«Химия и Жизнь», Декабрь 2022

В номере:

Выбор главного редактора
Любовь Стрельникова

Фонд Андрея Мельниченко каждый год проводит Детский научный конкурс — ДНК, в котором участвуют несколько сот школьников со своими проектами. Посмотрим на лучшие работы конкурса 2022 года.

Нобелевская премия
С.М. Комаров

Нобелевскую премию по физике за 2022 год дали Алену Аспе, Джону Клаузеру и Антону Цайлингеру за эксперименты со спутанными фотонами, установление факта нарушения неравенства Белла и пионерские работы по квантовой информатике. Главным применением изученных ими явлений стала квантовая связь, тот самый защищенный от прослушивания квантовый телефон, который год назад связал корпуса МГУ имени М.В. Ломоносова. Поскольку это явление уже не раз обсуждалось на страницах журнала, имеет смысл остановиться на деталях той работы, которую провели будущие лауреаты.

Гипотезы
С.М. Комаров

На основе спутанных квантовых состояний человек создал защищенную от злоумышленников связь и надеется заполучить квантовый компьютер, возможности которого сопоставимы, а то и превосходят возможности человеческого мозга. А что, если само человеческое сознание есть результат работы квантового компьютера, спрятанного в мозгу?

Результаты: нейрофизиология
Александр Гурьянов

Палеонтологи провели детальное десятилетнее исследование окаменелого членистоногого, принадлежавшего к вымершей группе бронированных лобопод. К удивлению ученых оказалось, что голова и останки самого древнего из ныне известных мозга не состоят из сегментов. Это значит, что он развивался отдельно от нервной системы туловища. По-видимому, находка заставит переписать разделы учебников биологии, посвященные эволюции мозга членистоногих.

Результаты: нейрофизиология
Александр Гурьянов

Обзор научных работ о методах эффективного обучения, которые появились за последнее столетие, вышел в журнале Nature Reviews Psychology. Главный вывод авторов состоит в том, что ключ к эффективному усвоению любого знания – это совмещение постепенного с перерывами освоения информации, а также ее повторение. Модная тема дистанционного обучения составляет особый предмет академической статьи. Обзор акцентирует внимание на применении цифровых методов для внедрения двух основных методов обучения, однако не утверждает их исключительность. Представляется, что выдающиеся мысли психологов очевидны как любому школьному учителю, так и выпускнику приличного вуза.

Результаты: нейрофизиология
Александр Гурьянов

Нейрофизиологи изучили, как возникает память об испытанном страхе в эмоциональном центре мозга миндалине. Во время опытов на мышах они установили, что нейротрансмиттер стресса норадреналин стимулирует координацию между нейронами базолатеральной части миндалины и возбуждает там определенную популяцию тормозных нейронов. Их цепи генерируют повторяющиеся всплески электрических разрядов, которые изменяют частоту волн гамма-ритма мозга в миндалине. Такой переход от спокойного состояния к возбужденному и формирует память о страхе.

Результаты: нейрофизиология
Александр Гурьянов

С помощью тканей головного мозга, выращенных in vitro из стволовых клеток человека, ученые выяснили, как алкоголь влияет на развитие нервных клеток на молекулярном, клеточном и тканевом уровнях. Авторы подвергали ткани мозга действию алкоголя на разных этапах их роста, соответствующих развитию человеческого зародыша. Обнаружены множественные патологии в эволюции клеток, изменения их цитоскелета, нарушения при образовании синаптических связей между нейронами и пр. Электрическая активность тканей также сильно отличалась от нормальной. Вред алкоголя оказался глубоким и многосторонним. Безопасной дозы для беременных не существует, любая порция алкоголя оказалась опасна для развития зародыша и здоровья будущего ребенка.

Проблемы и методы науки
Сергей Ястребов

[Для ознакомления] Имя Чарльза Дарвина слышал каждый. Треть века назад лауреат Нобелевской премии по химии Манфред Эйген назвал дарвиновский естественный отбор важнейшим законом природы. Но понимание идей Дарвина до сих пор вызывает трудности даже у образованной публики. Неужели невероятно сложные формы живых организмов образуются на основе обычных мутаций — в сущности, случайных поломок? Достаточно ли этих мутаций для эволюции? Наконец, актуальна ли теория Дарвина сейчас — в начале XXI века? Попробуем ответить на эти вопросы, опираясь на работы современных ученых.

Панацейка
Н. Ручкина

Декабрь — время новогодней елки, мандаринов и орехов. Естественно, грецких. Они такие большие, красивые, вкусные, а если их аккуратно расколоть, из половинок скорлупы получаются чудесные лодочки. Давайте посмотрим, чем еще нас может порадовать этот великолепный плод.

Результаты: геофизика
Александр Гурьянов

С 2014 по 2021 год группа японских ученых замеряла изотопные отношения благородных газов и CO2 из фумарол активного вулкана Кусацу-Сиранэ. Геофизикам удавалось фиксировать микроследы мантийного He3, а также соотношение Ar40/He3. Оно связано с интенсивностью дегазациии магмы, образованием пузырьков газа и отделением их от ее жидкой части. Объем образовавшейся пены определяет плавучесть магмы и объем газов, которые поступают в природный гидротермальный реактор вулкана.

Результаты: геофизика
Александр Гурьянов
Зонами субдукции геологи называют те геологически активные регионы планеты, в основном на побережьях, где сходятся тектонические плиты. Недостаток знаний о них заставил национальный научный фонд США разработать широкую программу исследований. Ее цель состоит в объединении усилий ученых разных специальностей, размещении новых приборов в опасных регионах и разработке более точных геологических моделей. Экспериментальные усилия будут сконцентрированы на чилийской зоне субдукции, которая гораздо активнее североамериканской и аляскинской. В проекте примут участие 74 ученых из 55 университетов США.

Результаты: геофизика
Александр Гурьянов

Ученых университета Миннесоты представили результаты последних четырех лет съемки поверхности Земли с помощью высокоразрешающих спутников. Самые детальные топографические карты показывают приполярные регионы планеты. Это регионы от 60° северной широты, включающие Скандинавию, Гренландию, северную Канаду, и Сибирь, а также области от 60° южной широты с непрерывной картой Антарктиды. Ее ученые планируют обнародовать нынешней зимой. Разрешение изображений в 0,5 м позволяет видеть отдельные озера, дороги, здания и даже деревья. Картографы заключили партнерский договор с сервисом Амазон о том, чтобы в его виртуальном хранилище карты были доступны бесплатно всем желающим.

Результаты: геофизика
Александр Гурьянов

История климата Земли, к примеру, записанная в слоях льда Гренландии, показывает, что резкие перемены прошлого были результатом замедления Атлантической Меридиональной Опрокидывающей циркуляции. С замедлением этого планетарного течения, переносящего тепло на север Атлантики, многие ученые связывают изменение климата. Для проверки гипотезы о связи климатологи США разработали новую модель климата. Она дает охлаждение воды за счет атмосферных ветров даже при постоянстве океанических течений. Исследователи делают вывод, что роль океана невелика, а основной источник изменения климата лежит в атмосфере.

Проблемы и методы науки
Н.Л. Резник

[Для ознакомления] Людям впечатлительным, наделенным живым воображением, лучше сейчас пойти и почистить зубы и лишь потом продолжить чтение. Потому что речь у нас пойдет о кариесе.

Диагностикум
А. Гурьянов

[Для ознакомления] В предыдущих номерах мы познакомили наших читателей с висцеральной практикой, а также дали представление о безынструментальных диагностических методах. Эти древние медицинские разделы воссозданы по крупицам и углублены выдающимся врачом, нашим современником Александром Тимофеевичем Огуловым. Серию публикаций мы завершаем рассказом о его теоретических представлениях. Речь пойдет о взаимосвязях внутренних органов человека, проявляющихся при недомогании, болезни и выздоровлении.


Результаты: астрофизика
Александр Гурьянов

Рассеянное скопление обычно имеет два хвоста из звезд, движущихся впереди и позади него по орбите вокруг центра галактики. Немецкие астрономы изучили пять скоплений из близких галактик и нашли, что в каждом из них в отстающем хвосте звезд меньше. Кроме этого ученые обнаружили, что эти скопления живут меньше, чем предсказывает теория Ньютона. Компьютерные расчеты показали, что малые времена жизни и данные о распределении звезд хорошо описывает не закон всемирного тяготения Ньютона, а теория MOND, предложенная в 1983 году физиком М. Мильгромом.

Результаты: астрофизика
Александр Гурьянов

Спутник Марса Фобос покрыт многочисленными полосами борозд, которые простираются почти по всей поверхности, часто параллельны и имеют одинаковую ширину. Для объяснения их происхождения группа астрофизиков провела расчет растягивающих поверхность Фобоса механических напряжений в стандартной для малых небесных тел модели «кучи гравия» с упругой оболочкой. Напряжения возникают из-за приливных сил со стороны Марса. Расчет показал, что растяжение может вызывать появление глубоких трещин параллельных друг другу в направлениях широт и долгот Фобоса. Раскрытие трещин вызовет опадание материала их стенок на дно, что и приводит к наблюдаемому виду борозд.

Результаты: астрофизика
Александр Гурьянов

Группа астрофизиков на основе трехмерной модели астероида Эрос провела измерения отношений глубин его кратеров к их диаметрам. Астероид размерами 37x11x11 км принадлежит к семейству тел, которые представляют опасность для нашей планеты. Оказалось, что при диаметрах более 500 м кратеры углубляются с удалением от крупного кратера Шумейкер размером в 7,5 км. Это значит, что они были стерты выбросами породы и поверхностными волнами от породившего кратер удара небесного тела. Авторы заключают, что метеориты и семейства астероидов размерами менее 10 км могут рождаться от околоземных астероидов при каскадных столкновениях.

Результаты: астрофизика
Александр Гурьянов

Вышел обзор наблюдений околоземных астероидов радиотелескопом Аресибо в 2017-2019 годах. Среди широкой публики радар печально знаменит тем, что в декабре 2О20 года разрушился, не дожив три года до своего шестидесятилетия. Работа содержит параметры 191 астероида. Астрофизики определили размеры 167 из них, а для 112 получили поляризационные данные о минералогии поверхности. Два астероида оказались обогащены металлами. Для 37 тел наблюдателям удалось выяснить очертания, геометрические размеры и детали поверхности, а также периоды их вращения.

Фантастика
Мария Куликова

Домашний баловень, обычный рыжий кот, пригрелся на Люсиных коленях. На такого глянешь и сразу поймешь, что это не какой-то там Мурзик, не Пушок, а именно Барсик. Барсик делал вид, что вместе со всеми слушает песни с телевизионного экрана, а на самом деле тонким прищуром тайком зарился на серебристый дождик, переливающийся в огоньках елочной гирлянды...


Размышления
Михаил Эпштейн

[Для ознакомления] Книга — не только отдельный предмет, но и важнейшая материально-духовная форма культуры Нового времени: автономный, дискретный продукт словесно-творческой деятельности, воплощенный в печатной форме.

Короткие заметки
С. Анофелес

Как превратить это фаянсовое чудо техники в доброго помощника, способного предупредить о проблемах со здоровьем? О первых шагах к этому рассказали Дэвид Анкалле и Мая Гатлина на 183-й встрече Американского акустического общества.

Нанофантастика
Ольга Вэдер

Последний год знамения не радовали: внезапно случались природные катаклизмы, с которыми нечисть справлялась при помощи сильного колдовства, причем Водяной клялся, что озеро вышло из берегов не по его вине, а само по себе. Полевому тоже доставалось — на поля налетела воздушная армия саранчи, и, если бы не Баба Яга, окрестные деревни наверняка остались бы без урожая...


Также, как всегда, в номере: "Пишут, что...", "Короткие заметки", "Книги".

Разные разности
28.01.2023
Милосердный пожар
Команда исследователей из Университета Миссури изучила, как почва после лесного пожара, насыщенная д...
10.01.2023
Лед озадачивает
Почему горячая вода замерзает быстрее холодной? Как выяснили химики, секрет кроетс...
09.01.2023
Пишут, что...
…волнистая рябь на поверхности сосулек связана с наличием примесей в воде, из которой сосулька о...
19.12.2022
Пишут, что...
…бездействующая черная дыра в созвездии Змееносца примерно в 10 раз массивнее Солнца и расположе...