Единая реальность бактерий и богов

( Январь 2020, idb )

О том, как очень медленно, но все более отчетливо проясняется в высшей степени загадочная история нашего появления на этой планете…

Случилось так, что сразу для нескольких заметных событий науки, происходивших в январе 2020 года, содержательные комментарии на сайтах kiwi-архива и kniganews.org появлялись существенно заранее. Для одних событий – за несколько месяцев, а для других и несколько лет тому назад.

Так, в частности, ровно шестью годами ранее, в январе 2014, был опубликован большой аналитический текст «Биологическая совместимость» , с подробностями рассказывающий о том, как на стыке биологии, информатики и квантовой физики в последние годы отмечается череда взаимосвязанных, знаменательных и многообещающих достижений. Причем достижения эти явно сулят большие перемены в основах науки.

А ныне, в январе 2020, стало известно, что в Британии лучшей научно-популярной книгой 2019 года признана работа известного американского физика, космолога и писателя Пола Дэвиса под названием «Демон в машине. Как скрытые сети информации решают загадку жизни» («The Demon in the Machine: How Hidden Webs of Information are Solving the Mystery of Life», by Paul Davies. 2019).

Всем известно, наверное, что несмотря на многие десятилетия прогресса в биологической науке, среди ученых до сих пор нет ни понимания того, как жизнь произошла, ни согласия в том, что отличает живую материю от неживой. Для физиков же живая материя долгое время вообще выглядела как некое загадочное волшебство, нарушающее фундаментальные законы природы. Сейчас, однако, взгляды сильно меняются, и, как показывает Дэвис в своей книге, ответы на наиболее сложные для биологов и физиков загадки обнаруживаются в области теории информации.

Сам автор, ныне профессор Аризонского университета, говорит о сути своей работы примерно так:

«Как профессиональный физик, я несколько нервничал, затрагивая проблемы биологии, особенно в столь фундаментальном вопросе, как природа живой материи. Но, к моему облегчению, книга получила совершенно великолепные отзывы. Она вся выстроена на основе моих бесед со специалистами, непосредственно занимающимися исследованиями, поэтому заслуги успеха книги должны принадлежать им, моим блестящим коллегам.

[…] Информация пронизывает биологию. Но для того, чтобы полностью объяснить жизнь, требуются ли нам новые законы физики, объединяющие информацию и материю на всех уровнях сложности природы? Шредингер (один из отцов квантовой механики, первым задавшийся вопросом «Что такое жизнь с точки зрения физики») был готов к этому. И после многих лет исследований, я пришел к тому, чтобы с ним согласиться.

Биология требует физические законы совершенно нового типа – выстроенные на основе теории информации…»

Относительно того, как именно будут выглядеть эти новые «законы природы», книга Дэвиса не рассказывает ничего. Потому что никакого согласия среди ученых на данный счет пока ещё нет, ясное дело. Ибо перестройка фундамента – дело серьезное, и далеко не все ещё готовы эту необходимость принять.

Одной же из главных, возможно, неожиданностей для физиков может оказаться вот какая интересная штука. Открываемые прямо сейчас в биологии вещи – о загадках начала жизни на Земле – способны поведать физикам массу содержательной информации и о том, как зарождались во вселенной атомы первичной материи. Которую пока что принято считать «неживой», однако времена и взгляды в науке меняются, как известно…

Два месяца тому назад, в ноябре 2019, здесь был опубликован текст «Первый универсальный ключ» , рассказывающий именно об этом. Про фундаментально общие подходы физики и биологии к решению наиболее сложных проблем в недрах своих столь разных, казалось бы, территорий. Ну а ныне, в январе 2020, на сайте общеизвестного и весьма авторитетного научного журнала Nature опубликованы свежие материалы примерно  в том же интересном русле.

То есть именно о тех самых новейших открытиях в микробиологии, на которых выстроен «Первый универсальный ключ». Но только в Nature пока без мостов к фундаментальным основам физики, естественно. Ибо исследования и открытия сделаны здесь учеными сугубо биологами.

Подробностям о том, сколь важны такого рода достижения биологии для новых взглядов на основы науки физики, будут посвящены отдельные аналитические материалы сайта kniganews в ближайшем будущем (о прочих «универсальных ключах»).

Ну а здесь – рассказ о свежей публикации веб-сайта Nature. О том, иными словами, как медленно, но все более отчетливо проясняется в высшей степени загадочная картина нашего появления на этой планете…

Читать «Единая реальность бактерий и богов» далее

Три капли для оживления физики

( Декабрь 2019, idb )

Занятное и совершенно случайное, казалось бы, совпадение по времени двух не самых заметных событий в науке – как повод обратить внимание на Процесс. Важный процесс очень больших перемен, тихо и неприметно идущих в фундаментальной науке.

Два одновременных события, послуживших поводом для этого текста, хотя и имеют вполне отчетливую тематическую взаимосвязь, произошли в совершенно разных странах и абсолютно независимо друг от друга. Иначе говоря, их совпадение по времени тут чисто случайное – согласно всем общепринятым критериям для того, что вообще трактуется наукой как случайности.

С другой стороны, есть известная околонаучная теория Карла Густава Юнга – о так называемых синхрониях. Где синхрониями именуются события нашей жизни, внешне никак не связанные на уровне причинно-следственных связей, однако демонстрирующие не только отчетливую когерентность, то есть взаимную согласованность друг с другом, но и более того, способные вполне ощутимо структурировать общий ход событий на более крупном, глобальном – или иначе нелокальном – масштабе.

История, рассказываемая здесь, как раз и будет посвящена именно такого вот рода вещам. Тому, как «случайно синхронные» и очевидно независимо происходящие события науки глобально структурируют и взаимно согласовывают всякие локальные процессы, происходящие на существенно разных направлениях научных исследований.

Событие первое – конкурс научных фотографий, ежегодно устраиваемый британским Королевским обществом (или национальной Академией наук, в более привычной для всех терминологии). В декабре были подведены итоги конкурса-2019 и выбран, соответственно, победитель – та самая фотография трех капель, что помещена в заголовке статьи. О том, что она изображает в научном смысле, сопутствующий комментарий рассказывает так:

Читать «Три капли для оживления физики» далее

Первый универсальный ключ

( Ноябрь 2019, idb )

Почти все уже в курсе, что физика переживает ныне глубочайший кризис на уровне фундаментальных основ науки. Но почти никто не видит при этом, что ценнейшие ключи для выхода физики из кризиса может предложить наука биология. Причем эти же ключи, что интересно, уже через физику дают новые подходы и к гранд-загадкам биологии.

Смятение, замешательство и отчаянные поиски смысла

Если судить о состоянии фундаментальной физической науки по публикациям СМИ, то в головах у мудрейших светил-теоретиков наблюдается сейчас воистину удивительная каша и смятение. Чтобы это заметить, достаточно лишь чуть-чуть повнимательнее вникнуть в смысл того, о чем тут, собственно, оповещается почтенная публика, интересующаяся делами научного прогресса…

Вот, например, как выглядят три очевидно взаимосвязанных события за последнюю пару месяцев.

Читать «Первый универсальный ключ» далее

Климат и догмы, диссиденты и ереси (окончание)

(Июль 2019, idb)

Если первая часть материала была, главным образом, про «Климат и догмы», то часть вторая-финальная – это про «Диссидентов и Ереси» в науке как еще одной форме религии.

6. «Резидент-еретик»

Главный герой этого раздела – один из самых знаменитых ученых-инакомыслящих последней трети XX века (и начала века XXI), британский физик-теоретик и нобелевский лауреат по имени Брайен Джозефсон. Который и сам себя не без иронии именует «резидент-еретиком» большой науки.

На прошедшей совсем недавно встрече нобелевских лауреатов в Линдау (69th Lindau Nobel laureate conference, 2019) Брайен Джозефсон выступил со вполне типичным для него докладом на такую тему: «Будет ли физика 21 века нуждаться в биологии?». И дабы сразу стали понятны глубина и размах еретических идей ученого, достаточно предоставить краткое резюме этой лекции.

В современной биологии принципиально важную роль играет концепция «сложной координации», то есть понятие о нетривиальных системах, работающих совместно для порождения определенного результата. В нынешней общепринятой физике, с другой стороны, концепция координации присутствует только в самых простых формах.

Погружение физиков в поиски своих «теорий всего» увело их к чрезмерно упрощенной картине мира природы. К такой картине, которая может очень хорошо работать в ситуациях, используемых для тестирования физических теорий. Но эта картина совершенно не способна прояснять и помогать разбираться с такими проблемами, как наблюдение, смысл наблюдаемого и процессы мышления.

В биологии уже имеется раздел биосемиотика – исследования, уделяющие должное внимание смыслу того, что наблюдают ученые в природе. Синтез подходов физиков и биосемиотиков способен привести к такому прогрессу в нашем понимании мира природы, который по значимости был бы сравним с прогрессом физики благодаря появлению квантовой теории…

В кратком списке «рекомендуемого чтения», сопровождающем видеозапись лекции на сайте Lindau-Nobel.org , дана ссылка и на свежую статью докладчика, носящую название «Физика разума и мысли» (The Physics of Mind and Thought, by Brian Josephson). В работе этой развернуто обсуждается примерно то же самое – определенно назревшая необходимость синтезировать знания физики и биологии – но только в несколько ином аспекте, со стороны нейронауки и психологии. Причем синтезировать, соответственно, предлагается с опорой на успехи этих наук в области изучения разума и смысла наблюдаемых там процессов. Ибо у физики тут никаких успехов пока не наблюдается ни в каком приближении…

Наиболее же примечательным аспектом этой свежей статьи Брайена Джозефсона является, однако, то, что хорошо известный всем онлайновый архив научных препринтов arXiv.org вот уже который месяц, с середины апреля 2019 и вплоть до сегодняшнего дня, упорно пытается отказать автору в публикации данной работы на своём сайте…

Этот поразительный момент необходимо подчеркнуть еще раз – дабы дошло до всех, сразу и как следует. Всемирно известный физик-теоретик и нобелевский лауреат не может опубликовать свою научную статью на общедоступном сайте физико-математических препринтов – поскольку модераторы сайта считают, что тематика его работы «не подходит» для arXiv.org. Здесь же непременно следует подчеркнуть и тот факт, что именно эта работа автора уже опубликована в авторитетном и реферируемом научном журнале…

Абсолютно всем должно быть понятно, что происходящее здесь – это полнейшая дичь. Однако именно вот так обстоят дела реально в сегодняшней большой науке. Причем устроено это всё таким образом довольно давно. Ибо конкретно данный конфликт – отнюдь не досадное недоразумение, а вполне устойчивая закономерность. Конкретно Джозефсону приходится буквально с боем добиваться публикаций на сайте arXiv.org чуть ли не каждой из своих работ.

И та, и другая сторона противостояния отлично понимают мощь данного инфоресурса для свободного распространения знаний в научном сообществе. И именно поэтому Брайен Джозефсон без устали сражается с модераторами arXiv.org вот уже, считай, четверть века. Добиваясь снятия искусственных внутренних барьеров и препятствий в таком проекте, который, казалось бы, именно для того и был создан – оперативно и беспрепятственно доносить информацию до тех, кто в ней нуждается и кто её ищет…

Читать «Климат и догмы, диссиденты и ереси (окончание)» далее

Искусственный интеллект в мире животных

(Март 2019, idb )

Системы Искусственного Интеллекта (ИИ), как известно, за последние годы совершили очень внушительный рывок, продемонстрировав сверхчеловеческие способности в довольно широком диапазоне разных задач. Люди уже не могут считаться лучшими в мире игроками не только в шахматы, но и в покер или в го, проигрывают ИИ во многих компьютерных играх вроде StarCraft, в делах вождения автомобиля, катера или самолета, в проблемах диагностики и лечения некоторых заболеваний. Список побед ИИ прирастает постоянно.

Однако даже самые сложные системы ИИ пока что не способны состязаться не только с людьми, но и с обычными животными в делах адаптации к неожиданным переменам в окружающей обстановке. Как определить, насколько умны самые лучшие из нынешних систем искусственного интеллекта при их сравнении с представителями мира животных? Могут ли самые продвинутые агенты ИИ быть столь же умны, как мыши, скажем? Или как вороны? Или как шимпанзе?

Набор из нескольких десятков тестов, уже проведенных ранее с животными, позволит получить первые ответы на подобные вопросы. Организаторы состязаний на основе таких тестов ставят перед собой цель выявить самые лучшие из нынешних подходов ИИ в делах адаптации к обстановке, сопоставляя их с результатами исследований животного царства. Итоги такой «олимпиады» покажут, готовы ли великие достижения систем ИИ на равных состязаться с великими достижениями биологической эволюции.

Проект «Олимпиада Животные-ИИ», который начинается в июне нынешнего года, это результат совместной партнерской работы между Кембриджским университетом, точнее, его Ливерхьюмским Центром будущего интеллекта , и базирующимся в Праге исследовательским институтом GoodAI , то есть «Хороший-ИИ». Фактически, это новый способ оценивать прогресс ИИ в направлении того, что принято именовать общим или сильным искусственным интеллектом.

Читать «Искусственный интеллект в мире животных» далее

Живая физика сверхтекучести (и при чем тут гравитация)

(Октябрь 2018, текст  idb )

Если анализировать новости науки методами OSINT, то есть разведки открытых источников информации, то происходит занятная вещь. Обнаруживается, что самое интересное в новых открытиях – это то, о чем упоминают мимоходом или вообще предпочитают умалчивать…

За последние три-четыре года учеными сделан целый ряд весьма примечательных открытий в пока еще совсем новой и малоизведанной области исследований, носящей название физика активной материи. Чуть иначе то же самое часто именуют «живая материя». [r1][r2]

Суть особо интересующих нас открытий заключается в том, что практически одновременно сразу на двух направлениях – экспериментально и теоретически – удалось продемонстрировать, каким образом живая материя при комнатной температуре воспроизводит феномен сверхтекучести. То есть давно известное, но по-прежнему во многом загадочное физическое явление, обычно наблюдаемое в квантовых жидкостях лишь при очень низких температурах около абсолютного нуля.

Жизнь и физика активной материи

Дабы лучше понимать, в чем именно заключаются особенности и важность нынешних открытий, прежде имеет смысл чуть поближе познакомиться с собственно новой областью исследований. Потому что живая или активная материя – это, во-первых, довольно специфическая форма существования вещества, в прежние времена для фундаментальной физики практически никакого интереса не представлявшая.

Во-вторых же, и это самое главное, активная или живая материя по сути дела во всех своих проявлениях демонстрирует такую физику, которая НЕ является ни классической-ньютоновой, ни квантово-механической. То же самое можно сформулировать и по-другому. Базовые элементы живой материи находятся полностью в области физики классической, но при этом демонстрируют в макро-масштабе разнообразные феномены микро-физики квантовой. Причем внешне феномены живой материи нередко выглядят как очевидное нарушение фундаментальных догм в основах физической науки – вроде законов сохранения или начал термодинамики…

Факты конфликтов с догмами, впрочем, ученые предпочитают не афишировать, дабы без помех продолжать занятия своей наукой, а не отбиваться от беспочвенных обвинений в ереси. Абсолютно беспочвенных обвинений, следует подчеркнуть, поскольку чуть более глубокий разбор подобных феноменов позволяет показать, что никаких посягательств «на святое» тут нет. Дабы не запутывать картину нюансами и деталями, исследователи живой материи просто предпочитают всегда заранее подчеркивать, что вовсе не занимаются антинаучными чудесами, а работают полностью в рамках общепринятых законов физики.

Что же включает в себя интересующая нас область исследований под общим названием «активная материя»? В первую очередь, это широкое разнообразие биологических систем – начиная от гелей-цитоскелетов живых клеток, смесей клеточных экстрактов или бактериальных растворов-суспензий, и вплоть до коллективного поведения роя пчел, косяков рыб или больших птичьих стай.

Другая обширная часть той же области – это «формально-не-живая» активная материя, характерные особенности которой стабильно отмечаются в следующих условиях. В подвергаемых регулярным вибрациям гранулированных материалах и вязких жидкостях. В коллоидных растворах, где наномасштабных размеров частицы способны самостоятельно двигаться сквозь жидкость из-за каталитических реакций, происходящих на их поверхности. В скоплениях роботов, наконец, где самопроизвольно порождаются взаимодействия типа роевого поведения насекомых или стаи животных.

Читать «Живая физика сверхтекучести (и при чем тут гравитация)» далее

Обманы памяти и ложь мемуаров

(Май 2018, НБКР)

«Если выкинуть из истории всю ложь, то не факт, что останется одна только правда. Может оказаться и так, что в итоге не останется ничего.» Давний афоризм от мудрого человека по имени Станислав Ежи Лец сегодня определенно имеет смысл вспоминать почаще.

Среди текстов сайта kiwi arXiv, так или иначе соприкасающихся с историей человечества, включая историю культуры и науки, неизменно присутствует одна и та же сквозная тема. Сформулировать которую можно примерно так:

Практически всё из того, что обычно считается реальными историческими событиями, на самом деле происходило иначе, нежели об этом принято рассказывать – будь то официально, или же в личных мемуарах современников. Причем «иначе» означает тут не различия в точках зрения, а куда более глубокую разницу, искажающую саму суть реальных фактов.

И что особо существенно, искажением фактов вольно или невольно занимаются практически все. И практически всегда. Потому что так устроены люди, и так устроена наша память.

Когда дело касается потоков лжи официальной – или иначе, идеологически выгодной «пост-правды» – то её выявлять и демонстрировать сравнительно несложно. Достаточно раздобыть показания свидетелей и документы отчетов-расследований, подготовленные сразу по следам масштабных событий, затронувших многих людей.

Но вот что касается «обманов памяти» в личных мемуарах – спустя годы и десятилетия предоставляющих еще одну важную основу для восстановления реальных исторических фактов – то здесь отлавливать доказуемую неправду обычно дело более хлопотное. Для этого надо иметь либо несколько перекрестных свидетельств от других участников тех же самых – отнюдь не масштабных – событий, либо сырые записи в дневниках или письмах авторов, где интересующие события фиксировались непосредственно в то время, когда они происходили.

Сопоставление разительных отличий в такого рода свидетельствах – это в высшей степени поучительное занятие. Ярко и наглядно демонстрирующее, до какой степени могут быть недостоверны воспоминания в мемуарах людей, оказавшихся непосредственными участниками и свидетелями тех или иных исторических событий…

Повод для скомпилированной здесь подборки текстов-сопоставлений на данную тему предоставила совсем свежая документальная книга от Фримена Дайсона [FD]. Патриарха мировой теоретической физики и по совместительству весьма самобытного философа-надомника. Плюс к тому, человека, которому по жизни довелось близко общаться и дружить со множеством знаменитейших ученых XX века. А попутно сумевшего еще и подробно описать внушительную часть из того, что вокруг него происходило.

Самое же ценное в новой книге Дайсона – это то, что перед нами здесь НЕ очередные мемуары от весьма и весьма пожилого человека, сохраняющего ясный разум на подходе к 100-летнему возрасту. Некоторым интригующим образом у него получились свежие документальные описания событий, происходивших от 80 до 40 лет тому назад. И хотя это нельзя называть дневниками, в книге собраны такие записи, которые методично фиксировали события в тот момент, когда они происходили. Плюс авторские комментарии из дня сегодняшнего, поясняющие или корректирующие фактические ошибки-неточности, допускавшиеся автором в сырых записях.

Но прежде чем рассказывать, как это всё Дайсону удалось – многие десятилетия сохранять в тайне столь ценный архив даже от историков науки (что и само по себе есть занятный сюжет) – пора уточнить, что нас здесь все же интересует несколько иная тема, а именно «ложь в мемуарах». Поэтому для вступления в тему с нужной стороны привлечем именно мемуары – от другого автора и тоже самобытного философа-надомника. В литературном мире наиболее известного как писатель-фантаст и одна из половин знаменитейшего тандема «братья Стругацкие».

Читать «Обманы памяти и ложь мемуаров» далее

DARPA в мире животных

(Весна 2006)

Глаз — многогранный алмаз

Учеными Калифорнийского университета Беркли создан миниатюрный, размером с булавочную головку искусственный глаз, конструктивно аналогичный фасеточным глазам насекомых. Также как у стрекоз, пчел или мух, искусственный глаз имеет полусферическую форму для широкого панорамного обзора и образован мозаикой из тысяч микроскопических линз.

Предполагается, что благодаря своим выдающимся оптическим качествам — два таких «глаза» при объединении в сферу дают полный обзор всего 3D-пространства — подобные устройства найдут широкое применение в самых разных областях, от бытовой техники до систем медицинской диагностики и военного наблюдения.

Последняя из перечисленных областей, военная, скорее всего станет первой, где искусственные глаза новой конструкции появятся в реальной аппаратуре. По той причине, что исследовательская и конструкторская работа оплачена в Беркли деньгами гранта в полмиллиона долларов, выделенного американским Агентством передовых военных исследований, DARPA, под вполне конкретную задачу — разработать новую, более эффективную технологию наблюдения.

Читать «DARPA в мире животных» далее

«Микробософт» для биоинформатики

(Июнь 2007)

Два события в области синтетической биологии — одно громкое, другое тихое — при рассмотрении их в совокупности дают картину очень серьезных сдвигов, происходящих как в науке о жизни, так и в бизнесе на жизни.

synthetic-bio

Начать имеет смысл с события тихого и для неспециалистов практически незаметного. В последние дни мая (2007) на страницах научного журнала BMC Bioinformatics опубликована статья двух германских исследователей из Университета Мюнстера «Водяные знаки на основе ДНК и алгоритма ДНК-Крипт» (Dominik Heider, Angelika Barnekow: DNA-based watermarks using the DNA-Crypt algorithm, BMC Bioinformatics, 8:176, 29 May 2007).

Цель статьи — продемонстрировать реальные приложения разработанной авторами технологии по внесению в код ДНК закрытых криптографией водяных знаков. Такие знаки, закодированные в молекулах, позволяют выявлять неавторизованное использование генетически модифицированных организмов (ГМО), защищенных патентами.

Читать ««Микробософт» для биоинформатики» далее

«Песня о жизни», слова и музыка ДНК

(Февраль 2003)

musica-genomica

Человека всегда волновала тайна удивительно мощного воздействия музыки, способной заставлять маленьких детей пускаться в пляс, а взрослых ронять скупую слезу.

Существуют теории о том, что вся гармония природы наполнена музыкой, которая неслышно звучит и внутри нас. А удивительная реакция организма на отдельные мелодии связана, возможно, с тем, что мы просто узнаем в услышанном именно то, что уже нас наполняет. Поскольку «любить — это узнавать знакомое»…

Группа испанских ученых-микробиологов из мадридского госпиталя Ramon y Cajal решила довольно своебразным способом исследовать эту гипотезу и занялась преобразованием информации генома человека к виду нотной последовательности, пригодной к исполнению на музыкальных инструментах.

Разворачивание цепочек ДНК в музыку оказалось весьма плодотворным занятием, так что недавно завершилась запись целого CD, получившего название «Genoma Music» и содержащего 10 «генетических» мелодий.

Читать ««Песня о жизни», слова и музыка ДНК» далее