«Химия и Жизнь», Ноябрь 2024

Фрагменты статьи В.М. Бехтерева «Бессмертие человеческой личности как научная проблема», 1916 год.

В полосе ста километров вдоль границ Мирового океана живет половина землян, и пресной воды им не хватает, приходится опреснять морскую. Это требует больших затрат энергии, а кроме того, повышает содержание дейтерия в воздухе, воде и биоценозах региона. Из-за глобального потепления на сушу выпадает больше осадков, но дожди идут в основном ливнями, вызывая наводнения, а вода стекает в море. Казалось бы, лишнюю воду можно аккумулировать в водохранилищах, но делать водохранилища невыгодно, они занимают ценную площадь, а значительная часть воды из них просто испаряется. Однако выход до смешного прост: нужно превратить в водохранилище сам слой, где лежит артезианская вода. Раз под ним находятся толстые водонепроницаемые породы, то достаточно построить подземную плотину, которая предотвратит просачивание артезианских вод в море.

Мы продолжаем серию публикаций, посвященных сопоставлению научно-технических идей, высказанных когда-либо в научной фантастике, и современных их реализаций. В этом номере А. Речкин ищет литературные истоки микрокоптеров, криптовалют, аудиокниг и нейросетей для примерки одежды.

Многие биогибридные роботы используют животные или растительные клетки, но жизнь их обычно коротка. Ученые использовали грибницу, как простой и надежный компонент периферийного мозга двух новых роботов. Ощущающий окружающую среду мицелий выдавал напряжение, похожее на потенциал действия нейронов мозга и управлял двигателями колесного робота и приводами мягкого робота с пятью ногами. Входным сигналом для грибницы был свет, но в будущем им станут химические вещества. Они позволят роботам успешно реагировать на окружающую среду.

В родственном оригами японском искусстве прорези в сплошном материале позволяют ему легко складываться и менять свой объем. Дизайн киригами воплошен в многофункциональном микророботе из двухмерного метаматериала, который состоит из сотни шестиугольников диоксида кремния. Эти блоки организованы в ячейки, которые могут расширяться и сжиматься за десятую секунды. Робот принимает программируемую форму и ползает. Он может даже обернуться вокруг другого объекта и снова развернуться в лист. Применения конструкции очень широки.

Депрессия сильно меняет физиологические реакции организма, но обнаружить ее, особенно на начальных стадиях, не так просто, как может показаться. Ученые разработали несколько ИИ приложений для смартфона, которые смогут предупреждать о склонности владельца к депрессии. Первое отслеживает динамику диаметра зрачков, второе определяет эмоции по движениям лицевых мышц и жестам головы. Интересно, что в начале работы ученые не знали, какие именно жесты и движения глаз характерны для болезни. Авторы убеждены в будущем своих систем мониторинга психического здоровья.

Современные автомобили с автопилотом содержат пользовательский интерфейс с кнопками для передачи команд и требуют от водителя более четких словесных формулировок, чем в разговоре с человеком. Группа ученых применила ChatGPT и другие чат-боты в качестве посредника между водителем и автопилотом. Цель состояла в том, чтобы последний понимал команды, даже если они лишь подразумеваются. Эксперименты прошли успешно, водители испытывали меньший дискомфорт в сравнении с поездкой без чат-бота. Перед внедрением нового метода нужны дополнительные проверки и разрешения регулирующих органов.

Подделки занимают 15% рынка полупроводников и ставят под угрозу безопасность многих отраслей. Ученые разработали и запатентовала оптический метод поиска фальсификаций, который использует ИИ. Контрафакт определяют по характеристикам заранее встроенных в чип золотых наночастиц. Чтобы проверить возможности метода ученые смоделировали поведение наночастиц при разных способах фальсификации. Эксперименты показали, что контроль длится доли секунды и дает точность выявления подделки 97,6%, что на десятки процентов превосходит показатели всех известных методов.

Люди не хотят стареть. Они желают жить долго, оставаясь молодыми, и умереть здоровыми, раз уж вечная жизнь пока недостижима. Подходя к решению этой задачи систематически, ученые составили перечень признаков старения. А уж знаючи все признаки, можно с ними беспощадно бороться.

Разложение сероводорода на водород и серу, да без нагрева, при комнатной температуре — не фантастика, а реальность, о которой шла речь в предыдущей статье (см. «Химию и жизнь» 2023 №12). Так возникла уникальную возможность избавляться от вредного газа не с убытком, а с доходом: получать топливо для водородной энергетики. Не менее значимо, что параллельно с водородом образуется совершенно новое вещество: сера, существующая в газообразном состоянии при комнатной температуре. Такая новая модификация серы позволила совершенно по-новому посмотреть на химию этого элемента.

Конфликты последнего столетия научили людей отличать последствия мощных взрывов от разрушений из-за природных катастроф. Сугубо военный опыт неожиданно пригодился археологам и планетологам. Теперь они ломают головы над причинами древнейших взрывов на Земле и даже на Марсе.

Марс, недоступная и безжизненная планета не устраивает людей, называющих себя климатологами. Они хотят сделать ее климат похожим на земной. Самый очевидный способ — создание парникового эффекта за счет массового выброса проводящих наночастиц в атмосферу. Они должны задерживать уходящее с поверхности планеты инфракрасное тепловое излучение и рассеивать падающий на планету солнечный свет. Расчеты двух климатических моделей на суперкомпьютере показали, что постоянный выброс 30 литров частиц в секунду приведет к нагреву на 30ºС, а эффект станет заметен уже через несколько месяцев.

Вода на Красной планете присутствует в виде льда, особенно в полярных ледяных шапках, но ее круговорот пока не понят. Геологи полагают, что более 3 миллиардов лет назад на поверхности Марса существовали большие объемы жидкой воды, но затем ее большая часть была поглощена в недрах или утеряна в космосе. Сейсмометры посадочного зонда InSight скрупулезно исследовали внутреннюю часть планеты. Геологи пришли к выводу, что их данные лучше всего объясняет существование на глубине 11,5–20 километров слоя срединной коры, трещиноватой и пористой породы, которая насыщена водой.

Средняя во многих смыслах звезда Солнце служит точкой отсчета при изучении небесных светил. Его поверхность быстрее всего вращается у экватора, и медленней у полюсов, что легко заметить по перемещению солнечных пятен. Астрономы из Университета Хельсинки обнаружили неожиданный профиль вращения у звезды V889 Herculis, которая очень похожа на молодое Солнце. Быстрее всего ее поверхность вращается на широтах около 40 градусов, а экватор и полярные области движутся медленнее. Неожиданный результат свидетельствует о пробелах в теориях звездной динамики и понимании магнитного динамо звезд.

Протяженная атмосфера Солнца, которая при затмениях похожа на корону, нагрета в 200 раз сильнее его поверхности, но находится дальше от источника термоядерной энергии в солнечном ядре. Десятилетиями это явление ставит ученых в тупик. Недавно зонд Parker обнаружил, что открытые им изгибы линий магнитного поля, развороты которых сопровождаются увеличением объемного потока протонов, отсутствуют внутри короны, но часто встречаются ближе к поверхности заезды. Это ставит под сомнение предполагаемую роль таких изгибов в нагреве короны.

Земля — единственная планета Солнечной системы, на которой, по мнению геологов, существует тектонические плиты. Это перемещающиеся по земной поверхности крупные блоки, которые еще и подныривают друг под друга, вызывая землетрясения и извержения вулканов в так называемых зонах субдукции. Расположенные на плитах первые континенты начали двигаться 3,6–4 млрд. лет назад. Недавно чикагский профессор геологии Эрнандес-Урибе с помощью компьютерных моделей исследовал формирование древних магм. Он обнаружил, что субдукция для их образования не обязательна. Исследование по меньшей мере вносит неопределенность в вопрос о времени зарождения тектоники плит на планете.

Почему софора японская — неясно. Родом она из Китая, откуда распространилась по всей Азии и Европе, а в 1814 году попала в Россию, в Никитский ботанический сад. Сейчас она растет на юге России. Сила софоры не только в красоте — ее едят. А еще все части софоры японской — цветки и бутоны, плоды и семена, кора, листья и даже корни — содержат биологически активные соединения, среди которых преобладают флавоноиды. Казалось бы, многовековое использование и широкий спектр действия делают софору японскую настоящей панацеей, однако клинические исследования не подтверждают лечебных свойств S. japonica. Их просто не было, хотя ученые проводили эксперименты in vitro и in vivo.

Что такое чай, знают все — даже те, кто предпочитает кофе. И про историю чая все наслышаны, и про то, что в нем есть антиоксиданты. Хотелось бы поконкретнее — какие сорта, что и сколько содержат, как заваривать и сколько раз можно заваривать; но дальше мнения разделяются. Поэтому захотелось немного разобраться.

Коре опять снились мертвые. Она не говорит об этом вслух. Сначала молча злится. Потом, не разогревшись, идет тренироваться, тянет связки, отчего становится еще злее. Потом видит Кая, выливающего в раковину найденный по углам алкоголь, и взрывается: «Какого черта!» Каю очень хочется, чтобы Кора перестала казнить себя, чтобы отчаяние и тоска ушли из ее глаз. Можно было бы позволить ей выпить. Да только это не помогает. Ничто не может вернуть к жизни корабли, в смерти которых она себя винит...

Интеграция автократов в мировой порядок ведет к подрыву демократических основ этого порядка. И это надолго. К такому выводу приходят исследователи из Калифорнии в своей работе «Будущее демократии».

Благодаря папе Бенедикту, который для борьбы с кишечными заболеваниями запретил пастве пить грязную воду, предложив вместо нее пиво, а варить его велел в монастырях, Бельгия обладает огромным числом сортов пенного напитка. Оказывается, этим можно воспользоваться для необычной задачи — делать ловушки строго для одного вида насекомых.

— Внимание! DDos-атака! Воздействие на сервер компании Eternal Sleep! Приступаем к протоколу защиты. В приоритете — сохранение базы данных пользователей! Рассредоточение данных. Установка соединения. Разрешается использовать локальные сервера объемом не менее 2 Tb. Перезапись! Сохранение! Перезапись! Сохранение!..

…согласно новой оценке, растения по всему миру поглощают примерно на треть больше CO₂, чем считалось ранее…
…скорость измерения «вибрационного отпечатка» молекул с помощью рамановской спектроскопии увеличена в 100 раз….
…бедствие в виде цинги, вызванной дефицитом витамина C, может вновь вернуться из-за роста стоимости жизни и числа операций по снижению веса (бариатрических операций)…

В начале XXI века США лидировали в подавляющем большинство исследований в области прорывных технологий. Однако на исходе первой четверти XXI века ситуация резко изменилась. На первое место в мире по научному вкладу в большинство передовых технологических направлений вышла КНР. США же смогли сохранить лидерство всего лишь в семи направлениях. В общем, Китай перехватил у США лидерство в важнейших технологических областях.

В 2014 году стартовал десятилетний международный проект BRAIN. Он ставил перед собой заоблачную цель — полностью картировать мозг человека. Полного картирования пока не получилось, только отдельных фрагментов, и в 2022 году было объявлено о продолжении проекта — BRAIN 2.0. Теперь ученые не сомневаются, что создадут самую подробную карту мозга за всю историю. А уже в октябре этого года опубликованы результаты о полном картировании мозга самки плодовой мушки дрозофилы.

Углеродный след есть у всего, что сделано промышленным способом. Сегодня подсчитан усредненный углеродный след для жителей разных стран. А как выглядит его распределение внутри отдельных стран? Международная команда исследователей задалась этим вопросом и опросила по 1000 человек из Дании, Индии, Нигерии и США. Среди респондентов были как самые бедные, так и самые богатые.

Космонавты платят высокую цену за возможность быть на острие прогресса, за возможность испытать себя по максимуму, за романтику и фантастический вид на Землю из космоса. Цена всему этому — здоровье. Самая большая проблема, угрожающая жизни космонавтов, это ослабление сердца, которое происходит при работе в невесомости и в условиях космической радиации.

Если вы думаете, что человек на Земле был первым, кто начал целенаправленно выращивать сельхозкультуры, ухаживать за посадками и собирать урожай, чтобы потом его съесть, то вы ошибаетесь. Действительно, 12 тысяч лет назад наши предки стали возделывать землю и выращивать для себя еду. Но гораздо раньше этим уже занимались муравьи.

Помните фильм «Человек-паук»? Как лихо герой умел выстреливать паутиной и обезвреживать злодеев! Эти детские впечатления исследователей из лаборатории Silklab нашли наконец выход. Они создали жидкий материал, которым можно выстрелить из иглы на предмет. Материал мгновенно прилипнет, нить затвердеет и на ней можно будет предмет поднять.