эйнштейна так и
не было осуществлено ни одного фундаментального прорыва в этой области.
Впрочем, существуют исследования, которые исключительно математическими
методами показывают, что гравитационных сингулярностей в нашей Вселенной может
вообще не быть. Узнать это наверняка мы, видимо, сможем только тогда, когда удастся
провести непосредственные наблюдения объекта, который по внешним признакам будет относиться к черной дыре.
90 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
4
Электромагнитное излучение
Довольно часто в популярной фантастике электромагнитное излучение представляется загадочной силой, которая убивает, трансформирует героев в супергероев, либо
перемещает их во времени. Что же это такое на самом деле?
ЭМИ – это потоки фотонов, элементарных частиц, из которых состоит свет. Длина и
частота волны фотонов сильно разнится, что привело ученых к необходимости классификации фотонов по отдельным электромагнитным диапазонам.
Человеческий глаз так устроен, что способен видеть лишь очень малую часть всего электромагнитного спектра – так называемое видимое излучение или оптический
диапазон. Большая часть ЭМИ оказывается для нас невидимой. Сюда относятся, к
примеру, радиоволны (да, это тоже фотоны), рентгеновское излучение, инфракрасное
излучение.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
91
с точки зрения науки
7
5
Спектральный анализ/спектрометрия
Из-за того, что каждый химический элемент по-своему поглощает свет, ученые научились применять анализ спектральных характеристик вещества для определения его
состава.
Это один из фундаментальных прорывов, который позволил человечеству сделать
огромный скачок вперед во множестве областей – от судебной медэкспертизы (анализ
улик) до астрофизики (способность по характеристикам поглощения света определить
химический состав объекта, который находится в сотнях миллионов световых лет от
Земли).
Метод масс-спектрометрии позволяет даже «взвесить» исследуемое вещество,
взаимодействуя с ним только при помощи ионизации.
6
Световой год
В астрофизике световой год – это расстояние, которое свет преодолевает за год
беспрепятственного пути в вакууме. Поскольку абсолютная скорость света, то есть
скорость распространения электромагнитных волн в вакууме, является константой
(постоянной величиной), то не трудно подсчитать, что световой год составляет приблизительно 9,46 триллионов км.
Для наглядности: солнечный свет достигает поверхности Земли за 8 световых минут и 20 световых секунд, а расстояние до ближайшей к нам звезды – Альфы Центавра – 4,37 световых лет.
92 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
Эхолокация
Метод определения расстояния до объекта, в котором по направлению к объекту
посылают звуковую или радиоволну, а затем анализируют, через какое время волна
вернется, называется эхолокацией.
Эту технологию мы позаимствовали у летучих мышей, которые используют ультразвуковую эхолокацию для ориентации в пространстве. К примеру, даже если летучую
мышь ослепить, она все равно будет в полете огибать все предметы.
Эхолокация имеет широкий ряд применений – к примеру, исследование рельефа
морского дна. По тому же самому принципу действуют радары.
8
Элементарная частица
Кирпичики, из которых состоит материя и силы, которые приводят к взаимодействию между материей, называются элементарными частицами. В самом буквальном
смысле элементарные частицы – это фундамент нашего физического мира. Практически каждый объект во Вселенной, согласно современным представлениям, состоит из
них. В настоящий момент существует разветвленная классификация элементарных частиц. Основных классов два: фермионы, из которых состоит материя, и бозоны, которые являются переносчиками фундаментальных взаимодействий между фермионами.
9
Фундаментальное взаимодействие
Между элементарными частицами может происходить четыре основных типа взаимодействий, называемых фундаментальными. Это электромагнитное взаимодействие
(происходит между частицами, обладающими электрическим зарядом), сильное и слабое взаимодействия (которые держат элементы атомного ядра вместе), а также наиболее проблематичное для современной физики – гравитационное.
Носителем каждого из этих взаимодействий является определенный бозон. Для
электромагнитного взаимодействия это фотоны, для слабого – W и Z бозоны, для сильного – глюоны, а для гравитационного взаимодействия бозон еще не найден (однако
уже есть название для него – гравитон).
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
93
с точки зрения науки
10
Квантовая гравитация
Уже долгое время физикам не удается прийти к единой теории гравитации. Положения ОТО, довольно точно (судя по наблюдениям) описывающие динамику пространства-времени, попросту не согласуются с другой фундаментальной теорией – квантовой механикой. До сих пор не найдена элементарная частица, ответственная за гравитационное взаимодействие.
По этим причинам физики-теоретики со всего мира уже долгие годы пытаются построить новую теорию гравитации, которая «проквантовала» бы гравитационное взаимодействие. Эта разрабатываемая теория называется квантовой гравитацией.
11
Стандартная модель
Мечтой физиков-теоретиков, включая всемирно известного Стивена Хокинга, уже
многие годы является создание так называемой Теории всего, которая должна была
бы объединить все накопленные знания о мире фундаментальных взаимодействий в
единую непротиворечивую систему.
Пока что на роль Теории всего больше всего подходит Стандартная модель – классическая теория, успешно объединяющая три фундаментальных взаимодействия из
четырех.
Впрочем, есть у Стандартной модели и серьезные пробелы. Она не может стать
теорией всего, пока не объяснит гравитацию, темную материю и темную энергию, в
чем пока безуспешна.
12
Теория струн
Конкурентом Стандартной модели на поприще становления Теории всего является
Теория струн. Это очень сложная по своему математическому аппарату теория, правильно понять которую, как утверждают ученые, могут только опытные физики-теоретики.
В приблизительном изложении теория струн гласит, что все пространство нашей
Вселенной не состоит из точечных частиц, а пронизано невероятно крошечными нитями энергии, или струнами, колебания которых в столь же крошечных десяти (а в
теории суперструн даже 26!) измерениях (условно говоря, «сосудах») и представляют
собой материю и фундаментальные взаимодействия.
Несмотря на то, что современные технологии не дают никакой возможности доказать существование струн, теория считается весьма перспективной, так как именно
благодаря ей появляется возможность объединить ОТО и квантовую механику.
94 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
13
Антиматерия
Помимо обычной материи, из которой мы с вами состоим, есть еще и антиматерия.
Ее существование обусловлено существованием симметричных пар частица-античастица. Например, электрон-позитрон, протон-антипротон и т. д. Когда частица и ее
античастица сталкиваются, происходит аннигиляция – взаимное уничтожение частиц с
высвобождением значительного количества энергии.
Теория гласит, что в момент Большого взрыва, когда Вселенная только родилась,
появилось равное количество материи и антиматерии. Сейчас во всем наблюдаемом
космосе мы видим абсолютное превосходство обычной материи. Почему? Ответ на
этот фундаментальный вопрос является предметом теоретических изысканий уже
очень давно. Пока ученые не могут ответить наверняка.
14
Темная энергия
Однажды Эйнштейн ввел в свои уравнения дополнительную константу, чтобы результаты теоретических изысканий сошлись на желаемом результате. Впоследствии
он стыдился этого несколько отчаянного шага и считал его самой большой ошибкой в
своей жизни.
А затем, получив более совершенные астрофизические данные, ученые ввели в
физику понятие темной энергии – неведомой силы, заставляющей Вселенную расширяться с ускорением, которая по своим свойствам как раз описывается «подставной»
эйнштейновской константой.
Консенсуса по поводу того, что из себя представляет темная энергия, пока нет.
Однако все больше ученых склонны думать, что это неизменная энергетическая плотность, равномерно распределенная по Вселенной.
Темная энергия никак не взаимодействует с обычной материей за исключением
гравитации. Также она составляет примерно 68,3% всей наблюдаемой Вселенной – намного больше, чем любой другой вид материи или энергии.
15
Темная материя
Помимо темной энергии есть еще и темная материя, которая так же воздействует
на обычное вещество только через гравитацию. Темная материя тоже еще ни разу не
наблюдалась напрямую, однако ее существование вытекает из современных математических моделей Вселенной.
Если бы ее не было, то галактики должны были бы двигаться по-другому. Но наблюдения показывают, что на них действует что-то кроме видимого вещества. Массу
этого «что-то» и назвали темной материей. Согласно расчетам, она составляет 26,8%
от массы Вселенной.
Есть уже и гипотетические частицы-кандидаты на роль темной материи – вимпы и
аксионы, существование которых на данный момент не доказано.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
95
с точки зрения науки
16
Точка бифуркации
В термодинамике есть особое понятие, которое можно адаптировать практически к
любой сложной динамической системе. Время от времени любая такая система, будь
это государство, экономика или психика человека, вступает в критическое состояние
неопределенности.
В этот момент упорядоченность системы оказывается под угрозой, и ее дальнейшее развитие может пойти по двум из возможных сценариев: либо распад до хаотического состояния, либо выход на качественно новый уровень упорядоченности. К
примеру, точкой бифуркации для государства можно назвать период политической
нестабильности, для экономики – экономический кризис, а для человека – травмирующее событие.
17
Квантовая запутанность
Квантовый мир – то есть мир взаимодействия элементарных частиц, микромир –
известен явлениями, которые невозможны или не имеют никакого эффекта в привычном нам макромире, состоящем из крупных объектов. Одним из самых любопытных
таких явлений можно назвать квантовую запутанность.
Квантовая запутанность проявляется так: две (и более) частицы – к примеру, фотоны – оказываются взаимозависимыми, даже если их разделить на большие расстояния. Когда наблюдатель измеряет какую-либо квантовую характеристику одной частицы, то изменяется состояние и другой. Это явление можно использовать для создания
невзламываемых шифров – квантовой криптографии, чем занимаются сейчас очень
многие ученые по всему миру.
18
Принцип неопределенности
Значительно упрощая принцип неопределенности, открытый одним из отцов квантовой механики Вернером Гейзенбергом, можно описать так: невозможно определить,
как будет двигаться любая частица, потому что это зависит от множества равнозначных вероятностей. Другими словами, явления квантового мира – как и, впрочем, всей
физической Вселенной – не предопределены, а представляют из себя набор различных возможностей. Этот принцип – фундамент всей квантовой механики.
По этому поводу хорошо известны споры Альберта Эйнштейна с Гейзенбергом и
Нильсом Бором. Эйнштейн не верил в квантовую механику, ответив как-то на аргументы относительно принципа неопределенности фразой «Бог не играет в кости». На что
Бор, в свою очередь, ответил «Эйнштейн, не говорите Богу, что делать».
96 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
19
Квантовая телепортация
Научные новости относительно часто пестрят заголовками про новые рекорды
квантовой телепортации. Но не стоит путать квантовую телепортацию с «обычной» телепортацией из научной фантастики. В первой перемещают информацию о квантовом
состоянии отдельных элементарных частиц, а во второй с помощью фантастических,
еще не изобретенных приспособлений, физически перемещают крупные объекты,
включая человека, целиком.
Практическая осуществимость квантовой телепортации и эксперименты в этой области прямо сейчас приближают к нам эру полезных квантовых технологий, вроде все
той же квантовой криптографии.
20
Коллайдер
Громкие споры о том, принесет ли Большой адронный коллайдер апокалипсис,
закончились еще где-то в самом начале 2010-х, но многие до сих пор не знают, что
же это за зверь такой – коллайдер. Отвечаем: фактически это труба, прямая или зацикленная, в которой элементарные частицы разгоняют по направлению друг к другу
и сталкивают в определенной точке. Цель довольно проста: в высокоэнергетических
столкновениях частицы распадаются на более мелкие частицы, и в этот момент ученые
аккуратно детектируют все, что из них «высыпалось». Так ученые открывают новые
элементарные частицы и углубляют наши представления о квантовом фундаменте
Вселенной.
21
Бозон Хиггса
В 2012 году было подтверждено, что на Большом адронном коллайдере, наконец,
смогли обнаружить недостающее звено Стандартной модели – бозон, отвечающий
за присутствие у элементарных частиц массы. Существование бозона Хиггса было
предсказано в 1960-х годах, а сам Питер Хиггс после обнаружения частицы на БАКе
получил в 2013 году Нобелевскую премию. Открытие бозона было так важно потому,
что является еще одним (и довольно серьезным) аргументом в пользу Стандартной
модели.
Также стоит сказать, что к осени 2014 года в прессе все чаще стали появляться
сообщения о том, что некоторые ученые открыто сомневаются в обнаружении бозона в 2012 году. На данный момент, все же, не представлено ни одного полноценного
опровержения того, что частица, открытая на БАКе, является тем самым бозоном.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
97
с точки зрения науки
22
Индекс Хирша
В 2005 году физик Хорхе Хирш предложил новую систему оценки продуктивности
ученого, основанную на количестве публикаций и цитирований его статей в рецензируемых научных журналах.
Метод прижился и довольно быстро получил международное одобрение. Сейчас
Индекс Хирша широко используется для оценки научной «плодовитости» не только отдельных ученых, но и организаций, а также целых стран.
23
Плюрипотентность
Простыми словами, плюрипотентность – это свойство клетки, дающее ей возможность превратиться в любую ткань любого органа – хоть в нейрон, хоть в кожу. В 2012
году этот термин был у многих на слуху, так как Нобелевскую премию тогда дали «За
открытие того, что зрелые клетки могут быть перепрограммированы в плюрипотентные».
Фактически это открывает потрясающие горизонты для медицины. К примеру, в выращивании органов. В данный момент ученые работают над созданием эффективных
технологий, которые поставят производство индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (так называются плюрипотентные клетки, искусственно полученные из
обычных, уже сформировавшихся клеток) на конвейер, что, очень возможно, изменит
лицо медицины навсегда.
24
25
Транскраниальная (или трансчерепная)
магнитная стимуляция
Этот метод позволяет неинвазивно (то есть без вскрытия) проникнуть под череп
человека (или животного) и воздействовать на его нейроны при помощи быстро меняющихся магнитных полей – по сути, при помощи нескольких электродов. Это позволяет
«включать» и «выключать» определенные нейроны и группы нейронов, одновременно
наблюдая за тем, какой эффект на испытуемого эта стимуляция имеет. Есть также
трансчерепная электрическая стимуляция – общая схема такая же, но воздействие
происходит уже посредством электрических токов.
Что ТМС, что ТЭС обладают огромными перспективами не только в общенаучном,
но и в медицинском контексте. Магнитную/электрическую стимуляцию используют для
того, чтобы изучать и лечить болезни (Паркинсона, депрессию), а также, что особенно
любопытно, повышать когнитивные способности людей. Например, в 2010 году было
показано, что магнитная стимуляция зоны Брока (отвечает за речь и язык) заметно повышает способности испытуемых к обучению грамматике и синтаксическим связям.
Теоретически такая стимуляция может вызвать в человеке и определенные эмоции,
однако современные технологии пока не позволяют ТМС/ТЭС забраться настолько глубоко в мозг.
Искусственная нейронная сеть
Если хотите узнать, насколько близко ученые подобрались к созданию искусственного интеллекта, то тема искусственных нейронных сетей – то, что вам нужно. Фактически это крайне упрощенный аналог мозга, помещенный в компьютер. Система из
виртуальных «нейронов» и динамических связей между ними – «синапсов», которые
способны решать определенные задачи – примерно тем же самым способом, как это
делают биологические нейроны.
