Разные разности

…в Солнечной системе в сфере радиусом 50 а. е. в каждый момент времени может находиться около 50 межзвездных тел размером более 50 м, хотя их наблюдение пока происходит случайно и весьма редко, как, например, открытие первой межзвездной кометы 2I/Borisov в 2019 году («Астрономический вестник», 2021, 55, 2, 144—152)…

…в ЦЕРНе создали новый сверхчувствительный инструмент для поиска аксионов — гипотетических элементарных частиц, образующих темную материю («Physical Review Letters», 2021, 126, 041301, полный текст)…

…впервые в России получено жизнеспособное потомство крупного рогатого скота методом клонирования ядер соматических клеток; подтверждена идентичность генотипа теленка и линии фибробластов, используемых для клонирования («Доклады Российской академии наук. Науки о жизни», 2021, 496, 1, 99—103)…

…согласно данным ООН, примерно 931 миллион тонн продуктов питания, или 17% от общего количества еды, доступной потребителям в 2019 году, было выброшено в мусор (UNEP Food Waste Index Report 2021, 04 марта 2021)…

…отработанное масло канолы, серу и обрезки шерсти использовали для производства нового экологичного изоляционного материала для жилья («Chemistry Europe», 2021, февраль)…

…активное вещество цветков зверобоя может стать основой для катализаторов фотохимических реакций («Green Chemistry», 2021, 23, 881—888, полный текст)…

…совпадение мест зимовок при разных путях миграции взрослых и молодых орлов-могильников, родственных между собой, позволяет предположить, что информация о местоположении зимовок — наследственный фактор («Зоологический журнал», 2021, 100, 4, 409—418)…

…созданы контактные линзы с золотыми наночастицами для коррекции формы дальтонизма, при которой человек не различает зеленый и красный цвета («ACS Nano», 2021)…

…на территориях, где сверхкритические уровни загрязнения уничтожили весь напочвенный покров, первыми поселяются бесцветковые растения, и самые выносливые из них — печеночники Nardia geoscyphus, Gymnocolea inflata, Solenostoma confertissimum и мхи Pohlia nutans и Dicranella cerviculata («Лесоведение», 2021, 2, 195—207)…

…с каждым годом все больше животных гибнет при столкновении с самолетами на посадочных полосах («Mammal Review», 2021, февраль)…

…древнейший духовой инструмент из раковины, сделанный в палеолите, 17 000 лет назад, издает три ноты — до, ре и до-диез («Science Advances», 2021, 7)…

…скорость старения существенно не менялась и была практически одинаковой для разных стран с середины XVIII до середины XX в., однако с середины прошлого века она впервые замедлилась по всем показателям, включая максимальную продолжительность жизни («Известия Российской академии наук. Серия биологическая», 2021, 2, 117—120)…

Художник Георгий Варнай

С Луной связано немало обычаев, которые многие рассматривают как суеверия. Например, добрая половина садоводов-огородников практически молится на лунный календарь посадок, и никакие слова науки их не убеждают, что нет никакой разницы, когда сажать огурец – в день полной или новой Луны. С другой стороны, исследователи солнечно-земных связей не раз замечали, что фазы Луны можно обнаружить в некоторых проявлениях физиологии человека, например они сказываются на составе мочи; не все признают результаты таких наблюдений достоверными. А с третьей стороны, многие на собственном опыте не раз замечали – при экстремальных фазах Луны, особенно в полнолуние, спится хуже всего.

Но вот нашелся смельчак, Горацио да ла Иглесиа из университета штата Вашингтон, который при участии коллег из США и Аргентины провел подробное исследование с помощью наручных датчиков, фиксирующих поведение человека («Science Advances», 27 января 2021 года). В первой серии опытов участвовало около сотни обитателей трех индейских деревень в аргентинской Формозе, причем в двух из них не было электричества. Ко второй привлекли полтысячи студентов из Сиэтла. С помощью датчиков не только удалось фиксировать время отхода ко сну и его продолжительность, но и особенности поведения: это было нужно для того, чтобы очистить данные опыта от шума. Результат был такой: в течение пяти дней перед полнолунием люди ложились спать на полчаса позже, а продолжительность сна на три четверти часа меньше. И это нисколько не зависит от наличия электричества и огней большого города.

Де ла Иглесиа предполагает, что полная Луна продлевала древним людям световой день и эта особенность поведения сохранилась до сих пор. Однако у индейцев из неэлектрифицированных деревень на сон влияло еще и новолуние, правда, не столь заметно. Такой факт ввел исследователей в смятение и заставил думать, что свет тут не главный. Итак, поиск способа, которым человек узнает про фазы Луны, не глядя на небо, становится предметом дальнейшего расследования, запланированного смелым ученым. 

Художник Gary Larson

Почему подгорает пища? Оказывается, несмотря на тысячелетия работы, человечество до недавнего времени не знало ответа на этот простой вопрос. Ясность внес творческий коллектив исследователей из Чешской академии наук в составе Александра Федорченко и Яна Хрубы («Physics of Fluids», 2 февраля 2021 года).

Ведь как происходит приготовление жареной пищи? На сковородку наливают масло и кладут, скажем, кусок мяса. Огонь горит, масло скворчит, из мяса выливается сок. Все очень аппетитно. Но когда доходит дело до подачи блюда на стол, выясняется, что оно пришкварилось к сковородке. Что же случилось?

Изучение динамики жидкости позволяет найти причину: ею оказался неравномерный нагрев днища. Поэтому масло в середине нагревается сильнее. И чем оно горячее, тем меньше сила поверхностного натяжения. В результате холодные края масляной лужицы вытягивают своей силой жидкость из центра, ее слой истончается, и вот ничем не защищенное сухое мясо начинает подгорать.

Вывод, сделанный из этой, вне всякого сомнения, фундаментальной, то есть удовлетворяющей любопытство исследователя, работы, впрочем, следует вполне очевидный: чтобы слой масла в центре не истончился и силы натяжения не стали его разрывать, не надо масла жалеть. Да и сковородку следует брать потолще, а лучше из меди с ее огромной теплопроводностью – в такой сковородке тепло быстро распределяется по всей плоскости днища, и сила натяжения перестает разрушительно действовать на приготавливаемое блюдо. А то еще можно взять казан – у него нет большого плоского днища, и весь описанный механизм тут не работает.

…большую часть доходов от использования Мирового океана получают 100 транснациональных корпораций — Ocean 100; так, из 1,9 трлн долларов дохода в 2018 году им досталось примерно 60% («Science Advances», 2021, 7, 3, eabc8041; doi: 10.1126/sciadv.abc8041, полный текст)…

…впервые проведена оценка содержания пластиковых частиц в поверхностных водах Байкала — от 19 000 до 75 000 на 1 км² поверхности при среднем значении 42 000; главным образом это продукты распада бытовых упаковочных материалов («Водные ресурсы», 2021, 48, 1, 42–51)…

…морские водоросли улавливают пластиковый мусор, который образует агрегаты с их лигноцеллюлозными волокнами; эти агрегаты выбрасываются на берег и таким образом покидают прибрежную зону океана («Scientific Reports», 2021, 11, 254; doi: 10.1038/s41598-020-79370-3, полный текст)…

…в Намибии впервые обнаружены два карликовых жирафа ростом 2,8 и 2,6 м («BMC Research Notes», 2020, 13, 569; doi: 10.1186/s13104-020-05403-9, полный текст)…

…требования к мощности, скорости и энергопотреблению, необходимым для дальнейшего развития искусственного интеллекта, помогут выполнить фотонные процессоры («Nature», 2021, 589, 44–51; doi: 10.1038/s41586-020-03063-0; 52–58; doi: 10.1038/s41586-020-03070-1)…

…в Сколтехе создали химические датчики, воспринимающие запахи, и компьютерное наблюдательное устройство для оценки готовности курицы гриль в духовке («Food Chemistry», 2021, 345, 128747; doi: 10.1016/j.foodchem.2020.128747)…

…семнадцать землетрясений с магнитудой M ≥ 6,5 в 1994–2017 гг. произошли в течение двух суток после 50 сильнейших магнитных бурь («Физика Земли», 2021, 1, 24–40)…

…продемонстрирована высокая эффективность использования термогелиокса, то есть ингаляции высокотемпературной смесью гелия и кислорода, при лечении пациентов с COVID-19 («Доклады Российской академии наук. Науки о жизни», 2021, т. 496, № 1, с.94–98)…

…создан хирургический микробот в корпусе размером 6×16 мм, который управляет оптоволоконным лазером и может быть интегрирован в существующие эндоскопические инструменты («Science Robotics», 2021, 6, 50, eabd5476; doi: 10.1126/scirobotics.abd5476, полный текст)…

…трансплантация полнослойных лоскутов кожи человека размером 15×5 мм животным с иммунодефицитом обеспечивает успешную интеграцию и сохранение всех структур кожи и позволяет изучать их в норме и патологии («Онтогенез», 2021, 52, 1, 56–67)…

…проверить соотношение арабики и робусты в сорте кофе можно с помощью ЯМР, определив концентрации всего двух соединений, дитерпеноидов 16-O-метилкафестола и кавеола («Journal of Agricultural and Food Chemistry», 2020, 68, 49, 14643–14651; doi: 10.1021/acs.jafc.0c06239)…

…мониторинг динамики признаков в десяти популяциях кустарниковой улитки из Подмосковья и парков Москвы в 2003–2019 гг. выявил стойкую тенденцию увеличения частоты желтых раковин, что объясняется осветлением мест обитаний («Генетика», 57, 1, 116–122)…

Художник Coco

Кобчик — сокол небольшой, размером несколько меньше голубя. Однако ужас на обитателей полей он наводит не меньший, чем ударный беспилотник на участников современного боя. Казалось бы, ползет по дороге какая-то жужелица, по своим делам переползает с одной части поля на другую. И вдруг из поднебесья на ее голову сваливается крылатая беда. Оказывается, пока жук выползал из травы на оперативный простор, за ним следило недреманное око кобчика. А он-то уж вкусненького жука не упустит. Впрочем, не только жука — и кузнечика, и стрекозу.

Однако теперь стало нелегко жить кобчику, падает его поголовье, и вот уже оказался он в приложении к Красной книге России и в Красной книге Евросоюза. Отечественные ученые предполагают: виной тому пестициды — мол, жуки травятся, а вместе с ними и кобчики. Но вот их венгерские коллеги, подготовившие в 2009 году для Еврокомиссии План действий по защите кобчика, считают: не пестициды виноваты, а изменение практики земледелия. Например, многократное снижение поголовья скотины увеличивает высоту травостоя на лугах, и кобчик не может разглядеть добычу. Еще хуже действуют бескрайние поля высокорослых культур: кукурузы, подсолнечника; они надежно скрывают жуков, кузнечиков и даже мышей от парящего в небе хищника.

Но фатальной для кобчика оказывается борьба с врановыми, особенно с грачами, которых принято даже отстреливать, например, в Румынии и на Украине. Дело в том, что кобчики живут колониями по сотне птиц, а селятся они как раз в грачевых колониях; занимают гнезда, освободившиеся после вылета птенцов. Нет грачей — кобчикам негде селиться, и они перестают размножаться. А с грачами и жизнь у кобчиков веселее, хотя, казалось бы, обе птицы едят одних и тех же насекомых и должны конкурировать. Вот так выходит, что, потянув за одну ниточку, можно вызвать целую лавину последствий, одним необдуманным движением нарушить хрупкое равновесие: казалось бы, чем насекомоядные грачи могут кому-то мешать?

А что это мы в январе вспомнили о маленьком соколе, который прилетит к нам из Африки лишь в мае? Да потому, что Союз охраны птиц России объявил его птицей 2021 года, года Кобчика.

Художник Forchner

Физическая нагрузка — непременное средство борьбы как за общее здоровье, так и с избыточным весом. Понимание тонкостей такой борьбы становится особенно актуальным в мире, переживающем виртуальную трансформацию, когда многие переходят на дистанционную работу. При этом сознание уходит в виртуальное пространство, а тело прочно прилипает к дивану и порой неделями не покидает этого насиженного места.

И вот, оказывается, зима — самое время, когда можно эффективно расправляться с нарастающим от такого образа жизни жирком. Это выяснили канадские исследователи из Лаврентийского университета, что в провинции Онтарио, во главе с Домиником Ганьоном Journal of Applied Physiology, 3 декабря 2020 года. Интересно, что они не заставляли участников эксперимента выполнять какие-то изматывающие упражнения. Всего-то надо было вечером десять раз по минуте крутить педали велотренажера на максимальной скорости, а потом полторы минуты отдыхать. Причем скорость определяли точно — по потреблению кислорода, соответственно 90 и 30% от пикового значения, ранее выявленного в лаборатории для каждого участника. Между прочим, каждый теперь, в связи с пандемией ковида, может купить такие измерители, например, через Сеть.

А при чем тут холод? При том, что четверть часа до начала упражнений участники охлаждались в комнате с температурой 0°С. Ну и сами упражнения проводили на холоде. Результат оказался потрясающим — переработка жира выросла в три с лишним раза по сравнению с упражнениями в теплой комнате. Подробное изучение путей метаболизма показало: сгорал тот жир, что находится в мышечных тканях.

Однако благотворное влияние холодная тренировка оказывала лишь сама по себе: жир сгорал во время упражнений. Когда участники эксперимента с утра съедали плотный завтрак с жирной пищей, вечернее упражнение никак не сказывалось на углеводно-жировом обмене. А вот теплая вечерняя тренировка хоть и сжигала меньше жира, зато после завтрака уровень сахара в крови рос не столь сильно, а уровень триглицеридов даже падал. Впрочем, физиологи только начали задумываться о различии этих двух феноменов и пока объяснить, что более и кому полезно, не могут. Отсюда мораль: если стараться сжигать жир, одной холодной тренировкой не обойтись, нужно проявить силу воли и уменьшить поглощение пищи, в первую очередь жирной. Ну а если привыкнуть к такому образу жизни зимой, глядишь, и летом будет привычнее крутить педали настоящего велосипеда: получится сезонное чередование холодной и теплой тренировок.

…ученые из университета Осаки описали трехмерные недифракционные оптические волновые пакеты, известные как «световые пули», скорость которых можно контролировать («Communications Physics», 2020, 3, 211; doi:10.1038/s42005-020-00481-4, полный текст)…

…немецкие химики синтезировали молекулу, в которой содержится атом кремния с четырьмя ковалентными связями, расположенными в одной плоскости («Journal of the American Chemical Society», 2020; doi:10.1021/jacs.0c11628)…

…возрастание частоты и силы штормов, вызванное изменением климата, резко снижает соленость прибрежных вод, а это, в свою очередь, провоцирует смертельные заболевания кожи у дельфинов во всем мире («Scientific Reports», 2020, 10, 21979; doi:10.1038/s41598-020-78858-2)…

…разработан интерфейс, который позволяет мышам управлять курсором с помощью активности их мозга; если мышь помещает курсор в определенное место, она получает награду («Neuron», 2020; doi:10.1016/j.neuron.2020.12.001, полный текст)…

…беспрецедентное по продолжительности (четыре месяца) и интенсивности истощение стратосферного озона над Арктикой наблюдалось с января по апрель 2020 года («Доклады Академии наук. Науки о Земле», 2020, 495, 2, 36—40)…

…знакомство белки с другими белками, обитающими по соседству, повышает ее шансы на выживание и успешность размножения, а проживание рядом с родственниками не влияет на эти параметры («Current Biology», 2020; doi:10.1016/j.cub.2020.10.072)…

…предложен метод выявления начальных параметров движения, приводящих к столкновению астероида с Землей, в доверительном эллипсоиде, определяемом в результате коррекции орбиты астероида по данным наблюдений («Астрономический вестник», 2020, 54, 6, 560—566)…

…метод радиоуглеродного датирования поставил точку в споре о времени возникновения поселения Гнёздовского археологического комплекса, крупнейшего и лучше всего сохранившегося памятника эпохи образования Древнерусского государства, — это произошло не позднее последней четверти VIII в. («Российская археология», 2020, 4, 70—86)…

…самое маленькое наземное млекопитающее, этрусская бурозубка, зимой ради экономии энергии уменьшает на 28% размер соматосенсорной коры мозга, которая обрабатывает сигналы от усов («Proceedings of the National Academy of Sciences», 2020, 117, 50, 32136—32144; doi:10.1073/pnas.1922888117, полный текст)…

…российские ученые исследовали геном бделлоидных коловраток — пресноводных беспозвоночных, самцов, которых никто никогда не видел, — и доказали, что половой процесс у них все-таки есть («Nature Communications», 2020, 11, 6421; doi:10.1038/s41467-020-19614-y, полный текст)…

…в Московской области впервые замечен инвазионный вид жука-долгоносика Polydrusus formosus, широко распространенный в Центральной и Южной Европе; в России встречался лишь в Крыму, но в 2015 году был обнаружен в Летнем саду Санкт-Петербурга («Энтомологическое обозрение», 2020, 99, 4, 975)…

Художник Iolanta Koscielecka

Психология роботов, похоже, представляет собой еще неродившуюся, но уже ставшую актуальной область знания. Причем очень сложную. Ведь это только в фантазиях Айзека Азимова все было просто: в мозги каждого робота впечатывали три закона роботехники и в обозначенных ими рамках робот был вынужден крутиться. И то Сьюзен Келвин, главный робопсихолог планеты из рассказов Айзека Азимова, не сидела без дела: роботы время от времени калечили друг друга и людей, хотя последнее строжайше запрещено законами. Более того, один сумасшедший робот для блага человечества вовсе додумался ускорить распад радиоактивных элементов в недрах Земли, вынудив людей бежать с родной планеты. Современные робототехники добавили в название своей профессии лишнее «то» и о законах Азимова либо забыли, либо не знают, поэтому каждый из них сует в мозги роботам такие принципы поведения, какие захочет. Получается не очень хорошо, одни роботы-убийцы современных войн чего стоят. Поэтому задачи у робопсихологов будущего будут посложнее, чем у Сьюзен Келвин.

Эта простая и для многих очевидная мысль начала доходить и до профессионального сообщества. Например, доцент философии Камерон Букнер из Хьюстонского университета (Nature Machine Intelligence, 23 ноября 2020 года) задумался об истоках ошибок в системах искусственного интеллекта (ИИ). Интересно, что таинственные сбои зачастую фиксируют, а то и создают не сами исследователи, а другие системы ИИ, поэтому такие ошибки принято называть состязательными. Хорошо если они связаны с ошибкой программирования — при тестировании можно ее исправить. А если это не ошибка? Что, если машина неверно истолковывает свое задание на основании правильно запрограммированной нейронной сети, верно сформированных паттернов поведения? Тогда проблема выходит на принципиально иной уровень: неверное поведение машины оказывается неизбывным дефектом, следствием зазора непонимания в интерфейсе человек-машина.

Судя по статье Букнера, осознание проблемы специалистами еще далеко от перехода к конкретным действиям: мировой стандартизации поведения роботов, законодательному ограничению их свободы и безусловному запрету роботов-убийц. Однако хотелось бы, чтобы в недалеком будущем людям никогда не пришлось кричать нечто вроде: позовите Сьюзен Келвин, лишь она сможет понять, что происходит в мозгах этого свихнувшегося робота!

Художник Г.Басыров

Развитие ИИ привело к очень интересному явлению — так называемым глубоким выдумкам, или по-английски deepfake. Это слово происходит от сочетания «глубокого обучения», метода, используемого при формировании искусственного интеллекта, и собственно «выдумки». А выглядит такая выдумка как видеосюжет, где реальный персонаж совершает поступок, который не совершал, или говорит слова, которые не произносил. Потом эти выдумки начинают гулять по Сети, становятся вирусными мемами и входят в состав иллюзорной реальности, подменяющей реальность настоящую.

О современном положении дел и об отношении общества к этому явлению рассказано в недавней статье Ахмеда Саифуддина из Наньянского технологического университета в Сингапуре (Telematics and Informatics, 1 октября 2020 года). Оказывается, число таких выдумок растет взрывообразно: только за первые шесть месяцев 2020 года оно удвоилось и достигло 50 тысяч сюжетов. Часть из них посвящена извращенным формам порнографии, а часть используют для политических целей — возбуждают ненависть и недоверие к институтам власти. Немало глубоких выдумок было распространено в рамках кампании дискредитации Дональда Трампа. Интересно, что качество работы ИИ столь велико, что невооруженным глазом уже непросто распознать подделку. А ведь уровень ИИ растет.

Опрос среди сингапурских и американских пользователей Сети показал, что более половины из них осведомлены о явлении, но это не прибавляет бдительности: более трети участвовало в распространении вирусных сюжетов и лишь потом узнавало, что помогали выдумщикам. Вообще, люди сильно переоценивают свою способность различать выдумку и правду. Например, 80% сингапурцев уверены, что легко справляются с таким нехитрым делом, однако в 90% случаев они не смогли распознать по крайней мере одну из пяти выдумок, предъявленных к опознанию.

Социальные сети, где в основном и циркулируют выдумки в качестве новостей, полученных из верных источников, стали помечать спорный контент. Однако в условиях вероятностной правды и двоемыслия нет никакой проблемы подменить настоящую реальность иллюзорной: помечать знаком «выдумка» реальные сюжеты и наоборот. В результате может сформироваться странное будущее с двумя, а то и многими непересекающимися реальностями, скажем, где в одной президентом США будет Дональд Трамп, в другой — бессмертный Джо Байден, а в настоящей — Камилла Харрис. Перед человеком же встанет выбор — в какой из них ему жить?

…предложена методика построения электрофизической модели верхнего слоя грунта Луны на основе данных о его минералогическом составе и диэлектрических свойствах; результаты могут пригодиться для будущих миссий к планетам Солнечной системы («Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы», 2020, 54, 6, 520—528)…

…в промежуток времени с 1350 по 1700 год, известный как Малый ледниковый период в Европе, тайфуны в Тихом океане были более частыми («Nature Geoscience», 2020; doi: 10.1038/s41561-020-00656-2)…

…триггером катастрофического взрывного извержения вулкана может быть предшествующее ему землетрясение, которое входит в резонанс с автоколебаниями в периферическом очаге вулкана («Вулканология и сейсмология», 2020, 6, 26—32)…

…озерная лягушка Белоярского водохранилища, оно же охладитель Белоярской АЭС, накапливает долгоживущие радионуклиды в бóльших концентрациях, чем в контрольном водоеме; их концентрация у сеголеток и головастиков выше, а у взрослых особей не зависит от массы, пола и возраста («Биология внутренних вод», 2020, 6, 613—619)…

…препятствием для внедрения новых компьютерных технологий может стать кибернетическая болезнь, или кибертошнота (cybersickness), — симптомы укачивания, дезориентация и сонливость при погружении в виртуальную или дополненную реальность («International Journal Of Human-Computer Interaction», 2020, 36, 19, 1783—1803; doi: 10.1080/10447318.2020.1828535, полный текст)…

…масса всего, что сделано человеком, превысила суммарный вес всех живых существ на планете («Nature», 2020; doi: 10.1038/s41586-020-3010-5)…

…данные ЭЭГ при игровой зависимости говорят об активации структур мозга, соответствующих невротическому состоянию тревожного типа, у интернет-зависимых — невротическому состоянию напряженного типа; в обоих случаях доминирует функциональная активность правого полушария («Физиология человека», 2020, 46, 6, 60—69)…

…астрофизик и нейрохирург исследовали сходство между двумя наиболее сложными системами в природе — космической сетью галактик и сетью нейронов в мозге человека («Frontiers of Physics», 2020; doi: 10.3389/fphy.2020.525731, полный текст)… 

…в сельских районах жарких стран можно стерилизовать инструменты в автоклавах с помощью солнечного тепла; прототип устройства испытали в Мумбаи («Joule», 2020; doi:  10.1016/j.joule.2020.10.007)…

…тасманийские сумчатые дьяволы инфицируют друг друга раковыми клетками при укусах, но сейчас эпидемия опухолей у этого вида замедлилась; каждое больное животное заражает не более одного сородича («Science», 2020: 370, 6522, eabb9772; doi: 10.1126/science.abb9772)…

…уничтожению первобытных лесов Центральной Европы в значительной мере способствовало правление Ордена святого Иоанна Иерусалимского, сопровождавшееся переходом к новой организации сельского хозяйства («Scientific Reports», 2020, 10, 18775; doi: 10.1038/s41598-020-75692-4, полный текст)…