Фізики створили нову форму світла. Це може мати серйозні практичні наслідки

19 Лютого 2018
наука

Науковцям вперше вдалося змусити фотони взаємодіяти між собою. Це важливий науковий прорив.

Якщо направити два промені світла так, щоб вони перетиналися, то нічого особливого не станеться – один потік буде проходити крізь інший. Все через те, що фотони зазвичай ніяк не взаємодіють між собою. Якби вони притягувалися, відштовхувалися або об’єднувалися, були б можливі фантастичні речі на зразок світлових мечів з «Зоряних воєн».

Однак тепер група американських вчених показала, що фотони можна змусити взаємодіяти. Це сталося, коли фізики направили дуже слабкий промінь лазера на щільну хмару вкрай холодних атомів рубідію. Після виходу з хмари не всі фотони продовжили рух поодинці – деякі з них об’єдналися в пари і трійки, утворивши абсолютно новий вид фотонної речовини. При цьому пар і трійок виявилося більше, ніж одиночних фотонів, а зв’язок в трійках була міцнішим, ніж в парах.

Крім того, змінилась швидкість руху фотонів. Зазвичай вона становить 300 тис. кілометрів на секунду. Однак трійки фотонів сильно сповільнилися, продовживши рух в 100 тис. разів повільніше, ніж поодинокі світла.

Така взаємодія фотонів – один з видів квантової заплутаності. Це не суто теоретичне відкриття, воно може мати серйозні практичні наслідки. Вчені сподіваються, що якщо в майбутньому вийде змусити фотони взаємодіяти по-іншому – наприклад, відштовхуватися, – то їх можна буде застосувати при побудові квантового комп’ютера, здатного на виключно складні обчислення.

Ну і джедайські світлові мечі, звісно.

19 Лютого 12:24
наука
Найцiкавiше на сайтi

«Получил Нобеля, позвонил маме»: разговор с выдающимся химиком о его Украине

Роалд Хоффман – один из самых именитых химиков современности, профессор Корнеллского университета и лауреат Нобеля-1981 за работы в сфере химических реакций. А еще он родился в Золочеве Львовской области и несколько раз приезжал на историческую родину. Platfor.ma поговорила с ученым по скайпу, чтобы расспросить его об украинской семье, изнанке Нобеля и том, почему он чувствует вину за свою фундаментальную науку.

– Расскажите, как вы записывали видеопослание жителям Золочева из Корнеллского университета (оно есть чуть ниже. – Platfor.ma).

– Я надеялся заинтересовать молодых людей наукой. В первые годы после получения независимости украинская молодежь хотела изучать скорее бизнес и экономику – все то, что способствовало построению нового общества. Кроме того, тогда поддержка науки была недостаточной. И в результате молодые люди просто в ней разочаровались. Сейчас ситуация улучшилась, но это все равно нужно поддерживать.

Для того, чтобы страна развивалась, ей нужны образованные молодые люди. Какой-то процент из них поедет учиться в европейские страны или США. Кто-то там останется – и это нормально. Но важно, что они будут помнить свою родину и могут вернуться в будущем. Это определённый этап развития страны. 15 лет назад 10% китайских выпускников после окончания университета оставались в США, а теперь больше половины из них вернулись на родину. Дело в экономической ситуации страны – сегодня в Китае очень благоприятная среда для науки и исследований. Я думаю, что Украину ждёт то же самое.

Ро­алд Хоф­фман

А история с видео такая – я записал его в своем университете. Меня об этом попросил Евгений Захарчук – он мой хороший знакомый, работает в западном центре украинской Академии наук. Вообще-то поначалу он и вовсе пригласил меня снова приехать в Украину. Я был очень тронут, но, увы, не мог, поэтому хотя бы записал сообщение.

Геній генів: як наука навчилась творити суперлюдей і чому це лякає саму науку

CRISPR Cas9 — це складна назва простої та дешевої технології редагування геному, яка кардинально змінила можливості молекулярної біології. Ця система дозволила вченим серйозно говорити про перемогу над раком, ВІЛ та вірусом Зіка, спадковими генетичними захворюваннями та малярією. Завдяки CRISPR Cas9 можна здійснити аграрну революцію або «запрограмувати» собі ідеальну дитину. Фактично ця технологія кинула людству виклик на наукових, етичних, соціальних та політичних фронтах. Platfor.ma спробувала розібратися, чого в ній більше: корисного чи небезпечного.

Ланцюг ДНК — як намисто, де структурні елементи, нуклеотиди, зібрані в унікальній послідовності. Це намисто пасує саме вам і визначає ваше життя. Коли в послідовності всі намистини складені правильно, організм працює добре. Але коли туди втручаються віруси або мутації, гармонійна послідовність руйнується і людина хворіє. Вчені з’ясували, що організмові боротися з вірусами допомагає dream-team: CRISPR та білки Cas9. Ці круті хлопці в парі можуть «вирізати» з геному частинки вірусу, зупинивши зовнішнє вторгнення в клітину.

CRISPR — це імунна система багатьох одноклітинних, яка рятує мікроорганізми від вірусів. Розшифровується як Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (короткі паліндромні повтори, регулярно розташовані групами). Це необхідно знати, тому що між повторами містяться важливі частини — спейсери (проміжки). Вони несуть інформацію про чужорідні елементи, які колись проникали в клітину або в її пращурів.

Тобто CRISPR — це такий собі колекціонер, в якого є знімки усіх вторгнень в клітину. Він також турбується про оновлення своєї колекції. А Cas9 — це вже справжній ювелір, який за допомогою знімків вишукує на 100% ідентичні послідовності та вирізає їх із ланцюга ДНК. Потім ланцюг відновлюється і заповнюється правильними комбінаціями нуклеотидів.

Емануель Шарпентьє

У 2012-му науковці Емануель Шарпентьє та Дженіфер Дудна запропонували самостійно програмувати РНК для колекції, щоб Cas9 впізнавав і видаляв саме ті ділянки гену, які потрібно науковцям. Приблизно тоді ж інші дослідники встановили, що така технологія може спрацювати не лише в бактеріях, а й у людському організмі. Коли ж стало відомо, що цей відносно недорогий та ефективний спосіб редагування геному дійсно працює, учені по всьому світові розпочали найрізноманітніші дослідження.

Звіра надія і любов: як тварини вчаться говорити з людьми і доводять свій розум

АвторМикита Богданов
10 Серпня 2017

В зоопарку Атланти у віці 39 років помер орангутан Чантек. Він прославився тим, що вивчив мову жестів і мав цілий ряд інших інтелектуальних здібностей. Чантек ходив до коледжу і любив бургери, а його ім’ям назвали проект, що ставить за мету узаконити існування особистості у всіх людиноподібних мавп. Platfor.ma розповідає історію мавпи, яка вміла спілкуватися, і з’ясовує, чи готове людство поділитися частиною прав зі співмешканцями.

Чантек народився у 1977 році в дослідницькому центрі в США. Перші дев’ять років життя він провів у Теннессі з антропологом Лін Майлз. Лін досліджувала  навчання мавп мові – дуже поширений експеримент в Америці впродовж ХХ століття. За цей час орангутан усвідомив необхідність прибирати за собою в кімнаті, навчився використовувати і комбінувати підручні засоби у повсякденні, а також запам’ятав дорогу з кампусу до найближчої закусочної, яку міг навіть показати водієві. Однак найголовнішим його досягненням стало оволодіння американською мовою жестів – Чантек мав словник у 150 символів, – а також розуміння розмовної англійської. Після Чантека у світі лишилося тільки дві мавпи, що вміли користуватися людськими жестами: горила Коко і шимпанзе Уошо. Коко померла 19 червня 2018 року.

Чантек навіть відвідував заняття у місцевому університеті (про це зняли документальний фільм від Animal Planet та PBS: «Мавпа, що ходила до коледжу») та був улюбленцем академічної спільноти. Однак врешті адміністрація, яка побоювалася інцидентів і можливих судових позовів, наполягла, щоб вже дорослого Чантека відправили назад до зоопарку. Наступні 11 років він провів у тісній клітині, де страждав від депресії і зайвої ваги.

Одного разу колишні друзі-науковці завітали до нього. Чантек дуже розхвилювався, жестами показав ключі від автівки і попросив забрати його додому. Врешті в 1997 році зоопарк Атланти запропонував для розумного орангутана зону природного проживання, де він і залишився до кінця життя.

Чантек – гібрид двох єдиних існуючих на планеті видів орангутанів: борнейського і суматранського, а з місцевих мов його ім’я перекладається як «прекрасний». Це дуже розумні тварини, яким зараз загрожує зникнення. Разом з шимпанзе і горилами вони належать до родини гомінідів – де також є люди і наші викопні предки. Орангутанів, шимпанзе і горил відносять до людиноподібних мавп – тварин настільки фізіологічно і розумово близьких до людей, що деякі вчені домагаються визнання в них особисті і надання розширених прав.

Так, наприклад, у 1983 році була написана книга «Розум мавпи», автори якої, Девід та Анна Премаки, стверджували, що людиноподібних мавп можливо навчити мові. Вони писали: «Ми знаємо, що той, хто розуміє мовлення, повинен знати мову, навіть якщо він або вона не здатні відтворити її самостійно».

В 50-х роках ХХ століття проводився експеримент з шимпанзе Вікі, де її розумові здібності порівнювалися з дитячими. За рівнем логіки вона цілком могла конкурувати з дітьми – людиноподібні мавпи користуються метафорами та вміють узагальнювати, використовуючи знайомі слова для описання нових: «запальничка – це пляшка і сірник». Але мовлення при цьому стало нездоланною перешкодою: вважається, що на заваді стоїть будова голосового апарату та можлива відсутність у мозку певних структур, пов’язаних з вимовою.

Натомість шимпанзе довели свою здатність до повноцінного спілкування, успішно освоївши мови жестів, символів та лексиграм – несхожих на позначувані предмети умовних знаків, які вигадали спеціально для навчання людиноподібних мавп. В більшості випадках вони могли переносити властивості символів на схожі предмети: наприклад, якщо синій трикутник позначав червоне яблуко, то шимпанзе могли використати цей символ для позначення вишні, яка здавалася їм схожою.

Борис Бурда: «Образование — это мост к знаниям. И по нему плохо ходить строем»

3 Квітня 2017

Одессит Борис Бурда – один из лучших знатоков «Что? Где? Когда?» в истории игры и классический эрудит. Platfor.ma поговорила с ним о том, как влияет на человечество развитие технологий, где брать знания и почему во многих нынешних проблемах нет ничего нового.

– Вы классический эрудит – человек, который много помнит. Но существует мнение, что сейчас можно вообще ничего особо не знать, потому что всегда под рукой интернет, в котором есть любая информация…

– Это не так. Дело в том, что если решение интересующей вас проблемы уже где-то существует, вам все равно нужно хорошо осознавать саму задачу, чтобы его найти. Интернет ничего не изменил. Раньше все было в книгах, которые находились в библиотеках. Весь вопрос состоял только в том, чтобы найти нужную. Сейчас поиск этих «книг» стал просто быстрее, а сама процедура, по сути, не изменилась: все равно проблему нужно понимать.

Меня всегда поражают реминисценции по поводу того, что люди стали иначе воспринимать информацию из-за того, что она теперь написана не на бумаге, а на экране. Сразу представляю себе какого-то древнего шумера, который возмущается тем, что все вокруг начали использовать папирусы, и требует вернуться к старым добрым глиняным табличкам. Люди и сейчас все так же читают буквы.

Один из моих приятелей пересказывал слова своего преподавателя: «Вопросы на моих экзаменах всегда одинаковые, а вот ответы каждый год меняются».

– Можем попробовать провести аналогию с появлением калькуляторов. Если раньше вычисления приходилось делать вручную, то после их изобретения все значительно упростилось. Нет ли опасности возникновения таких своеобразных костылей для мозга, которые избавят человечество от необходимости думать?

– Подобные математические упражнения никогда не считались особо творческим занятием. Да, тогда люди лучше считали в уме. Когда Леонард Эйлер скончался, о нем сказали: «Он перестал вычислять и жить». Но теперь-то мы понимаем, что главные достижения этого ученого вовсе не в том, что он много раз хорошо умножал и делил.

– Как должно измениться образование, учитывая распространение интернета и доступ к любой информации?

– Это уже происходит само собой. Самое главное – заранее понимать, что с теми вопросами, которые можно решить интенсивным поиском, стало проще справляться. Но ведь не в таких вопросах были главные затруднения на пути человечества.  Все равно до чего-то приходится додумываться самим. Мы ведь не стали страшно могущественными и грамотными где-то в XIII веке, когда появился нормальный алгоритм деления, позволявший любому делать то, что до этого считалось просто чудом. Тогда тоже случилось нечто радикальное: удел особо способных стал доступен практически всем. Сейчас тонкости деления знают даже в младших классах школы.

– Успокойте меня: развитие технологий к оглупению человечества не приведет?

– Оглупение человечества – это настолько простая, привлекательная и интересующая многих задача, что хотелось бы, конечно, чтобы мы боялись чего-то более грозного и неожиданного. Я все же уверен, что мы совершенно не стали хуже из-за того, что добираемся в другой город не пешком, а на самолете. Мы просто стали быстрее во всем.

– Есть ли некий способ быть всесторонне развитым сейчас, когда ты только что-то выучил, а оно уже устарело?

– Вообще-то так было всегда. На самом деле я не заметил, чтобы изменение знаний человека о мире резко участилось. Смешно опасаться того, что система научных знаний просто выстраивается подробнее. Мы будем с этим жить. Хорошо сказал де Голль: «Мы думаем, что будем решать проблемы, но на самом деле просто приучаемся с ними жить».

Мне ка­жет­ся, что чем мень­ше в об­ра­зова­нии ка­нонов и ог­ра­ниче­ний, тем луч­ше. Лю­ди раз­ные, по­это­му всем под­хо­дят раз­ные фор­мы обу­чения.

Общий путь познания всегда один и тот же. Как выразился Ньютон, мы стоим на плечах гигантов. Прожитый опыт – это очень важный путь постижения истины и без него не обойтись. Меняется только скорость постижения, но это связано даже не столько с революционностью наших изобретений, сколько с темпами передачи информации. При этом мало какое открытие средневековых математиков изменило эту скорость так, как книгопечатание. Раньше с тем, чтобы раздавать информацию, проблемы были просто колоссальные. Сам факт появления книг не то что умножил эту скорость, а изменил ее на многие порядки. От начала умения считать до XIII века, о котором мы уже говорили, человечество шло несколько тысяч лет. Следующий шаг занял десятилетия. Все дело в том, что информацию научились раздавать и сохранять.

Если скорость передачи данных менялась, то вот человеческий мозг особо не трансформировался. Мы не стали думать лучше, мы просто отработали несколько технологий. Фигурально выражаясь, нам все равно нужно перетащить груз из одного места в другое, просто теперь у нас есть автомобили.

– А как вы относитесь к различным методикам воспитания из ребенка гения?

– Сейчас появляется все больше разных соображений по поводу воспитания детей, чтобы они быстрее и качественней усваивали новое и обобщали более глубоко. И, конечно, чтобы они сохраняли ко всему этому интерес. Думаю, здесь есть определенные достижения. С другой стороны, вот скажите, что революционного произошло за последнее столетие в вопросах образования?

– Систематическое включение игровых моментов в учебу?

– Есть масса ссылок на то, что подобное использовали в античной Греции.

– Хорошо, а то, что детям передают не набор фактов, а учат действовать в определенных условиях?

– Это уж точно было еще раньше, чем в античности. Сейчас, к счастью, несколько ослабла тяга изобрести один-единственный универсальный способ учить. Хотя это такое неотъемлемое свойство бюрократии. Мне кажется, что чем меньше в образовании канонов и ограничений, тем лучше. Люди разные, поэтому всем подходят разные формы обучения.

Борьба систем все еще продолжается. Есть французы, у которых министр образования точно знает, что написано на любой странице любого учебника. Есть англосаксы – у них вариативности в учебе намного больше и школы могут пробовать что-то новое, чаще ошибаться, но и проще, не нарушая правил, выйти на новый уровень. Я считаю, что нужны очень разные методики учебы.

Образование – это мост от наших начальных знаний к знаниям большим. Как и по любому мосту, по нему плохо ходить строем.

А вообще безумная идея воспитать гениев из всех противоречит самому определению гения как человека, резко отличающегося в лучшую сторону. А превратить ребенка в гения под угрозой наказаний – метод заведомо неработающий.

– В теме образования часто вспоминают понятие клипового мышления, которое говорит о том, что людям все сложнее сконцентрироваться на чем-то. Что вы об этом думаете?

– Я получил образование в очень традиционные времена. И помню, что эта проблема была у всех детей. Никогда особо не было выбора, за какое время воспринимать информацию, был выбор: а не отложить ли книжку. Я уверен, что в этом плане ничего особо не изменилось. Более того, сейчас в учебе легче, потому что появилась масса технологий, которые помогают подкрепить интерес к образованию, подавать информацию более ярко. Любой хороший преподаватель непременно использует развлекательный элемент, любой плохой всегда его изгоняет. И в целом то, что раньше мог позволить себе только герцог или прелат, теперь доступно каждому.

Согласитесь, если мы волнуемся по поводу того, что человечество столкнулось с каким-то новым вызовом, то это означает, что мы что-то узнали – потому и столкнулись. В советское время было понятие торговли с нагрузкой: хочешь банку икры – возьми еще и три банки морской капусты, а то куда нам ее девать. Так и с познанием.

Бе­зум­ная идея вос­пи­тать ге­ни­ев из всех про­тиво­речит са­мому оп­ре­деле­нию ге­ния как че­лове­ка, рез­ко от­ли­ча­юще­гося в луч­шую сто­рону. А прев­ра­тить ре­бен­ка в ге­ния под уг­ро­зой на­каза­ний – ме­тод за­ведо­мо не­рабо­та­ющий.