Искусственные нейронные сети используют там, где классические компьютерные
алгоритмы бессильны, но где у человеческого мозга явное преимущество. К примеру,
в распознавании образов, лиц.
Такие сети, конечно, не являются искусственным интеллектом в предсказанном
писателями-фантастами смысле слова – они не мыслят, а послушно решают поставленные перед ними задачи «биологическим» методом. Потрясающим свойством ИНС
является способность к обучению: прежде чем дать ИНС задание, ее сначала «учат»,
как ее решать. Из этого выросло целое научное направление (причем крайне перспективное), которое называется «машинное обучение».
98 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
99
с точки зрения науки
26
Графен
В 2004 году российский и британский физик Константин Новоселов вместе со своим
руководителем Андреем Геймом впервые получил в лаборатории графен, или «чудо-материал», как некоторые его называют.
Графен представляет собой двумерный одноатомный слой углерода, который обладает удивительными свойствами: потрясающей прочностью, а также очень высокими
теплопроводностью и электропроводностью. Все это делает графен крайне перспективным материалом в области электроники будущего: его часто называют основной
для наноэлектроники и наиболее подходящей альтернативой кремнию, который пока
что единолично царствует в качестве полупроводниковой основы для современной
электроники.
За прошедшие годы графен был получен во множестве лабораторий по всему миру,
где его замечательные свойства были многократно доказаны. В 2010 году Новоселову
и Гейму дали Нобелевскую премию по физике как раз «за передовые опыты с двумерным материалом – графеном», а дополнительные полезные свойства «чудо-материала» продолжают открывать и по сей день. Ведутся (уже принесшие технологические
плоды) исследования по применению графена в таких областях, как медицина и космические технологии.
27
Радиоизотопное датирование
С появлением радиоизотопного датирования стало возможно определять точный
возраст практически любых объектов, содержащих радиоактивный изотоп. Работает
это так: ученые берут образец – геологический, палеонтологический или археологический – и ищут в нем радиоактивный элемент. Поскольку период полураспада всех
радиоактивных изотопов, встречающихся на Земле, известен уже очень давно, ученые
смотрят, какая доля обнаруженного изотопа успела распасться за время существования образца, и вычисляют при помощи этого реальный возраст самого образца.
Существует несколько разновидностей радиоизотопного датирования, каждый из
которых применим к различным изотопам и, соответственно, различным временным
эпохам: это радиоуглеродный, калий-аргоновый и уран-свинцовый метод.
Именно радиоизотопной датировке мы обязаны тем, что знаем точный или абсолютный возраст ключевых исторических событий.
28
Кембрийский взрыв
Около 540 млн лет назад в Мировом океане произошел резкий рост биоразнообразия, получивший название Кембрийского взрыва. За относительно короткий период
появились абсолютно новые виды существ – хордовые, моллюски, членистоногие, иглокожие. Также именно тогда укрепилось разделение на хищников и жертв, а многие
животные обросли твердым внешним скелетом.
Эволюция, которая в любую другую точку своей истории была очень медленным и
постепенным процессом, вдруг значительно ускорилась. Даже Чарльз Дарвин упоминал в своих работах, что Кембрийский взрыв не вписывается в его представления об
эволюции.
Сейчас, однако, известно, что многие виды животных, появление которых раньше
ассоциировали с Кембрийским взрывом, появились еще во времена докембрия. Главный вопрос постепенно сместился с «откуда взялось столько новых видов» на «почему
у очень многих животных появился твердый минеральный скелет». По этому поводу
существует много гипотез, и точного ответа пока нет.
100 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
101
29
30
Секвенирование
Технологии секвенирования позволяют расшифровать в текстовом виде последовательности нуклеотидов или аминокислот участков генов, целых генов и даже всего
генома организма, то есть всей совокупности наследственной информации, заключенной в молекуле ДНК.
Для этого используют особые устройства – секвенаторы, которые со временем становятся все более компактными, мощными и быстрыми.
Доступная расшифровка генома открывает большие возможности: вы не только
можете узнать, какие гены у вас присутствуют (а какие – нет), но и использовать эту
информацию для более эффективного лечения, к примеру, онкологических заболеваний, или просто для профилактики.
Сейчас секвенаторы уже выпускает ряд частных компаний, правда, стоят они недешево – в среднем около полумиллиона евро. Есть, однако, и революционный «настольный» секвенатор PGM (Personal Genome Machine, машина персонального генома), не
очень мощный, но недорогой – он стоит всего 50 тыс. долларов и обладает габаритами
около полуметра. Рано или поздно, считают эксперты, цены на подобные устройства
упадут настолько, что люди начнут секвенировать свои геномы просто из любопытства.
Энтропия
Противостояние хаоса и порядка – на самом деле нечто большее, чем философия.
В термодинамике – разделе физики, который изучает динамику теплоты, понятием
энтропия описывается степень «хаотичности», беспорядочности системы. Это же понятие широко применяется в теории информации.
Поскольку любая система стремится к полному равновесию, ее энергия, то есть
тепло, постепенно рассеивается. В замкнутой системе – к примеру, в герметичной
комнате – это постепенно приведет к ситуации, когда теплота будет одной и той же в
любой точке комнаты.
По этой причине второе начало термодинамики гласит, что энтропия в замкнутой
системе не может уменьшаться. На деле это означает, что она только увеличивается –
рассеивается тепло, исчезают любые неравномерности.
В свое время из-за хорошей доказуемости второго закона термодинамики даже
была предложена довольно пугающая версия конца света. Согласно этой гипотезе,
известной как «тепловая смерть Вселенной», температура нашей Вселенной когда-нибудь станет одной и той же в любой ее точке. То есть любые упорядоченные энергетические системы, будь это звезда или человек, постепенно перестанут существовать,
а механическая работа в таком мире станет попросту невозможна – ведь тепло будет
рассредоточено по пространству с абсолютной однородностью. Никаких событий или
явлений в такой Вселенной уже по определению происходить не может.
Но жизнь на Земле, как и прогресс человечества, бросают вызов хаосу в лице
энтропии: вся наша история свидетельствует о локальном уменьшении энтропии, то
есть об усложнении системы, будь это эволюция видов или научно-технологический
прогресс.
Ученые объясняют это тем, что Земля является открытой, а не замкнутой системой,
и она постоянно подвергается внешнему воздействию – в виде метеоритов, космической радиации и т. д.
Что касается всей Вселенной, то единого мнения о том, замкнута это система или
открыта, нет: слишком уж ограничены наши знания о ней – мы видим лишь ее часть,
так называемую наблюдаемую Вселенную.
С уверенностью можно сказать только одно: по крайней мере, на нашей планете
вселенский порядок пока все-таки побеждает вселенский хаос.
НОВОСТИ ОДНОЙ СТРОКОЙ
Компания OpenWorm создала и переместила виртуальную нейронную
сеть, скопированную с нейронной
сети настоящего червя, в компьютер, управляющий роботом LEGO.
После этого компьютер, получавший
информацию от сенсоров робота,
действительно вел себя как червь,
реагируя на препятствия.
102 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
На Большом адронном
коллайдере открыли
две элементарные частицы, не наблюдавшиеся ранее. Обе частицы
оказались барионами
и были предсказаны в
рамках Стандартной
модели.
«Почта России» может
начать использовать
беспилотные дирижабли. По словам министра
связи и массовых коммуникаций РФ Николая
Никифорова, Минкомсвязи рассматривает
подобные проекты.
Корейские ученые научились управлять передвижением бактерий
при помощи контролируемых магнитных полей. В перспективе это
поможет при создании
так называемых «лабораторий-на-чипе».
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
103
с точки зрения науки
Биография
Солнечной системы
Ольга Фадеева
nasa.gov
i
На сегодняшний день существует два подхода к вопросу образованию планетных систем. Один из них – это развитие идей советского ученого Виктора Сафронова, так называемая модель аккреции на ядро. Согласно этой модели, сначала образуется некая заготовка
планеты, зародыш, каменное ядро, на которое потом аккрецирует газ, и образуется уже
планета-гигант наподобие Юпитера, Сатурна или других планет-гигантов.
Второй подход связан с попытками объяснить образование планет в протопланетном
диске тем же механизмом, который приводит и к образованию звезд, то есть гравитационной неустойчивостью. Если диск достаточно массивен, и в нем достаточно много вещества,
то могут образовываться какие-то неоднородности, которые будут сжиматься под действием собственной тяжести. Если они будут достаточно массивны, они будут падать внутрь
себя, коллапсировать и превращаться в массивные планеты. В научной среде преимущество пока имеет первая – сафроновская теория образования планет.
104 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
700 млн лет – столько понадобилось для того,
чтобы сформировалась наша Солнечная система.
Невеликий срок в масштабах Вселенной. Но
все ключевые события для нашего «солнечного
семейства» успели произойти именно за это время.
Какие же?
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
105
с точки зрения науки
В начале было облако
В
се началось около 4 млрд 600
млн лет назад. Именно тогда
огромное облако молекулярной пыли, спокойно плывшее
в Млечном Пути, вдруг стало
сжиматься. Это случилось благодаря вспыхнувшей неподалеку
сверхновой звезде, ударная волна от которой прошла через все облако и спровоцировала гравитационный коллапс. А еще взрыв
гигантской звезды наполнил облако газом и
тяжелыми элементами – железом и ураном,
позже ставших кирпичиками, из которых состоит Солнечная система.
Сжатие происходило очень быстро. Помимо этого, облако еще и вращалось. Дело
в том, что все вокруг нас, включая галактику, находится в постоянном вращении.
Вращение – это часть физики звездного коллапса. Когда в газопылевом облаке возникла гравитация, оно не только стало быстрее
вращаться, но и расплющилось в диск. В условиях стремительного сжатия и хаотичного
вращения газ и пыль начали уплотняться во
nasa.gov, Bill Saxton/Alexandra Angelich, NRAO/AUI/NSF
Туманность Ориона
106 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
множество комков. Эти комки были ничем
иным, как будущими звездами.
Очень скоро часть этого облака станет
раздробленной Солнечной системой, в центре которой засияет яркая протозвезда. Она
начнет поглощать пыль и газ, из которых
тогда состояла солнечная туманность. Большая часть из всего этого «мусора» окажется
в недрах Солнца, а из мизерных остатков
образуются планеты, спутники, астероиды и
даже мы сами.
Солнечная система была не единственным «ребенком» огромного газопылевого
облака, одновременно с ней на свет «рождаются» и ее «братья» – другие звездные
системы.
То же самое мы можем наблюдать сегодня в созвездии Ориона, через которое
протянулось гигантское молекулярное облако протяженностью в сотни световых лет. В
некоторых местах видно, как из этих комков
образуются молодые звезды, словно гигантские диско-шары, подсвечивающие окружающий их газ всеми цветами радуги.
Художественное видение линии снега
В
Планетезимали
«младенчестве» у Солнечной
системы не было никаких планет. Самого Солнца как такового
тоже не существовало – была
лишь небольшая протозвезда,
свет от которой был очень тусклым из-за скопленных вокруг
нее газа и пыли. Впрочем, планеты будут
формироваться очень быстро.
Материал для их «изготовления» разделился на несколько «слоев» в зависимости
от температур диска. Ближе к протосолнцу,
при температуре свыше 2 тыс. градусов, все
испарилось. На расстоянии 8 млн км находилась каменная линия, где металлы и минералы затвердели. Следующий рубеж принято
называть линией снега – эта верхняя граница внутренней Солнечной системы. Вода,
метан и аммиак существуют здесь только в
виде льда. Но почему мы говорим именно об
этих веществах? Все просто – в Солнечной
системе их больше всего, особенно воды.
Все это – компоненты водорода в том или
ином виде, а водород является самым распространенным элементом в Солнечной системе того времени.
Как эти, так и другие элементы, объединяет одно – они пока находятся здесь в виде
микроскопических частиц. Но уже очень
скоро путем аккреции их начнет притягивать
друг к другу, и они превратятся в камни
и кусочки льда, которые, в свою очередь,
тоже притянет вместе. Из них образуются
более-менее большие каменные куски (примерно 1 км на 1,5 км), называемые планетезимали. Это первый строительный материал, из которого через 3 млн лет сформируются протопланеты – «зародыши» планет.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
107
с точки зрения науки
А
Газовые гиганты
пока протопланеты схожи по
размерам с Луной. Сталкиваясь между собой, они образуют
большие планеты. Планеты внутренней Солнечной системы –
Меркурий, Венера, Земля и
Марс – получились небольшими,
меньше внешних, потому что им досталось
меньше строительного материала (ближе к
звезде, там, где достаточно горячо из-за ее
излучения, не могут конденсироваться льды,
не могут конденсироваться в твердое вещество вода, аммиак и другие газы, поэтому
там возможно образование только каменных
планет. Поэтому эти планеты получаются
менее массивными, ведь для их образования доступно меньше вещества).
Буквально за 3 млн лет появляется гигант Солнечной системы – молодой замерзший Юпитер. Прежде чем стать газовым
гигантом, Юпитер был суперземлей – крупной каменной планетой, масса которой в
несколько раз превышает массу Земли. Он
продолжал расти, притягивая к себе все новые протопланеты. Из-за своей массы Юпитер стал «гравитационным разбойником».
Как космический пылесос он поглощал все
газы на своем пути и за 100 тыс. лет нарастил 90% своей нынешний массы.
Другие планеты внешней Солнечной системы – Сатурн, Уран и Нептун – последовали его «хулиганскому» примеру. И хотя накопить столь убедительную «мышечную» массу большинству из них все же не удалось,
Юпитер и Сатурн в конечном итоге вобрали
в себя 92% всего не солнечного вещества!
Благодаря «прожорливости» этих двух
гигантов за 10 млн лет существования молодой Солнечной системы в ней кончился
практически весь газ, в частности, водород
и гелий, из-за которых так быстро выросли
Юпитер и Сатурн. Их неуемная «жадность»,
однако, сыграла на руку их более «скромным» собратьям. Ведь если бы Юпитер и
Сатурн не притянули весь газ и пыль, мы
могли бы лицезреть наше Солнце лишь как
довольно тусклый нечеткий диск. Впрочем,
не могли бы – в отсутствии нормального солнечного света жизнь на нашей планете едва
ли могла достигнуть такого разнообразия,
чтобы на ней появились столь любопытные
существа как Homo sapiens. Солнце, впрочем, способствовало этому и само. Ведь оно
продолжало вбирать в себя водород и гелий,
иначе не выросло бы до таких размеров, так
и оставшись протозвездой. Юпитер, кстати,
и сам бы мог стать звездой, если бы обладал значительно большей массой.
planete-astronomie.com , eso.org
Земля
Юпитер
Сатурн
Уран
Молекулярный водород
Водород, гелий, метан
Металлический водород
Мантия
Ядро
Нептун
Второе рождение Солнца
Н
С
аше Солнце родилось дважды.
Та звезда, о которой мы говорили до сих пор, была лишь протосолнцем. В начале своей жизни
спектр света ее был другим.
Протосолнце обладало огромной
энергией как и сейчас, но было
более красным. В возрасте 50 млн лет с Солнечной системой происходит знаковое событие – наша звезда достигает критической
температуры и давления, в ее ядре начинается ядерная реакция. С энергией водородной
бомбы наше протосолнце взрывается, и рождается новая полноценная звезда.
