close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

NAKED SCIENS октябрь-ноябрь 2018

код для вставкиСкачать
16+
ОКТЯБРЬНОЯБРЬ
2018
С ТОЧКИ
ЗРЕНИЯ
НАУКИ
С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ НАУКИ
ЧТО НЕ ТАК
ТЕХНОЛОГИИ
КАК СДЕЛАТЬ КЛОНА
ЛЮБИМОЙ СОБАКИ
С «ИНТЕРСТЕЛЛАРОМ»?
САМЫЕ ОЖИДАЕМЫЕ
НАУЧНО-ФАНТАСТИЧЕСКИЕ
ПСИХОЛОГИЯ АЗАРТА
КТО НЕ РИСКУЕТ ТОТ ПЬЕТ ШАМПАНСКОЕ
ПРЕМЬЕРЫ
2019 ГОДА
Клиффорд Джонсон
ИДЕЯ ТЕОРИИ ВСЕГО МОЖЕТ НЕ ИМЕТЬ
НИКАКОГО ОТНОШЕНИЯ К ПРИРОДЕ
БРОСИТЬ КУРИТЬ
ПО-НАУЧНОМУ
ГЛОБАЛЬНОЕ ПОТЕПЛЕНИЕ:
ПЯТЬ СЦЕНАРИЕВ СПАСЕНИЯ
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
NAKED-SCIENCE.RU + iPad/iPhone + Android
I
1
2 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
3
ПИСЬМА ЧИТАТЕЛЕЙ
ТЕМА НОМЕРА
Всегда было интересно, почему в
южных странах так быстро темнеет?
Анна Протасова, г. Москва
КЛИФФОРД
ДЖОНСОН:
идея теории всего может
не иметь никакого
отношения к природе
Как утверждает профессор Университета Южной Калифорнии доктор Клиффорд В. Джонсон, струнные теоретики
надеются, что однажды смогут понять
структуру самой реальности и истоки
всего, что окружает нас во Вселенной.
48
78
НЕНАУЧНЫЙ
ЭЛЕМЕНТ:
космическая
фантастика с точки
зрения науки
Прокрутим в памяти некоторые научно-фантастические киноленты последних лет и отберем
ключевые, на наш взгляд, несоответствия киношного мира реальному.
ЛУЧШИЙ ДРУГ 2.0
Что нужно сделать,
чтобы получить клона
любимой собаки:
куда обратиться, что
предпринять и во
сколько это обойдется.
106
64
ЛУЧШИЙ ВОПРОС
FUTURE AUDI TRUCK:
грузовик будущего
должен быть
красивым
Действительно, в Северном полушарии
чем южнее, тем быстрее темнеет и светает.
В Южном – наоборот. Продолжительность
сумерек – как утренних, так и вечерних – зависит от географической широты. Вблизи
экватора они будут короче, чем где-либо на
планете.
Объясняется это следующим. Солнечный
диск перемещается по небу со средней скоростью 0,25 градуса в минуту. При восходе и
закате перемещение Солнца по небу происходит под углом. Поэтому продолжительность
любого интервала сумерек определяется
величиной этого угла. И чем угол острее, тем
больше продолжительность сумерек.
Проще говоря, в более высоких широтах
светило спускается к горизонту по длинной
пологой траектории. В низких широтах, около экватора – по короткой и крутой. После
заката на экваторе Солнцу требуется совсем
немного времени, чтобы уйти на 18 градусов
за горизонт, когда уже начинается полноценная ночь.
26
ПСИХОЛОГИЯ
АЗАРТА:
кто не рискует –
тот пьет шампанское
Любовь к азартным играм – такая же зависимость, как наркомания или алкоголизм. Как
она проявляется и откуда у игромании ноги растут – об этом в нашем материале.
4 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
5
Редакция
ВрИО главного
редактора
Руслан Зораб
Арт-директор
Наира Сароян
Научный редактор
Андрей Панов
Редакторы
Ольга Фадеева
Сергей Васильев
Сергей Соболь
Наталья Пелезнева
Сергей Сысоев
Дарья Добрынина
Анастасия Шартогашева
Выпускающий редактор
Егор Смолин
Технический
обозреватель
Илья Ведмеденко
Дизайнеры
Владимир Тарасов
Екатерина Горбункова
Корректор
Мария Назарова
Ответственный
секретарь
Людмила Макарова
Иллюстратор
Дмитрий Бисеров
Над номером
работали
Нарек Погосян
Василий Куликов
Менеджер по проектам
Игорь Волин
Контент-менеджер
цифровых версий
Алла Антонова
ПИСЬМА ЧИТАТЕЛЕЙ
Почему все вокруг нас имеет свой цвет и от
чего он зависит?
Анна Христенко, г. Чебоксары
Существуют ли животные, у которых несколько сердец?
Кирилл, г. Орск
Мир полон разноцветных предметов, но стоит только
зайти Солнцу или выключить свет, как все они теряются
в темноте. Именно свет от Солнца или осветительных
приборов позволяет нам видеть окружающий мир разноцветным. Свет – это электромагнитное излучение или
электромагнитные волны, если говорить иначе. Человеческому глазу доступен только ограниченный диапазон
электромагнитных волн с длинами волн примерно от 380
до 740 нанометров (это и есть видимый спектр). Белый
солнечный свет представляет собой набор электромагнитных волн различной длины. Если его разложить на составляющие, мы увидим известную нам радугу.
Электромагнитные волны разной длины воспринимаются человеческим глазом как разные цвета. К примеру,
волны с длиной 620-740 нм – как красный цвет, а 380-450
нм – как фиолетовый. Волны с длиной больше 740 нм и
меньше 380 нм человеческому глазу уже доступны.
Чтобы мы увидели какой-либо предмет и оценили его
цвет, необходимо, чтобы на него сначала попал свет, а
затем, отразившись от его поверхности, отраженный свет
попал на сетчатку нашего глаза. Однако практически
всегда предмет отражает только часть попавших на его
поверхность лучей света. Обычно часть электромагнитных
волн отражается, а другая – поглощается.
Например, освещенный белым солнечным светом лист
растения поглощает волны, соответствующие красному и
синему цветам, остальные отражаются от его поверхности
и воспринимаются нашим глазом как зеленый цвет. Уголь,
напротив, поглощает практически весь видимый спектр,
поэтому кажется нам черным, в отличие от белого листа
бумаги, который отражает и рассевает все попадающее
на него излучение. То, почему одни предметы поглощают
одни волны, а другие – другие, зависит уже от структуры
атомов и молекул вещества, из которого они состоят.
Сердце – это фиброзно-мышечный орган, который,
ритмично сокращаясь, обеспечивает ток крови по кровеносным сосудам. Есть он у всех живых организмов с
развитой кровеносной системой и, как правило, в единственном числе. Но некоторым организмам природа
действительно «подарила» несколько сердец.
Например, головоногие моллюски, к которым относятся осьминоги и кальмары, имеют три сердца. Два
сердца, находящиеся в жабрах, так называемые жаберные сердца, проталкивают кровь через капилляры
жабр, а еще одно, главное, гонит насыщенную кислородом кровь дальше по всему телу.
А вот устройство кровеносной системы дождевого
червя позволяет сказать, что у него целых пять сердец.
Конечно, выглядят они не совсем как обычные сердца –
это пять кольцевых сосудов, расположенных на переднем конце тела, но выполняют они ту же функцию, что и
сердце любого другого животного.
Фото: Cody Pickens / USC Dornsife
САМЫЕ
ОЖИДАЕМЫЕ
научнофантастические
кинопремьеры
2019 года
70
Отдел маркетинга
Наталья Наумова
Коммерческий отдел
Виктор Буряков
Отдел рекламы
Виктория Орлова
6 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
NAKED SCIENCE I сентябрь, 2018
I
7
ПИСЬМА ЧИТАТЕЛЕЙ
Как птицы ориентируются по магнитному полю?
Андрей, г. Шахты
О том, что птицы способны
чувствовать геомагнитное поле
и ориентироваться по нему в
пространстве, ученые догадывались давно. Впрочем, как
оказалось, это свойственно
не только птицам: примеры
магнитной ориентации можно
найти у рыб, морских черепах,
некоторых зверей и ряда других видов. Однако возникает
парадоксальная ситуация:
чувство магнитного поля у животных есть, а рецепторов для
него ученые обнаружить до сих
пор не могут.
Первое предположение:
орган магнитного чувства у
пернатых находится в клюве.
В таком органе, чем бы он ни
оказался, должно быть что-то,
реагирующее на магнитное
поле, а значит, содержащее
много железа. В клюве железа
как раз много.
Но результаты немецких
ученых из Ольденбургского
университета поначалу это
предположение опровергли.
Исследователи перерезали
тройничный нерв, который
связывает клюв с мозгом:
оказалось, это все равно не
помешало птицам чувствовать
магнитное поле.
Последующие результаты
совместной работы ученых из
Ольденбургского университета
и Зоологического института
РАН отчасти реабилитировали
гипотезу «магнитного клюва».
Согласно им, клюв и тройничный нерв нужны птицам для
понимания магнитной карты
местности. С перерезанным
нервом у птиц исчезает только
представление о магнитном
ландшафте, однако чувство
магнитного севера и магнитного юга остается. Следовательно, для этого должны быть
рецепторы в какой-то другой
части тела.
Еще позже появились
новые предположения о расположении «птичьего компаса». В 2013 году на его роль
выдвинули волосковые клетки
внутреннего уха, содержащие
железные микрошарики. Известно, что они выступают ре-
цепторами слуховой системы
и вестибулярного аппарата.
Однако эту гипотезу пока не
подтвердили. Кроме того,
микрошарики нашли только у
птиц – остается вопрос, как же
тогда ориентируются другие
животные.
Еще одну заявку на объяснение магнитного чувства
сделали ученые из Пекинского
университета, Университета
Цинхуа и Китайской академии
наук. Им удалось определить
белки, которые могут служить
универсальной магнитной антенной у самых разных видов
живых существ.
Обычно магнитное чувство сводят к двум молекулярным механизмам. Один из
них основан на соединениях,
в состав которых входит железо: к примеру, тот самый
«магнитный клюв». В другом случае предполагается
участие белка Cry, который
реагирует на магнитное поле.
Однако сам по себе он не
способен работать рецептором. Вскоре обнаружили и его
партнера – им оказался белок
MagR, в структуру которого
входят кластеры атомов железа и серы. То есть и здесь
без железа не обойтись.
Как выяснилось, молекулы белков складываются во
что-то вроде нанопалочки,
которая обладает постоянным
магнитным моментом и располагается в пространстве,
согласно направлению внешнего магнитного поля. То есть
белки формируют практически
настоящую стрелку компаса.
Осталось понять, как клетка, в
которой эта стрелка находится,
чувствует ее повороты.
PEUGEOT
E-LEGEND –
новое
воплощение
легенды
32
Porsche 911E
Concept –
спорткар для
2020 года
40
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
9
ПИСЬМА ЧИТАТЕЛЕЙ
Почему золото желтого цвета, а другие металлы –
нет?
Михаил Костенников, г. Миасс
Pocket
Rocket –
быстрый,
удобный, ни
на кого не
похожий
44
ГЛОБАЛЬНОЕ
ПОТЕПЛЕНИЕ:
пять
сценариев
спасения
Оптимисты говорят, что
глобальное потепление нам
не угрожает, пессимисты –
что людям уже не спастись.
Мы же постараемся не злить
судьбу и быть реалистами.
98
10 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
Золото видится нам желтым, потому что поверхность предмета, сделанного из этого металла, поглощает синюю часть спектра.
Оставшуюся часть спектра, лишенную синего компонента, она
отражает – и наш глаз его воспринимает как желтый цвет.
Однако почему все обстоит именно так? Цвет обусловлен
строением атомов или молекул вещества. Атом золота имеет
положительно заряженное ядро, вокруг которого находятся 79
отрицательно заряженных электронов. Они занимают атомные оболочки вплоть до шестой, то есть вокруг ядра находятся
шесть уровней, на которых расположились электроны.
Большой заряд ядра атома и одновременная удаленность
электронов от него (на внешних оболочках) заставляют последних двигаться со скоростями, сравнимыми со скоростью света
(релятивистскими), что относит золото к так называемым релятивистским металлам. Релятивистские эффекты обеспечивают
повышение энергии 5d-орбитали и снижение энергии 6s-орбитали золота, что приводит к сокращению энергетического промежутка между ними.
Поглощение фотона излучения электроном происходит только тогда, когда энергия фотона точно равна энергии, необходимой электрону для перехода на орбиталь повыше. Сузившийся
вследствие релятивистского эффекта промежуток снижает требования к энергии фотона, необходимой для того, чтобы поднять
электрон на более высокий уровень. Энергии фотона синего
света теперь достаточно, чтобы электрон мог его поглотить и
перейти на более высокий уровень. Аналогичный эффект есть и
для цезия, который имеет ярко выраженный золотистый оттенок.
Если бы не действие релятивистского эффекта, то золото
было бы таким же серебристо-белым, как и серебро, и мало чем
отличалось от других металлов, которые в равной степени отражают и рассеивают все лучи видимой части спектра. Почему и
имеют преимущественно серебристо-белый или серый цвет.
Правда ли, что динозавры были покрыты перьями?
Юрий Тюрин, г. Всеволожск
Мы привыкли представлять себе динозавров как страшных
чешуйчатых ящеров. Поэтому появившиеся недавно утверждения, что на самом деле динозавры были покрыты перьями,
вызвали неоднозначную реакцию. И действительно, их окаменелым останкам часто сопутствуют отпечатки перьев, да и птицы,
как мы знаем, произошли от динозавров.
Палеонтологам давно известно, что динозавры подотряда
тероподов, включавшего в себя тираннозавров и велоцирапторов, были покрыты чем-то вроде пуха. Но с другой стороны,
птицетазовые (другой подотряд, среди которых – стегозавры,
трицератопсы, анкилозавры и огромные зауроподы, отличающиеся длинной шеей) все же считались чешуйчатыми, как и современные рептилии. Однако начиная с 2002 года палеонтологи
открыли несколько птицетазовых с нитевидными образованиями
на коже. Это и подтолкнуло к гипотезе, что напоминающие перья
структуры были свойственны предкам всех групп динозавров.
Так родилось предположение, что перья были у всех динозавров.
Результаты исследования, проведенного палеонтологами
Полом Барреттом из лондонского Музея естественной истории
и Дэвидом Эвансом из Королевского музея Онтарио, говорят о
том, что пока такие предположения преждевременны. Они создали базу данных всех известных отпечатков кожи динозавров
и постарались разобраться в родственных связях тех из них, которые имели перья или похожие образования.
Ученые выяснили, что хотя некоторые птицетазовые (в частности, пситтакозавры и тяньюйлун) и правда обладали перьями
или нитевидными структурами, подавляющее большинство
все-таки носило чешую или броню. Среди зауроподов чешуя тем
более была нормой.
Однако Барретт утверждает: «Так или иначе все динозавры
имели предрасположенность, позволявшую прорастать сквозь
их кожу нитям, иглам и даже перьям. Но все же чешуя настолько
распространена среди всех динозавров, что именно она выглядит предковым признаком».
Vision iNEXT:
взгляните на
будущее
BMW
36
90
БРОСИТЬ
КУРИТЬ
по-научному:
методы, которые
действительно
работают
Кад р
Одда,
Норвегия
NASA.GOV/ RUSLAN MERZLYAKOV
Млечный Путь над Страной троллей
За последние десять лет «Язык тролля» – каменный выступ
на горе Скьеггедаль около города Одда в Норвегии – стал одной из главных туристических достопримечательностей страны. Притом что добраться до него достаточно сложно. Чтобы
сделать этот снимок, фотографу Руслану Мерзлякову потребовалось пройти пешком 28 километров по горной местности с
20-килограммовым рюкзаком за плечами.
Протянувшийся почти на 700 метров над озером Рингедалсватнет выступ состоит из докембрийской скальной породы
возрастом около миллиарда лет. В нынешнем виде он сформировался во время последнего ледникового периода – примерно
10 тысяч лет назад.
Изображение составлено из двух снимков: 15-секундной экспозиции переднего плана и 87-секундной экспозиции, запечатлевшей ночное небо с миллиардами звезд Млечного Пути.
12 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
13
Кад р
NASA.GOV
«Флоренс» на пути к Америке
14 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
Атлантический ураган «Флоренс», получивший четвертую категорию из пяти возможных по шкале Саффира –
Симпсона и признанный крупнейшим в этом сезоне, зародился в конце августа у Западного побережья Африки близ
островов Кабо-Верде.
Десятого сентября астронавт Рикки Арнольд (Ricky
Arnold) с борта Международной космической станции запечатлел его путь через Атлантику к Юго-Восточному побережью США. Спустя четыре дня «Флоренс» обрушился на
побережье штата Северная Каролина. Удар стихии унес по
меньшей мере 45 жизней. Ущерб, причиненный ураганом,
уже оценивается более чем в 38 миллиардов долларов.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
15
Кад р
«Суровые» облака над Новой Зеландией
NASA.GOV/ WITTA PRIESTER
Ханмер-Спрингс,
Новая Зеландия
Хотя облака асперитас (лат. «неровные», «суровые») наблюдаются все чаще и чаще, причины их появления пока не
известны. Однако как бы устрашающе они ни выглядели, эти
атмосферные образования вовсе не предвестники природных
катастроф.
Формально признанные как отдельный тип только в прошлом году, облака Asperitas (ранее известные как Undulatus
asperatus) имеют ошеломляющий вид, редко появляются и еще
не изучены. В то время как у большинства облаков нижний
край плоский, у асперитас в нижней части наблюдается развитая вертикальная структура. Есть предположения, что причины
их возникновения могут быть те же, что и у линзовидных облаков, которые формируются около гор, или трубчатых, связанных с грозами, или, возможно, имеют отношение к ветру фён
(сухой ветер, дующий вниз с гор).
Именно такой ветер, называемый «Кентерберийская арка»,
дует с Южных Альп – горной цепи, протянувшейся вдоль Западного побережья Острова Южный в Новой Зеландии к восточному берегу острова. Это фото необычных облаков сделано недалеко от городка Ханмер-Спрингс, расположенного на Восточном
побережье Новой Зеландии.
16 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
17
ПЕРЕДНИЙ КРАЙ
НАУКИ
КАЛИФОРНИЯ ЗАПУСТИТ СВОЙ СПУТНИК
Губернатор Калифорнии Джерри Браун, выступая в начале
сентября на саммите по глобальному климату в Сан-Франциско,
заявил, что штат планирует запустить свой собственный спутник
для мониторинга загрязнений окружающей среды и изменений
климата.
Необходимость в таком шаге объясняется опасениями, что
нынешняя администрация США, с которой у штата и так не
сложилось взаимопонимания в вопросах экологии, может прекратить финансирование проводимых NASA исследований изменения климата, и тогда Калифорния останется без необходимых
спутниковых данных.
Подрядчиком выступит частная американская компания
Planet Labs, расположенная здесь же, в Калифорнии. Основанная бывшими сотрудниками NASA, она проектирует и собирает
спутники формата CubeSat, которые отправляют в космос в качестве попутной нагрузки.
К ЖИЗНИ НА МАРСЕ ГОТОВЫ
Испанские исследователи, изучая флору и
фауну соленого озера Тирес, расположенного в
центральной части Испании, обнаружили организмы, способные жить на Марсе. Водоросль,
получившая название Dunaliella salina EP-1,
может выдерживать экстремально высокие
концентрации соли в воде и, по мнению ученых,
способна выжить в густом «рассоле» марсианских ручьев и подземных озер. К слову, ранее
сообщили о нахождении на Красной планете
подледного водоема диаметром около 20 километров, наполненного жидкой водой.
«С такими водорослями мы можем задуматься о терраформировании Марса, – считает
Фелипе Гомез (Felipe Gomez) из Мадридского
астробиологического центра. – С другой стороны, если на нашей планете есть организмы,
способные выжить на Марсе, то, пока мы не
решились его терраформировать, необходимо
подумать о дополнительной защите Красной
планеты от случайного попадания таких гостей
с Земли».
ЛЬДЫ ПОД КОНТРОЛЕМ
Компания United Launch Alliance (ULA) по
заказу NASA провела запуск ракеты-носителя
Delta II со спутником ICESat-2, предназначенным для наблюдения за изменением полярных
льдов планеты. Старт произведен с космодрома
Ванденберг в штате Калифорния 15 сентября, в
06:02 по местному времени (13:02 GMT).
Единственный научный инструмент спутника – усовершенствованная топографическая
лазерная альтиметровая система (ATLAS). Лазер прибора будет испускать в сторону Земли
световые импульсы с частотой порядка 10 000
импульсов в секунду. Отраженные поверхностью лучи будут улавливаться детектором, а
время их возвращения – замеряться.
Столь точные измерения позволят определить ежегодное колебание толщины ледяного
покрова с погрешностью не более четырех
миллиметров. Продолжительность миссии
ICESat-2 – три года, однако запас топлива на
борту спутника рассчитан на семь лет, на случай если миссию продлят.
18 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
ЯПОНСКИЙ СТАРТАП
СОЗДАЕТ СУБОРБИТАЛЬНЫЙ КОСМОПЛАН
ДЛЯ ТУРИСТИЧЕСКИХ ПОЛЕТОВ
Компания PD AeroSpace из города Нагоя (Япония) создает многоразовый летательный аппарат для отправки туристов в космос. Первые полеты планируются к 2023 году. Космоплан будет
выполнен в форме самолета и сможет доставить шестерых туристов и двух пилотов выше линии
Кармана, которая условно обозначает границу между атмосферой планеты и космосом. Стоимость билета – 153 тысячи долларов.
Взлетать челнок будет по-самолетному, после чего на высоте 15 километров запустится ракетный двигатель, который выключится на отметке в 50 километров, дальше корабль полетит по инерции. Достигнув заданной высоты в 110 километров, аппарат обеспечит пассажирам пять незабываемых минут в невесомости. После чего, спланировав, вернется на взлетно-посадочную полосу.
На этом этапе проекта инженеры компании планируют отправить в космос уменьшенный тестовый прототип, который совершит полет в беспилотном режиме.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
19
Передний край науки
РОССИЙСКИЕ УЧЕНЫЕ ПРЕДСТАВИЛИ ОБНОВЛЕННУЮ КАРТУ ЛУННОГО ЛЬДА
На Европейском конгрессе по планетным исследованиям в
Берлине ученые из Института космических исследований РАН
представили обновленную карту распределения льда на поверхности Луны. Она составлена на основе данных российского
нейтронного детектора Lunar Exploration Neutron Detector (LEND),
размещенного на борту американского космического аппарата
Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). Спутник запущен NASA на
окололунную орбиту в 2009 году, а LEND – один из шести его
научных инструментов.
Прибор предназначен для поиска водородосодержащих соединений – прежде всего водяного льда в верхнем слое грунта.
Детектор принимает нейтронные потоки, идущие с поверхности
Луны, и определяет количество водорода на поверхности. На
основании этого ученые делают предположение о возможной
доле водяного льда в грунте.
Исследователи не только обнаружили воду в южных приполярных районах, но и выяснили, что лед находится в местах,
которые периодически освещаются Солнцем в течение суток. До
этого предполагалось, что лед на Луне может находиться только
в постоянно затененных районах. Предыдущую версию карты
представили три года назад.
20 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
В ПОИСКАХ ЧЕТВЕРТОГО ТИПА НЕЙТРИНО
Нейтрино крайне сложно
зарегистрировать, поскольку
эта элементарная частица практически не взаимодействует с
веществом. Чтобы продвинуться в понимании физики элементарных частиц и фундаментальных законов Вселенной, важно
понять все его свойства.
Международная группа ученых из России, Германии, США,
Канады и Японии участвует в
эксперименте Baksan Experiment
on Sterile Transitions (BEST),
цель которого – поиск новой
элементарной частицы, так
называемого стерильного нейтрино, четвертого типа нейтрино
после электронного, τ (тау) и
мюонного. Эксперимент пройдет
на базе подземной лаборатории
галлий-германиевого нейтринного телескопа в Баксанской нейтринной обсерватории на Северном Кавказе с использованием
искусственного высокоинтенсивного источника нейтрино.
Для создания такого источника необходим хром с обогащением по изотопу хром-50 не
менее 97% и с высокой химической чистотой, притом что в
природном хроме его около 4%.
Сложную задачу по обогащению хрома с успехом выполнил АО «ПО Электрохимический
завод», входящий в структуру
«Росатома». В сентябре завод
передал партию наработанного
изотопа хром-50 заказчику –
Институту ядерных исследований Российской академии наук
(ИЯИ РАН), – обеспечив нужную
химическую чистоту и концентрацию целевого изотопа в 98%.
НАЙДЕН НОВЫЙ ВИД ДРЕВНИХ ТАРАКАНООБРАЗНЫХ, КОТОРЫЕ
КОПИРОВАЛИ МУРАВЬЕВ
Бейтсовская мимикрия, при которой одни виды насекомых имитируют другие, несъедобные
или ядовитые, – распространенное в природе явление. Из-за своей многочисленности и малосъедобности муравьи часто выступают в качестве моделей для подражания. Чтобы обмануть хищников, этих насекомых копируют жуки, сверчки, богомолы, палочники, клопы, мухи и даже пауки. Но
только не тараканы.
Российский палеонтолог Даниил Аристов из Палеонтологического института имени А. А. Борисяка Российской академии наук обнаружил новый вид древних тараканообразных насекомых,
которые копировали внешний вид муравьев. Возраст находки – 47 миллионов лет, что приходится
на середину эоцена.
Увеличенная голова, вытянутое тело и суженное основание брюшка создавали у древних хищников ощущение, что перед ними – крупный муравей, а значит, столкновение с ним может плохо
кончиться. Описанный Аристовым двухсантиметровый «тараканомуравей» получил название
Grant viridifluvius.
США создают умные бомбы с изменяемой мощностью взрыва
Исследовательская лаборатория ВВС США разрабатывает управляемую авиационную бомбу,
мощность взрыва боевой части которой можно менять. Зачастую мощность боеприпасов, которыми снаряжают боевые самолеты, бывает излишней, что приводит к ненужным разрушениям
инфраструктуры или гибели гражданских. Проблему могли бы решить умные бомбы, которые детонируют по-разному в зависимости от цели – будь то вражеский лагерь или террорист-одиночка.
Применение авиабомб с изменяемой мощностью даст возможность универсализировать боевую нагрузку самолетов и использовать один и тот же тип боеприпасов одинаково эффективно
для поражения различных целей.
Боевую часть таких бомб создадут при помощи 3D-печати, что позволит распределить взрывчатое вещество между несколькими детонаторами. При помощи этого можно настраивать мощность
взрыва в зависимости от выбранной цели уже непосредственно перед боевым применением.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
21
Передний край науки
ПОТЕПЛЕНИЕ КЛИМАТА ПРИВЕЛО К СИЛЬНОМУ ИЗМЕНЕНИЮ
ЛАНДШАФТА В ПРОШЛОМ
Швейцарские ученые и их коллеги из Нидерландов и США пришли к выводу, что потепление климата на планете может быть чревато серьезными изменениями ее ландшафта. Выводы основаны на результатах исследования последствий так называемого палеоцен-эоценового термического максимума в
Пиренеях, где сохранились отложения, по которым можно определить направления русел древних рек и
их ширину, а по размеру гальки и перепаду высот в руслах – глубину рек и скорость водных потоков.
Наблюдавшееся примерно 56 миллионов лет назад – на границе палеоцена и эоцена – повышение температуры характеризовалось стремительным по геологическим меркам ростом температуры на пять-восемь градусов в течение 10-20 тысяч лет. Возвращение к прежней климатической
норме заняло несколько сотен тысяч лет. Все это время в районах Северного полюса произрастали
пальмы, а по всей планете распространились виды планктона, характерные только для тропиков.
Как поясняют ученые, с потеплением ландшафт полностью изменился. Исключительно крупные наводнения, происходившие раз в два-три года, стали в 14 раз сильнее, чем прежде. Реки
расширялись и постоянно меняли направление. Донные отложения больше не оставались в долинах, а уносились в океан. На местности доминировали большие пространства, заполненные гравием, по которым неслись бурные потоки воды.
Исследование, по мнению ученых, позволяет провести очевидные аналогии с нынешним потеплением, тем более что оно происходит гораздо быстрее.
ТОМСКИЕ УЧЕНЫЕ СОЗДАДУТ ПОЛНОСТЬЮ АВТОНОМНУЮ АРКТИЧЕСКУЮ МЕТЕОСТАНЦИЮ
В Томске разрабатывают метеостанцию, способную работать в жестких климатических условиях Арктики – автономно и без участия людей. Сейчас за полярным кругом полностью автоматических станций почти нет, а те, что есть, требуют регулярного обслуживания. При этом Арктика –
стратегический регион: там нельзя использовать подобные приборы иностранного производства.
Арктическая станция, создаваемая специалистами из Томского института мониторинга климатических и экологических систем (ИМКЭС) и компании «Сибаналитприбор», автоматически
измерит около десятка метеорологических параметров (скорость ветра, влажность, температура
воздуха, давление, количество осадков, интенсивность солнечной радиации и другие). При этом
она будет работать в диапазоне температур до минус 70°C, в условиях больших ветровых нагрузок и полярной ночи, когда использование в качестве источника питания солнечных батарей невозможно. Для передачи данных задействуют спутниковые каналы связи. Разработать, собрать и
испытать метеостанцию в условиях, приближенных к арктическим, должны к 2020 году.
В УНИКАЛЬНОЙ КРЫМСКОЙ ПЕЩЕРЕ НАШЛИ ОСТАНКИ ДРЕВНИХ
ЖИРАФА И СЛОНА
Ученые обнаружили останки множества древних животных в ходе исследований пещеры,
открытой на одном из участков строительства трассы «Таврида» в окрестностях поселка Зуя Белогорского района. Сейчас работы на этом участке приостановлены, пока не завершатся исследования пещеры. Находки позволят понять, каким был Крым до ледникового периода. Останки
обнаруженных представителей фауны очень близки к современной тропической или субтропической африканской саванне. Как можно предположить, все эти животные жили в условиях очень
жаркого климата, подобного тому, что сейчас наблюдается в африканских тропиках.
Среди найденных останков – древний южный слон, носорог Мерка, олени, антилопы, лошади,
а также верблюд и жираф пока неопределенных видов. Попадаются и кости дикобраза и мелких
грызунов. По мнению исследователей, долгое время пещера была логовом древних хищников
(койотов, волков, медведей, саблезубых кошек и гиен). Предположительный возраст найденных
останков – от 800 тысяч до 2,5 миллиона лет.
22 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
БАБОЧКА-ВРЕДИТЕЛЬ ИЗ РОССИИ ПРОНИКЛА В СЕВЕРНУЮ АМЕРИКУ
Американские экологи обнаружили на востоке и западе США
множество колоний моли-малютки, обитающей на российском
Дальнем Востоке. По их мнению, ее распространение на территории Америки представляет опасность для экосистемы, так как
может вызвать массовую гибель местных вязов.
Как выяснилось, присутствие моли на территории Соединенных Штатов объясняется закупками живых саженцев дальневосточных вязов в России. Вместе с ними через океан проникли и
колонии Stigmella multispicata.
В нашей стране эти бабочки открыты совсем недавно – в
2014 году. Питаются они листьями сибирских и дальневосточных
карликовых вязов. Ученые не исключают, что на новой территории они могут «переключиться» на новую диету и поразят не
только дальневосточные, но и местные виды вязов.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
23
Передний край науки
АСТРОНОМЫ НАШЛИ РОДИНУ «МЕЖЗВЕЗДНОГО» РАЗВЕДЧИКА
Новые данные по траектории Оумуамуа и снимки с зонда Gaia помогли ученым из Европейской южной обсерватории в Мюнхене (Германия) просчитать точную траекторию движения
первого межзвездного астероида. На сегодня самый вероятный кандидат, откуда «разведчик»
(именно так переводится его название с гавайского языка) мог отправиться в путешествие к
Солнцу миллионы лет назад, – красный карлик HIP 3757 в созвездии Кита, удаленный от нас
на 77 световых лет.
В общей сложности траектория движения астероида пересекает окрестности 28 звезд, но
только четыре из них, по расчетам, могут быть родиной объекта размерами с Оумуамуа, движущегося с его скоростью.
Кроме красного карлика HIP 3757, на эту роль претендует расположенная в созвездии Единорога солнцеподобная звезда HD 292249, отдаленная от нас на 135 световых лет. По расчетам
ученых, астероиду потребовалось бы около миллиона лет на путешествие к Солнцу от HIP 3757 и
четыре миллиона лет, если бы он стартовал в окрестностях HD 292249.
В список вероятных кандидатов вошли еще две солнцеподобные звезды: 2MASS J0233 в созвездии Кита на расстоянии 66 световых лет от нас и NLTT 36959 в созвездии Девы, удаленная на
300 световых лет.
В ГИБЕЛИ ПЧЕЛ ОБВИНИЛИ MONSANTO
Ученые-экологи из университета Техаса в Остине (США) нашли первые доказательства того,
что глифосат – главный компонент гербицидов компании Monsanto – способен вызывать массовую гибель пчел и других опылителей.
Гербицид RoundUp и ранее был объектом острой критики со стороны активистов и части научного сообщества из-за того, что содержащийся в нем глифосат, предположительно, провоцирует
развитие рака.
Долгое время глифосат считался безопасным для людей и других многоклеточных живых
существ. Гербицид воздействует на фермент, который присутствует в организме растений и микробов, но отсутствует у животных. Но при ранних оценках его безопасности упускалось из виду,
что кишечник человека, всех позвоночных и беспозвоночных живых существ содержит в себе
огромное число микробов, критически важных как для пищеварения, так и для нормальной работы иммунитета.
Ученые решили проверить, как изменится работа микрофлоры кишечника пчел, если они
будут опылять соцветия, покрытые гербицидом. Как показал эксперимент, гербицид заметно изменил видовой состав и численность различных микробов в кишечнике пчел. Пострадали в том
числе критически важные микроорганизмы, отвечающие за переработку пищи и борьбу с инфекциями. Впоследствии микрофлора уже не восстанавливалась. Заразив пчел, контактировавших с
ГМО-гербицидом, микробом Serratia marcescens – одним из самых опасных патогенов пчел, – ученые увидели, что выжить смогли лишь только 10% пчел. Среди контрольной группы, не контактировавшей с гербицидом, в живых остались 50%.
Глифосат, как полагают специалисты, может быть одной из главных причин того, почему последние несколько десятилетий популяции домашних и диких пчел стремительно сокращаются на
территории США и соседних стран.
НАСКАЛЬНЫЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ МИФИЧЕСКИХ МОНСТРОВ И СЦЕНЫ БИТВ НАЙДЕНЫ НА ЮГЕ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ
В ходе экспедиции Русского географического общества по спасению от разрушения Шалаболинской писаницы – памятника наскального искусства на юге Красноярского края – были найдены
более ста ранее неизвестных петроглифов, сообщил в сентябре руководитель поисков Александр
Заика. Ученые обследовали весь горный массив писаницы на протяжении около трех километров.
Было изучено порядка 300 плоскостей с наскальными рисунками, выполненными охрой в технике
выбивки, гравировки и протира. Из них более 30 – свежеобнаруженные плоскости, а на них – более
100 петроглифов, оставленных людьми разных эпох начиная с каменного века.
Среди найденных рисунков – изображения животных, людей в лодках, на лошадях и на лыжах, сцены
охоты, битв и культовых обрядов. Присутствуют также изображения мифических чудовищ. По оценкам
ученых, рисунки, предположительно, принадлежат к Окуневской культуре – относящейся к эпохе бронзового века и культуре жителей юга Сибири.
24 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
25
Концепт
YANKODESIGN.COM
FUTURE
AUDI
TRUCK:
грузовик будущего должен быть красивым
Концепт
К
из четырех колец, например,
на большегрузном магистральном тягаче. Мы привыкли, что
машины этого бренда – спортивные и элегантные авто,
которым не пристало выпускать
клубы дыма и рассекать по бездорожью. Но времена меняются. И наметившийся переход на
электротягу вдохновляет дизайнеров на самые неожиданные
решения.
Дизайнеры Артем Смирнов и Владимир Панченко так
воодушевились этой идеей,
что представили публике два
концепта грузовых тягачей для
Audi. Сразу два – потому что
сами не смогли выбрать один
вариант. Концепт Audi Truck
Plan A представляет собой полностью автономный грузовик
будущего на электротяге. А
вот Plan B уже не автономный.
Однако места для водителей –
или скорее пилота и штурмана – размещены не в кабине,
а в открытых кокпитах на ее
крыше. Кроме того, им полагается специальный костюм,
шлем и кислородная маска.
Пожалуй, этот вариант все-таки
не для дорог будущего, а для
какого-нибудь фантастического
фильма. Сами оцените, какой
из вариантов лучше.
YANKODESIGN.COM
ажется совершенно естественным,
что грузовой автомобиль должен
быть утилитарным.
Здесь мало места
для эстетики и дизайнерских изысков. Коммерческий транспорт – вещь, ориентированная исключительно
на полезность, а о красоте «рабочих лошадок», развозящих
грузы, разработчики думают в
последнюю очередь.
Немецкая компания Audi
не имеет в своем составе грузового подразделения, да и
сложно представить шильдик
Современный подводный Парфенон
28 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
29
YANKODESIGN.COM
30 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
31
Концепт
PEUGEOT E-LEGEND –
YANKODESIGN.COM
новое воплощение легенды
32 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
33
Концепт
П
современный облик. Даже интерьер с подчеркнуто минималистичным дизайном напоминает
о купе, покорившем публику в
конце 60-х.
Однако, как замечает дизайн-директор Peugeot Жиль
Видаль: «Мы не желали создавать ремейк 504 Coupe. Мы
хотели показать, каким волнующим может быть будущее за
счет отсылок к прошлому. Конечно, в концепте есть акценты
и детали, связанные с 504, но
это совсем не неоретро».
Концепт представят на
Парижском автосалоне, кото-
рый пройдет в октябре. Это
полностью электрический
автомобиль с усовершенствованной автономной системой
управления. Он имеет два электромотора, которые выдают на
максимуме мощность в 456 л.с.
и 800 Нм крутящего момента,
разгоняя купе до сотни менее
чем за четыре секунды. Литий-ионная батарея емкостью
100 кВт*ч дает запас хода на
одной полной зарядке до 595
километров, а за 25 минут ее
можно зарядить на 500 километрах пробега. Максимальная
скорость авто – 225 км/ч.
YANKODESIGN.COM
оставьте их рядом и сравните!
Да, несомненно,
они оба принадлежат к одной
семье. Концепт
Peugeot E-Legend
и Peugeot 504 Coupe – такие
разные, но такие похожие. Силуэт и фары, стойки крыши и
изгибы поясной линии. Конечно, в E-Legend без труда удается разглядеть легендарного
предшественника, созданного
когда-то совместными усилиями Peugeot и Pininfarina, но все
же новый автомобиль получил
Яхта Dynamic GTT 115 – роскошь, скорость и мощь Gran Turismo
34 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
35
Концепт
Vision iNEXT:
взгляните на будущее
BMWGROUP.COM
BMW
36 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
37
Концепт
В
2007 года. Первым его автомобилем стал электрический
ситикар BMW i3, запущенный
в серию в 2013-м. Сегодня у
BMW уже десятилетний опыт
производства электромобилей. Модели BMW i постоянно
совершенствуются, и реализованные в них технологии
теперь применяются для постепенной электрификации всех
машин BMW и бренда MINI,
принадлежащего компании.
Машина, представленная
сегодня как BMW iNEXT, по-
падет на рынок в 2021 году
и станет флагманом новой
электрической эры бренда.
Автономный, дружественный
природе, постоянно подключенный к сети, он впервые объединяет все инновационные
направления, которым следует
компания, и дает зримый ответ
на вопрос, каким будет автомобиль, не нуждающийся в
управлении человеком, но обеспечивающий удовольствие от
вождения при желании сесть
за руль.
BMWGROUP.COM
каком направлении будет двигаться BMW Group,
можно увидеть
уже сейчас – на
примере концепта
iNEXT. Выступая
в мае этого года на общем собрании BMW AG, председатель
правления компании Харальд
Крюгер так отозвался о проекте: «iNEXT – та основа, на
которой мы построим будущее
нашей компании». Этим проектом компания занимается с
Яхта Dynamic GTT 115 – роскошь, скорость и мощь Gran Turismo
38 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
39
Концепт
Porsche 911E Concept –
EMREHUSMEN.COM
спорткар для 2020 года
40 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
41
Концепт
О
сто красив – в его облике отражены скрытая сила и истинное
благородство. Двери типа
«крыло бабочки», пожалуй, то,
чего всегда не хватало классическому облику автомобилей
марки Porsche, а дизайн скрытых колес напоминает концепцию Rolls Royce Vision 100,
представленную два года назад. Помимо этого, авто имеет
убирающийся задний спойлер,
который вы и не увидите, если
машина не тронется с места.
Отсутствие выхлопных труб
сзади и воздухозаборников
спереди напоминает нам, что
перед нами электромобиль.
EMREHUSMEN.COM
днозначно стоит дождаться
2020-го хотя
бы потому, что,
судя по этому
концепту, там
будут отличные
автомобили. Электрический
спорткар Porsche 911E не про-
Яхта Dynamic GTT 115 – роскошь, скорость и мощь Gran Turismo
42 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
43
Концепт
Pocket Rocket –
YANKODESIGN.COM
быстрый, удобный, ни на кого не похожий
44 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
45
Концепт
Е
ставит вас из пункта А в пункт
Б и заставит оглянуться всех,
кого вы встретите на пути. Самое замечательное то, что он
приводится в движение экологически чистой электрической
энергией. В основе конструкции – цилиндрическая рама,
скрывающая аккумуляторную
батарею, достаточно толстая,
чтобы на ней было удобно сидеть. Светотехника размещена
с ее обоих концов: спереди
фара, сзади – стоп-сигнал.
Сейчас электрический байк,
который разрабатывают дизайнер Мануэль Мессмер и компания SOL Motors, находится на
стадии концепта, так что спецификации еще не обнародованы.
Конечно, этот «перевернутый
треугольник» не порадует вас
серьезным поведением спортивного байка. Но разве это важно?
Зато он хорошо вписывается в
свободную нишу между велосипедом и мотоциклом. Он легок,
прост и экологичен.
YANKODESIGN.COM
го уникальный и
необычный дизайн
отмечен на одном
из самых престижных конкурсов планеты German Design
Award – и это заслуженная награда. «Карманная
ракета» – так переводится
название этого чудесного
транспортного средства – делает две самые важные вещи,
которые должен выполнять
мотобайк. Pocket Rocket до-
Яхта Dynamic GTT 115 – роскошь, скорость и мощь Gran Turismo
46 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
47
Тема номера
Клиффорд
Джонсон:
идея теории всего
может не иметь
никакого отношения
к природе
DANNY LACRUE, ESA/ESO/NASA,
Владимир Гильен
Когда речь заходит о теории струн, чаще всего мы вспоминаем о параллельных вселенных и дополнительных измерениях,
компактифицированных в микроскопические струны. Однако,
как утверждает профессор Университета Южной Калифорнии
доктор Клиффорд В. Джонсон, теория струн изучает более
глубинные вопросы, а струнные теоретики надеются, что
однажды смогут понять структуру самой реальности и истоки
всего, что окружает нас во Вселенной.
48 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
Клиффорд Джонсон – один из самых интересных «молодых» физиков-теоретиков. Он успевает активно преподавать в
университете, рассказывать о науке в фильмах, предоставлять
научную консультацию на съемочных площадках и посещать
Comic Con, на которых рассказывает о научно-популярном
графическом романе The Dialogues: Conversations about the
Nature of the Universe («Диалоги: беседы о природе Вселенной»),
который сам написал и нарисовал. У Naked Science появилась
уникальная возможность пообщаться с доктором Джонсоном о
его работе, творчестве и взглядах на самые фундаментальные
вопросы мироздания.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
49
CLIFFORD V. JOHNSON
Тема номера
– Здравствуйте, доктор
Джонсон. В Сети есть
кое-какая информация о
вас, ваших наградах, образовании, можно даже
найти несколько интервью, но о вашей работе
в Университете Южной
Калифорнии мало что
сказано. Чем именно вы
сейчас занимаетесь?
– Учебный семестр в самом разгаре, так что я много
времени уделяю преподаванию. Сейчас я преподаю электромагнетизм выпускникам.
Рассказываю о множестве
окружающих их феноменов,
которые связаны с электромагнетизмом. Эта тема очень
важна для их дальнейшего
обучения, у нее есть много
практических применений,
она пригодится им как практикующим физикам.
Что касается исследовательской работы, то я работаю
50 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
Клиффорд Джонсон: идея теории всего может не иметь никакого отношения к природе
над несколькими интересными проектами, связанными с
черными дырами, квантовой
информацией и теориями
квантовых полей. Оказывается, техники, применяемые
для изучения физики черных
дыр, можно использовать для
понимания и изучения определенных видов феноменов
в теориях квантовых полей,
которые также можно связать
со многими проблемами в
реальных системах – будь
то ядерная физика, физика
частиц или физика конденсированных сред. Получается,
вы применяете техники для
понимания и черных дыр, и
гравитации, и дуальности,
связывающие эти уравнения, к
системам без гравитации. Это
все очень интересно.
Что касается моей специализации – Википедия врет (смеется). Не знаю, кто это написал.
Я сам не могу там ничего изменить, так что надеюсь, люди
просто смогут найти то, что я
пишу на своих сайтах. Что касается конкретных областей моих
исследований, люблю называть
это вопросами истоков: из
чего все сделано и откуда все
появилось. Например, физика
частиц занимается вопросами
происхождения вещества и
энергии во Вселенной. Также я
занимаюсь космологией ранней
Вселенной. Меня интересует
сама природа пространства и
времени на квантовом уровне, что приводит к попыткам
понять черные дыры и другие
фундаментальные составляющие природы, насколько это
возможно на сегодня.
– Почти у каждого
физика – и у каждого
ученого – есть интересная история о том, как он
пришел к тому, чем занимается сейчас. Каким был
ваш путь к физике?
– Я всегда интересовался
вопросами об окружающем
меня мире. На самом деле,
я считаю, что все дети изначально ученые, ведь им
приходится задавать вопросы
об окружающем мире, строить
догадки или гипотезы о том,
как устроены вещи, и экспериментировать, чтобы испытать
свои идеи. Не считаю, что мой
интерес в юном возрасте был
чем-то особенным. Я просто
делал это на протяжении всего
детства: любил выяснять, как
устроены и как работают вещи.
Когда люди выкидывали старые устройства вроде радио
или камер из-за того, что те
сломались, для меня это было
настоящим сокровищем: я мог
их разобрать и посмотреть,
как они устроены, а порой
даже починить. В какой-то
момент кто-то сказал мне, что
выяснением того, как устроен
мир, занимаются ученые. И я
просто продолжаю делать то
же, что и раньше, но теперь
это моя работа. Итак, в очень
раннем возрасте – в семь или
восемь лет – я решил, что это
то, чем я хочу заниматься. Я не
знал, что существуют разные
области науки, разные типы
ученых, а когда позже узнал
об этом, то сел со словарем
и начал искать определения
областей науки. Когда дошел
до слова «физика», там было
сказано: она лежит в основе
всех других областей. И так
как я был заинтересован во
всей науке как таковой, то
выбрал эту область, посчитав,
что она будет поддерживать
мою связь со всеми остальными науками.
– Давайте поговорим о
комиксах и том, какое
место они занимают в
вашей работе. Несмотря
на то что вы опубликовали серьезную научную
работу о D-бранах, позже
вы стали своего рода
бунтарем среди физиков,
выпустив «Диалоги» (The
Dialogues) – первый в своем роде научно-популярный графический роман.
Как вам в голову пришла
идея о таком необычном
формате и как вы работали над книгой?
– Все началось примерно
20 лет назад, когда я пытался
найти другой подход к научно-популярным книгам в моей
области. Мне казалось, что
мы не достигли достаточного числа людей – не в плане
количества, а в плане разных
их типов, – которым следует
участвовать в разговорах о
науке. Стандартные книги,
которые обычно пишут в нашей области – и это отличные
труды, – к сожалению, дости-
The Dialogues: Conversations about the Nature of the Universe –
первый в своем роде научно-популярный графический роман.
Издательство MIT Press.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
51
Тема номера
Клиффорд Джонсон: идея теории всего может не иметь никакого отношения к природе
CLIFFORD V. JOHNSON
никто раньше этого не делал.
Я занялся изучением техник,
языка графических романов,
выяснял как рисовать комиксы,
чтобы создать книгу. В итоге у
меня получилось.
гают только ограниченного
круга читателей. И я захотел
найти новый способ расширить
выбор книг, которые мы можем
предложить. Мне казалось, что
можно привлечь новых читателей, если вовлечь их в беседу,
вместо того чтобы они просто
слушали эксперта, который
рассказывает им, что им надо
думать. Напротив, нужно было
предоставить им разнообразие
голосов и мнений. Некоторые
предпочитают именно это: они
не хотят, чтобы им напоминали
о сидении за партой в школе. В этом заключалась моя
идея. Это было своего рода
52 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
возрождением диалогов, как в
Древней Греции или в работах
Галилео, в которых он высказал некоторые из центральных
идей. Это случилось 20 лет
назад, тогда я еще не начал
ни над чем работать – у меня
были другие заботы, исследования (очень увлекательные). Это не казалось чем-то
срочным.
В итоге я постепенно и
серьезно развивал эту идею.
Время от времени возвращался к ней и думал, что было
бы интересно сделать все
нагляднее, показать не просто
людей, но и то, где они нахо-
дятся во время своих дискуссий, показать, к примеру, что
они рисуют на салфетках во
время обсуждения идей. Так
что визуальная составляющая
действительно росла. Потом я
осознал: это не просто слова с
несколькими иллюстрациями.
Иллюстрации, образы и слова
сочетаются, и получается
нарративное искусство – комикс. Тогда уже родилась идея
графического романа – мне
осталось только поработать
над ним. Я понял, что необходимо исследовать потенциал
того, как именно преподносить
физику таким способом, ведь
– Как вы считаете, вы
смогли заинтересовать
новую аудиторию?
– Думаю, да. Похоже, читатели довольны. Я до сих пор
получаю письма с благодарностями за эту книгу. Некоторые
высказывают свой восторг,
ведь прежде они не были предрасположены к чтению научно-популярной литературы и не
думали, что такие книги могут
так выглядеть. Именно это и
было моей целью. Мир полон
умных, увлеченных людей,
которые могут заинтересоваться наукой. Это не значит, что
мы завлекаем их всех тем, что
публикуем. Нам нужно расширить способы охвата, чтобы
заполучить новых читателей.
Похоже, это работает. И людям
нравится.
– Вы были научным
консультантом для таких
фильмов, как «Тор. Рагнарек» и «Мстители: война
бесконечности» и другие.
Расскажите, что представляет собой работа научного консультанта для супергеройских блокбастеров,
особенно учитывая тот
факт, что эти фильмы не
всегда достоверны с научной точки зрения?
– Постойте, как это они
далеки от научной достоверно-
ЦИФРЫ
Шести
метров в высоту достигала взрослая особь
мегатерия (Megatherium) – гигантского ленивца, жившего в
плиоцене и плейстоцене. Он передвигался преимущественно
на задних лапах и весил несколько тонн.
99
Медуза на
% состоит из воды. У нее нет ни
внутреннего, ни наружного скелета, но при этом она
сохраняет форму благодаря прочным соединительнотканным волокнам.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
53
CLIFFORD V. JOHNSON
Тема номера
сти!? (громко смеется) Кроме
шуток, это тоже способ заинтересовать людей наукой. Я часто сотрудничаю с режиссерами документальных фильмов
и даже появляюсь в некоторых
картинах. Если говорить о
работе над фильмами вроде
тех, что основаны на комиксах,
это может показаться безумием. В них персонажи творят
вещи, кажущиеся абсолютно
ненаучными. И возникает
вопрос: а чем же там занят их
научный консультант? Ответ
прост – мы можем помочь
рассказать историю, обогатить
ее. Вкратце: моя работа над
такими кинолентами заключается в том, чтобы помочь
поведать хорошую историю, а
не провести научную лекцию.
Но если мне удастся привнести немного науки или помочь
им разработать вселенную,
которая вдохновлена наукой
нашей Вселенной, то нет ничего страшного в том, что там
будут происходить безумные
вещи, которые невозможны в
нашей реальности. Ведь нам
Клиффорд Джонсон: идея теории всего может не иметь никакого отношения к природе
Научно-фантастическая антология Twelve Tomorrows, в которую
вошли работы Клиффорда Джонсона, Лю Цысиня, Кена Лю и др.
удастся рассказать убедительную, вдохновляющую, последовательную историю. Это
именно то, чего люди и ищут в
фильмах. Стоит упомянуть, что
режиссеры не обязаны прислушиваться ко мне и моим советам. Если им удается включить
в свои сюжеты вдохновляющую науку, чтобы улучшить
сюжет, если они могут реалистично передать, что значит
быть ученым, и если они внедряют в свои фильмы интерес-
ные идеи нашей Вселенной,
которые придают дополнительное ощущение опасности или
большей реалистичности либо
просто передают вдохновение,
значит, я хорошо выполняю
свою работу.
Возьмем, к примеру, Тора
из фильма «Тор. Рагнарек»
и то, что его молот сделан из
материала, полученного из
недр умирающей звезды, –
ведь звучит просто безумно. С
другой стороны, занятно пред-
Ф А К Т Ы
Азот – четвертый по распространенности химический элемент в Солнечной системе после водорода, гелия и
кислорода. Он составляет большую
часть атмосферы Земли, 95% плотной атмосферы Титана (крупнейший
спутник Сатурна) и является основным
компонентом разреженных атмосфер
Тритона (крупнейший спутник Нептуна) и Плутона.
ставлять, что может существовать развитая цивилизация,
научившаяся использовать
материалы, которые действительно создаются в ядрах
мертвых звезд. То, из чего мы
с вами состоим, рождается
внутри звезд. Есть множество
создающихся внутри нейтронных звезд экзотических материалов, которых нет на Земле
и которые не могли бы на
ней существовать. Это очень
плотный материал. И можно
представить себе развитую
цивилизацию – может, однажды мы ею станем, – которая
будет добывать из умирающих
звезд ископаемые и что-то из
них изготавливать, будь то орудия мира, войны или что-либо
другое. Это и есть пример из
фильмов о Торе: развитая цивилизация, способная использовать известную нам астрофизику для создания вещей.
– Давайте поговорим о
струнных теориях. Почему вы решили заняться
именно этой областью
физики?
– Область струнных
теорий интересна по многим
причинам. Удивительна сама
история появления этой идеи.
Это был долгий путь, который
начался с попыток понять
гравитацию и квантовую
физику – то, как они работают
вместе, – попыток разработать квантовую гравитацию, а
также с попыток понять фундаментальные силы природы,
например ядерные силы. Изначально ученые разработали
некоторые части теории струн,
стремясь изучить и понять эти
разные части физики. И с середины 1970-х до начала 1980х физики начали осознавать,
что лучшие из тех свойств
можно совместить в то, что
мы сегодня называем теорией
струн. По сути, это усиливает
подход к фундаментальной физике, занимающейся точечными частицами, утверждая, что
существуют не только точки,
но и удлиненные объекты –
струны. Это как взять точку
и растянуть ее в линию. Тут
можно задать вопрос: «Зачем
на этом останавливаться?
Почему бы не взять линии и не
растянуть их в мембраны?»
Долгое время считалось,
что это не может работать.
Но в 1990-х, когда работа над
теорией струн сосредоточилась на ее понимании в очень
экстремальных условиях, когда
взаимодействие между струнами становится очень сильным,
теоретики пришли к выводу,
что невозможно продолжать
исследования без понимания
необходимости высокоразмерных мембран. D-браны, о
которых вы упомянули чуть
раньше и над которыми я работал, – отличный пример таких
объектов. В итоге мы пришли
к этой красивой структуре, в
которой есть частицы, струны,
мембраны разных типов – и
все они взаимодействуют друг
с другом в разных ситуациях.
И среди них – феномены, которые очень похожи на нашу Вселенную. Потому мы надеемся,
что это именно те инструмен-
Амфицелия (Amphicoelias fragillimus) – самый
крупный из когда-либо существовавших динозавров, найденных учеными. Согласно последней реконструкции скелета, его длина составляла 48 метров, а масса – от 78,5 до 122,4
тонны. Высоту спинного позвонка динозавра,
определенную по найденному фрагменту, оценили в 2,52 метра.
Уран – самая холодная планета Солнечной
системы, несмотря на то, что он ближе к Солнцу, чем Нептун. Самая низкая температура,
зарегистрированная на Уране, – минус 224°C.
Это объясняется тем, что по неизвестным пока
причинам тепловой поток от ядра в верхние
слои планеты крайне мал.
Тема номера
Клиффорд Джонсон: идея теории всего может не иметь никакого отношения к природе
CLIFFORD V. JOHNSON
Клиффорд Джонсон на съемках выпуска Science in the Movies
на популярном YouTube-канале Screen Junkies
ты, которые мы однажды используем, чтобы понять многие
таинственные вещи, связанные
со Вселенной.
Возможно и то, что эта
идея неверна. Мы все еще
работаем над теорией и пытаемся придать ей форму, которую в итоге сможем протестировать экспериментально или
наблюдательно. В один день
мы можем узнать, что теория
верна или, наоборот, ошибочна. Но до тех пор работа над
ней будет продолжаться, ведь
это лучшая структура такого
типа из когда-либо найденных. Она очень многообещающая.
56 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
– Как теория суперструн
отличается от теории
струн и М-теории? И как
они все сочетаются?
– Отличный вопрос! Когда
физики описывали типы
струн – скажем, в конце 60-х и
начале 70-х, – это называли теориями бозонных струн. Чисто
технический термин. Частицы,
из которых состоит все вокруг,
судя по тому, что мы знаем, в
общем делятся на два типа.
Есть частицы, связанные с
материей, из которых мы и все
вокруг нас состоит, вроде электронов, кварков и так далее.
Также есть частицы, описы-
вающие силы, посредством
которых все взаимодействует
друг с другом. Частицы, составляющие материю, обычно
сопротивляются сильному сжатию. У них есть одно особенное
свойство, называемое спином,
который имеет определенные значения, делающие его
несжимаемым. И это хорошо,
ведь мы довольно крупные
существа, состоящие из этих
частиц, которые не коллапсируют. Эти частицы – фермионы.
И если говорить технически,
то их спины имеют половинные значения: полспина, три
половины спина и так далее. С
другой стороны, есть частицы,
связанные с обменом сил,
такие как фотон (частица света), и их спины имеют целые
значения: спин 0, спин 1, спин 2
и так далее. Эти частицы называются бозонами. Они сильно
отличаются от фермионов: бозоны хорошо сжимаются, и их
можно поместить в какое-либо
пространство практически в
любых количествах.
Если вы собираетесь
описать Вселенную, необходимо, чтобы струны описывали оба типа частиц. Именно
поэтому ученые работали и
над фермионными теориями,
не только над бозонными. В
итоге они обнаружили, что
в полных струнных теориях
была симметрия этих двух
теорий – ее называют суперсимметрией. Итак, получается,
теперь есть части струнной
теории, описывающие бозоны
и фермионы, – теория суперструн. Вот откуда взялся
термин «суперструны».
Когда вы слышите, что ктото работает над теорией струн,
то, скорее всего, он работает
над теорией суперструн. Обычно мы не используем полное
название, так как понимаем,
что описание природы с ее
помощью требует описания
обоих типов частиц.
Что касается М-теории, то,
как я сказал ранее, когда мы
изучали теории струн и поняли,
что, если мы хотим описывать
струны, сильно взаимодействующие друг с другом, нам
необходимо использовать
мембраны и разные измерения. И так как в полной теории
есть уже не только струны, ее
назвали М-теорией.
ЦИФРЫ
160
Более
миллионов лет господствовали
динозавры на нашей планете. Для сравнения: первый
человек появился лишь около 2,8 миллиона лет назад.
979
метров – высота водопада Анхель на реке
Кереп в Венесуэле, самого высокого водопада в мире. Он
назван в честь американского летчика Джеймса Эйнджела
(испанский вариант прочтения фамилии – Анхель), случайно
обнаружившего водопад во время полета 16 ноября 1933 года.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
57
CLIFFORD V. JOHNSON
Тема номера
– Получается, струны
далеко не самые интересные и сложные объекты в
теории струн. Например,
те же D-браны невероятно интересны даже
как концепция – начиная
от D0-бран, способные
формировать черные
дыры, D1-бран, которые
могут быть как струнами,
так и бранами, и заканчивая всеми остальными
умопомрачительными
вариациями. Но зачем
теории струн, по сути,
нужны браны, в частности D-браны? И как они
отличаются от других
бран?
– Браны нужны, так как
есть режимы, в которых даже
и струн нет. То есть, когда вы
записываете теорию природы – так делали Галилей и
Ньютон, – вы записываете
некоторые уравнения, описывающие объекты, в которых
вы заинтересованы. Одна из
вещей, которая вас интере-
Клиффорд Джонсон: идея теории всего может не иметь никакого отношения к природе
сует, – то, как эти объекты
взаимодействуют друг с другом. Ведь если бы объекты не
взаимодействовали, это была
бы очень скучная Вселенная.
Итак, объекты взаимодействуют друг с другом, правильно?
(стучит ложкой по чашке, пару
раз стучит себя по голове)
Они взаимодействуют, чтобы
связываться друг с другом
и создавать что-либо – нас,
например. Так что вам нужно
понять не сами предметы, а
то, как они взаимодействуют.
То же касается и струнных
теорий. Когда вы записываете
теорию струн, вы описываете объекты – струны – и то,
как они взаимодействуют.
Обычно сначала вы описываете их взаимодействие очень
поверхностно. На этом уровне
математика теории поначалу
несколько проще. Это отчасти связано с тем, насколько
Ф А К Т Ы
Метеоритный дождь, выпавший 30 января 1868 года около польского города
Пултуск, примерно в 60 километрах к
северо-востоку от Варшавы, считается
самым крупным по числу метеоритов.
Он образовался в результате взрыва
в атмосфере крупного метеорита. По
оценкам ученых, поверхности достигло
около 68 780 фрагментов.
понятно, чем является один
объект, чем является другой
объект, что это два разных «существа», которые немного взаимодействуют друг с другом.
Но в природе есть ситуации,
в которых взаимодействие
между объектами становится
очень сильным. К примеру,
если речь идет о черной дыре
или об атомном ядре, состоящем из кварков, связанных
друг с другом. Эти режимы
необходимо понимать. И когда
это начали делать со струнами,
то обнаружили, что взаимодействие между ними становится
таким сильным, что они просто
теряются и в итоге могут оказаться не струнами вовсе. Они
превращаются в другие вещи:
начинают либо сливаться, либо
соединяться, формируя другие
объекты. Некоторые из них –
другие типы струн. А порой эти
объекты уже не струны – они
становятся мембранами. И не
то чтобы мы их просто поместили в теорию. Напротив, теория «говорит» о том, что есть
режимы физики, в которых вы
уже не описываете вещи с точки зрения взаимодействующих
струн или взаимодействующих
частиц, но вы описываете
их с точки зрения этих мембраноподобных объектов, с
точки зрения бран. Так что нам
пришлось свыкнуться с расширенными объектами в том,
что формально называлось
теорией струн.
Это не было сделано раньше частично из-за того, что
оказалось очень сложно описать физику взаимодействующих мембран разных измерений, и люди просто посчитали,
что, возможно, это так из-за
того, что оно попросту не работает. Они ошибались. Сейчас у
нас есть техники для описания
этих процессов. И лучшие известные нам техники связаны
с определенным типом этих
расширенных объектов, которые называются D-бранами. И
для описания этих высокоразмерных объектов уже можно
использовать хорошо известные техники теории струн. И
вместе с теорией струн мы ис-
пользуем теории поля, которые
помогают, если их правильно
использовать для описания таких взаимодействующих бран,
как D-браны.
– Как вы считаете, каковы
шансы теории струн стать
теорией всего?
– Мне кажется, этот вопрос
состоит из двух частей. Первая: является ли теория струн
вообще теорией природы? Мы
не знаем. Необходимо развивать ее до того момента, когда
сможем ее испытать относительно того, что наблюдаем
в природе. Есть некоторые
подсказки, но нам, возможно, предстоит пройти долгий
путь, прежде чем мы поймем,
действительно ли это та самая
теория. И она может оказаться
ошибочной.
Что касается второй части:
скажем, мы обнаружим, что
она описывает природу, но
описывает ли она все в природе, является ли она теорией
всего? То, что люди имеют в
Несмотря на то что Меркурий ближе к Солнцу,
самая горячая планета нашей системы – Венера. Благодаря сильному парниковому эффекту
на ее поверхности, средняя температура Венеры – плюс 477 °C.
В силу того, что расстояние между Землей и
другими планетами непостоянно, именно Меркурий, а не Венера или Марс, в среднем чаще
всего является ближайшей к нам планетой.
Тема номера
CLIFFORD
CFA.HARVARD.EDU
V. JOHNSON
виду под «теорией всего», может сильно отличаться. Имеют
ли они в виду все феномены,
все фундаментальные взаимодействия, все силы, все
частицы, которые мы когда-либо наблюдали в одной теории?
Возможно. Вполне вероятно,
что теория струн может это
сделать.
Можно также задаться
вопросом о том, способна ли
существовать одна теория,
описывающая все феномены. Возможно, и дальше
будут обнаруживаться новые
вещи, требующие расширения теории. Именно так это и
происходило исторически в
науке. Не исключено, что так
будет происходить постоянно.
60 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
Клиффорд Джонсон: идея теории всего может не иметь никакого отношения к природе
Поэтому идея теории всего может быть наивной и не иметь
никакого отношения к природе.
Кто знает? Я ответа не знаю.
Посмотрим.
– У нас есть несколько
вопросов от читателей. Но
первый будет с изюминкой. Его задал доктор Шон
М. Кэрролл. Считаете ли
вы, что в деситтеровском
пространстве возможен
дуализм, аналогичный
устоявшемуся дуализму
между конформной теорией поля и антидеситтеровским пространством?
– (смеется) Спасибо за
вопрос, Шон! Думаю, однажды
мы поймем нечто подобное. И
возможно, это не будет выглядеть так, как мы ожидаем, исходя из того, что мы знаем на
сегодня. Антидеситтеровское
пространство и деситтеровское пространство отличаются
друг от друга. Прежде чем
рассуждать на эту тему, я бы
хотел объяснить, о чем именно
идет речь.
В физике есть большая область, над которой я, к слову,
сейчас работаю, из которой
вы берете теории частиц –
теории квантового поля. При
изучении сильной связи легко
запутаться, но существуют
техники, открытые в теории
струн, которые утверждают,
что эти феномены можно
описать с точки зрения теорий
гравитации. Поразительно: вы
можете использовать теорию
гравитации в таком странном
пространстве-времени, как
антидеситтеровское пространство, провести вычисления
и затем воспользоваться
специальным словарем для
перевода полученных результатов в ответы о теории без
гравитации. Так получается
теория поля. Это полезно
для понимания некоторых ее
типов. Порой мы используем
теории поля для понимания
ядерной физики или физики конденсированных сред,
при помощи которой можно
понять, как создать материалы, используемые сегодня в
телефонах и так далее. То есть
использование гравитации для
понимания феноменов сильного связывания в теориях без
гравитации очень прагматично
и практично.
Мы это поняли в случае антидеситтеровских пространств.
Есть еще один важный класс
пространств – деситтеровские
пространства. Может ли и в
этом случае существовать словарь, который способен делать
то же самое? В этом заключается вопрос Шона. Оказывается, деситтеровские пространства очень интересны, так как
в них заложена положительная
космологическая постоянная.
И, возможно, у нашей Вселенной тоже положительная космологическая постоянная. Есть
важный момент, из-за которого
хочется узнать ответ на этот
вопрос. И я не знаю ответа,
но подозреваю, что должны
существовать такие описания.
ЦИФРЫ
35
тонн – столько воды выпивает человек за свою
жизнь.
1/4400
Около
– именно такую долю
от общей массы Земли составляет общая масса воды в
Мировом океане.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
61
Тема номера
CLIFFORD V. JOHNSON
Дело в том, что со временем
появляется все больше доказательств того, что некоторая
часть теории струн указывает
на то, что теории, содержащие гравитацию, могут быть
выведены из теорий без нее.
Иногда это называют голографическим принципом.
Итак, мы обнаружили
одну область гравитационных
теорий – антидеситтеровское пространство, в котором можно выводить их из
концепций, не содержащих
гравитацию. И я предполагаю,
что это можно делать постоянно, что гравитация всегда
является чем-то, что можно
вывести без необходимости
ее присутствия с самого
начала. Так что не вижу ни
одной причины, почему мы не
могли бы сделать этого снова
в подобных случаях. Ответа
на этот вопрос у меня пока
нет. Но кто знает, может, ктото, читающий это интервью,
станет частью того нового
поколения ученых, которые в
итоге найдут его.
– Какова, на ваш
взгляд, самая
большая проблема
или тайна теории
струн?
– Самое важное,
что мы не понимаем, –
существует ли какой-то
основной принцип. Если
мы, к примеру, вернемся к
общей теории относительности Эйнштейна, которая
поначалу также считалась
безумной идеей, по сравнению
со всем, что было раньше, мы
62 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
Клиффорд Джонсон: идея теории всего может не иметь никакого отношения к природе
увидим, что он вывел ее окончательные уравнения на основе
понимания основного принципа
природы, который он мог бы
возвести в закон природы, что
и привело его к разработке
окончательной структуры этой
теории. Есть ли какой-то аналог, который мы упускаем из
виду во время формулировки
теорий квантовой гравитации
и формулировки теории струн?
Это помогло бы нам лучше
разобраться во всех насущных
вопросах и разработать структуру. Но никто не знает, что
это. Это должно быть что-то,
что позволило бы нам обращаться к проблемам в квантовой физике и проблемам в
физике пространства-времени
и во всем, что связано с этими
двумя областями. Другими
словами, это был бы принцип
абсолютно нового типа, но
мы его пока не обнаружили.
Если он существует, то было
бы замечательно знать о нем.
Это бы относительно быстро
помогло нам сформулировать
теорию и проверить ее относительно природы.
– Напоследок: как теория
струн описывает сингулярность?
– Я провел немало времени, размышляя над этим,
опираясь на работы других
исследователей теории струн.
Суть в том, что теория струн,
судя по всему, избавляется от
сингулярностей. Под сингулярностями часто понимаются
ситуации в общей теории отно-
Профессор Джонсон на San Diego Comic-Con 2018
сительности Эйнштейна, когда
уравнения просто перестают
работать. В теории струн есть
естественный механизм для
того, чтобы сингулярностей
вообще не было. К примеру, в контексте теории струн
сингулярности в центре черной
дыры или сингулярности в
начале Вселенной просто нет.
Это артефакты неспособности
общей теории относительности, предсказывающей эти
сингулярности, описать их.
Когда вы видите, как в физике
что-то перестает работать –
становится бесконечностью, –
это происходит не из-за того,
что эти вещи действительно
становятся бесконечными, а
потому, что описание в каком-то смысле неверно. Теория
струн дает способ расширить
описание до новых феноменов.
Опять же, струнная теория
может быть ошибочна, но мы
наблюдали множество моделей, в которых то, что казалось
сингулярностью, либо уходило
после проведения вычислений,
либо вообще не образовывалось. Это частично происходит
из-за того, что, когда у вас есть
частицы и точечная сингулярность, на тот момент частицы
ничего не могут сделать с этой
структурой. Однако если у вас
есть струна, она может стать
очень нечеткой вблизи сингу-
лярности и в итоге поможет ее
раскрыть. Или если у вас есть
мембрана, она может оборачиваться вокруг объектов и
«выдавливать» сингулярности
наружу разными способами.
Когда у вас есть не только частицы, но и струны, и мембраны, сингулярность перестает
быть такой проблемой.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
63
Технологии
ЛУЧШИЙ ДРУГ 2.0
Что нужно сделать,
чтобы получить клона
любимой собаки: куда
обратиться, что
предпринять и во
сколько это обойдется.
EN.SOOAM.COM
Анастасия Шартогашева
Чтобы клонировать любимца, вам потребуется: 50-100 тысяч долларов и сама собака, живая или погибшая не ранее чем за пять дней
до взятия образцов тканей. Критики клонирования питомцев отмечают, что для этого нужна еще и известная стойкость характера – чтобы
не думать о мертворожденных и родившихся с пороками развития
братьях или сестрах клона.
Клонировать собаку оказалось сложнее, чем овцу, лошадь или кошку, поэтому только в 2005 году (через девять лет после овечки Долли)
биолог из Южной Кореи Хван У Сок представил миру первого клонированного щенка – афганскую борзую Снуппи – и статью с описанием
эксперимента в авторитетном научном журнале Nature. Прошло 13
лет – и клонирование собак превратилось в бизнес, правда, довольно
экзотический: открыто такие услуги предоставляют всего две лаборатории в мире. Первая – детище Хван У Сока Sooam, вторая – ViaGen
Pets (Остин, штат Техас).
64 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
65
С точки зрения науки
Лаборатория Sooam
EN.SOOAM.COM, VIAGENPETS.COM
Е
Лучший друг 2.0
Где клонируют
сли вы решили клонировать собаку,
выбирать придется
между этими двумя
компаниями. В их
перечне услуг есть
различия: Sooam
обещает помочь, даже если
ваш любимец погиб неожиданно, а ViaGen Pets предлагает
заранее взять образцы клеток
на случай гибели питомца и
хранить их столько, сколько
понадобится. При этом услуги
американской компании вдвое
дешевле – 50 тысяч долларов,
а корейской – все сто тысяч.
На сайте Sooam размещена
подробная инструкция о том,
как действовать в случае смерти своей собаки. Во-первых, с
момента трагического события
и до того, как пробы попадут в
лабораторию, должно пройти
не более пяти дней. После гиКоманда ViaGen Pets
66 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
бели мозга клетки разлагаются
очень быстро: чем быстрее
возьмут образцы, тем больше
шансов получить неповрежденную ДНК. До взятия образцов
тело питомца следует завернуть во влажные полотенца и
поместить в холодильник (но
не в морозильную камеру!),
затем получить образцы кожи
и отправить их в Sooam – можно даже обычной курьерской
службой. На таможенные формальности, связанные с перевозкой биоматериалов через
границу, может уйти пара дней,
предупреждают в Sooam, поэтому лучше не медлить.
У техасской ViaGen Pets
протокол другой: вы можете
либо сделать биопсию живому
питомцу и немедленно клонировать его, либо передать
компании образцы на длительное хранение. Там культуру
клеток вашей собаки обещают
заморозить до востребования.
Именно так поступила актриса
Барбара Стрейзанд незадолго
до смерти своей любимицы
редкой породы котон-де-тулеар по кличке Саманта. Вскоре
после смерти Саманты на свет
появились два ее клона – Мисс
Скарлетт и Мисс Вайолет.
И в корейской, и в американской лабораториях можно
клонировать собаку при жизни. Для этого нужно меньше
образцов (по требованиям
Sooam – пять-шесть вместо
восьми-девяти post mortem).
Живую собаку ведут к ветеринару и делают биопсию: очень
толстой иглой (восемь миллиметров в диаметре) вырезают
кусочек кожи, на месте которого делают несколько стежков.
Дальше начинается тонкая
работа биологов.
Как клонируют
П
одробное описание методики
клонирования
животного существует только в
той самой статье
Хван У Сока и
1
коллег из Nature за 2005 год и
еще в трех публикациях. Сейчас представители компании
корейского ученого ссылаются
на эти статьи – и туманно распространяются о том, до чего
дошел прогресс. В ViaGen Pets
и вовсе умалчивают о подробностях, апеллируя к запатентованной технологии. Но иногда
Sooam сотрудничает с журналистами – и по репортажам из
лаборатории можно судить о
том, что там происходит.
Очистить и выделить клетки
Образец кожи стерилизуют и разрезают на очень маленькие кусочки (все еще видимые невооруженным
глазом). Эти маленькие фрагменты обрабатывают
ферментами, разрушающими межклеточный матрикс
и высвобождающими отдельные клетки.
Получить донорские яйцеклетки
Основная сложность с клонированием собак связана с особенностями их
полового цикла. В статье Хван У Сока отмечается, что для клонирования необходимы яйцеклетки, взятые через 72 часа после овуляции; такая точность
вкупе с тем фактом, что овуляция у собак наступает от двух до пяти раз в
год, создает понятные сложности с поиском подходящих яйцеклеток.
2
3
4
6
Удалить из донорских яйцеклеток ядра
Ядро, содержащее набор хромосом суки-донора, удаляют вручную – вытягивая
его из яйцеклетки очень тонкой иглой.
Ввести в лишенные ядра яйцеклетки ДНК клеток
клонируемого животного (см. раздел «Новое ядро»).
5
Активировать яйцеклетку – запустить процесс деления,
воздействовав на клетку электричеством и набором реагентов.
Поместить яйцеклетки с новым ядром
в организм суррогатной матери
На этом этапе, как и при заборе донорских
яйцеклеток, очень важен тайминг: в 2005 году
беременностью завершились только операции,
проведенные в течение четырех часов после активации ооцита (об активации – см. «Новое ядро»).
В яйцевод каждой суррогатной матери подсаживают
больше десятка потенциальных зародышей. Порода суррогатной матери несущественна: в эксперименте 2005
года выживших щенков афганской борзой выносили суки
лабрадора и дворняги.
Дождаться здорового помета
Беременность у собак длится в
среднем 60 дней. Чаще всего клонированным щенкам помогают родиться кесаревым сечением, чтобы
избежать случайных
жертв при естественных родах.
7
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
67
Технологии
Лучший друг 2.0
Новое ядро: как делают
новых собак
С
EN.SOOAM.COM
амое интересное
из того, что происходит в лабораториях, где
клонируют домашних животных, – ядерный
перенос соматических клеток.
Чтобы понять, почему это так
важно, стоит освежить в памяти понятия соматических и
половых клеток.
Соматические клетки – все, кроме половых и
некоторых стволовых. У млекопитающих соматические
клетки содержат два набора
хромосом – «папин» и «мамин», а половые – только
один. Для зачатия две половые клетки (сперматозоид и
68 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
яйцеклетка) сливаются, чтобы
начать делиться и развиться
в новый организм. На первых
порах все клетки эмбриона
одинаковые и занимаются
только размножением, но,
когда их становится больше,
они начинают отличаться друг
от друга (дифференцироваться): мышечные – от жировых,
нейроны – от клеток кожи и
так далее.
Дифференцированные
клетки – узкие специалисты:
мышечная умеет сокращаться, жировая – запасать энергию, клетка кожи – всегда
клетка кожи. Чтобы из соматической клетки кожи, взятой
у взрослой собаки, развился
целый организм, состоящий
из клеток сотен разных типов, нужно «отменить» дифференциацию.
Превращать соматические
клетки из дифференцированных обратно в недифференцированные способен
«коктейль» из веществ,
содержащихся в цитоплазме
яйцеклетки. Это доказал еще
в пятидесятые Джон Гердона
из Оксфордского университета: в его экспериментах ядра
соматических клеток, пересаженные в яйцеклетки лягушек,
начинали делиться и развивались в головастиков.
К середине девяностых
в механизме этого процесса
разобрались достаточно, чтобы осуществить перенос ядра
соматической клетки млекопитающего: так родилась овечка
Долли. С тех пор метод не
слишком изменился. Он состоит из двух этапов.
1
Сначала из яйцеклетки
длинной и очень тонкой иглой
удаляют ядро, оставляя оболочку и цитоплазму. Затем
ядро соматической клетки
переносят в лишенную ядра
яйцеклетку. Это тоже можно
сделать иглой, но чаще пользуются методом электрокорпорации: «опустошенные»
яйцеклетки и клетки клонируемого животного помещают в
электрическое поле, которое
создает в их мембранах отверстия. При известном значении
напряжения отверстия в мембране оказываются достаточно
велики для того, чтобы маленькие клетки кожи собаки
проникли сквозь мембрану
яйцеклетки.
2 Затем на яйцеклетку, получившую ядро соматической
клетки, снова воздействуют
электричеством – теперь что-
бы запустить процесс деления. И электрокорпорация, и
активация происходят в специальных установках – генераторах электрического поля для
клеточных манипуляций. Такая
машина стоит около 20 тысяч
долларов; отчасти из стоимости оборудования складывается сумма оплаты за услугу
клонирования собаки.
На этом заканчивается
«пробирочный» этап клонирования. В течение нескольких
часов после активации зиготу
переносят в яйцевод взрослой
суки. С этого момента остается только надеяться на удачный исход событий, а удача в
таком деле случается редко –
именно это исключительное
везение и находится в центре
общественной дискуссии об
этичности коммерческого
клонирования домашних питомцев.
В эксперименте У Сок
Хвана из 123 предполагаемых
суррогатных матерей забеременели только три: у одной
был выкидыш, две другие
выносили щенков, но выжил
лишь один – знаменитый теперь Снуппи, – а другая его
копия погибла на 22 день от
пневмонии. В статье 2009 года
«Клонируя Мисси...» о нюансах активации яйцеклеток
говорится уже о 14 суррогатных матерях на одного здорового щенка; возможно, с тех
пор показатели улучшились.
Однако ни Sooam, ни ViaGen
Pets не публикуют статистику.
Клиенту достается здоровый
щенок, а сколько животных погибает в первые недели жизни
или рождается с отклонениями, неизвестно.
Кроме того, даже при самых хороших показателях клонирование одной собаки требует, чтобы несколько собак –
доноров яйцеклеток месяцами
жили при лаборатории; то же
касается суррогатных матерей,
обреченных, кроме всего прочего, на гормональную терапию и кесарево сечение. Стоит
ли все это утешения, которое
испытывают хозяева, получив
копию любимого питомца, – вопрос дискуссионный.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
69
Sci-Fi
САМЫЕ ОЖИДАЕМЫЕ
научно-фантастические кинопремьеры
2019года
Следующий год обещает нам много интересных фильмов.
Расскажем о самых громких, на наш взгляд, премьерах в
мире фантастики. Внимание, возможны спойлеры!
Сергей Соболь
70 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
71
Самые ожидаемые научно-фантастические кинопремьеры 2019 года
Sci-Fi
«К звездам» (Ad Astra)
Следующий год начнется с премьеры фантастической драмы американского режиссера
Джеймса Грея с Брэдом Питтом и Томми Ли Джонсом в главных ролях. В будущем, где происходит действие фильма, земляне уже уверенно путешествуют по Солнечной системе. Бросить все и
полететь к Нептуну, получив загадочный сигнал, посланный, вероятно, внеземной цивилизацией?
Без проблем! Вот только вернуться домой не всегда удается.
Так и произошло с Клиффордом Макбрайдом (Томми Ли Джонс), который отправился к восьмой планете в поисках внеземного разума. Спустя 20 лет его сын, военный инженер Рой, узнает,
что пропавший отец на самом деле жив и может находиться на заброшенной электростанции на
самом краю нашей системы. И Рой отправляется на его поиски.
«Чужой: пробуждение» (Alien: Awakening)
В 2019-м знаменитая франшиза празднует сорокалетие, и не отметить юбилей очередным
фильмом, конечно, нельзя. Новое творение Ридли Скотта станет приквелом вышедшей в прошлом году ленты «Чужой: завет». Между событиями первого фильма трилогии – «Прометеем»
(2012 год) – и событиями «Завета» прошло 10 лет. Теперь нас ждет история путешествия андроида Дэвида и археолога Элизабет Шоу на планету Рай: они хотят выяснить, почему же Инженеры
создали человечество, а теперь решили его уничтожить. Возможно, именно из этой части мы,
наконец, узнаем, кто же такие Инженеры. В новом фильме Майкл Фассбендер снова сыграет Дэвида, а а Нуми Рапас – Элизабет Шоус.
О планах снять ленту, выступающую связующим звеном между двумя фильмами трилогии,
режиссер сообщил публике еще до выхода «Завета» в 2017 году. А следом, по слухам, уже ожидается еще одна трилогия франшизы.
72 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
Bios
Научно-фантастический триллер Bios с Томом Хэнксом в одной из главных ролей расскажет
о любви и дружбе в безлюдном постапокалиптическом мире. Смертельно больной изобретатель
создает робота, чтобы тот заботился о его любимой собаке после его кончины. И теперь машине
предстоит узнать, что значит быть человеком. Сценарий фильма написали Крэйг Лакки и Айвор
Пауэлл. Режиссер фильма – Мигель Сапочник, для которого это только второй фильм: его первый
научно-фантастический фильм «Потрошители» (Repo Men) вышел на экраны в 2010 году. Известен режиссер и по работе над некоторыми эпизодами сериала «Игра престолов». Фильм продюсируют Роберт Земекис и Кевин Мишер. Кто еще из актеров, кроме Тома Хэнкса, задействован в
картине, пока не известно. Учитывая сюжет, большого числа актеров ожидать не стоит.
«Артемида» (Artemis)
Энди Уир, известный своей книгой «Марсианин» и фильмом, снятым Ридли Скоттом на ее
основе, написал новое произведение. На это раз действие происходит не на Марсе, а несколько
ближе – на Луне. Картина расскажет о молодой женщине по имени Джаз. Она живет в Артемиде – единственном городе на Луне. И пусть город лунный, но проблемы у девушки земные. Заработка Джаз едва хватает, чтобы погашать долги, а их у нее много. Но ей предоставляется шанс
вырваться из долговой кабалы и изменить свою жизнь – только криминальная афера, в которую
она впуталась, заканчивается не так, как ожидалось. В результате Джаз оказывается в эпицентре
борьбы за контроль над лунным городом. За съемку фильма взялись Фил Лорд и Крис Миллер,
известные по двум частям «Мачо и Ботана» и «Лего. Фильм».
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
73
Sci-Fi
«Звездный разум»
Кинокомпания KINODANZ, одна из самых амбициозных на российском кинорынке, запланировала на август 2019-го премьеру фантастической ленты «Звездный разум». Дистрибьютором
картины выступает компания «ХХ век Фокс СНГ».
Фильм рассказывает о будущем, в котором человечество активно осваивает космическое
пространство. На многих ближних планетах работают научные станции. Однако из-за глобального
экологического кризиса Земле грозит гибель. В рамках международного проекта Gemini создана
уникальная установка для терраформирования других небесных тел. Ее отправляют за пределы
Солнечной системы к подходящей планете, чтобы создать в космосе новый дом для человечества. Но почти сразу после старта пропадает связь с кораблем. Поиски ни к чему не приводят, и
установка бесследно исчезает в космосе.
Спустя какое-то время ученые обнаруживают загадочный сигнал. Он исходит с далекой планеты, которая еще не известна людям. Чтобы исследовать источник, к ней отправляется исследовательская миссия. Прибыв на планету, экспедиция сталкивается с чем-то совершенно неопознанным, способным погубить не только исследователей, но и все человечество.
74 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
Самые ожидаемые научно-фантастические кинопремьеры 2019 года
«Близнец» (Gemini Man)
В новом фантастическом боевике режиссера Энга Ли («Жизнь Пи», «Крадущийся тигр, затаившийся дракон») Уилл Смит сыграет Генри Бродена – первоклассного киллера-наемника, проработавшего всю жизнь в АНБ и решившего отойти от дел. Однако отдохнуть не удастся: он становится мишенью для своих бывших нанимателей. По его следу боссы агентства пускают его же
собственный клон, только на четверть века моложе и в лучшей физической форме. Кроме того,
по понятным причинам он может предсказать каждый ход главного героя.
Главную женскую роль – частного детектива, который следит за Генри и впоследствии встает
на его сторону – исполнит американская актриса Мэри Элизабет Уинстэд, сыгравшей в фильмах
«Крепкий орешек 4.0» и «Крепкий орешек: хороший день, чтобы умереть». Одним из главных
злодеев – главой фабрики клонов – станет британец Клайв Оуэн («Город грехов», «Последние
рыцари»). Продюсером ленты выступил Джерри Брукхаймер – один из самых известных и успешных кинопродюсеров мира. Именно он продюсировал такие успешные блокбастеры, как «Скала»,
«Армагеддон», «Сокровище нации» и «Пираты Карибского моря». Фильм долгое время был голливудским долгостроем: сценарий написали еще в 1997 году, однако экранизировать его удалось
только сейчас, когда технологии создания визуальных эффектов достигли необходимого уровня.
На отечественных экранах «Близнеца» покажут 3 октября 2019 года.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
75
Самые ожидаемые научно-фантастические кинопремьеры 2019 года
Sci-Fi
«Кома»
«Кома»В январе следующего года на экраны выходит российский фантастический боевик
«Kома». Для режиссера Никиты Аргунова это дебютная работа. Ранее он выступал в качестве
продюсера и сценариста таких лент, как «Мафия: игра на выживание» и «Игры для детей взрослого возраста».
По сюжету молодой и перспективный архитектор после загадочной и страшной аварии впадает в кому. Очнувшись, он обнаруживает себя в мире, лишь отдаленно напоминающем реальность.
В его основе – память о настоящем мире людей, находящихся в глубокой коме.
Подобно нашей памяти, которая фрагментарна, непостоянна и хаотична, пространство комы –
причудливый набор человеческих воспоминаний. Привычные законы физики здесь нарушаются,
а целый город может уместиться в одной комнате. Главного героя играет Риналь Мухаметов, известный зрителю по роли пришельца Хэкона из «Притяжения». Вместе с другими коматозниками
ему предстоит разобраться, по каким законам существует мир, в который они попали, сражаться
за жизнь, обрести любовь, найти выход в привычную реальность и, конечно, понять, что же представляет собой кома.
При написании сценария использовались воспоминания реальных людей, переживших состояние комы. Фильм изобилует экшен-сценами, 90 процентов из них — компьютерная графика.
76 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
«Звездные войны. Эпизод IX»
(Star Wars. Episode IX)
Девятый эпизод фантастической саги «Звездные войны» запланирован как продолжение внутренней хронологии серии и предыдущих фильмов. О сюжете ленты пока можно сказать совсем
немного: ее действие начинается после событий, показанных в предыдущем, восьмом эпизоде – «Звездные войны: последние джедаи», вышедшем в 2017-м. Изначально режиссером и сценаристом должен был стать Колин Треворроу, известный по таким картинам, как «Мир юрского
периода» и «Безопасность не гарантируется», где он выступил в качестве режиссера, сценариста
и продюсера. Однако из-за творческих разногласий с Lucasfilm, занимающейся производством
фильма совместно с Disney, он покинул проект.
Его заменил Джей Джей Абрамс, ранее уже снявший седьмой эпизод «Звездные войны: пробуждение силы», а также такие фильмы, как «Супер 8» и «Звездный путь». Он же – совместно с
Крисом Террио («Бэтмен против Супермена: на заре справедливости», «Лига справедливости») –
взялся за сценарий, который завершили в феврале этого года (он стал уже четвертым по счету с
момента начала работы над лентой). Съемки начались в августе этого года в Лондоне.
Девятый эпизод Star Wars станет финальным фильмом, повествующем о клане Скайуокеров.
Напомним, сага была начата Джорджем Лукасом более 40 лет назад. В России премьера ленты
состоится 19 декабря 2019 года.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
77
С точки зрения науки
НЕНАУЧНЫЙ
ЭЛЕМЕНТ:
космическая
фантастика с
точки зрения
науки
Сергей Соболь
78 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
Мы, конечно, понимаем: то, что показывают в кино, не
всегда может произойти в реальности. Есть даже соответствующий термин – фантастическое допущение, когда
автор вводит в произведение фактор, который по нашу
сторону экрана невозможен вообще либо только сегодня,
но в будущем, вероятно, станет частью реальности.
Однако, говоря о научной фантастике, мы все-таки надеемся скорее на второй вариант и предполагаем, что
нам просто показывают историю из будущего. Но нет. В
угоду законам жанра сценаристы с легкостью обращаются
с законами природы, а они ведь никак со временем не изменятся. Прокрутим в памяти некоторые научно-фантастические киноленты последних лет и отберем ключевые, на
наш взгляд, несоответствия киношного мира реальному.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
79
С точки зрения науки
Э
Ненаучный элемент: космическая фантастика с точки зрения науки
«Интерстеллар»
тот фильм прозвали самым
научным из
всех, что нам
показывали
за последние
годы. Иначе и
быть не могло. В его создании
принимал участие один из
главных мировых экспертов
по Общей теории относительности – Кип Торн. Ученый посвятил многие годы изучению
черных дыр – пожалуй, одного
из самых загадочных и интересных явлений в космосе.
Заглянуть за горизонт событий черной дыры – наверное,
его самая заветная мечта. И
отправив туда главного героя
фильма – бывшего пилота
NASA Купера, – он, кажется,
для себя ее исполнил.
О черных дырах мы знаем
не так много, как хотелось
бы. Многое из того, что есть
в фильме, построено на гипотезах, и только время покажет, подтвердятся ли они.
Но самое первое допущение,
которое делают авторы картины, Кристофер и Джонатан
Ноланы, совсем не связано с
космосом или черной дырой:
оно связано с причиной, по
которой герой отправился в
столь далекий путь.
НЕВОЗМОЖНАЯ
БОЛЕЗНЬ
Отправная точка повествования – Земля будущего, которая не в силах сопротивляться
патогену, уничтожающему
сельскохозяйственные культуры и – в прямом смысле –
портящему воздух, замещая
кислород азотом, которым
люди, как известно, дышать
не могут, а вот сам патоген
может. При этом земляне не
пытаются производить пищу
на фабриках или в закрытых
оранжереях, отказываются от
науки и буквально идут в поле
выращивать то, что еще может
расти и приносить урожай. Все
вынуждены заниматься сельским хозяйством.
Вот только такой сценарий глобального бедствия
маловероятен. По оценкам
Эллиота Мейеровица, профессора и руководителя отдела
биологии Калифорнийского
технологического института,
уже сегодня до 50 процентов
выращиваемой пищи уничтожается патогенами. Но люди
вполне успешно с ними борются, в том числе выводят
все новые сорта растений,
устойчивых к болезням. Кроме
того, в большинстве случаев
такие заболевания «специализируются» на ограниченных
группах растений и для других
не опасны. Совсем не так, как
в фильме. По мнению Мейеровица, такое возможно, если,
например, патоген поражает
хлоропласты, которые есть
у всех растений, так как они
необходимы для фотосинтеза.
Однако, как он считает, появление такого патогена все
равно маловероятно.
Но даже если рассмотреть
и этот сценарий, гибель растений, массово пораженных
болезнью, действительно мо-
жет привести к тому, что в атмосферу перестанет поступать
кислород. Причем он по-прежнему будет расходоваться на
горение, дыхание живых существ и гниение органики. При
этом гниение разлагающейся
и погибшей растительности
станет основной причиной
сокращения доли кислорода
в атмосфере. Вот только на
планете нет такого объема
растительной массы, чтобы
ее гниение могло бы связать
весь свободный кислород из
атмосферы. Практически вся
она способна разложиться
в течение 30 лет, но за это
время атмосфера потеряет
лишь один процент кислорода.
Чтобы воздух стал непригоден
для дыхания, нужна другая
причина или их сочетание –
серьезнее, чем это озвучено в
фильме, но если авторы сценария нам ее не предложили, за
них мы ее придумывать не станем. Мы и так зашли далеко в
предположениях.
КРОТОВОЙ НОРЕ НЕТ
МЕСТА В СОЛНЕЧНОЙ
СИСТЕМЕ
Что же, согласимся, фильму нужна отправная точка.
Зачем еще лететь так далеко
в поисках нового дома. Но
теперь осталось ответить на
вопрос: как? Цель – в другой
галактике, правда, не сказано,
в какой именно. Если исключить спутники Млечного Пути и
другие карликовые галактики,
то ближайшая «полноценная»
к нам галактика находится от
нас на расстоянии почти в
2,5 миллиона световых лет.
80 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
Это, как известно, галактика
Андромеды. Сам Кип Торн был
категорически против, чтобы в
фильме что-либо двигалось со
сверхсветовой скоростью – это
уж совсем не научно. Стало
быть, нужен другой способ.
Проникнуть в другую галактику
герои должны сквозь кротовую
нору, обнаруженную у Сатурна.
Общая теория относительности, конечно, не исключает
существования червоточин. Но
для создания такого «тоннеля»
в пространстве нужен объект
невероятной массы – порядка
сотни миллионов масс нашего
Солнца. Солнечная система
не смогла бы остаться в привычном для нас виде, если бы
здесь такой объект появился.
Солнце и планеты сменили бы
свои орбиты и закружились в
ином танце.
СЮЖЕТ ВАЖНЕЕ
Но вернемся к цели полета.
Что же на выходе из тоннеля,
в который отправился «Эндюранс»? Здесь мы видим мир,
весьма отличный от нашего.
В центре – черная дыра с аккреционным диском, вокруг
которой вращаются две планеты и нейтронная звезда со
своей планетой. При этом ни
одного «нормального» солнца
не наблюдается. Нолан хочет
нас убедить, что здесь можно
жить? Нет, в этом, видимо, нас
хотели убедить представители
сверхцивилизации из пятого
измерения, открывшие проход.
Почему-то среди миллиардов
миров они, желая спасти человечество, выбрали именно этот
экзотический мир.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
81
С точки зрения науки
При этом выбор здесь совсем не велик – есть только
три планеты. Все они внешне
подобны Земле: ни гигантов,
подобных Юпитеру, ни карликов вроде Плутона здесь не
наблюдается. Первая планета – водный мир. Планета Миллер делает Купера ровесником
своей дочери и добавляет седых волос физику экспедиции
Ромилли, которому пришлось
провести в одиночестве на
станции 23 года. Следующая –
холодный мир доктора Манна,
нежелающего погибать на планете с ледяными облаками. И
наконец, возможно, идеальный
мир Эдмундс по соседству с
нейтронной звездой, но нам об
этом намекнут только в конце
фильма. Сам факт того, что
есть три планеты и издалека –
ну хотя бы с орбиты – невозможно определить, пригодны
ли они для жизни, далек от
истины.
Миллер находится глубоко
в гравитационном колодце
82 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
Ненаучный элемент: космическая фантастика с точки зрения науки
черной дыры. Настолько
близко к самой черной дыре,
что один час пребывания
на ней равен семи годам на
Земле, где остались близкие
Купера, и на «Эндюранс», где
остался Ромилли. Но, видимо,
законы жанра требовали показать, как повзрослела дочь
Купера и как он сам ради спасения человечества лишился
счастья видеть, как растут
его дети. Сюжет, как известно, важнее. Чтобы понять, что
представляет собой планета
Миллер, вовсе не нужно было
на нее садиться. Есть множество способов узнать об этом
с ее орбиты. И тем более
разглядеть гигантские приливные волны глобального
океана планеты. Вот один из
таких способов, что нам сейчас доступны. Спутник NASA
QuikSCAT, благодаря микроволновому радару, названному скаттерометр, видит
сквозь облака даже мелкую
рябь на поверхности океана –
так он измеряет скорость и
направление воздушных масс
над океанами. И в полете,
цель которого – найти пригодную для жизни планету, не
нашлось инструментов для ее
изучения?
Даже если и так, то сам
«Рейнджер» – челнок, позволяющий садиться и взлетать с
землеподобных планет – тоже
оставляет много вопросов.
Сегодня мы так не умеем. Возможности ракетных двигателей
на химическом топливе достигли предела возможностей.
Планеты Манна и Миллера, как
мы видим, должны иметь то
же притяжение, что и наша –
несколько больше, несколько
меньше. Как мы отправляемся
в космос с Земли? На ракете.
Как мы планируем взлетать
с Марса – да в целом так же,
имея на старте внушительный
запас топлива. «Рейнджер»
взлетает так, будто это не планета с земным притяжением,
а, например, Луна. Как устроен
этот чудо-корабль? Антигравитация? Нет, над проблемой
гравитационного двигателя
безуспешно бьются на Земле
профессор Бренд и Мерф. Нет,
его двигатели, похоже, работают на все том же химическом
топливе, и они все-таки не
дадут ему взлететь с планеты.
Вспомните хотя бы, как выглядят челноки программы Space
Shuttle. Их внешние топливные
баки превышают размер самого корабля, а на старте двигателям шаттла помогают еще и
два твердотопливных ускорителя, расположенные по бокам.
Но главный вопрос, который по крайне мере у нас
возникает, – отсутствие в
этом мире своего солнца. Для
Земли ближайшая звезда –
источник света и тепла. Для
планет Манн и Миллер в этой
роли, видимо, выступает аккреционный диск Гаргантюа.
Вот только он же и мощный
источник рентгеновского излучения. И с учетом близости
планет к черной дыре оно бы
уже давно убило и экипаж
«Эндюранса», и все живое, что
может появиться на ближайших планетах.
УВЫ, И ЧЕРНАЯ ДЫРА
ВЫГЛЯДИТ НЕ ТАК
Кстати, о самой черной
дыре. Казалось бы, в фильме,
где главный консультант и
практически соавтор – выдающийся физик-теоретик,
она должна быть безупречна.
Но нет: на экране мы видим
всего лишь ее упрощенное
изображение. Или, если сказать точнее, аккреционного
диска вокруг нее: сам этот
объект по понятным причинам
мы видеть не можем. Так вот,
вращающийся с субсветовой
скоростью аккреционный
диск, который зритель видит
на экране, на самом деле
должен выглядеть иначе. Для
наблюдателя – как Купера, так
и зрителя – он должен быть
никак не оранжевого цвета.
Одна его часть приближается к
наблюдателю с очень большой
скоростью, а другая, наоборот,
удаляется. Здесь вступает в
действие доплеровский эффект. Длина волны излучения
от удаляющейся части диска
растет – и эта часть для наблюдателя будет окрашена в
красные цвета, другая же, соответственно, – в синие.
Однако Кипа Торна, как он
заявил в интервью изданию
ScienceInsider, смущал только
тот момент картины, когда
«Рейнджер» задевает край
ледяного облака на планете
Манн. «Это единственное место, где я съеживаюсь каждый
раз, когда смотрю фильм», –
рассказал он. Да, в реальности, без сомнения, никакая
сила не смогла бы поднять
столь плотные и тяжелые ледяные облака в небо. Если разве
что произнести: «Вингардиум
Левиоса!» Но это все-таки уже
другой фильм.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
83
С точки зрения науки
Ненаучный элемент: космическая фантастика с точки зрения науки
«А ЭТО ТОЧНО
МАРС?»
С
«Марсианин»
овременный
Робинзон Крузо
не мог выживать
в одиночку на
каком-нибудь
необитаемом
острове в океане. В современной истории
он должен выжить на целой
необитаемой планете. И кроме
Марса, других кандидатов на
эту роль нет. В самом деле,
если мы строим планы по колонизации Красной планеты,
то почему бы не познакомить с
ней зрителя.
НЕМАРСИАНСКАЯ
БУРЯ
В отличие от Робинзона,
выжившего после кораблекру-
84 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
шения (или его реального прототипа Александра Селькирка,
которого высадили на необитаемый остров за его длинный
язык), герой Мэтта Дэймона
остался на планете один по
вине стихийного бедствия.
Мощнейшая буря вынудила
марсианскую экспедицию срочно покинуть планету, а бортинженера Марка Уотни посчитали
погибшим и оставили на планете. Правда, беда сценария в
том, что, в отличие от Марса киношного, реальный Марс – это
планета с очень разреженной
атмосферой. Давление у ее
поверхности в 160 раз меньше,
чем у нас дома.
Да, на Марсе случаются
пыльные бури, и порой они охватывают даже всю планету –
как, например, летом 2018-го.
С поверхности поднимается
достаточно пыли, чтобы полностью закрыть Солнце для солнечных батарей, роверов и будущих покорителей Марса. Но
такая буря не может причинить
существенного вреда. После
выхода фильма NASA даже
выпустило заметку о марсианских бурях, где указало, что
максимальная скорость ветра
на планете не превышает 100
километров в час – это меньше
половины скорости некоторых
ураганов на Земле. Повредить
корабль и раскидать оборудование в разные стороны
марсианская буря неспособна.
А тем более сломать антенну
и вонзить ее обломок в тело
человека.
Мы еще поверим, что
где-нибудь в Канзасе ураган
может поднять легкий деревянный домик с маленькой
девочкой, но никак нельзя
предположить, что марсианская буря будет раскачивать
космический корабль. Все-таки
Марс не Земля. Однако голливудский Марс здорово отличается от реального и на самом
деле сильно похож на родную
нам Землю. И хотя на самом
деле они совсем не похожи, у
каждого, кто смотрел фильм,
складывается впечатление, что
они просто близнецы. Колонизируй хоть завтра.
На протяжении всего
фильма Марк Уотни ходит по
поверхности не легкой марсианской походкой, а нормальной
земной. Да, герои, конечно, не
должны прыгать как астронавты на Луне, где притяжение
составляет одну шестую от
земного. Но здесь его треть. И
герой Мэтта Деймона, и другие
члены экипажа должны двигаться совсем иначе.
Но общего у художественного Марса и реальной Земли
еще больше. Если посмотреть
на Солнце в фильме, то оно
такое же, как и на Земле. Вот
только Марс в полтора раза
дальше от светила. И Солнце
в его небе имеет меньший
размер. Это хорошо видно на
снимках, сделанных роверами
NASA. Угловой размер солнечного диска, наблюдаемый
Уотни, должен быть меньше
видимого с поверхности Земли
на треть. Красная планета получает от него тепла и света на 40
процентов меньше, чем Земля.
Но такое удаление от
светила, однако, нисколько
не умаляет его вредного воздействия. Здесь, на Земле,
плотная атмосфера и магнитное поле защищают нас
от солнечной радиации. Нам
достаются только его свет и
тепло. И лишь немного вредного ультрафиолета проникает через этот защищающий
нас «воздушный океан» и
достигает поверхности планеты. На Марсе нет глобального
магнитного поля, а атмосфера очень тонка и разрежена.
Ее масса более чем в 200 раз
меньше земной. Давление у
поверхности соответствует
земному в 35 километров над
уровнем моря, а на такую высоту на Земле поднимаются
только редкие самолеты. За
те 500 марсианских дней, что
герой провел на Марсе, он
получил немыслимую дозу
радиации. Толщина его 20-килограммового скафандра
составляла всего несколько
миллиметров, а стенки жилого модуля несильно толще.
Ничего из этого от радиации
спасти не могло.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
85
С точки зрения науки
КАРТОФЕЛЬ НА
КРАСНОЙ ПЛАНЕТЕ
Ну и о «главном» в этом
фильме. О картошке. Космонавты будущего не едят готовые блюда из тюбиков и возят
с собой картофель. Что же, все
может быть. Вот только картофель не питается отходами
человеческой жизнедеятельности. Но почему-то именно этот
момент всем показался крайне
реалистичным. На Земле органические удобрения используются и правда повсеместно.
Видимо, показалось, почему
бы не улучшить таким же образом почву на Марсе?
Но все не так просто.
Картофель – растение, то
есть продуцент, первое звено
пищевой цепи. Благодаря хлоропластам – тем самым, которые, как мы предположили,
мог поражать патоген из «Ин-
Физика киноэкрана: как Голливуд меняет наши представления о космосе
терстеллара» – продуценты
получают энергию для синтеза
органических веществ из неорганических. Именно из неорганических. Органика нужна
не картофелю, а почвенным
микроорганизмам-редуцентам. Это они могут питаться
органическими отходами. И,
как обоснованно заявляет
Брук Вилер из Флоридского
технологического колледжа
аэронавтики, ищущий с коллегами способ выращивать
пищу на Марсе: «Для того чтобы использовать отходы, будь
то экскременты или остатки
пищи для компоста, потребуются редуценты, превращающие сложную органику в
простейшие органические соединения и минералы, необходимые растениям. Только благодаря им, они смогут потреблять находящиеся в отходах
питательные вещества». За-
пасся ли экипаж почвенными
бактериями перед полетом?
Вряд ли. Картошку-то они не
собирались выращивать. Но
что, если бы да?
В ходе миссии Phoenix Mars
в марсианском грунте были
обнаружены перхлораты –
соли хлорной кислоты, которые
имеют очень сильные окислительные свойства. Ученые из
Эдинбургского университета
решили проверить, как земные
микроорганизмы будут чувствовать себя в такой среде,
и сделали неутешительный
вывод, что, даже случайно попав на планету, они не смогут
выжить в марсианском грунте.
Значит ли это, что на Марсе не
будет ни картошки, ни яблонь?
Совсем нет. Если подготовить
грунт, то можно попробовать
что-то на нем вырастить. Но
только не в условиях, в которых оказался Марк Уотни.
В
«Пассажиры»
фильме режиссера
Мортена Тильдума,
вышедшем на экраны в конце декабря
2016 года, действие
происходит на
корабле – космическом лайнере «Авалон», отправленном к далекой планете
ради ее колонизации. Но здесь
планет не будет – и очередную
планету, сильно похожую на
Землю, нам покажут только в
конце ленты и то издалека. Зато
есть огромный корабль, на котором законы физики действуют
достаточно избирательно.
СПОЙЛЕР: «АВАЛОН»
ПРОЛЕТИТ МИМО
ЦЕЛИ
Для начала стоит рассмотреть, как эта махина
приводится в движение. На
нынешнем этапе развития
космонавтики космические
86 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
аппараты бороздят просторы
Солнечной системы с выключенными двигателями. Чтобы
отправить какой-либо объект к
цели в космическом пространстве, ему нужно придать скорость, необходимую для того,
чтобы вырваться из гравитационных объятий Земли. Такую
скорость он получает либо
от ракеты на старте, либо от
маршевых двигателей, работающих только небольшое время
на так называемом активном
участке полета.
В космосе нет трения, и
корабль полетит к цели, не
снижая скорости, пока уже
маневровые двигатели в заданной точке не скорректируют
его орбиту: например, не выведут на околопланетную орбиту.
В ближайшем будущем мы
будем летать несколько иначе.
И об этом можно говорить с
уверенностью. Электрореактивные двигатели, допустим
ионные или плазменные, не
требуют большого количества
топлива и способны непрерывно работать долгое время.
Ожидается, что к Марсу пилотируемая экспедиция полетит
на таких двигателях. Это позволит существенно сократить
время полета. Корабль будет
двигаться в полете с постоянным ускорением, а пролетев
половину пути, развернется
двигателем в сторону Марса,
чтобы сбросить скорость и не
пролететь мимо цели. Наблюдая «Авалон» на протяжении
всего фильма, можно сказать,
что именно такой принцип полета выбрали его создатели.
Его двигатель включен весь
полет – стало быть, все это
время корабль ускоряется.
Однако в конце фильма, когда
корабль уже подлетает к планете, мы все еще видим, что
двигатель включен и ничего
не говорит о том, начал ли коNAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
87
С точки зрения науки
рабль сбрасывать скорость. Не
промахнется ли?
К ЗВЕЗДЕ НА ОГОНЕК
Пожалуй, одна из самых
эффектных сцен – это пролет
мимо Арктура, самой яркой
звезды в созвездии Волопаса
и четвертой по яркости звезды
земного ночного неба. Что заставило организаторов полета
проложить маршрут корабля с
пятью тысячами колонистов на
борту через чужую звездную
88 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
Ненаучный элемент: космическая фантастика с точки зрения науки
систему – не совсем понятно. В
космосе достаточно просторно,
и нужно очень постараться,
чтобы выбрать такую траекторию полета, когда невозможно
облететь какую-либо звезду.
Ко всему прочему, это слишком опасно и энергозатратно.
Что бывает с гостями из
далекого космоса в чужих
звездных системах, можно посмотреть на примере
межзвездного астероида Оумуамуа. Влетев в Солнечную
систему со стороны Веги –
звезды в созвездии Лиры, –
он покидает ее в сторону
созвездия Пегаса. Тем самым
улетает под углом в 66 градусов от изначального направления. Конечно, межзвездный
корабль не астероид, у него, в
конце концов, есть двигатели.
Но физика для всех одна. И
легче облететь гравитационную воронку звезды на своем
пути, чем забраться в нее и
затем тратить топливо на то,
чтобы корректировать свой
маршрут.
Кстати, эта звезда ярче
Солнца более чем в 110 раз
и больше его в диаметре в
25 раз. Смотреть на столь
яркую звезду – сомнительное
и опасное удовольствие. Мы
и на Солнце-то с расстояния в
одну астрономическую единицу не можем смотреть долго
и при наблюдении, например,
затмений используем защитные стекла, а здесь герои
смотрят на Арктур, который у
них практически за иллюминатором.
ИСКУССТВЕННАЯ
ГРАВИТАЦИЯ БЫСТРО НЕ ПРОПАДЕТ
А теперь вспомним еще
раз, как движутся корабли в
космосе. Выключение двигателя не приведет к остановке,
равно как и к прекращению
вращения. Движение не прекратится, если в двигателе произойдет авария, и искусственная гравитация, создаваемая
вращением, – тоже. Но только
не в этом фильме, где косми-
ческий корабль напоминает
огромный парк развлечений, а
аттракцион с неожиданно появляющейся невесомостью, пожалуй, самый экстремальный и
захватывающий.
Впрочем, в киноиндустрии
главное – развлечь зрителя.
Поэтому, восхищаясь придумками сценаристов и режиссеров, не стоит забывать, что
иногда они идут против науки,
и зрителю, интересующемуся
темой, ничто не помешает выяснить где.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
89
С точки зрения науки
БРОСИТЬ
КУРИТЬ
по-научному:
методы, которые
действительно работают
DEPOSITPHOTOS.COM
Наталья Пелезнева
О том, что курение опасно для здоровья, знают все: об этом то и дело
напоминают социальная реклама и
пугающие иллюстрации на пачках
сигарет. Несмотря на это, число
курильщиков снижается очень медленно. Даже те, кто искренне хочет
отказаться от вредной привычки,
сталкиваются с трудностями – все
потому, что бросить курить действительно непросто. Разберемся, какие
методики отказа от табака наиболее
эффективны с точки зрения ученых.
90 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
Раз и навсегда: резкий
отказ от курения
Н
ередко можно
услышать, что
бросать курить
нужно резко и
решительно –
такой способ
эффективнее,
чем постепенное снижение
числа сигарет в день. В англоговорящих странах практика
моментальной «завязки» даже
получила особое название –
«cold turkey». Авторы научных
исследований регулярно сравнивают этот метод с другими и
чаще всего приходят к выводу:
решительный отказ от табака
действительно работает лучше, чем последовательное
снижение дозы никотина.
В 2016 году этот вывод подтвердили оксфордские ученые
вместе с коллегами из других
британских университетов (их
статья опубликована в журнале Annals of Internal Medicine).
В эксперименте участвовали
697 взрослых курильщиков,
которые собирались отказаться от никотина в течение
двух недель. Все они получали
заместительную терапию – им
раздавали никотиновые пластыри и спреи.
Добровольцев разделили
на группы: в одной бросали
курить «раз и навсегда», участники другой уменьшали число
сигарет постепенно. Через месяц после начала эксперимента
ученые подвели первые итоги.
От курения успешно воздерживались 49% тех, кто «завязал»
резко, и 39% волонтеров из
второй группы. Через полгода
после старта к вредной привычке не вернулись 22% сторонников «cold turkey» и 15,5%
тех, кто выбрал постепенный
отказ.
Этот эффект наблюдали
и другие исследователи. Воз-
можное объяснение предложили ученые из Университета
Вермонта, их работу в 2007
году опубликовал журнал
Addiction. По мнению ученых,
те, кто выбирает постепенный
путь, зачастую менее мотивированны: снижая число сигарет
понемногу, они стараются оттянуть момент полного отказа
от никотина.
Чтобы повысить шансы
на успех при решительной
«завязке», эксперты рекомендуют еще до начала попыток
продумать, чем замещать привычные действия, связанные с
курением: например, выпивать
стакан воды вместо утренней
сигареты. Другую эффективную замену рекомендуют психологи из Университета Плимута: в 2014 году они выяснили,
что партия игры в «Тетрис»
снижает желание закурить в
среднем на 24%.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
91
С точки зрения науки
Е
Бросить курить по-научному: методы, которые действительно работают
Добавь азарта:
споры на деньги
ще один эффективный метод отказаться от вредной
привычки – финансовый стимул, при
этом риск собственными деньгами мотивирует лучше, чем возможное вознаграждение. Это подтвердил эксперимент, который
провели в Пенсильванском
университете (его описание
опубликовали в журнале New
England Journal of Medicine в
2015 году).
В опытах участвовали 2538
курильщиков, их успехи в отказе от привычки отслеживали с
помощью тестов, выявляющих
наличие никотина в организ-
ме. Добровольцы проходили
проверки спустя две недели,
месяц и полгода после официального отказа от сигарет.
Часть волонтеров за каждый успешно пройденный тест
получала 200 долларов, а тем,
кто продержался полгода, выплачивали еще 200 долларов
премии – итого участники могли заработать 800 долларов.
Другая (меньшая) группа перед
началом опытов внесла депозит в 150 долларов: успешно
завершив программу, они
получали назад свои деньги и
премию в 650 долларов.
Личный вклад оказался эффективнее: хотя доходы второй
группы в итоге были ниже, ее
участники чаще добивались
своей цели и бросали курить.
Через год после начала опытов
от курения воздерживались
17% людей из «депозитной»
группы и 8% тех, кто получал
только премию. Стоит уточнить,
что пожертвовать своими деньгами изначально согласилась
лишь малая часть добровольцев (около 13%), поэтому с точки зрения общественной пользы лучше работает вариант с
премией: он позволяет удержать от курения больше людей.
Но для тех, кто сам решил бросить вредную привычку, спор
на солидную сумму может стать
неплохим доводом в пользу
здорового образа жизни.
Ф А К Т Ы
Самый маленький динозавр из когда-либо живших на Земле – Ashdown
maniraptorian. Его размер
составлял от 33 до 50 сантиметров. Длина позвонка,
найденного на раскопках, –
всего 7,1 миллиметра. При
жизни взрослая особь весила всего 200 граммов.
Бросаем вместе:
поддержка близких
О
тказаться от
курения нелегко в принципе,
но еще труднее
справиться с
этим в одиночестве. Ученые
из Университетского колледжа
Лондона выяснили: если от
привычки отказываются оба
партнера в паре, вероятность
успеха значительно выше, чем
если бы один из них продолжал курить. Работу опубликовали в журнале JAMA Internal
Medicine в 2015 году.
Исследователи изучили
данные о 3722 британских
парах старше 50 лет, которые
живут вместе. При поддержке партнера отказаться от
табака удалось 50% женщин
и 48% мужчин. В парах, где
второй супруг продолжал
придерживаться вредной
привычки, успешно отказались от табака лишь по 8%
мужчин и женщин. Интересно,
что попытки вместе сбросить
лишний вес оказываются не
такими успешными: даже при
совместных усилиях похудеть
удавалось 36% женщин и 26%
мужчин.
Сказать табаку «нет»
помогает и поддержка дру-
зей в социальных сетях. В
2015 году канадские ученые
сравнили эффективность приложения Break It Off, разработанного для поддержки бросающих курить, и традиционной
телефонной горячей линии.
Участниками эксперимента
стали канадцы в возрасте
от 19 до 29 лет: они должны
были продержаться без сигарет как минимум месяц.
Приложение, работающее с
соцсетями, помогло справиться с задачей 32% процентам
добровольцев, а телефонные
консультации сработали лишь
для 14% волонтеров.
Первым, кто предположил, что Земля вращается вокруг Солнца, был греческий философ
Аристарх Самосский, живший в III веке до
нашей эры.
Астероид 87 Сильвия открыли в 1866 году и
назвали в честь Реи Сильвии – мифической
матери основателей Рима. В 2001-м у астероида обнаружили первый спутник, а в 2004-м –
второй. Естественно, им решили дать самые
подходящие имена – Ромул и Рем.
С точки зрения науки
Бросить курить по-научному: методы, которые действительно работают
Волшебная таблетка:
заместительная терапия
и препараты
П
DEPOSITPHOTOS.COM
обороть тягу к
табаку позволяют
не только поведенческие, но и
«химические»
методы. Самый
изученный из
них – никотинзаместительная
терапия. Это название объединяет все способы, которые
помогают снабжать организм
небольшими дозами никотина,
чтобы ослабить проявления
94 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
«синдрома отмены» и облегчить отказ от сигарет.
Сегодня существует множество средств для доставки
маленьких доз никотина в
организм: специальные пластыри, жевательные резинки,
леденцы, ингаляторы, спреи
для носа и полости рта. Исследования показывают, что эти
методы работают одинаково
эффективно – можно выбрать
любую удобную форму. В 2015
году никотиновые пластыри и
жевательные резинки вошли
в перечень основных лекарственных средств Всемирной
организации здравоохранения.
Есть и лекарства, которые помогают отказаться от
курения. Один из самых популярных препаратов такого
типа – варениклин, известный
под торговым названием
«Чампикс». Это вещество
связывается с никотиновыми
ацетилхолиновыми рецепторами подтипа α4β2. На те же рецепторы воздействует никотин,
вызывая реакции, стимулирующие выброс дофамина – нейромедиатора, который играет
важнейшую роль в системе
вознаграждения мозга. Дофамин вырабатывается в организме после любого приятного и субъективно полезного
опыта – от секса или вкусного
ужина до решения важной для
нас задачи. Связываясь с этими рецепторами, никотин вызывает всплеск удовольствия:
так мозг делает первый шаг к
зависимости от табака.
Варениклин служит частичным агонистом рецепторов
α4β2. Он стимулирует рецепторы, но воздействует на них
слабее, чем никотин. Одновременно препарат преграждает
«дорогу» никотину, не пропуская его к рецепторам, поэтому человек получает меньше
удовольствия от курения.
Варениклин используют во
многих странах, но применять
лекарство стоит только по назначению врача: исследования
показывают, что у препарата
немало побочных эффектов.
В 2016 году ученые из Университета Висконсина пришли
к выводу, что никотинзаместительная терапия и варениклин
обладают примерно одинаковой эффективностью; исследование опубликовал журнал
Journal of American Medical
Association. В наблюдениях
участвовали 1086 курильщиков. Через год к табаку не
вернулись 20,8% тех, кто пользовался пластырем, и 19,1%
получавших варениклин.
ЦИФРЫ
10 783
метра – ширина гранитного
уступа водопада Кхон на реке Меконг в Лаосе. Его открыли в
1920 году, и это самый широкий водопад в мире.
1000
Более
– столько видов динозавров
существовало на нашей планете. Ежегодно палеонтологи
открывают несколько десятков новых видов.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
95
С точки зрения науки
Бросить курить по-научному: методы, которые действительно работают
Методы будущего:
фермент-конструктор и
обучение во сне
С
DEPOSITPHOTOS.COM
егодня ученые
работают и над
принципиально
новыми экспериментальными
методами борьбы с курением.
Одним из них может стать
«вакцина» против вредной
привычки: такой препарат
создают ученые из Научно-исследовательского института
Скриппса в США.
По планам ученых, это
средство сможет разрушать
никотин в крови курильщика
еще до того, как опасное вещество достигнет мозга. Для
этого исследователи предложили использовать фермент
NicA2: он ускоряет окисление
никотина, превращая его в
безопасное для организма
соединение. Этот фермент
производят найденные в почве
бактерии Pseudomonas putida,
однако «природный» NicA2
быстро выводится из человеческого организма.
96 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
Ученые усовершенствовали фермент, добавив к нему
последовательность аминокислот, позволяющую NicA2
связываться с альбумином –
белком, который постоянно
присутствует в крови и разрушается гораздо медленнее.
Препарат успешно испытали
на лабораторных крысах, но
люди смогут воспользоваться
им нескоро: исследователи
ищут способы еще продлить
срок «жизни» лекарства в
крови, чтобы вводить препарат
пациентам как можно реже.
Другой неожиданный метод – борьба с курением при
помощи неприятных стимулов
во сне. Этот способ испытали
в 2014 году в израильском
Институте имени Вейцмана, в
опытах участвовали 66 курильщиков. Они провели ночь в
сомнологической лаборатории
института: во сне добровольцы
из экспериментальной группы
одновременно вдыхали запахи
табачного дыма и испорчен-
ной рыбы. Волонтеры из контрольных групп подвергались
воздействию двух запахов во
сне, но не параллельно, либо
вдыхали неприятные ароматы
вместе, но в состоянии бодрствования.
Терапия сработала только для экспериментальной
группы: наутро после опыта
ее участники не помнили о запахах, но выкуривали меньше
сигарет. Максимально снизить
потребление никотина удалось
тем, кто ощущал запахи дыма
и рыбы на второй стадии фазы
медленного сна: они стали
курить на 30% меньше. В контрольных группах количество
сигарет не изменилось.
Эти методы пока на стадии испытаний, и добиться
по-настоящему высокой эффективности еще не удалось.
По словам ученых, если такие
способы получится усовершенствовать, они смогут стать
частью комбинированной терапии зависимости.
П
Что, скорее всего,
не поможет
ока одни методы
успешно проходят
все новые и новые экспериментальные проверки, другие регулярно становятся
поводом для споров. Одна из
самых жарких дискуссий идет
вокруг электронных сигарет:
испарителей, «заряженных»
ароматизированной жидкостью. Начинка электронных
сигарет может содержать никотин или обходиться без него.
В 2013 году ученые из
Оклендского университета
провели эксперимент с уча-
стием 657 курильщиков, желающих отказаться от табака.
Одна группа использовала
электронные сигареты с никотином, вторая – никотиновые
пластыри, третья – испарители-«пустышки», содержащие
лишь ароматизаторы. Никотиновые испарители оказались ненамного, но все же
эффективнее других методов:
спустя полгода от привычки
избавились 7,3% их сторонников, 5,8% пользователей
пластырей и 4,1% добровольцев, которые пользовались
«пустыми» электронными сигаретами.
Впрочем, в последние
годы большая часть исследователей считает, что вейпы
скорее бесполезны для бросающих курить. Более того,
они могут осложнить отказ от
никотина. К такому выводу
пришли авторы метаанализа
38 исследований, опубликованного в 2016 году в журнале The Lancet. Двадцать из
изученных работ включали
описания экспериментов с
участием контрольных групп:
ученые выяснили, что использование испарителей
снижало шансы на успех в
среднем на 28%.
Почему бросать курить
все-таки стоит
К
урение регулярно
входит в списки
вредных привычек,
отказаться от которых сложнее всего.
По результатам
описанных выше
исследований легко заметить,
что большая часть добровольцев возвращалась к табаку,
даже если первые месяцы
после старта эксперимента
проходили успешно.
Но если человеку все же
удалось бросить курить, польза
для здоровья не заставит себя
ждать. По данным Всемирной
организации здравоохранения,
уже через 12 часов без сигарет
концентрация угарного газа в
крови снизится до нормального
уровня, а в течение 12 недель
улучшится кровообращение
и начнут восстанавливаться
функции легких. После года без
табака риск развития ишемической болезни сердца упадет в
два раза по сравнению с риском
для курильщика. Не стоит забывать и об опасности пассивного
курения: потребитель табака
вредит не только себе, но и здоровью окружающих.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
97
С точки зрения науки
ГЛОБАЛЬНОЕ
ПОТЕПЛЕНИЕ:
пять
сценариев
спасения
DEPOSITPHOTOS.COM
Илья Ведмеденко
98 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
Оптимисты говорят, что глобальное потепление
нам не угрожает, пессимисты – что людям уже не
спастись. Мы же постараемся не злить судьбу и
быть реалистами.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
99
С точки зрения науки
Глобальное потепление: пять сценариев спасения
1
ГЛОБАЛЬНОЕ НЕДОВЕРИЕ
DEPOSITPHOTOS.COM
К
онспирологи существовали всегда и
везде, и нет ничего
удивительного в
том, что они напомнили о себе и на
этот раз. Не будем
детально объяснять, почему
они неправы. Сразу нужно
сказать о двух вещах. Во-первых, глобальное потепление не
миф. Не замечать изменений
климатических условий может
лишь человек, совсем отстранившийся от реальности.
Во-вторых, винить в глобальном потеплении следует, скорее всего, нас самих. Вернее,
нашу недальновидность и самонадеянность. Наконец, третий и самый важный момент.
Без активного – на этот раз
положительного – вмешательства человека ситуация будет
только хуже. Но даже тогда
негативные процессы еще долгое время будут развиваться
по инерции.
Не так давно ученые
предсказали повышение
температуры в последующие
пять лет. Согласно статистике NASA, 2016 год – все еще
самый теплый за последние
сто лет. При этом ученые из
Национального центра научных исследований Франции и
британского Саутгемптонского
университета полагают, что
следующие пять лет могут
оказаться еще жарче. Интересно то, что исследователи
сделали акцент не только на
антропогенных факторах,
способствующих повышению
температуры, но и на влиянии
самой природы. Например, на
извержении вулканов.
Нет смысла напоминать,
чем чревато глобальное потепление. И все же: внимательно присмотритесь к региону
проживания. Если верить экспертам из Принстонского университета и их коллегам из университетов Ратгерса и Тафтса,
а также выводам независимых
организаций Climate Central и
ICF International, глобальное
потепление грозит затоплением
земель, на которых проживают
пять миллионов человек. Такой
мини-апокалипсис прогнозируют к 2150 году, однако отдельные его проявления мы можем
увидеть задолго до этого, а
затопление «опасных» регионов наверняка вызовет цепную
реакцию. В общем, ситуация
рискует стать совсем плохой,
зато скептики смогут воочию
убедиться в своей наивности.
Согласно выводам современных ученых, больше всего глобальное потепление дает о себе
знать в Арктике. Оно давно стало причиной отступления ледников, таяния вечной мерзлоты и сокращения морских льдов. Температура слоя вечной мерзлоты там за 50 лет в среднем увеличилась
с минус десяти градусов до минус пяти. Площадь поверхности арктических льдов с 1970 по 2002
год уменьшилась примерно на 25%, а их толщина сократилась на 1,3 метра.
Чем именно чреваты все эти процессы, все тоже хорошо знают или по крайней мере догадываются. Разрушение инфраструктуры, коллапс экономики пострадавших регионов, миллионы новых
беженцев. Новые войны за ресурсы и межэтнические конфликты. В общем, несмотря на то, что
некоторые холодные регионы станут более подходящими для сельскохозяйственной деятельности,
ничего хорошего в глобальном потеплении нет. По меньшей мере оно изменит привычный экономический уклад для львиной доли землян. Так что неудивительно, что именитые ученые все чаще
говорят о спасении от губительных изменений климата. Но как лучше всего это сделать? Приведем
пять возможных примеров.
100 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
СНИЗИТЬ ВЫБРОСЫ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ
С
амый очевидный
способ, который
тем не менее
может на данном этапе не
дать требуемого
эффекта. Не
секрет, что человечество делает и продолжает делать шаги
в этом направлении. Согласно
Парижскому соглашению по
климату, которое приняли 12
декабря 2015 года, для избавления от катастрофических
изменений нужно уменьшить
рост глобальных температур
на Земле в пределах двух
градусов (ориентиром служат
уровни до промышленной революции). Еще лучше – чтобы
температура находилась в пределах полутора градусов.
Многие развитые государства предпринимают системные шаги по снижению
количества выбросов, однако
об изменении климата нельзя
судить исключительно по показателям, допустим, Швеции
или Нидерландов. Один пример. Дональд Трамп выполнил
одно из своих предвыборных
обещаний – заявил о выходе
из Парижского соглашения.
По его мнению, из-за борьбы
с глобальным потеплением
США могут потерять миллионы рабочих мест и миллиарды
долларов. Можно не сомневаться, что страны, принявшие
новые правила игры, превратят договоренности в пустую
формальность. К тому же
сложно представить борьбу
с глобальным потеплением
в отсталых и слаборазвитых
государствах, где людям и
так приходится буквально
выживать. Ведь любые меры,
направленные на уменьшение количества выбросов, в
той или иной степени ударят
по экономике. Особенно на
первых порах. Политики, преследующие преимущественно
сиюминутные цели, не могут
этого не понимать. Но даже
если человечество в едином
дружеском порыве снизит выбросы, температура, вероятно,
не вернется на прежний уровень. То есть в мире все равно
будет жарко. Просто динамика
станет не столь угрожающей,
а последствия – более предсказуемыми.
Повлиять на темпы глобального изменения климата должен Киотский протокол.
Это дополнительный документ к Рамочной конвенции ООН об изменении
климата за 1992 год, принятый в Киото
в декабре 1997-го. Договор требует от
развитых государств и стран с переходной экономикой сокращения или стабилизации выбросов парниковых газов.
Ратификация и выполнение достигнутых
договоренностей вскрыли серьезные
противоречия между правительствами.
Ранее сообщалось, что Россия не планирует участвовать во втором периоде
обязательств по Киотскому протоколу.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
101
С точки зрения науки
2
САЖАТЬ ПОВСЮДУ ДЕРЕВЬЯ
Э
PLANT-FOR-THE-PLANET.ORG, STEEMIT.COM
Глобальное потепление: пять сценариев спасения
то еще один
условно «консервативный»
метод, который
экологи и активисты всех
мастей предлагают на протяжении десятилетий. Логика проста. Диоксид
углерода – один из основных
разрушителей атмосферы. И,
как полагает лауреат альтернативной Нобелевской премии,
депутат бундестага и председатель Всемирного совета по
возобновляемым источникам
энергии Герман Шеер, наилучшее средство для уничтожения
этого газа в атмосфере – насаждение повсюду деревьев. То
есть буквально везде, где это
возможно. От слов – к делу.
Еще в 2010 году немецкий
школьник Феликс Финкбайнер
(или люди, которые за ним
стоят) предложил инициативу,
которую вкратце можно описать так: давайте в каждой
стране посадим по миллиону
деревьев. Совместными усилиями дети исполнили мечту
Феликса: миллионное дерево
посадили еще в 2010 году.
Сейчас Феликс основал некоммерческую организацию Plantfor-the-Planet, которая занимается высаживанием деревьев и
борьбой с изменением климата
по всей Земле.
Нужно сказать, такого
рода инициативы поддерживают отнюдь не все. Некоторые ученые полагают, что,
102 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
если засадить лесами плодородные земли, человечество
потеряет почвы, необходимые
для обеспечения населения
едой. То есть станет меньше
мясных и молочных продуктов, ведь пастбища превратятся в непроходимые леса.
Нетрудно догадаться, чем это
грозит при росте населения
планеты, который, к слову,
продлится по меньшей мере
до середины столетия. Голод,
войны, нищета. В общем, ничего хорошего.
Если высаживать деревья
на менее плодородном грунте, то это может обернуться
колоссальными тратами и
нанесет непоправимый ущерб
экосистемам. «Даже если бы
мы могли использовать эффективные растения, такие
как тополя или прутьевидные,
и удержать 50% углерода, содержащегося в их биомассе,
при инерционном сценарии
непрерывного и неограниченного использования ископаемого топлива, то размер
плантаций, необходимых для
ограничения роста средней
температуры на планете величиной 2°C, приведет к разрушительным экологическим
последствиям», – говорит
сотрудник Потсдамского института изучения климатических изменений Лена Бойзен.
Очевидное решение далеко не
всегда самое лучшее. Похоже,
как раз тот случай.
3
Н
«ВЫСАСЫВАТЬ» ИЗ АТМОСФЕРЫ УГЛЕКИСЛОТУ
еудивительно, что
ряд исследователей предлагает радикальные меры.
Чисто технически
углекислый газ –
главный виновник
глобального потепления. Постоянный рост уровня содержания
его в атмосфере наблюдается с
начала индустриальной эпохи,
что само по себе говорит о многом. «Я тебя породил, я тебя и
убью!» – сказал всем известный персонаж всем известной
повести. С углекислотой все
немного сложнее. Само предложение «удалять углекислый газ
из атмосферы Земли» звучит в
духе великих строек коммуниз-
ма: долго, опасно, дорого. Так
оно и есть.
Ранее ученые полагали,
что цена тонны углекислого
газа, «добытого» из воздуха,
составит примерно 1000 долларов или даже больше, что,
несомненно, дорого. И даже
очень. Но недавно в журнале
Joule представили другие выводы. Эксперты говорят, что
цена тонны углекислого газа,
извлеченного из воздуха, – от
94 до 232 долларов за тонну.
Для всего этого нужны мощные промышленные установки
«высасывания» углекислого
газа из атмосферы.
Извлеченную углекислоту
хотят закачивать в огром-
ные подземные хранилища,
а потом использовать для
полезных целей. Компания
Carbon Engineering намерена
создавать топливо нового
типа, соединяя пойманный
углерод с водородом. Правда,
такое топливо получается
дороже бензина. По крайней
мере, сейчас. В общем и
целом идея интересная, но
во многих отношениях технически сложная. Может быть,
реализовать ее получится с
помощью идеи исследователей из канадского Университета Трента: не так давно они
предложили использовать
углеродопоглощающую способность горных пород.
Промышленное улавливание окислов углерода из окружающего воздуха
Рекламная концепция Plant-for-the-Planet
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
103
С точки зрения науки
4
Глобальное потепление: пять сценариев спасения
РАСПЫЛЯТЬ В СТРАТОСФЕРЕ СЕРУ
Т
оже звучит слишком глобально, не
так ли? Нечто подобное мы видели
в анимационном
фильме «Аниматрица», вот
только там люди боролись не
с глобальным потеплением,
а с ИИ. Кстати, идея себя не
оправдала. Чтобы эффективно отражать солнечные лучи,
специалисты предлагают
распылять в стратосфере
большие объемы серы. В
природе мы можем встретить
похожий механизм. Так, во
время извержения филиппинского вулкана Пинатубо
в 1991 году было выброшено
17 килотонн диоксида серы,
что привело к охлаждению
Северного полушария на
0,5-0,6 градуса. Лауреат
Нобелевской премии по химии 1995 года голландский
профессор Пол Крутцен (Paul
J. Crutzen) предложил распылить серу в стратосфере, используя артиллерийские орудия. Расчеты показали, что
такой метод в теории может
РАСПЫЛЕНИЕ АЭРОЗОЛЯ В СТРАТОСФЕРУ
АТМОСФЕРА
ДИОКСИД
СЕРЫ
ОТРАЖЕННЫЙ
СОЛНЕЧНЫЙ СВЕТ
104 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
увеличить отражательную
способность верхних слоев
атмосферы достаточно для
предотвращения глобального
потепления.
Но и здесь есть подводные камни. Эта инициатива
выглядит простой лишь на
бумаге. Непонятно, сколько
нужно серы. Не ясен предполагаемый эффект, да и
никто не возьмется детально
спрогнозировать возможные
негативные последствия.
Так, в качестве ожидаемых
побочных эффектов называют замедление гидрологического цикла. Это уменьшит
доступность пресной воды
и приведет к снижению муссонных осадков. Есть еще
одна проблема. По некоторым подсчетам, если начать
операцию в 2040 году, то
для удержания температуры
в пределах двух градусов
серу придется распылять в
течение приблизительно 160
лет. Стоимость реализации
такого проекта – до 20 миллиардов в год.
В качестве развития идеи
можно рассматривать концепцию американских ученых
из Гарвардского университета, предложивших распылить
в стратосфере мельчайшие
частицы карбоната кальция –
по сути, школьного мела. Это
не так эффективно, как сера,
однако, по мнению экологов,
не несет таких значительных
рисков для окружающей
среды.
5
СОЗДАВАТЬ НОВЫЕ ПЕРИСТЫЕ ОБЛАКА
В
качестве радикального метода снижения температуры
ученые предлагают
манипуляцию с перистыми облаками.
Они поглощают
уходящее от Земли длинноволновое излучение, что не
позволяет ей охлаждаться. «Перистые облака, образующиеся
на больших высотах, поглощают
часть излучения, которое в
противном случае уходило бы в
космос. В этом смысле они действуют как парниковые газы», –
объясняет Ульрика Ломанн из
швейцарского Института атмосферных и климатических наук,
один из авторов инициативы.
Исследователи применили
ряд специально построенных
моделей, чтобы изучить возможности уничтожения или создания искусственных перистых
облаков, поглощающих меньше
Е
тепла. Перистое облако состоит
преимущественно из ледяных
кристалликов. Для предотвращения их появления предлагают
засеять атмосферу крошечными
частицами: например, пылью
из пустыни или пыльцой. Вокруг них будут образовываться
более крупные кристаллы льда
при одновременном снижении
их общего количества. За счет
этого хотят предотвратить рассеяние солнечного света и дать
возможность более длинноволновому излучению уходить в
космос.
Возможный инструмент для
достижения цели – авиация.
Между тем даже сами авторы
инициативы делают акцент на
трудностях, с которыми могут
столкнуться те, кто соберется
претворить ее в жизнь. Одним
из рисков называют возможное
разрушение озонового слоя. То
есть недостатки этой идеи могут
привести не к снижению или
стабилизации температуры, а к
усилению эффектов глобального потепления. Очевидно, масштабной манипуляции с перистыми облаками нам не следует
ожидать, хотя это и не самый
технически сложный метод.
Глобальное потепление
стало хорошей темой для
создателей фильмов-катастроф. Еще в 2004 году на
экраны вышел нашумевший
американский триллер «Послезавтра» режиссера Роланда Эммериха. По сюжету
массовое таяние ледников
приводит к тому, что температура Мирового океана не
повышается, а резко снижается. Все это порождает
целый ряд непредсказуемых
явлений природы.
Вместо заключения
жегодно на свет появляются сотни и тысячи
новых серьезных
исследований, посвященных глобальному
потеплению. Поэтому
делать окончательные
выводы рано. Пожалуй, разумное
сочетание всех (или почти всех)
описанных выше методик может в
теории дать позитивный эффект.
Еще одна радикальная мера – переселение на другую планету – не
кажется реальным решением.
Условия на любой другой планете нашей системы несравнимо
хуже, чем самый страшный вариант глобального потепления на
Земле. То есть, даже если нашу
планету, образно говоря, затопит,
жить на ней будет все равно проще, чем на Марсе (далекие пла-
неты вообще не берут в расчет).
Есть еще один нюанс, о котором
в свое время заявлял покойный
Стивен Хокинг. Согласно прогнозам автономные колонии можно
будет создавать не ранее чем
через сто лет. До этого момента
любая космическая экспедиция
все равно будет привязана к родному дому. Поэтому лучше все-таки спасти старушку Землю.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
105
Психология
ПСИХОЛОГИЯ АЗАРТА:
кто не рискует – тот пьет шампанское
FREEPIK.COM
Ольга Фадеева
Лотерея, как известно, самый верный способ учета оптимистов, но
еще лучше – покер. Как, впрочем, и любая другая азартная игра. Недаром игроков называют наркоманами, а азарт – иглой. И это не сравнение, а медицинский факт: в Международной статистической классификации болезней (МКБ-10) лудомании, или гемблингу, присвоен код
F63.0. Любовь к азартным играм – такая же зависимость, как наркомания или алкоголизм. Как она проявляется и откуда у игромании ноги
растут – об этом в нашем материале.
106 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
А
Боги играли в кости
зартные игры
появились не
вчера, а много
тысяч лет назад.
Первые достоверные упоминания о
них встречаются
примерно 3500 лет до н. э. в
Древнем Египте. Археологи
находят фигурки, изображающие богов и людей, играющих
в бабки – таранные кости или
межфаланговые суставы овцы
или собаки. Это еще что: такие
предметы были обнаружены
и на стоянках древнего человека. Любили игру и древние
греки, и римские императоры,
особенно Август и Клавдий. Не
говоря уже о германцах, кото-
рые проигрывали в кости не
только свое имущество, но и
свободу: проигравшего попросту продавали в рабство.
Не лучше дела обстояли
в Азии. В священном санскритском тексте индуизма
Бхавишья-пурана, который
датируют 3000 годом до н. э.,
рассказывается о некоем принце, который, благодаря игре,
лишился и своего состояния,
и жены. Хотя для азиатских
преданий проиграть жену, дочь
и даже части собственного
тела – дело обычное.
Увлекались игрой и североамериканские индейцы, и уж
тем паче европейцы. Первое
устройство для игры в рулетку
появилось во Франции уже в
1765 году, первое казино (в
переводе с итальянского – «загородный дом») в 1863-м открыл принц Княжества Монако
Чарльз Гримальди, а первый
игровой автомат, именуемый
сегодня «одноруким бандитом», придумал американский
механик – тоже Чарльз по фамилии Фей – в 1895 году.
С игрой пытались бороться – сначала Церковь, потом
государство или вообще все
вместе. Но победить ее окончательно не удалось. Оно и
понятно: дело тут не столько
в обещании быстрых денег,
сколько в настоящей психологической зависимости.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
107
Психология азарта: кто не рискует – тот пьет шампанское
Психология
Ч
Адреналиновая игла
то же такое гемблинг? Согласно
определению МКБ10, это патологическая склонность,
которая «заключается в частых
повторных эпизодах участия
в азартных играх, что доминирует в жизни субъекта и
ведет к снижению социальных,
профессиональных, материальных и семейных ценностей,
когда не уделяется должного
внимания обязанностям в этой
сфере».
Выделяют множество
характерных черт игровой
зависимости. В соответствии
с американской классификацией психических расстройств
(DSM-IV, 1994) достаточно,
чтобы у человека совпали пять
признаков из десяти.
1 Человек увлечен игрой и все время возвращается к ней в мыслях, намеренно старается
отказаться от гемблинга или, наоборот, предвкушает очередную возможность; обдумывает
варианты – где достать денег на игру;
2 Не останавливает игру при все увеличивающемся объеме ставок. Его подогревает возрастающая острота ощущений;
3 Не раз предпринимал попытки побороть
свою страсть к игре;
4 Приходит в мир игры, чтобы уйти от мира
реального: сбежать от внутренних и внешних
проблем (снять чувство беспомощности, вины,
тревогу, депрессию и так далее);
5 Возвращается к игре на следующий день
после того, как проиграл, чтобы иметь возможность отыграться (при этом мысль о проигрыше
не дает ему покоя);
6 Проявляет беспокойство и раздражительность, если играет меньше или совсем отказывается от игры;
Чаще всего зависимостью
от игры страдают мужчины,
зато у женщин она проходит
тяжелее (впрочем, как и
любые другие формы зависимостей: к примеру, женщины быстрее спиваются,
становятся наркоманками,
им сложнее побороть зависимость). Увлечение игрой
происходит у них в три раза
быстрее, и оно хуже поддается лечению. А еще дамы
попадают в сети азарта в
более зрелом возрасте, да и
причины на то у них другие,
чем у мужчин. Гемблингу у
женщин, как правило, сопутствует депрессия, у мужчин – алкоголизм. Хотя люди,
склонные к азартным играм,
в принципе часто совмещают
многие виды зависимостей –
как алкоголизм, так и наркоманию. Понятно, что все это
приводит к печальным последствиям: для игроков характерны ссоры с близкими и
друзьями, разводы и частая
смена работы.
ЦИФРЫ
21
Около
% – общее содержание углерода в
организме человека (15 килограммов на 70 килограммов
массы тела). Углерод составляет 2/3 массы мышц и 1/3 массы
костной ткани человека.
18
% – такую долю покрывает Юпитер в небе Метиды, самого близкого своего спутника. Это в 130 раз больше
видимого диаметра Луны.
7 Лжет семье, врачам и другим людям, чтобы
не показывать свое пристрастие;
8 Человеку приходилось совершать противоправные действия: он шел на мошенничество,
кражу, подлог и тому подобное, чтобы найти
средства для игры;
FREEPIK.COM
9 Ставит под угрозу и даже готов разорвать
отношения с семьей, близкими и друзьями, бросить работу или учебу во имя игры;
108 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
10 Если из-за игры теряет деньги для содержания себя и семьи, перекладывает решение
проблем на других;
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
109
Психология
Психология азарта: кто не рискует – тот пьет шампанское
Корней много, зло – одно
П
ричины развития
игромании запутаны, как квантовые состояния.
Точно так же,
как и причины
любой другой
зависимости – наркотической,
алкогольной или любовной.
Большую роль в формировании аддикции играет конкретная ситуация, сложившаяся в
семье и окружении того или
иного человека. Хотя есть и
определенные факторы, которые способствуют возникновению гемблинга.
В первую очередь это
просто доступность азартных
игр и реклама их в интернете,
по телевизору, в СМИ. Еще
один фактор называют мотивационным. Люди, склонные
к лудомании, делятся на два
типа: первый – это игроки
«действия» (в игре они удовлетворяют потребности в
доминировании, риске, дока-
Психологи выделяют следующие семейные факторы в формировании игромании:
Нарушение психологических границ между поколениями (в семье нет гласных или негласных «правил», которые
регулировали бы взаимоотношения между старшими и
младшими членами семьи, или, напротив, они слишком
жесткие);
Взрослые не обладают эффективными моделями поведения в социуме, поэтому не могут показать пример детям;
У членов семьи нет четких ролей, потому отсутствуют
обозначенные права и обязанности;
Присутствуют двойные стандарты в реакциях на схожее
поведение ребенка (если он украл что-то в магазине, его
ругают, если украл что-то у богатых людей – хвалят, потому
что «так им и надо»);
Присутствует непоследовательность установок разных
членов семьи (последние имеют разные мнения в вопросах
воспитания детей и не пытаются договориться между собой);
Неадекватно планируется семейный бюджет (без учета
потребностей всех членов семьи, упор идет только на приоритеты одного человека);
Ф А К Т Ы
Спутник Нептуна Тритон открыл английский астроном Уильям Лассел 10
октября 1846 года, спустя всего лишь
17 дней после открытия самой планеты. Однако он еще более ста лет не
имел официального названия и упоминался просто как «спутник Нептуна».
Лишь в 1949 году, когда обнаружили
второй спутник планеты – Нереиду, он
получил свое название.
зывают свое превосходство
над другими). Второй тип
характеризуется тем, что в
процессе игры уходит от действительности, от потерь и
проигрышей, которые могут
происходить в реальности.
Разумеется, все это подкрепляется любопытством, интересом к новым ощущениям,
мотивацией выиграть деньги
и возбуждением, которое порождает азарт.
Огромную роль в формировании игровой зависимости
несет семейный фактор и
прежде всего – болезненное
выстраивание отношений с
близкими людьми, которое
порождает вообще любые
виды зависимостей. Из-за
неправильного воспитания
человек становится психологически слабым и уязвимым,
поэтому не может противостоять реальности, уходя от нее
в игру или пытаясь с ее помощью доказать что-то себе и
другим.
Характер формируется
под воздействием среды и
прежде всего семьи человека. Но есть и генетические
факторы, и пресловутое
воздействие обстоятельств.
Поэтому специалисты по
зависимостям выделяют
также личностный фактор.
Человек может обладать
чертами, присущими потенциальному игроку: низкая
самооценка, нетерпимость к
отказам в просьбах, слишком
острая реакция на критику,
повышенная тревожность,
склонность к депрессии, импульсивность, жажда риска,
нетерпимость к разочарованиям, желание ощущать
собственное могущество,
склонность к мистическому
мышлению.
Такие черты характера
помогают сформировать у
будущего игромана иррациональные установки, которые
психологи называют ошибками мышления. Это в первую
очередь вера в то, что деньги
решают все проблемы, в
том числе в общении между
людьми; что неуверенность в
себе можно побороть успехом
от выигрышей; человек представляет ставки в качестве
некой сделки; верит в то, что
долги можно вернуть, только
отыгравшись; и что он умеет
контролировать себя не только в вопросах того, играть
ему или нет, но и в том, сможет ли он удержаться от того,
чтобы не поставить на кон
все, что имеет.
Важен и экономический
фактор, формирующий в
массовом сознании привлекательность азартных игр.
Понятно, что делается это
для выгоды игорных корпораций, подключающих для
таких целей рекламу и скрытое воздействие на массовое
сознание. Формируются
установки на то, что азартный образ жизни – это круто
и престижно, что «вся наша
жизнь – игра», поощряется
пренебрежительное отношение к людям, не вовлеченным в игру, и презрительность к обычному способу
заработка.
Поскольку спутник Сатурна Энцелад одной
стороной постоянно повернут к планете, при
наблюдении с его поверхности Сатурн всегда
будет неподвижно находиться в одной точке
неба. Кроме того, имея видимый угловой диаметр почти в 30°, он будет выглядеть в 60 раз
больше, чем Луна, при наблюдении с Земли.
Если бы не парниковый эффект, жизнь на
Земле, скорее всего, не существовала бы. Без
парниковых газов в атмосфере средняя поверхностная температура планеты составила
бы от минус 18°C до минус 23 °C, притом что
сейчас она равна плюс 14,8 °С.
Психология азарта: кто не рискует – тот пьет шампанское
Психология
От эйфории – до тюрьмы
Зависимость от игры формируется не сразу, а постепенно. Специалисты по гемблинговым аддикциям выделяют несколько стадий.
Подготовительный этап. В это время у человека возникает лишь восприимчивость к
азартным играм: этому способствуют вышеперечисленные факторы, а еще влияние среды, в
которой превозносятся прежде всего материальные ценности, а не традиционное человеческое
отношение друг к другу;
Стадия выигрыша. Человек начинает играть и, благодаря развитому магическому мышлению и отсутствию критического, недостатку образования и плохо сформированной логике, обретает веру в свою удачливость. Выигрыши (они могут быть не только крупными, но и мелкими) заставляют его думать о своем могуществе, создают столь недостающую ему иллюзию управления
собой и миром, формируют завышенную самооценку. В этот период человек буквально упивается
игрой и поглощен ею настолько, что не видит никаких опасностей.
FREEPIK.COM
Стадия проигрыша. Человек полностью уходит в игру, которая становится центром
его жизни, семья и работа отходят на второй план. Появляется порочный круг: вступить в
игру – проиграть – залезть в долги – скрыться – снова начать играть, чтобы отыграться. И
так постоянно. По мере прогрессирования заболевания эти циклы повторяются все чаще.
Зависимый начинает обманывать окружающих, перестает выполнять свои обязанности, появляются такие качества, как раздражительность и повышенная утомляемость, скрытность
и злобность. Даже если человек выигрывает – его не удовлетворяет эта сумма, хочется все
больше и больше, в итоге теряет все. Именно тогда он начинает осознавать свою болезнь и
112 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
искать возможность побороть
ее – силой воли прекратить
играть. Как правило, у него
ничего не получается.
Стадия разочарования.
Полный крах жизни: у игромана накапливается огромное
число долгов, близкие от него
отвернулись. В результате
он полностью уходит в себя,
может начать употреблять
алкоголь. Для этой стадии
характерны также частые эмоциональные срывы. Все свободное время, как и раньше,
сконцентрировано на игре:
человек все еще надеется
отыграться, погасив одним
махом все свои долги.
Стадия безнадежности.
Игроман теряет последнее,
что имеет, – надежду на выигрыш. Но все равно продолжает играть – по инерции, просто
ради участия. На этой стадии
его, вероятно, ожидает арест
(из-за криминальных действий, которые он уже совершил или продолжает совершать) или смерть: его могут
убить за долги или он умрет
от передозировки алкоголем и
наркотиками.
ЦИФРЫ
пяти семи
От
до
сантиметров в длину
достигали особи муравьев рода Formicium, жившего в
среднем эоцене и полностью вымершего.
3600
Примерно
лет назад вымер последний мамонт. Это были карликовые (не выше 1,8 метра)
мамонты подвида Mammuthus primigenius wrangeliensis, которые жили на острове Врангеля в Чукотском море, далеко за
полярным кругом. К тому времени с момента строительства
пирамиды Хеопса прошло 1000 лет.
Все эти стадии человек
проходит быстро – всего за полтора или три
года, – хотя иногда дело
может затянуться и на
десять лет. Но в целом,
чтобы погубить – морально или физически –
полноценного здорового человека, игре потребуется совсем немного
времени.
NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
I
113
ПИСЬМА ЧИТАТЕЛЕЙ
Почему деревья перестают расти и не растут все выше и выше?
Артем Е., г. Южно-Сахалинск
Рост любого дерева, независимо от вида, со временем
останавливается. Конечно,
важную роль играет генетика
вида. Секвойя может дорасти
до такой высоты, до которой
не сможет, например, клен.
Так, самое высокое дерево
на планете – гиперион, гигантская секвойя, растущая в
национальном парке Редвуд в
Северной Калифорнии. Дерево
занесено в Книгу рекордов
Гиннесса и достигает высоты
115 метров. Выше деревьев
уже не найти.
Отмечено, что молодой
эвкалипт в первые годы после
высадки прибавляет более
двух метров в год, но уже в
90 лет его ежегодный прирост
составляет только полметра, а
в 150 лет дерево прекращает
рост. Ученых также давно волновал вопрос, почему деревья
перестают расти. Влияет возраст или достижение определенной высоты, а может быть,
что-нибудь еще?
Не так давно ученые-лесоведы Департамента сельского
хозяйства США, кажется,
нашли причину. Они пришли
к выводу, что деревьям трудно поднимать воду к своим
«верхним этажам». Листья
в кронах чаще и на более
длительный срок закрывают
устьица, чем листья нижних
ярусов. Таким образом, они
уменьшают испарение воды,
без которой не обходится фотосинтез – то, для чего, собственно, и существуют листья.
Однако через открытые устьица листьям поступает и другой
необходимый компонент этого
процесса – углекислый газ.
Если они открываются только
на короткое время, то снабжение листа сырьем для фотосинтеза затрудняется. Расти
выше уже нет необходимости,
листья не смогут выполнять
свою основную функцию. Таким образом, по мнению ученых, когда дерево больше не
способно доставлять воду ко
всем своим листьям, его рост
прекращается.
Правда ли, что жить на верхних этажах многоэтажных домов опасно?
Виктор Осипов, г. Новосибирск
Прекрасный вид из окон и
удаленность от шумных и загазованных улиц считаются преимуществами последних этажей
многоэтажек. Однако многие
уверены, что проживание на
верхних этажах вредно для
здоровья. Однозначного ответа
на этот вопрос все-таки нет,
так как в итоге все зависит от
дома, в котором вы живете,
экологии района и индивидуальных особенностей организма. Однако некоторых факторов все же стоит опасаться.
Так, например, воздух
выше пятого-шестого этажа не
так чист, как может показаться. Он, конечно, чище, чем на
первых этажах, но высота не
спасает от смога и отдельных
видов вредных веществ. Заводские трубы промышленных
предприятий дымят как раз на
этом уровне и выше.
Но, с другой стороны, концентрация выхлопных газов
выше именно на первых этажах, а еще к этому добавляются испарения от асфальтового
покрытия. На нижних этажах
действуют и другие факторы,
оказывающие негативное
влияние на здоровье: затененность, повышенная влажность,
грибок на стенах, холодные
полы зимой, насекомые, медленная циркуляция воздуха,
скапливание многих вредных
веществ в нишах около поверхности.
Возвращаясь к проблемам
жизни на верхних этажах,
стоит отметить, что внутри
зданий идет активный процесс
движения воздуха с нижних
этажей на верхние. Как следствие любой зараженный
бактериями и вирусами воздух, прошедший через органы
дыхания людей, болеющих
на нижних этажах, поднимается наверх. Верхние этажи
насыщены болезнетворными
микроорганизмами в два-три
раза больше, чем нижние. И
чем здание выше, тем этот
процесс активнее. Особенно
заметно это в тех многоэтажных домах, где вентиляция из
каждой кухни выходит в единый вентиляционный канал,
ведущий на крышу. Что касается совсем высотных домов,
то, например, на 40-м этаже
воздух будет более разрежен,
чем на нижних или хотя бы
средних этажах, а это чревато
перепадами артериального
давления.
Кроме того, зачастую чем
выше этаж, тем тоньше конструкция. Разница в толщине
стен на первом и последнем
этажах нужна для облегчения
верхней части здания. Поэтому
и слышимость на верхних этажах очень хорошая. В результате накапливаемое психологическое напряжение и отсутствие
ощущения уединения негативно
сказываются на психике.
Однако это не все: последние этажи высоток подвержены вибрации сильнее, чем
части строений, близких к
уровню земли. Эти микроколебания человеческому уху недоступны, но они раздражают
нервную систему. Постоянная
вибрация негативно влияет на
отдельные структуры мозга и
центральную нервную систему.
Человек без видимых причин
может испытывать постоянное
беспокойство.
Присылайте свои вопросы на адрес: blitz@naked-science.ru
С ТОЧКИ
ЗРЕНИЯ
НАУКИ
Скачай Naked Science
на свой iPad, iPhone или Android-устройство
В дополнение к материалам ты получишь:
интерактивные схемы
видеоролики
спецэффекты и анимацию
3D-иллюстрации
эксклюзивные фотографии
16+
Подробности на сайте naked-science.ru
116 I NAKED SCIENCE I октябрь-ноябрь, 2018
Автор
barmaley
barmaley1107   документов Отправить письмо
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
4
Размер файла
62 464 Кб
Теги
NAKED SCIENS
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа