Биологический нанокомпьютер

(Впервые опубликовано – февраль 2002)

DNA1

Выдающиеся способности биомолекул к хранению и обработке информации уже около десятилетия привлекают внимание ученых, пытающихся отыскать наиболее достойную замену компьютерным микросхемам на основе кремния. Основные усилия сфокусированы на ДНК – знаменитой молекуле в форме двойной спирали, которая присутствует в ядрах всех живых клеток и способна, занимая объем в один кубический сантиметр, содержать в себе информации больше, чем триллион компакт-дисков.

Постепенно двигаясь по пути создания программируемых компьютеров на основе молекул ДНК, ученые-исследователи приближают эпоху, когда живые «вычислительные машины» смогут умещаться в одной клетке человеческого организма. Подобный «биологический нанокомпьютер» будет настолько мал, что триллион (1 000 000 000 000) таких компьютеров сможет работать одновременно в единственной капле воды.

Теоретические расчеты дают основания предполагать, что так называемые ДНК-компьютеры в конечном счете способны превзойти кремниевые чипы в решении массивно-параллельных задач, требующих одновременного выполнения множества сходных операций. Но еще более заманчивые перспективы биологические нанокомпьютеры сулят в специальных приложениях, таких как медицина и фармакология. Читать далее Биологический нанокомпьютер

Ключи, замки, отмычки

(Впервые опубликовано – ноябрь 2007)

Подавляющее большинство современных автомобилей уже при сборке на заводе принято оснащать электронными средствами защиты от угона. Если же такой системы в машине почему-то нет, то на рынке имеется немало устройств, которые обеспечат стандартный или продвинутый уровень охраны за дополнительные деньги.

Но сколь бы разнообразными ни казались марки автомобилей и защищающих их электронных систем безопасности, в основе своей практически все схемы защиты сводятся к двум базовым технологиям ― KeeLoq фирмы Microchip и DST от Texas Instruments.

Поэтому анализ стойкости лишь двух этих систем дает вполне объективное представление о реальной надежности нынешних противоугонных средств на основе микрокомпьютера и беспроводной связи.

carkeys

КлючеЗамок: теория

Технология KeeLoq (близкий по смыслу перевод этой лингвоконструкции использован в подзаголовке) на сегодняшний день представляет собой наиболее распространенное в индустрии решение для бытовых систем охраны, связанных с дистанционным открыванием / закрыванием дверей (в гаражах, к примеру), с радиосигнализацией и ― самое главное ― с противоугонными средствами защиты в автомобилях.

В своем материальном виде KeeLoq выглядит как набор недорогих микросхем, выпускаемых американской компанией Microchip Technology и реализующих очень популярную на сегодня технологию динамически изменяющегося кода доступа (rolling code или, эквивалентно, hopping code).

По свидетельству специалистов, именно эти микросхемы встраиваются ныне в охранную электронику автомобилей на конвейерах известнейших автопредприятий вроде Chrysler, Daewoo, Fiat, General Motors, Honda, Jaguar, Toyota, Volkswagen, Volvo и так далее. Кроме того, имеются свидетельства, что эти же микросхемы используют в своих противоугонных системах Clifford, Shurlok и прочие компании, специализирующиеся на технологиях безопасности.

В сущности, наборы микросхем Microchip универсально подходят для всяких спаренных устройств в системах защищенного доступа. Но поясняют основные принципы их работы, как правило, на типичном примере противоугонной системы автомобиля, где пара устройств, состоящая из кодера и декодера, знакома уже практически всем. Читать далее Ключи, замки, отмычки

Псевдоархеология

(Впервые опубликовано – май 2010)

Под «псевдонаукой» обычно принято понимать нечто такое, что претендует на звание науки, но таковой не является. Однако, как показывает жизнь, провести границу между этими понятиями оказывается крайне непросто.

piramids

В одном из недавних выпусков газеты The New York Times опубликована статья об интересном и весьма плодотворном приложении современных технологий лазерного сканирования в археологии. Команда американских археологов и антропологов, заручившись поддержкой космического агентства НАСА, просканировала с помощью лидара ( light detection and ranging ― лазерный инфракрасный локатор) большой участок джунглей в Белизе.

В тропических зарослях этой центральноамериканской страны уже довольно давно найдены руины большого города Караколь древней цивилизации майя, однако оценить реальный размер и топографию находки по сию пору было очень непросто из-за сложной для работы ученых местности.

Применение самолета, оборудованного лидаром, позволило радикально продвинуть тяжело идущие исследования. Самолет летал на довольно небольшой, менее километра, высоте, благодаря чему 3D-рельеф местности был отснят с прекрасным разрешением порядка 15 сантиметров. Проблема джунглей проявила себя и здесь, поскольку значительная часть лучей сканера отражалась от крон деревьев и прочей буйной растительности, однако немалая часть достигала и земной поверхности.

Даже этой части хватило компьютеру на то, чтобы выстроить картину скрытых под растениями пирамид, зданий, сельскохозяйственных террас, древних улиц и дорог. На основании новых данных сканирования организаторам проекта, супружеской паре профессоров Арлена и Дайаны Чейзов (Arlen F. Chase, Diane Z. Chase), удалось ― как они считают ― подтвердить теорию о том, что в свои лучшие годы город Караколь занимал площадь свыше 180 квадратных километров и насчитывал более 115 тысяч человек населения.

Как это принято в любой серьезной науке, у супругов Чейзов всегда хватало и поныне хватает оппонентов, доказывающих, что коллеги сильно ошибаются в своих выводах. Соответственно, выдвигаются иные, куда меньшие оценки для масштабов древнего объекта в джунглях. Однако сам факт существования города майя никем здесь, по крайней мере, не отрицается.

Но бывают и в корне иные случаи ― когда под большое сомнение ставится уже сам предмет археологических изысканий. А спор таким образом перемещается в область так называемой псевдоархеологии. Именно в этой «пограничной зоне» и хотелось бы немного покопаться.

В качестве отправной точки удобно взять общенародную энциклопедию «Википедия». Не потому, конечно, что википедические статьи являются неким гарантированно надежным источником истины, а по той причине, что они достаточно адекватно отражают «устоявшееся в обществе мнение» практически по любому вопросу нашей многогранной жизни. В независимости от того, насколько верным или ошибочным это общественное мнение является.

Так вот, по свидетельству Википедии, псевдоархеология ― это псевдонаучная археология и ненаучная интерпретация объектов и мест, которые могут представлять, а могут и не представлять собой подлинные археологические данные. Под категорию псевдоархеологии подпадают такие археологические теории, раскопки и публикации, которые не соответствуют стандартно принятой в археологической науке методологии.

Как правило, псевдоархеология бывает мотивирована национализмом или желанием доказать особую религиозную, псевдоисторическую или антропологическую теорию. Поэтому во многих случаях авторами таких теорий заранее выдвигаются априорные заключения, а полевые изыскания предпринимаются исключительно для подтверждения подобных теорий в подробностях.

В качестве одного из типичных современных примеров националистической псевдоархеологии в Википедии приводится так называемый «Проект Боснийские пирамиды» (неким замысловатым образом связанный с цивилизацией майя).

visoko_piramida

В рамках этого проекта утверждается, что несколько гор в окрестностях городка Високо, расположенного неподалеку от боснийской столицы Сараево, в действительности являются комплексом чрезвычайно старых рукотворных пирамид, в своих размерах и древности значительно превосходящих все аналогичные сооружения в Египте, Мексике и прочих частях света.

При поверхностном ознакомлении с этой занятной историей практически все характерные аспекты псевдоархеологии оказываются налицо и давно-наглядно продемонстрированы археологическими светилами публике.

Однако (об этом, правда, Википедия помалкивает) странный боснийский проект после всех авторитетных разоблачений не только не угас, но и поныне продолжает бурно развиваться. Попутно привлекая на свою сторону все больше и больше голосов поддержки из лагеря серьезной (не говоря уже о не очень серьезной) мировой науки ― специалистов по пирамидам и древней архитектуре, по геологии и геодезии, по строительным материалам и так далее.

А потому явно имеет смысл копнуть несколько поглубже фактов Википедии, непредвзято оценить аргументы обеих сторон и ― спасибо интернету ― собственными глазами посмотреть, что же там реально удается энтузиастам отыскивать в балканских горах. Читать далее Псевдоархеология

Квантовый биокомпьютер

(Впервые опубликовано – июнь 2012)

Прогресс компьютерной индустрии, последние полвека обеспечиваемый постоянной миниатюризацией элементов микросхем, неотвратимо приближается к пределу возможностей кремниевых технологий. Иначе говоря, явно пора подыскивать альтернативные модели вычислителей.

QuantumBiology

На смену кремниевым чипам

По давно уже сложившейся традиции (и вследствие естественных технических причин), активность в области высокопроизводительных вычислений – или кратко суперкомпьютеров – всегда сфокусирована на самых передовых компьютерных технологиях человечества.

Промежуток времени, разделяющий те моменты, когда производительность наиболее мощных суперкомпьютеров планеты становится доступна вполне обычному настольному или мобильному электронному устройству, может быть длиннее или короче. Но общее правило остается неоспоримым: то, что вчера считалось пределом вычислительных возможностей, завтра становится общедоступной технологией.

Формулируя чуть иначе, тенденции, доминирующие ныне в узкоспециальной области суперкомпьютерных монстров, занимающих собой здоровенные помещения, на самом деле важны и интересны абсолютно для всех, кто уже не мыслит свою жизнь без компьютерной техники. И именно поэтому особого внимания заслуживают прогнозы экспертов относительно недалекого будущего суперкомпьютеров.

На проходивший в июне в Гамбурге, Германия, очередной Международной суперкомпьютерной конференции ISC ’12 (www.isc-events.com/isc12/) в качестве одного из основных докладчиков выступал американский ученый Томас Стерлинг. Среди специалистов он широко известен как «отец» популярной кластерной архитектуры Beowulf и как один из создателей самой быстрой на сегодня вычислительной техники петафлопсного масштаба (1 петафлопс = 1015 FLOPS, т. е. квадриллион или миллион миллиардов операций с плавающей запятой в секунду).

Доклад Стерлинга на конференции был посвящен общему обзору текущих достижений и тенденций в отрасли, однако для данной статьи особый интерес представляет авторитетное мнение специалиста относительно грядущих перспектив суперкомпьютинга. Непосредственно перед ISC ’12 в компьютерной прессе появилось обширное интервью Томаса Стерлинга, в котором он аргументированно обрисовал неблестящее, мягко говоря, будущее суперкомпьютеров на основе кремниевых чипов.

Суть прогноза сводится к тому, что технологии полупроводниковых микросхем, стабильно развивающие компьютерную индустрию вот уже около полувека, ныне быстро приближаются к своим физическим, идеологическим и конструктивным пределам.

Согласно выводам Стерлинга, порогом производительности для кремниевых чипов станет следующий, экзафлопсный рубеж (порядка квинтиллионов или 1018 операций в секунду). А для того, чтобы двигаться дальше, ученым и инженерам придется создавать нечто в корне иное: «Возможно, это будет что-то типа квантового компьютинга, метафорического компьютинга, или биологического компьютинга. Но что бы там ни было, это будет не то, чем мы занимались последние семь десятилетий»…

Все, кто интересуется новыми компьютерными технологиями, наверняка слышали или читали о некоторых из упомянутых Стерлингом направлениях исследований в области высокопроизводительных вычислений.

Больше всего говорят о «квантовых компьютерах», оперирующих регистрами кубитов на основе законов квантовой физики. Заметно меньше – о «классических» биологических вычислителях, построенных на основе манипуляций сложными биомолекулами вроде ДНК. Практически ничего не публикуется, правда, об интригующей технологии «метафорический компьютинг» на базе эффектов нелинейной оптики, но это тема совсем другого разговора (подробности см тут:  kiwiarxiv.wordpress.com/2013/04/28/201206/).

Здесь же будет рассказано про еще одно – любопытное и перспективное – направление научных исследований под названием «квантовая биология». Важная роль, которую, как выясняется, играют эффекты квантовой физики в жизни биологических систем, ныне расценивается как одно из наиболее неожиданных и волнующих открытий последних лет в области биологии.

Пока что это открытие плохо стыкуется с доминирующими в физике взглядами на мир, однако стабильно растущее число экспериментальных свидетельств и теоретических исследований понемногу укрепляют фундамент квантовой биологии. Новой области, сулящей не только лучшее понимание природы, но и, среди прочего, существенный прогресс в сферах компьютеров, связи и передачи энергии. Читать далее Квантовый биокомпьютер

Симулятор религии

(Впервые опубликовано – январь 2010)

Индустрия видеоигр по цифрам прибылей, а значит, и по масштабам влияния на человеческое сознание, уже давно обогнала кинематограф. Но при этом важная сторона жизни людей ― религиозная ― стабильно остается вне «игрового пространства».

WorldReligions

В своих «Письмах с Земли» Марк Твен написал о нашей природе примерно так: «Человек ― это религиозное животное. Это единственное религиозное животное. Это единственное животное, имеющее Истинную религию ― причем не одну. Это единственное животное, которое любит ближнего своего как себя самого, и перережет ему горло, если разойдется с ним в богословских вопросах»…

Суть религиозных распрей, раскалывающих человечество и порождающих океаны насилия, подмечена, что называется, не в бровь, а в глаз. С одной стороны ― неиссякаемые проповеди о человеколюбии с наставлениями душ людских на благие мысли и достойные дела, а с другой ― века и тысячелетия жестоких смертоубийств во имя утверждения очередной самой истинной религии.

Осмысливая этот удивительный парадокс бытия человеческого, никак невозможно проигнорировать феноменально популярную ныне продукцию видеоигровой индустрии.

Потому что и здесь, при выборе надлежащего ракурса, компьютерные игры заслуженно считаются мощными средствами обучения, через всевозможные симуляторы способными прививать геймерам самые разные полезные навыки и знания. Ну а если посмотреть иначе, то мало что из массовых развлечений может тягаться с видеоиграми по масштабам и концентрации насилия на единицу затраченного времени.

Другими словами, религия и видеоигры похожи до такой степени, будто являются зеркальным отражением друг друга. Отсюда сама собой напрашивается мысль, что эти два мира совсем несложно было бы объединить для всеобщей пользы и удовольствия. Читать далее Симулятор религии

Жить по детектору лжи

(Впервые опубликовано – май 2008)

Спорные технологии переживают очевидный расцвет вопреки скепсису науки.

meeting-the-parents

Поток  новостей все чаще стал приносить известия, свидетельствующие о растущем внедрении в повседневную жизнь полиграфов и других технологий выявления лжи. Новостные агентства, солидные газеты и журналы то и дело публикуют материалы о детекторах лжи в разделах, посвященных войне и разведке, финансам и бизнесу, культуре и спорту. Словно речь идет о некоем чрезвычайно важном и уже совершенно неотъемлемом для человеческой цивилизации атрибуте…

При этом нельзя сказать, что в самой технологии произошли какие-то кардинальные перемены. Результаты проверки детектором лжи по сию пору не принимаются в качестве доказательства подавляющим большинством судов, а степень научности самого метода как прежде, так и теперь подвергается серьезнейшей критике в академических исследованиях.

Из текущих событий

Вот, навскидку, как выглядит пара очень характерных примеров, почерпнутых из свежих новостных сообщений.

В Великобритании правительство существенно расширило масштаб пилотных проектов, направленных на повсеместное внедрение речевых детекторов лжи в районных госструктурах социального обеспечения, ради чего дополнительно выделены еще 1,5 миллиона фунтов стерлингов.

Эти детекторы лжи, подключенные к телефонным аппаратам, дают сигнал тревоги, когда в голосе человека, обратившегося за получением финансовой помощи или льгот, программой анализа выявляются признаки неискренности. Новостные службы, пересказавшие этот сюжет, в большинстве случаев ограничились краткой информацией, согласно которой лишь в одном из десятков округов подобная техника помогла властям сэкономить на обманщиках порядка 420 000 фунтов в год.

Но когда специализированное компьютерное издание, скептически относящееся к подобным достижениям, копнуло поглубже и выяснило, как была подсчитана эта сумма, вся картина стала выглядеть существенно иначе. Читать далее Жить по детектору лжи

Специфический двигатель прогресса

(Впервые опубликовано – май 2002)

Взгляд на секс в нестандартном ракурсе

sdrive

Расхожая шутка гласит, что чуть ли не все технологические достижения современной цивилизации — автомобили и самолеты, водопровод и телефоны, компьютерные сети и телевидение — появились на свет благодаря лени человеческой. Чего, мол, только ни напридумывали лентяи, лишь бы не отрывать лишний раз задницу от кресла.

Шутки шутками, но вот другая человеческая особенность, традиционно осуждаемая общественной моралью ничуть не менее (скорее более) чем лень, действительно играет роль мощнейшего мотора, стремительно продвигающего достижения высоких технологий в повседневную жизнь. Речь, конечно же, идет о либидо, о неиссякающем сексуальном влечении, из-за которого мужчины и женщины никогда не теряют интереса к разглядыванию обнаженных тел друг друга.

Порнографические ремесленники, а с середины XX века и целая порноиндустрия, сытно прикармливающиеся на особенностях нашей физиологии, всегда буквально на лету подхватывали любые технологические новации во всем, что касалось изображений.

Эротические фотоснимки и порнофильмы, как хорошо известно, появились практически одновременно с изобретением фотографии и кинематографа. Но гораздо меньше известно о том, что примерно на рубеже 1970-1980-х годов порноиндустрия все чаще стала брать на себя роль движущей силы в прогрессе инфотехнологий.

Для знающих специалистов, непосредственно работающих в этой области, сие обстоятельство, конечно, никогда не было секретом, однако предавать факты широкой огласке по понятным причинам считалось неуместным. Читать далее Специфический двигатель прогресса

СЮЖЕТЫ & РАССЛЕДОВАНИЯ