Внутренние планеты
олнце созрело, а сформировавшиеся Юпитер, Сатурн,
Уран и Нептун улетели за
снеговую линию. Между тем,
в горячей внутренней области, где было много камней
и мало газа, творился хаос:
крошечные протопланеты продолжали
сталкиваться и расти.
Образование внутренних планет Солнечной системы продолжалось в 10 раз дольше,
чем формирование газовых гигантов. Спустя
75 млн лет этот процесс подошел к концу.
Пыль этих «боев» рассеялась, и из глубин
космоса проступили очертания четырех внутренних планет – Меркурия, Венеры, Земли
и Марса.
Детство нашей Земли тем не менее
было трудным. В то время, когда протоземля достигла нынешних размеров и заняла
стабильную орбиту, у нее был космический
преследователь. Считается, что на начальных стадиях развития Землю сопровождала
другая протопланета – Тея. У нее была почти
такая же орбита, как и у Земли. Она буквально следовала за ней по пятам. Неудивительно, что подобный «контроль» рано или
поздно должен был вылиться в ожесточенный «конфликт» – планеты столкнулись. И
вновь великие бедствия обернулись великим
созиданием – из обломков Теи и самой Земли сформировался спутник – Луна (читайте
об этом в прошлом номере журнала в статье «История Земли за 30 минут»). Выжив
в катаклизме и сформировав Луну, Земля
стала одной из самых стабильных планет
внутренней Солнечной системы. Вероятно,
это еще одна причина, почему именно на ней
появилась жизнь (по крайней мере, столь
разнообразная).
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
109
с точки зрения науки
Кольцо астероидов и пояс
Койпера
К
азалось бы, формирование планет закончено, но между Марсом
и Юпитером и по сей день существует кольцо, которое давным-давно должно было превратиться в еще одну планету. Но
рождение ее невозможно – «злодейка-судьба» в образе гиганта Юпитера не
позволяет ей сформироваться: гравитацион-
ная сила газовой планеты постоянно сталкивает астероиды и не дает им притянуться
друг к другу.
Ближе к краю Солнечной системы, за
орбитой Нептуна, расположилось еще одно
кольцо астероидов – пояс Койпера. В нем
много камней и льда, но все они летают так
далеко друг от друга, что почти никогда не
сталкиваются, потому не образуют планет.
Объекты основного пояса
показаны зеленым цветом,
рассеянного диска – оранжевым.
Четыре внешних планеты выделены голубым цветом, троянские
астероиды Нептуна – желтым,
Юпитера – розовым. Появление
промежутка в нижней части
рисунка связано с нахождением
в этой области полосы Млечного
пути, скрывающей тусклые
объекты.
i
Помимо кольца астероидов и пояса Койпера, в Солнечной системе существует и гипотетическая сферическая область, называемая облаком Оорта. Именно она, по мнению
многих исследователей, считается «родиной» долгопериодических комет. И хотя инструментально существование облака Оорта не подтверждено, многие косвенные данные указывают на его существование.
Считается, что облако Оорта является остатком исходного протопланетного диска,
который сформировался вокруг Солнца примерно 4,6 млрд лет назад. Общепринятая гипотеза гласит, что объекты облака Оорта первоначально формировались намного ближе к
Солнцу в том же процессе, в котором образовались планеты и астероиды, но гравитационное взаимодействие с молодыми планетами-гигантами, такими, как Юпитер, отбросило эти
объекты на чрезвычайно вытянутые эллиптические или параболические орбиты.
110 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
В
Поздняя тяжелая
бомбардировка
прочем, через 50 млн лет после
рождения Солнечной системы в
поясе Койпера и кольце астероидов было в 100 раз больше тел,
чем сегодня. Все они сыграли
разрушительную, но очень важную роль в эволюции каменистых
внутренних планет, включая нашу Землю.
Причиной драмы, однако, стали тогда
газовые гиганты, чьи сместившиеся орбиты
чуть не погубили Солнечную систему. Когда Юпитер вошел в резонанс с Сатурном,
возникло гравитационное возбуждение и
произошла катастрофа – планеты разлетелись по Солнечной системе. Две планеты –
Нептун и Уран, пострадали больше всех. Их
орбиты поменялись местами.
Резонанс Юпитер-Сатурн основательно
проредил и пояс астероидов, и пояс Койпера. 99% тел в поясах астероидов и Койпера
разлетелась, большая часть из них оказалась за пределами Солнечной системы. Но
некоторые отправились внутрь. Земля, как
и другие каменистые планеты, оказалась на
линии огня. Это событие известно как поздняя тяжелая бомбардировка. Но принцип
«нет худа без добра» сработал снова. Многие ученые считают, что именно такие бомбардировки могли принести на Землю воду,
а заодно и органические минералы и вещества, из которых позже развилась жизнь.
С тех пор, насколько известно современной науке, серьезных катаклизмов в
Солнечной системе не происходило. Многие
вообще считают ее нетипичной по сравнению с другими подобными системами
именно в силу ее стабильности. Неужели
мы – особенные?..
i
Солнечная система должна просуществовать еще порядка 5 млрд лет – до
тех пор, пока термоядерная реакция в
недрах Солнца не прекратится и оно не
расширится. Когда это произойдет, оно
превратится в красного гиганта и поглотит Меркурий, Венеру и, возможно, нашу
Землю. Но даже если наша планета и избежит этой участи, жизнь на ней станет
совершенно невозможной из-за близости гигантского Солнца. Зона обитаемости сместится к самым краям планетной
системы. Впрочем, из-за чрезвычайно
увеличившейся площади поверхности
Солнце будет гораздо более «прохладной» звездой, чем прежде.
После этого нашу систему ждет еще
большая трагедия – Солнце вновь начнет сжиматься. Это будет происходить
до тех пор, пока оно не превратится в
белого карлика – звездное ядро, необычайно плотный объект в половину
первоначальной массы светила, но размером всего лишь с Землю. Процесс
«умирания» Солнца, как и всего в этом
мире, начался еще в момент его рождения. Поскольку Солнце сжигает запасы
водородного топлива, выделяющаяся
энергия, поддерживающая ядро, имеет
тенденцию заканчиваться, заставляя
звезду сжиматься. Это увеличивает
давление в ее недрах и нагревает ядро,
таким образом ускоряя сжигание топлива. В результате Солнце становится ярче
примерно на десять процентов каждые
1,1 млрд лет, и станет ярче еще на 40% в
течение следующих 3,5 млрд лет.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
111
с точки зрения науки
Когда
Север
станет
Югом
Чего ждать от
неминуемой смены
полюсов
depositphotos.com/Alexstar
Олег Овечкин
112 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
Тема инверсии магнитных
полюсов Земли долгое
время была предметом
спекуляций о конце света.
В ближайшие две тысячи
лет, впервые за всю
историю человечества,
мы с этим явлением
столкнемся. Но так ли
страшна смена полюсов,
как ее «малюют»
некоторые СМИ?
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
113
с точки зрения науки
История Земли в камне
В
первые на феномен инверсии
магнитных полюсов планеты
обратил внимание японский
геофизик Мотонори Матуяма
(Motonori Matuyama). В 1920-х
годах он провел крупное исследование слоев в образцах базальтовых отложений Маньчжурии и Японии
и выяснил, что абсолютно в каждом из них
присутствует слой, запечатлевший обратные
линии магнитного поля и соответствующий
эпохе раннего плейстоцена.
В результате анализа Матуяма пришел к
закономерному выводу – в прошлом Земля
обладала обратной полярностью, и только
потом полюса планеты стали «нормальными», то есть такими, какими мы их наблюдаем сейчас.
Поскольку магнитное поле Земли в то
время, когда было опубликовано исследование геофизика, было довольно слабо изучено
и не очень интересовало научный мир, работа ученого большого резонанса не вызвала.
Только в 1950-х годах, с развитием как
геофизических теорий, так и технологий
.
nasa.gov, Peter Reid
Нормальная
полярность
Обратная
полярность
a
b
c
Литосфера
Магма
114 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
(например, появилась радиоизотопная
датировка, позволившая точно определять возраст изучаемых образцов), теория
инверсии получила новую жизнь, многократно подтвердившись в многочисленных
исследованиях.
С помощью обнаружения того, что наиболее намагниченные вулканические породы,
остывая после извержения, отлично сохраняют в своем составе следы линий магнитного
поля, американские ученые уже в 1959 году
оказались способны создать первую временную шкалу магнитных инверсий Земли.
Выяснилось, что это событие происходило
великое множество раз за историю планеты.
Примерно в то же время инверсии
начали изучать при помощи анализа глубинных донных отложений в океанах. В
дальнейшем все это позволило объединить
различные геофизические теории: дрейфа
континентов, спрединга морского дна (геодинамический процесс растяжения, выражающийся в импульсивном и многократном
раздвигании блоков литосферы океанической коры и в заполнении высвобождающегося пространства магмой,
генерируемой в мантии, а также
твердыми протрузиями мантийных перидотитов – NS),
динамо-эффекта магнитного поля Земли и т.д.
Позже к этой работе
подключились суперкомпьютеры, которые
позволили учесть весь
наработанный опыт и
провести моделирование процессов внутри
нашей планеты (куда
иным способом пока
не проникнуть). Все это
привело нас к современному пониманию магнитного поля Земли и его
периодических инверсий.
Ч
Планетарное динамо
тобы понять, что такое смена
полюсов и почему она происходит, следует погрузиться глубоко под земную кору – во внешнее жидкое ядро Земли. Здесь,
где температуру вполне можно
сравнить с температурой на
поверхности Солнца, потоки раскаленного
железа, остывая и нагреваясь, создают
магнитное поле Земли.
Это движение происходит с самого
рождения планеты. Поскольку жидкое железо, как и твердое, является проводником,
некоторые потоки, нагреваясь у твердого
внутреннего ядра, а затем поднимаясь к
магме, создают кольцевые электрические
токи, которые выходят на Южном полюсе.
Они простираются на тысячи километров в
космическое пространство, а затем симметрично замыкаются на Северном полюсе,
возвращаясь к внешнему ядру. Движение
заряженных частиц вдоль этих потоков и
представляет собой линии магнитного поля.
Но поскольку процессы, происходящие
во внешнем ядре, далеко не всегда организованны, а порой даже хаотичны, рано или
поздно что-то идет не так – часть расплавленной массы начинает двигаться в противоположную сторону, ослабляя магнитное
поле. Если явление не ограничится локальными проявлениями и начнет распространяться на другие области внешнего ядра, то
в один момент это может привести к полной
переориентировке магнитных линий в раскаленном железе.
То есть выходить ток станет на бывшем
Севере, а возвращаться к ядру – на бывшем
Юге. Другими словами, это поменяет полюса
планеты местами – произойдет инверсия
магнитного поля Земли.
Северный
полюс
магнитного
поля
Географический
Северный полюс
Южный полюс
магнитного
поля
Географический
Южный полюс NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
115
с точки зрения науки
Инверсия инверсии – рознь
В
прочем, все это – лишь теории.
Никто пока не погружался в
жидкое внешнее ядро Земли,
чтобы сказать наверняка, что же
там происходит. Однако, благодаря компьютерному моделированию и накопленным данным,
мы довольно многое знаем о том, как происходили инверсии раньше.
Например, какой-либо регулярности среди них не наблюдается. В истории бывали
периоды, когда инверсии происходили 5-6
ва, вплоть до следующей инверсии.
Стоит отметить, что иногда ослабление
магнитного поля не достигает достаточных
значений и долгосрочная смена полюсов
не происходит. Такие явления называются
геомагнитными экскурсами, и после них магнитное поле планеты относительно быстро
возвращается к исходному состоянию, а не
меняет полярность.
Последний раз геомагнитный экскурс,
судя по отложениям, произошел 41 тыс. лет
назад (так называемое «событие Лашампа»), во времена последнего ледникового
периода. Полюса тогда успели поменяться
местами, правда, всего примерно на 440 лет.
Магнитные поля Земли во время инверсии
nasa.gov
Магнитные поля Земли до инверсии
раз за миллион лет, а иногда полюса Земли находились в стабильном положении на
протяжении целых десятков миллионов лет
(так называемые суперхроны – эпохи стабильного магнитного поля, превышающие по
своей длительности 10 млн лет; самый продолжительный из суперхронов длился почти
40 млн лет).
Также известно, что инверсии предшествует долгий период ослабления магнитного поля, который может длиться от 1 до 10
тыс. лет. Это связано, вероятно, с постепен-
ной переориентировкой потоков в жидкой
части ядра.
В момент смены полюсов магнитное поле
Земли практически исчезает. Стрелка компаса (если бы он существовал во времена
предыдущих инверсий) больше не видит
«главный» север. Появляется множество
локальных пар север-юг, то есть двухполюсность магнитного поля планеты на какое-то
время пропадает.
Этот период может длиться относительно
недолго. По самым последним данным, смена полюсов может закончиться в пределах
100 лет. После этого магнитное поле Земли
вновь нормализуется и цикл начинается сно-
116 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE IЯнварь-Февраль, 2015
I
117
nasa.gov, Geomagnetic late cenozoic
вероятно, Гейдельбергского человека. Судя
по тому, что вы читаете сейчас эту статью,
успешно эволюционировав в Homo sapiens,
ничего действительно
страшного тогда не
произошло.
Исчезновение магнитного поля, конечно,
заметно повлияло бы на
увеличение солнечной и
прочей космической радиации, достигающей поверхности Земли, что участило бы
генетические мутации организмов, а также повысило бы случаи
заболевания раком.
118 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
Мантия
i
В середине октября 2014 года международная группа ученых из США, Италии
и Франции, в результате изучения вулканических отложений на дне высохшего
итальянского озера (недалеко от местечка
Сульмона, к востоку от Рима), уточнила
возраст последней инверсии – 786 тыс.
лет. Также, по словам исследователей, последняя смена полюсов, если брать в расчет предварительный период ослабления
магнитного поля, произошла практически
в пределах человеческой жизни – примерно за 100 лет.
Траектория, по которой
сейсмические волны
распространяются с
наибольшей скоростью
Твердое
внутреннее
ядро
Жидкое
внешнее
ядро
i
Существуют исследования, которые
связывают геомагнитные экскурсы с генетическими мутациями, которые привели к
появлению человека разумного. По мнению некоторых ученых, такая связь, как
минимум, возможна, так как ослабление
магнитного поля должно в любом случае
приводить к учащению мутаций.
Матуяма
С
амое время ответить на главный вопрос: какое влияние геомагнитные инверсии имеют на
биологические организмы, а в
частности – на человека?
Похоже, почти никакого.
Ученым не удалось связать с
какими-либо катаклизмами, включая все
массовые вымирания, ни одну из инверсий
(хотя были исследования, в ходе которых
было показано, что геомагнитные экскурсы
и ледниковые периоды могут быть взаимосвязаны между собой, но официально такая
связь пока не подтверждена).
Даже морские животные, которые полагаются на магнитное поле в своей навигации, судя по всему, не потерпели серьезного
ущерба, вероятно, из-за того, что успевали
к этому процессу приспосабливаться,
ведь ослабление поля длилось тысячелетиями.
Что касается человека, то
последняя инверсия, которая
произошла 786 тыс. лет наЗемная
зад, застала наших предкора
ков – Homo erectus и,
Гаусс
Брюс Уиллис не понадобится
Однако наша атмосфера сама по себе
неплохо экранирует высокоэнергетические
частицы и без помощи магнитного поля, так
что глобальной катастрофы не произошло,
а ее вероятность в будущем сведена практически к нулю.
Но не все так безоблачно. Существенный фактор, который может основательно
подпортить нам жизнь, – это потенциальное
влияние инверсии на технологии. С развитием электроники человечество стало очень
уязвимо в своей опоре на технологии, так
как достаточно сильная геомагнитная буря
может вывести из строя почти любую цифровую технику, включая, например, аппараты
жизнеобеспечения в больницах.
Представьте, что будет с современным
городом, если магнитное поле планеты
вдруг отключится. Исторические примеры
блэкаутов покажутся детским лепетом по
сравнению с непрекращающейся на протяжении более, чем 100 лет мощнейшей геомагнитной бурей, обрушившейся на планету.
Однако и здесь ученые советуют не унывать. В данный момент магнитное поле планеты постепенно ослабевает (по последним
данным, на 5% в десятилетие). Эта тревожная
тенденция отмечается с самых первых наблюдений, начавшихся в первой половине XIX
века. Но даже с такими темпами, полагают
ученые, потребуется еще примерно 2 тыс. лет,
чтобы начался процесс смены полюсов. Так
что времени подготовиться у нас еще масса.
За этот период, очевидно, человеческая
цивилизация определенно должна придумать, как защитить себя и свои технологии
от любых последствий неминуемой инверсии
(или очередного экскурса).
Гилберт
с точки зрения науки
Хрон
Брюнес
Возраст в
миллионах
лет до н.э.
Инверсии за последние 5 млн лет: черным отмечены
периоды, имеющие ту же полюсность, которую мы
наблюдаем сегодня, белым – обратную полюсность
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
119
с точки зрения науки
Зеркало
души
depositphotos.com/everett225
Николай Кукушкин
Новорожденный подражает
улыбающейся матери. Посетители кинотеатра подскакивают
в кресле от опасных пируэтов
главного героя. На лекции студент заражается от соседа зевотой. Все это – результат работы
необычной группы нервных клеток, называемых зеркальными
нейронами. Некоторые ученые
считают, что именно в них кроется ключ к возникновению языка,
а возможно – и сознания.
120 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
121
с точки зрения науки
flickr.com/Steve Jurvetson
В
середине XX века канадский
нейрохирург Уилдер Пенфилд
(Wilder Penfield) разработал
метод лечения эпилепсии, получивший название Монреальской
процедуры. Пенфилд находил
точное расположение очага
болезни, стимулируя мозг пациента тонким
электродом. Все время хирургической процедуры пациенты со срезанной черепной
коробкой находились в сознании и описывали врачу свои ощущения. Обнаружив очаг
эпилепсии, Пенфилд физически уничтожал
больные нервные клетки.
Процедура Пенфилда помогла многим
больным избавиться от тяжелейших припадков. Но для науки важность Монреальской процедуры заключалась в другом.
Параллельно с поисками очагов эпилепсии
Пенфилд реализовал давнюю мечту физиологов: внимательно изучая реакцию пациентов на стимуляцию разных зон коры,
он расчертил кору больших полушарий
человеческого мозга на функциональные
участки.
Классическая физиология считала кору
четко поделенной на зоны, секторы, поля и
отделы. Но главное деление – святая святых
нейронауки времен Павлова – это деление
коры на сенсорную, то есть воспринимающую часть, и моторную, то есть отдающую
приказы мышцам и другим органам тела. И
сенсорная, и моторная кора, в свою очередь,
дробились на участки, каждый из которых
соответствовал определенному участку
тела: лицу, языку, большому пальцу.
Пенфилд своими экспериментами подтвердил и укрепил эти представления:
чувствительные участки мозга располагаются отдельно от двигательных. В течение
нескольких лет в университетах по всему
миру увлеченные последователи канадского хирурга, не избалованные мечтающими
обнажить свои извилины пациентами, набросились на обезьян – прежде всего на
макак-резус.
Физиологи принялись дробить кору на
все более и более специализированные
122 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
участки. В сенсорных отделах электродами
записывали реакцию на внешние стимулы:
прикосновение, звук, свет. В моторные отделы, наоборот, посылали микроразряды тока
и наблюдали за тем, какие у макаки дергаются мышцы.
Эта в целом успешная электрофизиологическая колонизация обезьяньей (и человеческой) коры не обошлась без отдельных
территориальных споров. Одним из таких
конфликтов был вопрос о нижней части мозгового поля номер 6.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
123
с точки зрения науки
Как перевернуть науку
одной извилиной
depositphotos.com/DmitryRukhlenko
Н
омер 6 взят из классификации
Бродманна, еще одного мозгового «землемера», который
в 1909 году расчертил кору по
внешнему виду нервных клеток. Шестое поле обезьяньего
мозга – небольшой участок на
одной из извилин – вводило физиологов в
затруднение. Располагалось оно в моторной
коре. Но расчертить его на подконтрольные
органы почему-то было сложно: обезьяна
реагировала на стимуляцию не однозначно,
как при проверке коленного рефлекса, а
непредсказуемо или вообще никак. Некоторые более мечтательные ученые стали
обсуждать идею некоего объединяющего
центра, участка, компилирующего движения
в целостные поведенческие акты. Большинству же физиологов отклонения от простой и
понятной карты мозга казались излишними.
Нижнее поле 6 они считали просто придатком соседнего поля 4, помогающим ему контролировать мышцы.
В 1988 году группа ученых из Университета Пармы в Италии под руководством
Джакомо Риззолатти (Giacomo Rizzolatti) решила прояснить ситуацию. Они совместили
традиционно «моторный» подход с «сенсорным». Ученые ввели макакам в нижнее поле
6 электроды, которыми нейроны можно было
и стимулировать, и «прослушивать».
«Моторный» подход – ударить
током и посмотреть на реакцию –
быстро дал интересные результаты. Выяснилось, что электростимуляция движения все-таки
вызывала, но не везде. Там,
где вызывала, происходило это
очень странно: например, одновременно с рукой дергались губы.
Группа Риззолатти проверила, не
124 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
слишком ли толсты электроды, но все было
в порядке: стимуляция отдельных нейронов
или групп нейронов действительно приводила к активации сразу нескольких движений
одновременно.
«Сенсорный» подход – измерение активности нейрона в разных ситуациях –
оказался еще интереснее. Те же самые
нейроны, которые вызывали движения,
активировались, когда движения вроде бы
не было. Например, если двигается левая
рука, «праворукой» моторной активности
быть не должно. Но клетки в нижней зоне
6 у макак обычно реагировали одинаково с
обеих сторон. Включались эти по всем признакам моторные клетки в самых что ни на
есть «сенсорных» ситуациях: при прикосновениях к лицу, например. Или даже от
взгляда!
Настоящие моторные нейроны, исходя из
догм физиологии, четко знают свое место
и из всех шести чувств работают только с
шестым – мышечным. Внезапно выяснилось,
что целый участок моторной коры не только
не может определиться с тем, какими он
управляет мышцами, но и активируется чуть
ли не любым воздействием снаружи. Но
главное открытие было еще впереди.
Абстрактные нейроны
Р
иззолатти заинтересовался этими
необычными клетками со свойствами моторных и сенсорных
отделов мозга. Он решил, что
их роль должна быть связана с
объединением поведенческих
программ: компиляцией движений и информации об окружающем мире в
единый осмысленный акт. В поисках возможных источников информации, влияющих
на эти клетки, ученые сделали неожиданное
наблюдение: некоторые из нейронов активировались, когда действие совершала не
только сама макака, но и исследователь.
Например, одни и те же клетки включались,
когда макака хватала протянутую палку и
когда она смотрела на ученых, делающих то
же самое движение.
Как вообще такое возможно? Реакция
клетки не зависела от того, где исследователь стоял, как он выглядел, что именно он
хватал. Нейрон активировался в ответ на
смысл хватания. Образ руки, смыкающейся
на предмете. То есть выходило, что моторная кора – традиционно довольно «глупый»
участок мозга – должна уметь анализировать фактически абстрактные понятия. Даже
если она делала это не сама, а получая
сигналы откуда-нибудь из высших отделов
коры, оставался вопрос: зачем вообще в моторной коре абстрактные материи?
Первый журнал, в который Риззолатти
представил результаты своей работы, отклонил статью «ввиду отсутствия широкого
интереса». Но следующий, менее известный
журнал, статью принял, совершив, наверное,
лучшее PR-решение за все время своего
существования.
Статья вызвала бурю интереса. Необычные нейроны, «отражающие» поведение
другой особи, были окрещены «зеркальными» и мгновенно стали одной из самых популярных тем в науках о мозге. Чем они так
понравились биологам?
Зеркальные нейроны, утверждали вдохновленные работами Риззолатти когнитивные психологи, реагируют на абстрактную
идею (идею хватания). Не на этом ли основана наша способность понимать друг
друга? Если вдуматься, то сам факт того,
что животные могут понять и даже отчасти
пережить то, что происходит с другим животным, не имея при этом с ним физического
контакта, – это удивительное свойство нервной системы. Зеркальные нейроны – первый
известный механизм, который может лежать
в основе способности понимать кого-либо в
принципе.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
125
с точки зрения науки
Зачем мозгу зеркало
depositphotos.com/everett225
З
еркальные нейроны, предположил Риззолатти, представляют
собой способ «симулировать
движение»: отрепетировать его
с выключенными руками. Мозг
сам по себе не знает, для чего
нужно действие – виртуальная
имитация позволяет испробовать его на себе
и понять, что произойдет.
Действительно, данные указывают на то,
что активация зеркальных нейронов в отсутствие движения помогает макакам понять
цель того или иного действия. В эксперименте, когда исследователь хватает палку перед
глазами макаки, две трети ее зеркальных
нейронов вообще не зависят от того, как палку ухватывать (пальцами или целой кистью),
зато все клетки «молчат», если хватательное
движение делать без палки. То есть кодируется конечный результат действия: палка в
руке. Даже видеть действие необязательно:
например, если шумно колоть орехи, то у
макаки от громкого звука активируются те же
клетки, как если бы она делала это сама.
«Кодирование целей» может постоянно
обновляться. Например, нейрон активируется в ответ на хватание еды – самой макакой
или кем-то другим. Если хватать еду щипцами, то активироваться нейрон не будет: щипцы – не рука. Но если научить макаку щипцами пользоваться, то разница между рукой
и щипцами для нее пропадет, и зеркальный
нейрон активируется в обеих ситуациях.
По другим данным, зеркальные нейроны
помогают обезьянам понимать не только
цель действия, но и его причину. Например,
макака запоминает, что при демонстрации
мяча исследователь убирает его в сторону,
а при демонстрации яблока отправляет его
в рот. Зеркальные нейроны при наблюдении за ученым активируются почти мгновенно – задолго до того, как цель в каждом
конкретном случае станет понятна. Но в
зависимости от съедобности предмета у макаки активируются разные группы клеток.
126 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
То есть зеркальные нейроны могут реагировать не только на цель, но и на причину.
Наконец, в 2009 году все те же ученые из
Пармы в сотрудничестве с немецкими специалистами под руководством Антонино Касиле
(Antonino Casile) показали, что помимо целей
и причин действий окружающих, активация
зеркальных нейронов может содержать
информацию о значимости этих действий.
Разные зеркальные нейроны активировались у макак в зависимости от расстояния до
объекта. Часть из них работала только при
хватании еды прямо перед глазами у макаки.
Другая часть – при том же действии вдалеке.
Некоторые нейроны зависели от абсолютных
расстояний, а некоторые – от субъективных:
«дальнобойность» менялась в зависимости
от интереса. «Отражать» надо только наиболее значимые действия: те, которые рядом,
либо те, которые интересны.
Дообезьянничались
до человека
С
амое очевидное применение
зеркальных нейронов – имитация. Имитировать действие
«схватить палку» проще,
чем действие «согнуть руку
в локте, раскрыть ладонь,
поместить ее вокруг палки,
сомкнуть ладонь». Человеку, например,
сложнее повторить действие, не имеющее
четко определенной цели (движения указательного пальца по указанной траектории),
чем направленное действие (движение
пальца в сторону точки на столе). Зеркальные нейроны группируют мышечные
движения не по задействованной мышце, а
по цели, причине и значимости. Тем самым
они помогают повторить действия других,
не зацикливаясь на угле наклона тела или
силе натяжения мышц. Таким образом,
зеркальные нейроны, если верить их многочисленным исследователям, могут быть
основой имитационного обучения: от подражания младенцев движениям губ матери до
обучения языку и грамматике.
С этим связано другое, гораздо более
спорное, но одновременно и интригующее
применение зеркальных нейронов, предлагаемое некоторыми исследователями.
Зеркальные нейроны, утверждают они,
определили у наших предков само появление языка.
Аргументы двояки. С одной стороны,
идея логического, семантического анализа
реальности отдельными группами клеток –
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
127
С точки
зрения
с точки зрения науки
например, того факта, что палец двигается
не просто так, а в сторону точки – намекает
на биологическую основу грамматики в
лице зеркальных нейронов. Но есть и еще
один внушительный аргумент. Область
коры, в которой у человека найдены зеркальные нейроны, пролегает ровно через
зону Брока: центр речи.
Зона Брока отвечает не просто за произнесение слов, а за абстрактные связи
между ними – то есть именно за семантику.
Активируется она одинаково у обычных
людей в ходе разговора, при произнесении слов про себя, а также у глухих при
использовании языка жестов. Такой язык
отличается от обычного по форме, но не
по внутренней структуре – обозначению
взаимосвязей между объектами. Как и все
человеческие языки, он следует законам
«универсальной грамматики», предложенным Ноамом Хомским.
Совсем по-другому обстоит дело, когда человек обучается «неестественному»
языку. Такой язык не соответствует универсальной грамматике. Он состоит из
настоящих слов, но связи между ними
придуманы в противоречие всем человеческим языкам: например, отрицание может
обозначаться порядковым номером слова
в предложении. Человека можно обучить
Зона Брока
128 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
i
Понять – значит испытать
В этом году было опубликовано исследование, впервые однозначно доказывающее, что человек использует моторную
кору для понимания действий окружающих. Датские ученые из группы Джона
Майкла (John Michael) временно подавляли отдельные участки мозга с помощью
транскраниальной магнитной стимуляции.
Добровольцам подавляли активность
разных участков моторной коры и затем
демонстрировали им видеозаписи людей,
изображающих разные действия: например, поворот ключа или облизывание
мороженого. Люди, которым подавляли
участки, отвечающие за движения рук, с
трудом угадывали смысл поворота ключа,
но без труда узнавали невидимое мороженое. Добровольцы же с подавленными
«лицевыми» участками мозга узнавали
ключ, но не мороженое. Хотя работа группы Майкла напрямую не доказывает роль
зеркальных нейронов для понимания действий окружающих, специалисты убеждены, что все дело именно в них.
такому языку, но зона Брока в него вовлечена не будет. Получается, человеческий
язык – это столь же биологическое явление, сколь и культурное. Из всех нейронов
мозга, о работе которых нам что-то известно, зеркальные нейроны лучше всего подходят на роль «нейронов языка».
Как появилась речь и какую роль это
сыграло в эволюции человека? Насколько
сознание определило возникновение языка, а насколько язык – или хотя бы набор
врожденных семантических правил – определил возникновение сознания? Специалисты по зеркальным нейронам утверждают,
что первым этапом формирования любой
коммуникации должна быть способность передавать смысл. Поскольку зеркальные нейроны – на сегодняшний день единственные
найденные «радары смысла», им приписывают центральную роль в эволюции человеческого языка, а возможно, и сознания.
науки
Скачай Naked Science
на свой iPad или iPhone
В дополнение к материалам ты получишь:
интерактивные схемы
видеоролики
спецэффекты и анимацию
3D-иллюстрации
эксклюзивные фотографии
16+
Подробности на сайте: naked-science.ru
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
129
ПСИХОЛОГИЯ
Машины
счастья
«И никаких
тебе больше
опознавательных
знаков!»
depositphotos.com/Subbotina
Ольга Фадеева
130 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
Имя американского пиарщика, специалиста по
связям с общественностью и племянника Фрейда
Эдварда Бернейса, сегодня никому неизвестно.
А ведь в свое время его называли «отцом общественных отношений». Это он сделал сегодняшний мир таким, каким мы его знаем – миром
потребления. Произошло это в 1920-х годах прошлого века в США.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
131
ПСИХОЛОГИЯ
Эдвард Бернейс использовал идеи своего дяди для того,
чтобы манипулировать массами, так что любители теорий
заговоров могут ликовать – по крайней мере, один «заговор» точно был. Сегодня он совершенно не засекречен, тем
не менее, знают о нем немногие. Бернейс впервые показал
американским корпорациям, как они могут заставить людей
хотеть вещи, в которых они не нуждаются, связывая массовое производство товаров с бессознательными желаниями
и страхами. Суть заключалась в том, что через покупку того
или иного товара создать у человека иллюзию счастья, благополучия и уверенности в себе, а задача – конечно, сделать
так, чтобы люди покупали все больше и больше товаров,
стали буквально зависимыми от них, чтобы без них они чувствовали себя неудачниками. Но начнем по порядку.
В
Психология толпы
1914 году Австро-Венгрия погрузила в войну всю Европу.
Именно тогда Фрейд приходит к
своей идее о влечении к смерти
(садизму, ненависти, которые
так или иначе ведут к разрушениям во вне, а в конечном итоге
и к саморазрушению), которое существует в
психике человека помимо влечения к жизни
(удовольствию, либидо). Наблюдая зверства
и жестокость войны, он с ужасом приходит к
выводу, что все те люди, которые в обычной
жизни были мирными, законопослушными
гражданами, собравшись в большие группы (армия), начинают творить великое зло
(очевидно, что особенно это проявилось во
времена Третьего Рейха, когда вчерашние
обыватели, рядовые граждане Германии,
вдруг вступали в ряды СС, убивая и мучая
еврейских детей и инвалидов).
«Масса не сомневается в истинности
или ложности своих аргументов и имеет при
этом сознание своей силы, она столь же нетерпима, как и доверчива к авторитету. Масса хочет, чтобы ею владели и подавляли», –
это один из главных выводов, к которому
пришел Фрейд в своей работе «Массовая
психология и анализ человеческого Я».
Суть идеи Фрейда можно свести к тому,
что толпа превращает каждого отдельного
132 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
человека в «стадо», противостоять ее силе и
авторитету могут лишь единицы. Даже если
человек был вполне разумным, добропорядочным и довольно независимым в своих
суждениях, попадая в толпу, становится
носителем ее идей, ее заряда. Толпа заставляет любого человека регрессировать на
более примитивную стадию развития, хотим
мы того или нет (вспомните болельщиков,
которые могут быть вполне добродушными
ребятами в обычной жизни, возвращающихся с матча – даже если он был успешен для
них – орущих и крушащих все вокруг).
Поведение человека в толпе очень напоминает поведение, которое, вероятно, было
характерным для наших далеких предков.
Оно похоже на бессознательное, в котором,
как известно, нет логики, и самые противоречивые желания или идеи спокойно
уживаются друг с другом (вспомните свои
сновидения, которые Фрейд называл «королевской дорогой к бессознательному»; о них
мы писали в номере Naked Science за март
2014 года). Масса подвержена магической
силе слова, масса никогда не жаждет истины – она требует иллюзий.
Люди, составляющие массу, могут совершать не только великие зверства, на
которые каждый из них в обычной жизни
не способен, но и великие геройства, кото-
рые также несвойственны отдельным людям в их рядовой жизни. Масса может быть
как организованной (церковь или армия),
так и неорганизованной (толпа). Парадоксально, но все люди, составляющие любую
массу, связаны между собой либидинозными отношениями, они «любят» друг друга.
Не стоит воспринимать это буквально,
однако, движущей силой массы является
именно любовь (условно говоря, ее можно назвать дружеской), которая всех их и
объединяет в единое целое. А еще массе
часто нужен общий враг – об этом знают
все политологи. Любому политику известно, что нет лучшего способа сплотить людей и поднять свой рейтинг, как найти для
них общего врага (неважно Аль-Каида это
или нацисты на Украине). Вся ненависть
массы и каждого человека в отдельности
(а ненависть, как мы помним, изначально
присутствует в каждом из нас) не будет в
этом случае «прорываться» друг на друга,
разрушая единство толпы, не будет она
«Сознательное и научное манипулирование привычками и мнениями широких масс является важным элементом
демократического общества. Приводит в
движение этот невидимый общественный
механизм невидимое правительство, которое является истинной правящей силой
в нашей стране. Нами управляют, наши
сознания целенаправленно формируют,
наши вкусы унифицированы, наши идеи
навязываются нам людьми, о которых мы
никогда не слышали».
Из книги Эдварда Бернейса «Пропаганда»
также направлена и на ее лидера – она с
радостью потечет по «разрешенной» дорожке, направляемая на общего «врага».
Такой, традиционно сдерживающий все
свои порывы (особенно агрессивные, так
как они являются социально неприемлемыми), народ, как немцы в свое время, с
радостью возненавидели несчастных евреев, находя оправдания своим зверствам
в совершенно нелогичной теории чистоты
рас или в том, что евреи чаще были более
успешными торговцами и т. д.
Массе не нужны разумные доводы, она
требует коротких, авторитарных утверждений и указаний. И, соответственно, массе
нужен вождь, который будет их давать. Прочитав работы своего дяди, это в свое время
хорошо понял Эдвард Берейс и стал «незаметным» вождем американского народа
(а затем, не побоимся этого слова, и всего
мира). Разумеется, речь идет, скорее, о
бытовой жизни людей, а не о ведении войн.
Но что такое быт? Для каждого из нас в подавляющем большинстве моментов нашей
жизни – это всё.
i
Бернейс стал пионером использования в PR-индустрии психологии и других
социальных наук при разработке общественных кампаний. Этот научный метод
создания общественного мнения он называл «инжиниринг согласия».
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
133
ПСИХОЛОГИЯ
Специалист по связям с
общественностью
Н
о вернемся в 1920-е годы.
Пока Фрейд приходит к своим горьким выводам в охваченной войной Европе, его
племянник спокойно работает
представителем по связям с
общественностью знаменитого оперного певца Карузо в мирных США.
Двадцать лет назад родители Бернейса
эмигрировали в Америку из Европы, и хотя
laurielipton.com
Лори Липтон «Демократия»
134 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
он поддерживал связи со своим гениальным дядей, в Европу в то время его привели другие причины – США объявила войну
Германии и Австрии.
Для подготовки к этому правительство
США создало комитет по общественной
информации. Бернейса наняли для того,
чтобы продвигать военные интересы Америки в СМИ. Президент Вудро Вильсон
провозгласил – США будет воевать не
ради воссоздания старой империи, а для
того, чтобы принести демократию всей
Европе. Бернейсу удалось чрезвычайно
успешно продвигать эту идею как в США,
так и в Европе. В конце войны его даже
попросили сопровождать президента на
мирной конференции в Париже. Пропаганда сделала Вильсона героем толпы.
Бернейс наблюдал реакцию людей и все
больше вспоминал идеи своего дядюшки
Фрейда, говорившего, что толпа – это
примитивный и безумный организм, даже
если она состоит из вполне благоразумных людей.
Бернейс стал думать, как добиться такого же положительного отклика толпы, но в
мирное время и для более земных целей.
– Когда я вернулся в Америку, я понял,
что если можно использовать пропаганду
для войны, то, конечно, можно использовать ее и для мира, – заявил в 1991 году
еще живой тогда Бернейс каналу BBC. – Но
пропаганда была плохим словом из-за того,
что немцы часто употребляли его. Поэтому
мы придумали другой термин: советник по
связям с общественностью.
«Они (невидимые правители – NS) правят нами потому, что наделены качествами
природных лидеров, способны создавать
необходимые идеи и занимают ведущее положение в социальной структуре. Как бы мы ни
относились к этому, факт остается фактом –
совершая практически любое действие в повседневной жизни, будь то в сфере политики
или бизнеса, социального взаимодействия или
этики, мы действуем по указке сравнительно
небольшой группы людей, которые составляют
крошечную долю от наших ста двадцати миллионов сограждан, однако разбираются в мыслительных процессах и в социальной структуре
масс. Это они тянут за ниточки, идущие к
общественному сознанию, это они управляют
старыми общественными силами и изобретают новые способы связывать мир воедино и
управлять им».
Из книги Эдварда Бернейса «Пропаганда»
Бернейс вернулся в Нью-Йорк и учредил
организацию по связям с общественностью.
Надо сказать, что в начале XX века
Америка стала обществом массового промышленного производства с миллионами
людей, собранными в городах. Вспоминая
работы своего дяди, Бернейс стал задумываться над тем, как можно заработать,
манипулируя бессознательным людей.
Бернейс вовремя понял всю мощь невиданного зверя по имени бессознательное,
и не прогадал. Поэтому он сразу попал в
иную категорию чиновников и маркетологов, нежели тех, что верили в силу разума
в человеке, тех, что полагали, что если
просто сообщать людям факты, то они все
поймут и будут вести себя благоразумно,
поступать так, как того от них хотят и т. д.
Бернейс сделал ставку на иррациональную силу человека и мгновенно добился
того, чего многие годы не могли достигнуть другие.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
135
ПСИХОЛОГИЯ
Научил женщин курить
Н
аиболее впечатляющего эффекта Бернейс добился, «научив»
женщин курить (сигарета в
руках наших девушек – именно
его «заслуга»). В начале XX
века женщина курить не могла, особенно на публике, – это
было чуть ли не то же самое, что раздеться
посреди улицы. Но случилось так, что одним
из первых клиентов Бернейса стал Джордж
Хилл – «табачный король», президент знаменитой американской табачной корпорации
Lucky Strike, который попросил его найти
способ разрушить это табу, поскольку давно
понимал, что теряет половину своего рынка
в лице женщин.
Сигарета в психоанализе является
символом пениса, а если говорить чуть
136 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
более образно – символом силы, свободы:
сексуальной, а вместе с ней и социальной.
Бернейс сказал Хиллу, что если он найдет
способ показать женщине, что с помощью
сигареты она может бросить вызов мужской силе, женщины начнут курить, потому
что тогда у них появится иллюзия силы и
свободы (недаром многие подростки, в том
числе, девочки, начинают курить именно в
подростковом возрасте, когда возникает желание оторваться от родителей, стать «свободным»; поэтому очень многие мужчины не
любят, когда женщина курит. И дело вовсе
не в том, что они заботятся о здоровье будущих поколений – это лишь наиболее подходящее рациональное объяснение, ведь не
боятся же они за здоровье детей, когда бьют
тех же женщин или курят и выпивают сами –
бессознательно они чувствуют, что такая
женщина «конкурирует» с ними, становится
«свободнее» внешне, а этого боятся очень
многие представители «сильного» пола).
Каждый год в Нью-Йорке проходил так
называемый Пасхальный парад, на котором
собирались тысячи людей. На одном из
таких парадов, проходившем в 1929 году,
Бернейс и решил организовать свою акцию.
Он уговорил группу девушек из высшего
общества спрятать сигареты под одеждой.
Потом они должны были присоединиться к
параду, по его сигналу вынуть сигареты и
эффектно закурить. Бернейс знал также, что
на параде будет группа активистов, которые
будут протестовать против существующего
социального порядка, и поджигать палки,
которые они называют факелами свободы.
К этому параду Бернейс подготовил
только одну фразу, которую он должен был
произнести после того, как девушки закурят.
Это были слова «Факелы свободы», которые
он произнес, указывая на сигареты в руках
девушек. Больше не требовалось ничего.
Эту, казалось бы, совершенно иррациональную фразу, но которая на самом деле поднимает из глубин души огромное количество
чувств, мгновенно считало бессознательное
женщин в толпе. А затем «послание» Бернейса разнесли по всей Америке (а позже
и по всему миру) присутствующие на параде, репортеры. Это была единовременная,
настолько же эффективная, насколько
и гениальная «операция», обошедшаяся Бернейсу в каких-то несколько
десятков-сотен долларов, но после
которой состояние его начало
стремительно расти вместе с его
карьерой. О прибыли корпорации
Lucky Strike говорить не приходится – после этого она выросла
вдвое.
До этого момента руководители
табачных фирм могли часами рассказывать женщинам, что в курении на публике
нет ничего особенного, что курить – это
модно, престижно и пр. Бернейс заставил
женщин всего мира курить с помощью одного-единственного символического события
и пары слов. Разумеется, никакой реальной
свободы сигареты женщинам не приносили,
но зачем нужна реальная свобода, когда
есть иллюзия, которая ценится людьми, как
правило, гораздо выше, ведь для нее часто
ничего не нужно делать, а
главное – понимать.
i
Бернейс внушил американцам представление о том, что яичница с беконом –
лучший завтрак.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
137
ПСИХОЛОГИЯ
Общество потребления
М
ежду тем, первая мировая
война закончилась, активно
налаживалось производство,
совершенствовались технологии, предприятия выпускали все больше и больше
товаров. Корпорации стали
задумываться над тем, что будет, когда у людей просто будет достаточно товаров, когда
им больше будет не надо в массовом порядке
покупать очередную вещь. Мало кто знает, но
до того момента большую часть товаров продавали людям на основе необходимости. Товар рекламировали как функционал: «Покупайте наши колготки, потому что они прочные
и не рвутся», а не потому, что их выпустила
известная фирма (термин «бренд», по сути,
появился именно тогда), их носит известная
актриса и пр. Богатые люди тех времен, действительно, баловались роскошью, но для
большей части граждан США товары рекламировались как необходимость.
Чтобы продолжать получать прибыль,
большинство корпораций понимали, что они
должны изменить образ мышления американцев относительно товаров. Они должны
были научить людей хотеть новые вещи даже
тогда, когда старые еще не отслужили свой
срок. Они хотели, чтобы желания человека
стали затмевать его потребности. И они этого
добились – с помощью Эдварда Бернейса.
Корпорации приняли положения психоанализа с его идеей о силе иррационального
в человеке. Эта мысль стала широко применяться в рекламе товаров и услуг. Бернейс
стал разрабатывать массовую технологию
убеждения потребителя, которая существует и сегодня. Именно он, например, создал
связь между рекламируемыми товарами и
известными кинозвездами. Впервые эта техника стала применяться им в женских журналах. Надевая кофточку, в которой была
сфотографирована звезда, крася губы той
же помадой, что и знаменитая секс-символ,
обычная женщина, стоящая у станка или за
138 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
прилавком, чувствовала себя более красивой, значимой и уверенной в себе. Говорят,
что он первым посоветовал автопроизводителям продавать машины как символ мужской сексуальности.
Бернейс также начал практиковать рекламу товаров в фильмах. На премьерах он одевал звезд в одежду и украшения нужных ему
фирм. Звезды, уже на подиумах демонстрирующие одежду этих компаний, говорили одну
и ту же, придуманную Бернейсом, фразу: «Вы
покупаете одежду не из-за необходимости, а
для того, чтобы показать ваш внутренний мир.
Покажите свою индивидуальность! Не будьте
одинаковыми». Парадоксально, но именно
принцип «не быть как все», сделал многих
людей очень «одинаковыми», одетыми в одни
и те же бренды и покупающими товары одной
и той же марки. Впрочем, большинство людей
об этих вещах не задумывалось, как не задумывается и теперь.
Так, Бернейс ввел психоанализ в культуру и повседневный быт каждого человека, а
затем и в политику. Правительство США, как
и крупные бизнес-структуры, уже не могли
обойтись без того, чтобы держать в своем
штате психоаналитиков, специализирующихся на пиаре и пропаганде. В правительственной среде, очевидно, происходит это и сегодня, как за рубежом, так и в России. То же
самое можно сказать о подходах к рекламе
товаров и услуг, правда, как правило, речь
идет о крупных предприятиях – мелкие пока
живут по принципам XIX века.
i
Эдвард Бернейс работал с такими
компаниями, как Procter & Gamble, General
Motors, American Tobacco Company,
General Electric, продвигая их продукцию
по всему миру, с такими людьми, как Элеонора Рузвельт, Калвин Кулидж и др. Журнал
Life включил Эдварда Бернейса в число
ста наиболее влиятельных американцев
XX века.
Сегодня мы в той же мере, как это было
в начале прошлого века, можем наблюдать
идею связывания наших эмоций и чувств
(желаний, страхов, комплексов и т. д.) с
товарами и услугами. Иметь дорогой iPad
или iPhone престижнее, чем скромный
сотовый телефон или, в принципе, очень
неплохой планшет никому неизвестной фирмы. Неважно, нужны ли вам вообще все те
функции, которые напичканы в новой серии
очередной модели, важно, что у вас есть
последняя модель. Стоит ли говорить, что
вам «нужен» новый iPad только потому, что
компании Apple нужны новые средства для
выпуска новых моделей для того, чтобы получать все большую прибыль.
Неважно, что Maybach, по сути, выполняет ту же функцию, что и Citroen, важно, что
у вас есть Maybach. Безусловно, «майбах»
не сравнится с «ситроеном» в комфорте,
количестве функций и пр. Но, по большому
счету, так ли они нужны или служат лишь
дополнительным «аргументом» в пользу
того, чтобы купить именно эту машину?
Едва ли. «Майбах» нужен для того, чтобы
показать некий социальный статус и... для
улучшения самочувствия – если у вас есть
«майбах», вы уже априори не простой человек, вы – выдающаяся личность (в ваших
глазах и глазах многих других людей), вы –
что-то значите, вы – особенный. И не беда,
что этот «майбах» может принадлежать не
бизнесмену, который, начав с нуля, действительно добился всего сам (правда, зачем-то
все же потратился на дорогущую машину), а
его 16-летнему отпрыску...
Но вернемся к Бернейсу. Пока он богател в США, его дядя Фрейд испытывал
нужду в Вене. Он написал своему племяннику, и Бернейс стал продвигать книги
Фрейда в США, извлекая, как и водится, из
этого немалую прибыль для себя. Это он
«сделал» Фрейда и его психоанализ популярным в США, хотя сам Фрейд Америку
не любил. Позже, впрочем, Бернейс посоветовал дяде самому продвигать себя, от
чего Фрейд пришел в ярость. Психоанализ
для Фрейда был способом раскрепощения
личности, освобождения ее от манипуляций, которые проделывали и проделывают
с ней другие, а не вовлечения ее во все
новые. Психоанализ стал тем средством,
которое в руках психотерапевтов было лекарством, а в руках пиарщиков – сладким
ядом, отравляющим массовое сознание,
превращающим людей в еще большее
«стадо».
i
Деятельность Бернейса до сих пор
подробно описывается во всех классических учебниках по рекламе.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
139
ПСИХОЛОГИЯ
В
Дорога в политику
1924 году Эдвард Бернейс убедил 34 кинозвезды посетить
Белый Дом. Это был его первый шаг в большую политику
и первый раз, когда политики
использовали пиар-технологии в
принципе, а президент Герберт
Кларк Гувер – первым политиком, который
поддержал идеологию потребления. Ему
принадлежит идея о том, что людей нужно
превратить в «машины счастья», которые
станут ключом к экономическому прогрессу,
i
icrates.org
Однажды перед Бернейсом поставили
задачу – обеспечить успех пьесы о проститутках. В пуританской Америке тех лет
это было непросто, но гений пиара, как
всегда, сделал ход конем – организовал
фонд борьбы с венерическими заболеваниями, который и рекомендовал пьесу как
весьма поучительную. Пьеса имела оглушительный успех.
140 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
которую Бернейс с успехом и воплотил. Новая идея о том, как управлять демократией,
возникла в 1920-х годах. В ее основе был
всепоглощающий эгоизм, который не только
заставлял экономику расти, но и делал людей «счастливыми» и покорными. Так и было
создано стабильное общество. Бернейсу
психоанализ принес чрезвычайное богатство
и связи, а американскому народу, а затем и
людям всей планеты – самые «дорогие» иллюзии в прямом (финансовом) и переносном
(поскольку нет ничего более энергетически
затратного, чем постоянно поддерживать
иллюзию в своей голове) смысле этого слова.
Невыразительный, совершенно не умеющий общаться с людьми и не владеющий
хоть малой толикой ораторского искусства,
Эдвард Бернейс нажил гигантское состояние, был приближен к самой верхушке правительства США, а позже сыграл ключевую
роль в политике массового убеждения, был
агентом ЦРУ. Но это уже отдельная история.
...Кстати, вы уже приобрели последнюю
модель iPhone?
Македонская панк-рок группа
Bernays Propaganda
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
141
HISTORY
Вундерваффе –
«чудо-оружие»
vpenze.ru
Илья Ведмеденко
Третьего Рейха
Чем ближе подходила нацистская Германия к моменту своего краха, тем
больше ее руководство уповало на «чудо-оружие» (нем. Wunderwaffe). Но
поражение Третьего Рейха выбросило «чудо-оружие» на свалку истории,
сделав разработки немецких ученых достоянием стран-победителей.
142 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
143
HISTORY
Стоит оговориться, что речь шла не просто о создании новейших
образцов вооружений – нацистские инженеры стремились достичь полного технологического превосходства над противником.
И Германии удалось добиться многого на этом пути.
Авиация
flickr.com/SDASM Archives, precisemodeling.com
Е
два ли не самого большого успеха
немецкие конструкторы достигли
в сфере авиации. А именно, в
плане реактивных самолетов. Конечно, первые из них были не лишены недостатков, но и их плюсы
были на лицо. В первую очередь,
это большая, чем у винтовых самолетов скорость и более мощное вооружение.
Ни одна из воюющих сторон не использовала в боевых действиях столько реактивных машин, как Германия. Здесь можно
вспомнить и первый серийный реактивный
истребитель Me.262, и «народный истребитель» He 162, и первый в мире реактивный
бомбардировщик Ar 234 Blitz. Был у немцев
и ракетный истребитель-перехватчик Me.163
Komet, имевший жидкостный ракетный двигатель и способный находиться в воздухе не
больше восьми минут.
Все эти самолеты строились серийно и
участвовали в войне. Для сравнения, из всех
стран антигитлеровской коалиции только
Великобритания в годы войны имела на
вооружении реактивный боевой самолет –
истребитель Gloster Meteor. Но британцы
использовали его только для перехвата немецких крылатых ракет «Фау-1» и не посылали в бой против истребителей.
Если говорить о немецких реактивных
самолетах, то одни из них использовались
чаще, другие – реже. Ракетные Me.163 совершили всего несколько боевых вылетов, а
вот Me.262 широко применялись на Западном фронте и смогли записать на свой счет
150 самолетов врага. Общей проблемой
немецких реактивных истребителей была их
недоработанность. Это приводило к огромному числу аварий и катастроф. Именно в
144 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
Истребитель Me.262
i
Истребитель Messerschmitt Me.262 нес
воистину грозное вооружение – четыре
30 мм пушки MK-108. Одного залпа было
достаточно, чтобы отправить тяжелый
бомбардировщик B-17 на тот свет. А вот с
маневренными винтовыми истребителями
тяжелому двухмоторному Me.262 тягаться
было проблематично (играл роль малый
темп стрельбы MK-108). Кстати, один
262-й записал на свой счет советский летчик-ас Иван Кожедуб.
i
Heinkel He 162 получил прозвище
«народный истребитель», потому что
должен был стать массовой и доступной
в освоении реактивной машиной. Он был
вооружен двумя 20 мм пушками MG 151
и мог развивать скорость до 800 км/ч. До
конца войны успели построить только 116
истребителей He 162, в боях они почти не
применялись.
Истребитель Heinkel He 162
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
145
HISTORY
них была потеряна львиная доля новых машин Люфтваффе. Систематические налеты
американской и британской авиации привели к тому, что немцы к концу войны даже не
смогли побороть «детские болезни» Me.262
(а ведь нацисты возлагали огромные надежды именно на этот истребитель).
Самолеты, о которых мы сказали, получили широкую известность, но ряд авиационных проектов Германии так и остался
незамеченным. И здесь можно вспомнить
экспериментальный боевой самолет Horten
Ho IX – первый в мире реактивный самолет,
построенный по аэродинамической схеме
«летающее крыло». Он был создан в рамках
программы 1000*1000*1000 – это означает,
что скорость должна была достигать 1000
км/ч, дальность – 1000 км, а бомбовая нагрузка – 1000 кг. Horten Ho IX совершил несколько испытательных полетов в 1944-1945
годах, но в боях участие не принимал.
Еще меньше повезло детищу знаменитого немецкого авиаконструктора Курта Танка
(Kurt Tank) – турбореактивному истребителю
Focke-Wulf Ta 183. Этому истребителю вообще не суждено было подняться в небо, но
при этом он оказал колоссальное влияние
на развитие авиации. Конструкция самолета
была революционной: Ta 183 имел стреловидное крыло и характерное расположение
воздухозаборника. Позже эти технологиче-
Истребитель Ho IX
ность этого оружия была неоднозначной, а по мере завоевания союзниками
превосходства в воздухе, удары по наземным целям отошли для Люфтваффе на
второй план.
Все эти разработки, безусловно, опередили свое время, но они не шли ни в какое сравнение с Silbervogel. «Серебряная
птица» стала самым амбициозным военным проектом Третьего Рейха за все годы
его существования. Проект представлял
собой частично-орбитальный бомбардировщик-космолет, призванный наносить
удары по территории СССР и Соединенных штатов. Саму концепцию предложил
австрийский ученый Ойген Зенгер (Eugen
Sänger). Бомбардировщик мог брать на
борт до 30 тыс. кг бомбовой нагрузки,
если же речь шла о нанесении ударов по
территории США – нагрузка снижалась
до 6 тыс. кг. Вес самого самолета составлял 10 т, а его длина достигала 28 м. В
хвостовой части фюзеляжа располагался
жидкостный ракетный двигатель тягой до
100 т, по бокам находились два вспомогательных ракетных двигателя.
Для запуска бомбардировщика Зенгер
предложил создать рельсовый трек длиной
около 3 км. Самолет помещался на специальные салазки, к ним же могли крепиться и
дополнительные ускорители. За счет этого
аппарат должен был разогнаться на треке до
500 м/с, а затем набрать высоту уже с помощью собственных двигателей. «Потолок»,
который мог достигать Silbervogel, равнялся
260 км, что фактически делало его космическим аппаратом.
Существовало несколько вариантов
боевого применения Silbervogel, но все они
были сопряжены с рядом рисков (потеря
летчика и самолета) и техническими проблемами, которые в то время было невозможно разрешить. Это стало причиной того,
что в 1941 году от проекта отказались. К
тому времени он находился на стадии бумажных чертежей. В самом конце войны,
правда, немецкое руководство вновь заинтересовалось проектом, но тогда в его реализацию уже никто не верил. После войны
ученые провели расчеты и выяснили, что
спроектированный Зенгером аппарат разрушился бы сразу после входа в атмосферу. При этом нельзя не отметить дерзость
немецких инженеров, ведь сама концепция
опередила время на много десятилетий.
Частично-орбитальный бомбардировщик-космолет Silbervogel
flickr.com/dizzyfugu
Истребитель Focke Wulf Ta-183 «Huckebein»
ские решения были использованы при конструировании советского
истребителя МиГ-15 и американского
F-86 Sabre – культовых машин послевоенной эры.
На протяжении всей Второй
мировой войны главным
орудием воздушного боя
оставались пушки и
пулеметы разного калибра. Но
немцы были в числе лидеров в области создания ракет «воздух-воздух». Одна из них –
Ruhrstahl X-4 – имела жидкостный реактивный двигатель и могла развивать скорость
до 900 км/ч. Управление после запуска
осуществлялось через два тонких медных
провода. Ракета могла стать неплохим оружием борьбы с большими и неповоротливыми бомбардировщиками B-17 и B-24. Однако
достоверных данных о боевом применении
этой X-4 нет. Летчику было тяжело одновременно управлять ракетой и самолетом, поэтому требовался второй пилот.
Создавали нацисты и управляемое оружие класса «воздух-поверхность». Здесь
стоит вспомнить радиоуправляемую планирующую бомбу FX-1400 Fritz X, которую
использовали во второй половине войны
против кораблей союзников. Но эффектив-
146 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
147
HISTORY
i
Танки
П
ервая ассоциация при слове
Вермахт – лязг стальных гусениц и громы орудийных раскатов. Именно танкам отводилась
главная роль в осуществлении
молниеносной войны – блицкрига. Сегодня мы не будем
определять лучший танк Второй мировой
войны, оставив в стороне такие выдающиеся творения как Panzerkampfwagen VI Tiger
I или Panzerkampfwagen V Panther. Речь
пойдет о тех немецких танках, которым не
суждено было пойти в бой.
Во второй половине войны нацистское
руководство (и в первую очередь, сам
Гитлер) было подвержено неоправданной
гигантомании, и это было особенно заметно
на примере танков. Если уже упомянутый «Тигр I»
весил 54-56 т, то
его брат – «Тигр
II» имел массу 68 т.
На этом нацисты не
остановились. В конце
войны сумрачный гений немецкого танкостроения породил
грозные, пугающие и совершенно
абсурдные проекты.
Например, сверхтяжелый танк Maus –
самый известный из всех малоизвестных
танков Второй мировой войны. Разработкой руководил знаменитый конструктор
Фердинанд Порше (Ferdinand Porsche),
Зарядный подъемник
Сверхтяжелый танк Maus
хотя отцом сверхтяжелых
танков можно считать и самого
фюрера. При чудовищном весе в 188 т
Maus скорее походил на передвижной дот,
а не на полноценную боевую машину. Танк
имел оружие KwK-44 L/55 калибра 128 мм,
Прибойники
128-мм
противотанковое
орудие
Бронированная орудийная установка
Ствол орудия – 220 мм
Вентиляция
для
охлаждения
двигателя
Боковая броня (23 см)
Пол оружейного
отделения
Вращающаяся башня
Места для
водителей
танка
Роликовый погон
Вал привода
Место для командира танка
Снарядный
подъемник
Пулемет MG 42
Место для наводчика орудия
148 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
Кессонное перекрытие
Гусеничная лента
Система
разгрузки-погрузки
снарядов
Сверхтяжелый танк Ratte
Немецкие сверхтяжелые танки, в
частности и танк Maus, в последние
годы активно популяризируются в массовой культуре. В первую очередь в
онлайн-играх. Не стоит, впрочем,
воспринимать «игровые» характеристики этих машин всерьез. В
боях такие танки не применялись, а
значит, правдоподобно смоделировать
их поведение нельзя. Нужно учесть также,
что документальных сведений об этих танках очень мало.
а его лобовая броня достигала 240 мм.
При мощности двигателя в 1250 л. с. танк
развивал скорость по шоссе до 20 км/ч. В
экипаж машины входили шесть человек. В
конце войны было произведено два танка
Maus, но принять участие в боях они не
успели.
У Maus-а мог появиться своего рода
аналог. Существовала так называемая
E-серия – ряд максимально унифицированных и при этом технологически продвинутых боевых машин. Было несколько проектов танков серии E, и самым необычным из
них стал сверхтяжелый Panzerkampfwagen
E-100. Он создавался как альтернатива
Maus-у и имел вес – 140 тонн. Конструкторы создали несколько вариантов башен
этого танка. Предлагалось также различное вооружение и разные варианты силовой установки. При огромном весе танка
скорость E-100 должна была достигать 40
км/ч, но проверить технические характеристики немцы уже не успели, так как недоделанный прототип попал в руки союзнических войск.
Еще более впечатляющий по своим
размерам танк разрабатывал конструктор
Эдвард Гроте (Edward Grote). Проект назвали Landkreuzer P. 1000 Ratte, в рамках
которого хотели создать танк массой до 1
тыс. т. Длина сухопутного крейсера составляла 39, ширина – 14 м. Главным орудием
должны были стать две спаренные 283-мм
пушки SKC/34. Танк также хотели снабдить
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
149
flickr.com/Jeff Page
HISTORY
зенитной артиллерией – до восьми зенитных орудий калибра 20 мм.
Примечательно, что даже этот гигант
уступает по своим габаритам другому, еще
более невероятному проекту – Landkreuzer
P. 1500 Monster. Этот «монстр» представлял собой сверхтяжелый танк, построенный на базе гигантской железнодорожной
артсистемы «Дора». Главное отличие
P. 1500 заключалась в том, что он должен был передвигаться не по железной
дороге. Достоверных сведений об этой
грандиозной машине почти нет: считается, что длина корпуса могла составлять
42 м, в то время как броня в некоторых
местах достигала бы 350 мм., P. 1500 мог
использовать дальнобойное оружие калибра 807 мм, для обслуживания которого
предполагалось задействовать экипаж в
100 человек. Строго говоря, танк представлял собой передвижную дальнобойную
артиллерию и никак не мог использоваться наравне с другими
тяжелыми или даже сверхтяжелыми танками. Landkreuzer P. 1500 Monster, как и
Landkreuzer P. 1000 Ratte никогда не производились, не существовало даже прототипов этих машин.
Назвать все эти разработки «чудо-ору­
жи­ем» можно разве что в кавычках. Не
понятно в принципе, для чего создавались
сверхтяжелые танки, и какую функцию они
должны были выполнять. Махины весом
более 100 т было почти невозможно транспортировать. Их веса не могли выдержать
мосты, а сами танки легко вязли в грязи
или болоте. Более того, несмотря на свою
броню, сверхтяжелые танки были на удивление уязвимы. Они бы оказались полностью беззащитны против авиации союзников. Попадание одной бомбы превращало
даже самый защищенный танк в груду металлолома. Это при том, что габариты этих
машин не позволяли
укрыть их от налетов
авиации.
Сверхтяжелый танк E-100
Ракеты
К
аждый наверняка слышал о немецких ракетах «Фау-1» и «Фау-2».
Первая из них представляла собой
самолет-снаряд, а вторая была
первой в мире баллистической ракетой. Эти ракеты применялись в
войне, но с военно-стратегической
точки зрения результат их использования был
ничтожен. Зато ракеты «Фау» были источником больших проблем для жителей Лондона,
который часто становился их мишенью.
Но существовал и более оригинальный
проект «оружия возмездия» – «Фау-3».
Несмотря на похожие названия, последний
имел мало общего с «Фау-1» и «Фау-2». Он
представлял собой огромную многокаморную пушку, которую также называли «Насосом высокого давления». Проект разрабатывался под руководством конструктора
Августа Кендерса (August Cönders). Длина
орудия составляла 130 м, оно состояло из 32
секций – каждая из них имела расположенные сбоку зарядные каморы. Пушка должна
была использовать специальные стреловидные снаряды, длиной 3,2 м. Максимальная
дистанция ведения огня составляла 165 км,
но вес заряда взрывчатого вещества был не
более 25 кг. При этом орудие могло делать
до 300 выстрелов в час.
Позиции для таких пушек хотели оборудовать близ побережья Ла-Манша. Они
i
Немцы стали первыми, кто создал
управляемые противотанковые ракеты.
Первой из них была Ruhrstahl X-7, существовавшая в авиационной и сухопутной
модификациях. Управление ракетой осуществлялось посредством двух изолированных проводов – управлять X-7 нужно
было визуально, с помощью специального
джойстика. В боевых действиях ракета
использовалась эпизодично, а началу
массового производства помешал конец
войны.
150 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
Боеголовка
Гироскоп и
радиоэлектроника
Этанол
Жидкий кислород
Сосуды со сжатым азотом
Топливный насос
Камера
сгорания
Газовые и воздушные рули
располагались всего в 95 милях от британской столицы, и разрушения Лондона
могли быть нешуточными. Несмотря на то,
что орудия находились в специальных защитных штольнях, они были полностью разрушены во время авианалета 6 июля 1944
года. В итоге оригинальная «Фау-3» так и
не приняла участие в войне. А вот ее уменьшенному аналогу повезло больше – LRK
15F58 дважды использовался для обстрела
Люксембурга зимой 1944-1945 года. Максимальная дистанция ведения огня для этой
артсистемы составляла 50 км, вес снаряда
равнялся 97 кг.
Гораздо более амбициозной нацистской
разработкой стала А-9/А-10 Amerika-Rakete.
Как понятно из названия, целью ракеты
были США, так что А-9/А-10 могла стать
первой в мире межконтинентальной ракетой. Достоверной информации о ней тоже
практически нет. Кроме того, после войны
ракету окружил ареал мистификаций. Ряд
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
151
HISTORY
источников утверждает, что к окончанию
войны ракета была «почти готова». Это
едва ли могло быть правдой. Сомнительно,
чтобы такая ракета вообще могла применяться в военных целях, вероятно, проект
Amerika-Rakete к концу войны так и остался
на бумаге.
Первой ступенью ракеты должен был
стать стартовый ускоритель А-10, который
обеспечивал вертикальный пуск и должен
был отделяться на высоте 24 км. Затем в
дело вступала вторая ступень, которая представляла собой снабженную крыльями ракету
А-9. Она разгоняла Amerika-Rakete до 10 тыс.
км/ч и поднимала ее на высоту до 350 км. В
i
«Фау-2» создал выдающийся немецкий
конструктор Вернер фон Браун (Wernher
von Braun). Боевое крещение ракеты состоялось 8 сентября 1944 года, всего же
было произведено 3225 боевых запусков.
Дальность полета «Фау-2» составляла 320
км. Этого хватало для поражения городов
Великобритании. Жертвами ракетных атак
становились преимущественно мирные
жители – попадания «Фау-2» стоили жизни
2,7 тыс. человек. «Фау-2» имела жидкостный ракетный двигатель, позволявший
развивать скорость до 6120 км/ч.
случае с A-9 главной проблемой мог стать
устойчивый аэродинамический сверхзвуковой полет, который был невозможен в те
годы. Теоретически, ракета могла долететь
с немецкой территории до побережья США
примерно за 35 минут. Заряд взрывчатого
вещества составлял 1000 кг, а наведение
ракеты должно было осуществляться по
установленному в Empire State Building радиомаяку (для его монтажа нацисты хотели
использовать своих агентов). Якобы, для
наведения также мог использоваться пилот,
находившийся в герметичной кабине. После
корректировки полета А-9 он должен был катапультироваться с высоты 45 км.
Фау-2
Ядерная программа
Н
ацистская ядерная программа –
отдельная тема для исследований, и мы не будем углубляться
в ее суть. Заметим только, что
хотя нацистские ученые добились определенного прогресса,
к 1945 году они были далеки от
создания ядерного оружия. Одна из причин
этого в том, что немцы избрали концепцию с
использованием так называемой «тяжелой
воды» (называемой еще оксид дейтерия;
обычно этот термин применяется для обозначения тяжеловодородной воды, которая
имеет ту же химическую формулу, что и
обычная вода, но вместо двух атомов обычного легкого изотопа водорода содержит
два атома тяжелого изотопа водорода – дейтерия, а ее кислород по изотопному составу
соответствует кислороду воздуха. Важнейшим свойством тяжеловодородной воды является то, что она практически не поглощает
нейтроны, поэтому используется в ядерных
реакторах для торможения нейтронов и в
качестве теплоносителя – NS). Эта концепция была не самой лучшей, если говорить
о быстроте достижения цепных ядерных
реакций, нужных для создания ядерного
оружия. Сам завод по производству тяжелой
воды был расположен в норвежском административном центре Рьюкан. В 1943 году
союзники провели операцию Ганнерсайд, в
результате которой диверсанты разрушили
предприятие. Нацисты не стали восстанавливать завод, а оставшуюся часть тяжелой
воды отправили в Германию.
Есть мнение, что западные союзники
уже после войны сильно удивились, узнав,
как далеко находились нацисты от создания ядерного оружия. Так это или нет, мы,
видимо, не узнаем никогда. В пользу этой
гипотезы говорит тот факт, что на создание ядерного оружия Германия затратила
примерно в 200 раз меньше средств, чем
понадобилось США на реализацию «Манхэттенского проекта». Напомним, программа
разработки ядерного оружия стоила американцам 2 млрд долларов, по меркам того
времени, сумма огромная (если перевести
ее на современный курс доллара, то получится около 26 млрд).
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
153
HISTORY
Г
Мнение
лавный вопрос можно сформулировать так: могло ли немецкое «чудо-оружие» оказать существенное
влияние на ход войны и склонить
часу весов в сторону Третьего
рейха? На него нам ответил известный историк, автор множества
работ на тему Первой и Второй мировой
вой­ны, Юрий Бахурин:
– «Чудо-оружие» вряд ли могло бы изменить ход Второй мировой войны, и вот
почему. Уже ввиду сложности конструкции
большинства подобных проектов, в условиях ограниченности ресурсов, гитлеровская
Германия не имела возможности наладить
серийное производство того или иного «оружия возмездия». Единичные же его образцы
в любом случае оказались бы бессильны
против суммарной мощи Красной армии
и сил союзников. Не говоря уж о том, что
многие проекты «вундерваффе» были технологически тупиковыми. Среди бронетехники
наиболее выразительными примерами тому
являются сверхтяжелые «грызуны» – танки
«Мышь» (Maus) и «Крыса» (Ratte). Первый,
после воплощения в металле, немцы не
смогли даже эвакуировать при приближении
войск Красной армии. Второй, при проектируемой массе до 1000 т, и вовсе оказался
мертворожденным – дело не дошло до
сборки прототипа. Поиски «вундерваффе»
являлись для Германии своеобразной формой военно-технического эскапизма. Соответственно, вывести проигрывающий войну
Рейх из кризиса на фронте, в промышленности и т. д., он бы не смог.
Наш эксперт:
Историк
Юрий Бахурин
Катапульта для запуска V-1
i
Иногда к числу образцов «чудо-оружия» приписывают немецкие
подводные лодки типа XXI и типа XXIII. Они стали первыми в мире
субмаринами, способными постоянно находиться под водой. Строились лодки в самом конце войны и участие в боевых действиях
почти не принимали. Строго говоря, война в Атлантике была для
Германии проиграна еще в 1943 году, и флот постепенно терял для
нацистского руководства былое значение.
vajled.com,
Субмарина класса XXI U-2511
154 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
155
AUTO
Топ концептов 2014:
плавающий
электромобиль
и дрон-помощник
Минувший год показал нам множество интересных новинок из мира
авто. Но такие концепты – это не просто развлечение для публики,
они наглядно демонстрируют технологии, которые мы вскоре увидим в
серийных автомобилях.
Илья Ведмеденко
nissan-global.com
i
Nissan Sport Sedan
156 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
Как и минувший год, 2013-й также оказался богат на интересные
концепты. По итогам американского конкурса Концепт года-2013
победителями стали Ford, BMW и Hyundai. Жюри присудило победу в
классе легковых авто концепту Hyundai HCD-14 Genesis. Этот седан
премиум класса, помимо прочего, был назван и главным концептом
года. Из внедорожников и пикапов специалисты наградили Ford Atlas,
а вот из числа предсерийных прототипов (это еще одна категория)
победителем, как и ожидали, стал гибрид BMW i8.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
157
AUTO
В
Renault Eolab
Renault не стали дожидаться
Парижского автошоу и раскрыли внешность Eolab еще до
начала этого события. Традиционно пикантный французский
дизайн сочетается с экономичностью: на 100 км пути машине нужен лишь литр бензина. Гибридная
силовая установка включает в себя 1,0-ли-
group.renault.com/
Е
тровый трехцилиндровый двигатель мощностью 75 л. с. и электромотор мощностью
68 л. с. Автомобиль может проехать 60 км
на одной электротяге. Весит Eolab 955 кг,
а коэффициент лобового сопротивления
составляет всего 0,235 (это на 30% меньше,
чем у миниатюрного Renault Clio). Модель
стала предвестником серийного автомобиля B-класса.
Renault Kwid
ще одно творение французов –
концептуальный внедорожник
Kwid. Задавшись вопросом, чего
не хватает современным автомобилям, разработчики сами же
ответили на него: конечно, беспилотника! Внутри Kwid базируется
квадрокоптер – Flying Companion. Такое решение позволит избежать дорожных пробок
158 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
и лучше ориентироваться на незнакомой
местности. Беспилотным аппаратом можно
управлять с помощью планшета, а еще он
может ориентироваться в пространстве автоматически, используя GPS. Внедорожник
имеет 1,2-литровый турбированный двигатель, водительское кресло находится в центре, а двое пассажиров смогут разместиться
по бокам.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
159
AUTO
i
На постсоветском пространстве самое большое внимание в ушедшем году было приковано к
концепту Lada XRay Concept 2. Это второй вариант авто (первый был показан еще в 2012 году).
Созданный на базе Renault Sandero концепт должен лечь в основу новых моделей Lada. Первая
из них должна появиться в этом году. Она сможет
похвастаться системой курсовой устойчивости,
системой вызова экстренной службы ЭРА-ГЛОНАСС, современными подушками безопасности
и другими современными решениями.
К
KIA GT4 Stinger
орейское спорткупе KIA GT4
Stinger точно позволит владельцу
прокатиться с ветерком. Кроме
впечатляющей внешности, авто
получило двухлитровый турбомотор мощностью 315 «лошадок».
Stinger довольно широк «в пле-
чах» – 1890 мм, но невысок «ростом» – 1250
мм. Машина смотрится оригинально, хотя
верхняя часть явно позаимствована у Lotus
Evora и некоторых моделей Koenigsegg. Судя
по всему, серийная модель будет сильно
отличаться от концепта (если предположить,
что она появится вообще).
i
В 2014 году инженеры из американской фирмы Renovo Motors представили «самый быстрый в мире электромобиль». Суперкар Renovo Coupe может похвастаться, прежде всего,
впечатляющей внешностью, ведь сделан он на базе Shelby CSX9000 Daytona. Два электромотора выдают суммарно 500 л. с. и 1354 Нм крутящего момента. До 100 км/ч авто разгоняется за 3,4 секунды, а максимальная скорость достигает 200 км/ч. Чтобы полностью зарядить батарею понадобится около пяти часов, а использование специального устройства
для зарядки сокращает необходимое время до получаса. Запас хода составит 160 км., авто
обойдется в 529 тыс. долларов – первые серийные образцы появятся уже в этом году.
Honda FCV
kia.com, honda.com
H
160 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
onda объявила революцию и,
чтобы подогреть к ней интерес, представила обновленный
вариант водородного седана.
Первую версию авто мы могли
увидеть еще в 2013 году. Новая Honda будет работать на
водородных топливных элементах, причем
все элементы силовой установки будут размещены под капотом авто (в ранней модификации они находились в разных полостях
кузова). Одна заправка позволит проехать
700 км. На восполнение водородного топлива понадобится лишь несколько минут, и это
выгодно отличает FCV от электромобилей –
там подзарядка может занимать несколько
часов. А еще разработчики показали устройство Honda Power Exporter, превращающее
FCV в малогабаритную электростанцию.
Водородный автомобиль может появиться на
рынке весной 2016 года.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
161
AUTO
i
Концепт 2014 года MINI Superleggera Vision призван возродить славу знаменитой марки и напомнить всему миру о том, что британский автопром еще существует
(пусть даже в составе таких гигантов, как BMW). Кроме англичан, участие в разработке элегантного родстера приняло итальянское ателье Touring Superleggera. Модель
органично сочетает в себе британскую сдержанность и итальянский шарм. Характеристики пока неизвестны, но, судя по всему, перед нами электромобиль. Запуск
машины в серийное производство будет зависеть от того, придется ли она по вкусу
автолюбителям.
«П
Peugeot Quartz
«Паркетник» может похвастаться гибридной силовой установкой: бензиновым мотором 1,6 на 270 л. с. и двумя электродвигателями по 115 «лошадок», автомобиль также
имеет шестиступенчатую автоматическую
трансмиссию. Экологичный режим позволит
машине проехать на одной электротяге 50 км,
а во время торможения электрометры подзаряжают батарею в 400 вольт. Футуристичный
дизайн дополняют фантастические детали
интерьера, но все это говорит лишь о том, что
концепт далек от серийного производства.
А
теперь представим себя миллионерами и окунемся в роскошный и дурманящий омут.
Премьера Пекинского автосалона заставила затаить дыхание
поклонников BMW. Перед нами
авто, которое может стать прообразом будущей седьмой серии. Концепт
получил легкую углеродно-алюминиевую
конструкцию, продвинутые лазерные фары,
а также OLED-оптику. В передней части
салона размещены три больших жидкокри-
сталлических дисплея, а сзади – еще два.
Между передними дисплеями возможен
обмен информацией в режиме онлайн. А
еще прямо на уровне взгляда водителя
расположен проекционный дисплей – такой
подход призван повысить безопасность.
Масса четырехдверного седана снижена за
счет широкого использования алюминия и
углеродного волокна. Технических характеристик создатели раскрывать не стали.
Возможно, будет использована гибридная
силовая установка.
peugeot.com, bmw.com
ервое в мире авто, построенное с помощью
цифрового текстиля!» –
так говорят о своем
детище специалисты
Peugeot. Материал
соткан из полиэфирного волокна, полученного в ходе переработки пластиковых бутылок. Концепция
позволяет изготовлять крупные цельные
компоненты автомобиля, что уменьшает
количество отходов.
BMW Vision Future Luxury
162 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
163
AUTO
i
Volkswagen XL1 какое-то время существовал лишь в качестве прототипа, пока не стал
выпускаться серийно в 2013 году. Первая серия третьего (серийного) варианта сверхэкономичного авто была представлена 50 экземплярами. Машина получила двухцилиндровый TDI и электромотор – в сумме их мощность составляет 75 л. с. На одной электротяге
автомобиль может неспешно проехать 50 км. В обычном режиме его разгонная динамика
сравнима с динамикой обычного хэтчбека, а максимальная скорость составляет 160 км/ч.
Из минусов – не очень хорошая плавность хода. Сверхнизкая масса в 795 кг и ряд других
конструктивных особенностей делают управление XL1 отличным от управления другими
авто. В целом машина интересная, но, судя по всему, подойдет не каждому.
i
Fomm Concept One
М
иниатюрный городской
электромобиль не может похвастаться привлекательной
внешностью, зато он будет...
плавать. Размеры машины
примерно на треть меньше размеров стандартных
японских кей-каров (в эту категорию входят
малые транспортные средства). Несмотря
на это, Fomm Concept One может вместить
до четырех взрослых людей. Машина лишена двигательного отсека, а электромоторы
встроены в передние колеса авто. Эти же
Инженеры Volkswagen стирают грань между реальностью и компьютерной игрой.
Концепт Volkswagen GTI Roadster был создан для Gran Turismo 6 и только после этого дебютировал «в железе». Модель имеет двигатель V6-BiTurbo-Motor в 503 л. с. и
665 Нм. У машины есть двери, открывающиеся кверху. Вот только проехаться на этом
«чуде» можно будет разве что в Gran Turismo 6, ибо представить серийную модель на
базе GTI Roadster очень сложно.
колеса в сумме с водонепроницаемостью
нижней части позволяют ему плавать. Правда, довольно медленно, и вообще неясно,
зачем такая опция городскому авто. Автомобиль-амфибия имеет «мотоциклетный»
руль – расположенные на нем рычаги заменяют педали тормоза и газа. Аккумуляторы
Concept One можно подзарядить с помощью
обычной розетки, а одной зарядки хватит на
100 км пути. Автомобиль может поступить
на рынок осенью 2015 года, цена без учета
стоимости аккумуляторов составит меньше
10 тыс. долларов.
Volkswagen XL Sport
worldcarfans.com, en.volkswagen.com
Н
емцы из Volkswagen приурочили концепт спорткара XL
Sport к Пекинскому автосалону.
Модель разработана под влиянием сверхэкономичного купе
Volkswagen XL1. Главным достоинством последнего стала гибридная силовая установка, которая на 100
км пути расходует всего лишь 0,9 л топлива.
А вот XL Sport получил двухцилиндровый
164 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
мотор, используемый на мотоцикле Ducati
1199 Superleggera. Его мощность составляет
197 л. с. Самым экономичным в мире новый
автомобиль не станет, но зато сможет разогнаться до 100 км/ч за 5,7 секунд (это выгодно отличает XL Sport от не очень «резвого»
XL1). Использование в конструкции новых
композитов снизило вес спорткара до 900 кг.
Разработчикам также удалось добиться коэффициента лобового сопротивления 0,258.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
165
AUTO
П
П
Maserati Alfieri
maserati.com, infiniti-me.com, mercedes-benz.com, skoda-fabia.com
осле женевского дебюта этого
умопомрачительного авто его
дальнейшая судьба оставалась неясной. Теперь же, судя
по всему, руководство Maserati
дало проекту добро. Серийная
модель должна будет появиться в 2016 году, и даже заманчивое название концепта сохранится (Альфьери Мазе-
рати – сооснователь компании). Внешний
вид суперкара можно назвать уникальным,
хотя во многом он продолжает традиции
последних моделей итальянской марки.
Серийная версия может получить трехлитровый турбированный V6 мощностью 410,
450 и 520 л. с.
Jaguar F-Type и Porcshe 911 специалисты
называют главными конкурентами Alfieri.
Infiniti Q80 Inspiration
арижский автосалон потрясла
едва ли не самая эффектная
премьера прошлого года. Речь
идет о концепте нового флагмана азиатской марки. Сразу бросается в глаза футуристичная
внешность фастбэка. Выглядит
он немного странно – тонкие передние фары
дополняет гигантская решетка радиатора.
Кроме прочих дизайнерских решений, авто
оснастили панорамным остеклением крыши.
Силовая установка состоит из 3,0-литрового
166 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
V6, а также электромотора. В сумме мощность Q80 Inspiration составляет нескромные
550 л. с. На 100 км пути машина будет расходовать 5,5 л топлива, что для такого люксового авто немного. А еще разработчики
обещают оборудовать флагман чем-то наподобие автопилота. Серийный автомобиль
появится минимум через три года. На рынке
он будет конкурировать с такими моделями,
как Porsche Panamera и Lotus Eterne (опять
же если предположить, что мы когда-нибудь
увидим седан от Lotus).
Mercedes-Benz G-Code
К
Ч
омпактный кроссовер буквально
напичкан новыми техническими
решениями. В задней части авто
распложен электродвигатель, а
впереди – водородный турбированный мотор. Специальное мультигальваническое покрытие G-Code
превращает всю переднюю часть машины в
солнечную батарею. Подзарядить аккумулято-
ры можно будет и с помощью обычной электросети. Бросается в глаза дизайн интерьера
и экстерьера. Салон выполнен в духе минимализма, а руль представляет собой что-то
наподобие штурвала «Формулы-1». Решетку
радиатора зачем-то снабдили изменяемой
подсветкой. Имеет ли это практический смысл
сказать сложно, но смотрится весьма эффектно, как, впрочем, и 21-дюймовые диски.
Skoda Vision C Concept
ехи определенно замахнулись
на новый рыночный сегмент, и
одним из главных конкурентов
Skoda Vision C Concept видится
BMW 4 Series Gran Coupe. Впрочем, цена Vision C может быть
несколько умеренней. Концепт
получил 110-сильный турбодвигатель 1,4
TFSI – он может работать на бензине или
на метане. Силовая установка серийного
авто, скорее всего, будет унифицирована
с вариантами агрегатов для Skoda Octavia.
Автолюбители уже нарекли машину Octavia
СС (по аналогии с автомобилем Volkswagen
Passat CC). Серийная версия, скорее всего,
будет не сильно отличаться от концепта.
NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
I
167
AUTO
П
Н
Volvo Concept Estate
volvocars.com, nissan-global.com, vizio.com
ро шведский концепт можно
сказать одно: интригует. Модель призвана показать нам
стратегию развития Volvo. Шутинг-брейк имеет оригинальную
внешность, а салон выполнен
в духе Tesla Model S. Так, цен-
тральная консоль получила большой сенсорный дисплей, которым можно управлять
движением руки. Концепт, кроме прочего,
отличается сверхнизким силуэтом. Какими
бы ни были серийные модели Volvo, очевидно лишь то, что все они будут сильно отличаться от Concept Estate.
Nissan Sport Sedan
овый спортивный седан стал
одним из самых эмоционально
выразительных авто японской
марки. Sport Sedan выглядит
одновременно агрессивно и футуристично. За пугающей внешностью прячется 3,5-литровый
мотор V6, выдающий около 300 «лошадок».
168 I NAKED SCIENCE I Январь-Февраль, 2015
Поэтому говорить о «спортивности» автомобиля можно лишь с некоторой натяжкой. Как
и Nissan Maxima машина имеет передний
привод. Кстати, по мнению специалистов,
решения Sport Sedan найдут свое воплощение именно в следующем поколении Maxima.
Другие модели Nissan также могут унаследовать некоторые штрихи Sports Sedan.
Р
Vizio.M
азработку доступного и безопасного электромобиля совместно
вели специалисты из Daimler,
BMW и Технического университета в Мюнхене. Итогом стал представленный в 2014 году концепт
Vizio.M. Миниатюрное авто рассчитано на двух пассажиров, а основными
материалами для кузова и салона послужил
алюминий и легкое углеродистое волокно.
Окна сделаны из прозрачного поликарбоната, который весит в два раза меньше обычного автомобильного стекла.
За счет всего этого удалось снизить
массу Vizio.M до 410 кг. По мнению профессора Технического университета в
Мюнхене Маркуса Линкампа (Markus
Lienkamp), именно малый вес конструкции
является главным залогом успеха в деле
создания электромобилей. Так, электромотор в 20 л. с. позволяет Vizio.M разгоняться
до 120 км/ч, а одного заряда хватит на 160
км пробега. Специальный радар и система камер контролируют все пространство
вокруг машины. Система предупреждает
водителя об опасности и, в случае необходимости, активирует элементы защиты.
Все вышеперечисленное делает Vizio.M
идеальным решением для мегаполиса.
Правда, сами разработчики пока не озвучили планов на будущее, и появится ли
серийный образец – неизвестно.
i
По версии издания Consumer Reports, электрокар Tesla Model S стал лучшей машиной
2014 года. В центре исследования оказался так называемый «индекс удовлетворенности»:
98% владельцев Tesla Model S признали, что если бы они покупали машину вновь, то их выбор опять бы пал на электромобиль от Tesla (всего в исследовании приняли участие 350 тыс.
владельцев авто). Для сравнения: все модели Porsche получили усредненный бал – 87%.
Среди достоинств Model S отмечают привлекательный дизайн, хорошую управляемость и
низкую цену содержания.
С точки
зрения
науки
Скачай Naked Science
на свой iPad или iPhone
В дополнение к материалам ты получишь:
интерактивные схемы
видеоролики
спецэффекты и анимацию
3D-иллюстрации
эксклюзивные фотографии
16+
Подробности на сайте: naked-science.ru
Автор
barmaley
barmaley1108   документов Отправить письмо
Документ
Категория
Научные
Просмотров
329
Размер файла
84 339 Кб
Теги
2015, naked, science
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа