В течение августа-сентября нынешнего года я прочел выдающуюся книгу Василия Авченко «Дальний Восток. Иероглиф пространства». В самом начале этой завораживающей книги автор говорит, что, при всей пассионарности и толковости дальневосточников, их там настолько мало, что каждый человек в этом краю – на вес колымского золота. Все это вернуло меня к давним размышлениям о (не)заселенности Северной Азии, а также к феномену городов-магистралей, которыми я начал интересоваться на исходе студенческих лет, прочитав роман «Мост» Иэна Бэнкса. И совсем неожиданно это сочетается со свежей инициативой Сергея Шойгу возводить в Сибири города-миллионники. Поэтому я решил написать пост о линейных городах, их транспортном, инфраструктурном и энергетическом своеобразии.

В 2020 году половину Нобелевской премии по физике получил Роджер Пенроуз. Премия была выдана с формулировкой «За открытие того, что образование чёрных дыр с необходимостью следует из общей теории относительности». Это произошло более чем через два года после смерти Стивена Хокинга, который наверняка бы получил эту премию, если бы дожил. Но она досталась Пенроузу (род. 8.08.1931) – человеку на 11 лет старше Хокинга, его коллеге и другу, вскоре перешагнувшему девяностолетний рубеж. После 2015 года я не могу избавиться от мысли, что Нобелевская премия (особенно по литературе) изживает себя, как и олимпийские игры, но как раз Роджер Пенроуз является одним из тех гранинских «зубров», который много ранее заслужил несуществующую Нобелевскую премию по математике. Я был причастен к переводу его книги «Мода, вера, фантазия» на русский язык и именно в тот период познакомился с сумрачным гением и скверным характером этого человека, а также с дивными мирами, рождающимися у него в голове. Пенроуз как никто из наших современников выразил платоновские идеи о высшем мире идеальных фигур, воплощения которых когда-нибудь найдутся и в реальном мире. Именно об этой грани его исследований пойдет речь под катом: о геометрических паркетах, мозаике Пенроуза и квазикристаллах Шехтмана.

Некоторое время назад я планировал разместить здесь откровенно антирелигиозную статью и пройтись по излюбленному примеру креационистов, связанному с нечленимой сложностью. Я хотел разобрать казус с отказом признавать эволюцию глаз, но обнаружил на Хабре превосходную статью Вячеслава Пуговкина @ra3vdx, в которой разобрана именно эта проблема. Поэтому я решил изменить акценты и развернуть не менее интересную тему: рассказать об устройстве и бионическом потенциале фасеточного глаза. Давайте об этом поговорим – и начну я, пожалуй, с ваятельницы Лин, главной героини гротескного романа, написанного Чайной Мьевилем.

Уважаемые читатели!

Мой блог, зародившийся из спонтанного общения с редактором Хабра @SLY_G, к настоящему моменту определенно приобрел некоторые узнаваемые очертания и читательскую аудиторию. Я благодарен тем, кто участвует в дискуссиях, тем, с кем мне удалось плодотворно поработать за пределами Хабра, тем, кто пишет и отвечает мне в личке.

При этом мне достаточно давно стало тесновато в канве научно-популярных лонгридов, и я пытался публиковать здесь и переводы. Переводы выбирал на свой вкус, прибегая к переводу в тех случаях, когда мне явно недоставало компетенции для создания качественной авторской статьи из-за сложности темы. Например, меня привлекает искусственный интеллект и научно-популярная сторона нейронных сетей, но вряд ли мой текст на такую тему будет лучше, чем качественный перевод.

Поэтому по согласованию с редакцией Хабра я решил завести второй блог, в котором буду переводить технические тексты. Блог будет вестись от имени пользователя @Sivchenko_translate. Переводы будут выполняться с английского языка на русский и, возможно, с немецкого языка на русский.

Тема этой публикации – из таких, что постепенно переходят из категории вымысла в число домыслов, затем превращаются в обоснованные гипотезы, доказанные гипотезы, а далее становятся общеизвестными и даже банальными. А затем начинают обрастать подробностями.

Ниже я кратко расскажу о примесях, попавших в геном современного человека от наших более древних собратьев – неандертальского и денисовского человека. Этой темой я всерьез заинтересовался около 9 лет назад, прочитав книгу Александра Маркова «Обезьяны, кости и гены». Много раньше, еще в детстве, на волне интереса к «палеолитическим приключениям» в духе Жозефа Рони-Старшего, я посмотрел фильм «Клан пещерного медведя» и прочел «Долину лошадей» Джин Ауэл. После того, как в 2010 году был расшифрован хорошо сохранившийся геном неандертальца, факт нашего скрещивания с неандертальцами не вызывает сомнений, более того – поднимает интересные проблемы, связанные с влиянием неандертальского генофонда на развитие наших популяций. Сванте Пэабо, руководивший вышеупомянутым исследованием 2010 года, с тех пор успел написать книгу «Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов», но изучением неандертальцев активно занимается по сей день. Именно об этом пойдет речь далее.

Не так давно на Хабре вышла новость о разработке червеобразных мягких роботов, которые легко меняют форму и длину для проникновения в труднодоступные места. Подобный робот – не только миниатюрное, но и высокотехнологичное устройство, оснащенное датчиками и серьезно адаптирующее свои функции к меняющимся условиям окружающей среды. Такое бионическое направление развития робототехники логично и ожидаемо, но, в то же время, оно перекликается с не менее интересным феноменом модульной робототехники. Модульный робот автоматически собирается из относительно простых единиц, которые могут сами добираться до точки стыковки, ориентируясь на разметку в помещении, например, на складе.

Интересующимся модульной робототехникой я рекомендую посмотреть диссертацию и научные работы Никиты Павлюка, познакомившего меня с этой темой. Здесь я затрону тему модульных роботов лишь в качестве контекста, подчеркнув их важнейшую черту – способность к реконфигурации. Шагом вперед от реконфигурации мне видится реализация приемов оригами в робототехнике, о чем я и расскажу далее.

Привет, Хабр!

Возможно, я, наконец, собрался осветить эту тему, так как очень сильно выспался в минувшие выходные.

Сегодняшняя публикация рискует стать наименее научно-популярной во всем моем блоге, и она может быть перенасыщена «личным опытом». Я выскажусь на тему прокрастинации в ущерб сну. Более того, я опубликую этот текст, как только напишу и сверстаю его; возможно, это будет уже глубоким утром.

Прокрастинация в ущерб сну — это давно замеченная вредная привычка, которая попала в поле зрения медиков около 2014 года. Специалисты из Утрехтского университета, впервые формализовавшие эту проблему, характеризуют ее как отказ от отхода ко сну, когда на это нет видимых причин. После 2014 года эта вредная привычка все чаще трактуется как медицинское и поведенческое расстройство, но по-настоящему остро проблема сонной прокрастинации встала после локдауна 2020 года. Отход ко сну, как и режим работы, тесно связан с режимом дня, а именно в период вынужденного карантина режим дня оказался критически подорван у людей, не привыкших к удаленке.

Сонная прокрастинация очевидным образом отличается от «традиционной» прокрастинации, то есть, от откладывания неприятной или рутинной деятельности на потом, так как сон не является неприятной деятельностью. По-видимому, прокрастинация в ущерб сну является следствием более сложных социальных явлений, из-за совокупности которых человек считает, будто не принадлежит себе.

Ранняя история ядерного оружия, вернее, предыстория бомбардировок Хиросимы и Нагасаки – это гремучая смесь фундаментальной науки, игр спецслужб, цейтнота, политики и сделок с совестью. Первой систематической работой о научной составляющей Манхэттенского проекта была книга «Ярче тысячи солнц», написанная австрийским автором Робертом Юнгом.

И эта книга, и вышедшие в 1962 году мемуары бригадного генерала Лесли Гровса под названием «Теперь об этом можно рассказать» красочно демонстрируют, что проделанная в рамках проекта работа была в высшей степени первопроходческой, когда о последствиях следующего шага оставалось только догадываться. Так, именно в рамках Манхэттенского проекта был придуман метод Монте-Карло, а для выполнения огромного объема расчетов при отсутствии ЭВМ были мобилизованы сотрудницы-вычислительницы.

Лесли Гровс с солдатской прямотой не скрывает, что отнесся к коллективу ученых-атомщиков как к сборищу фриков, которых нужно потерпеть в условиях военного времени и для выполнения поставленной боевой задачи. Когда по итогам Ялтинской конференции стало понятно, что исход войны в Европе предрешен, а война на Тихом океане далека от завершения, когда в расчете на потенциальные потери личного состава в Японии было изготовлено полмиллиона «Пурпурных сердец» (американский орден, вручаемый за ранение или гибель в бою), вручаемых по сей день – стремление как можно быстрее поставить точку в войне представлялось единственной приоритетной целью. Личные конфликты в коллективе и даже выявление советских шпионов отходят на второй план. Последняя глава в книге Гровса называется «Нагасаки».

В 1900, последнем году XIX века, Макс Планк открыл кванты света: показал, что энергия света передается в виде минимальных энергетических пакетов. Так зародилась квантовая физика, которая, казалось бы, совершенно случайно попала из XXI века в начало XX-го. На практике квантовая механика оказалась одной из самых точных и строгих систем, известных науке: принципы квантовой механики лежат в основе деления атомного ядра, действия лазера, работы полупроводников. Сегодня уже осуществлены квантовая телепортация и квантовые вычисления. При этом, еще в 1927 году, на пятом Сольвеевском конгрессе, посвященном проблемам квантовой механики, состоялся знаменитый спор между Альбертом Эйнштейном и Нильсом Бором по поводу интерпретируемости квантовой механики. На тот момент победила точка зрения Бора («копенгагенская интерпретация»), указывающая, что следует абстрагироваться от концептуализации событий, происходящих при квантовых взаимодействиях, удовлетворившись математической согласованностью квантовой механики. При этом квантовая система понимается во многом как «черный ящик», но ее уравнения с удивительной точностью подтверждают результаты экспериментов.

Основное отличие квантовой физики (доминирует в микромире) от классической физики (доминирует в макромире) заключается в вероятностном характере квантовых процессов. Так, применительно к электрону в атоме, уравнения квантовой механики дают распределение вероятностей, указывающих, в какой точке орбитали должен быть электрон – и именно там он и оказывается по результатам эксперимента.

В более ранних публикациях (здесь и здесь) я рассказывал о некоторых направлениях исследований, связанных с инженерными разработками на основе клеточной биологии, и о других проектах, в том числе, генно-инженерных, объединяемых новомодным термином «wetware» (по аналогии с hardware и software). Я сосредотачивался на переориентации клеточного метаболизма с получением на выходе полезных материалов или энергии. На фоне этих выкладок потерялась еще одна интереснейшая тема – биохимическая коммуникация и возможности ее применения. Уважаемые читатели Хабра наверняка согласятся, что в системе, предназначенной для управляемого обращения с информацией, важны не только ввод/вывод, хранение и обработка данных, но и передача этих данных, то есть, коммуникация.

16+

Еще в самом первом моем посте на Хабре я вскользь затронул один маркер цивилизации XX века, а конкретнее – его медицины, который на самом деле поражает меня сильнее космонавтики и даже сильнее Интернета.

Я упоминал о серповидноклеточной анемии. Это генетическое заболевание, приводящее к деформации эритроцитов, мешает развитию малярии, поэтому в Африке повышало шансы индивида на выживание – как меньшее зло.

XX век – его конец и начало XXI века – отметились стратегической победой над инфекционными болезнями и переходом к борьбе против генетических, к которым по ряду показателей примыкает рак. Хина и карболка Миклухо-Маклая уступили место чудесам фармакологического искусства, названия которых оканчиваются на –маб и –вир.

Генетические заболевания принципиально отличаются от инфекционных как по принципу передачи (вертикально, а не горизонтально), так и гораздо меньшей распространенностью в глобальной популяции с резкими всплесками локально – как в случае с болезнью Хантингтона на озере Маракайбо (глава 12).   

Тем не менее, организованная борьба с генетическими заболеваниями уже началась. Поскольку она требует не просто «знать врага в лицо», но и «разбирать врага до косточек», эта борьба дает богатый урожай знаний о природе человека, его фичах и багах. И даже на фоне генетических заболеваний особняком стоит «баг» невообразимо чудовищный, редчайший и при этом крайне информативный. Это синдром Вернера, а также синдром Гетчинсона-Гилфорда, более известные как «детская» и «взрослая» прогерия.     

Это эссе содержит обширный обзор весьма узкой темы: интерпретируемости машинного обучения. Пост не претендует на исчерпывающую полноту, я ставил своей целью рассмотреть концептуальные фреймворки, существующие исследования и направления их развития.

Я придерживаюсь категоризации, использованной в работе Lipton et al.'s Mythos of Model Interpretability, которую считаю наилучшей статьей, проясняющей различные дефиниции интерпретируемости. Мы рассмотрим множество способов формализовать значение «интерпретируемости». В широком смысле интерпретируемость отвечает на вопрос «как». Она призвана дать понятие о нашей модели и объяснить, каким образом эта модель принимает те или иные решения. Ниже каждый раздел концептуализируется на основе конкретного вопроса, который можно поставить к нашей модели машинного обучения, опираясь на конкретное определение интерпретируемости. Если все это для вас в новинку, объясню для начала, почему нас вообще должна волновать интерпретируемость.

Выведение новых пород и одомашнивание животных – процессы, которые кажутся мне, с одной стороны, смежными, с другой – немного морально устаревшими в наш век генной инженерии. Тем не менее, это древнее искусство имеет научную основу, помноженную на многовековой практический опыт. Поэтому (в январе) я даже подумывал подарить один из первых появившихся у меня инвайтов человеку, который написал бы подробную публикацию об опытах Дмитрия Константиновича Беляева (1917-1985), которому удалось поставить уникальный генетический эксперимент: одомашнить серебристую лисицу. Отрадно, что уже в феврале пользователь @Zangasta предвосхитил мои поиски и опубликовал пост о работе Беляева, оказавшийся крайне успешным. Поэтому я полагаю, что читателям Хабра будет не менее интересен рассказ еще об одном выдающемся селекционном эксперименте, запущенном в СССР, но вышедшем «в продакшен» только в 90-е годы.

В моем блоге на Хабре я стараюсь избегать рассмотрения «уникальных» феноменов, которые не с чем сравнить – и, соответственно, сложно или невозможно вывести какие-то закономерности, сделать выводы. Единственным исключением была, пожалуй, статья о вулкане Кудрявый – больше на нашей планете рениевых фумарол нигде нет, но с геохимической точки зрения этот вулкан все-таки вписывается в более обширную картину безудержного российского сырьевого изобилия, а заодно подчеркивает специфическую престижность суверенитета над островом Итуруп.

И вот в минувший понедельник на Хабре вышел неудачный перевод удивительно неудачной статьи об уникальном природном объекте Окло, о котором я также знаю уже около десяти лет, но писать не собирался. Обсудить этот перевод можно в самом посте, я не буду вдаваться в полоскание тех аспектов, которые меня разочаровали — кроме, пожалуй, перекочевавшего из оригинала в перевод изотопа бор-141 (¹⁴¹B). О том, что это не B, а Ba (барий), указали в комментариях еще к оригинальной статье (их там всего девять), но переводчик почему-то пропустил даже эту очевидную ошибку. Итак, признаю, что при всей экзотичности объект Окло заслуживает более внятного и целостного представления, которое и сделаю в этой статье.  

Именно эта диаграмма, связывающая спектральный класс звезды с возрастом и массой светила, обладает примерно такой же замечательной периодичностью, как и таблица Менделеева. В ней есть эволюция и предсказуемость. Прослеживается и основная закономерность, характерная для Главной последовательности: вместе с массой звезды убывает ее температура и объем. При этом диаграмма Герцшпрунга-Рассела не демонстрирует еще одного важного свойства звезд: чем ниже температура, тем дольше будет гореть (тлеть) звезда. В результате длительного вырождения звезд, относящихся к известным ныне спектральным классам, также могут возникать странные объекты, которые можно назвать «гипотетическими» звездами. Они пока не образовались, так как Вселенная еще слишком молода. Но в теории такие звезды уже описаны, и именно о наиболее интересных из них я собираюсь рассказать ниже.

Узнать замечательное слово «ретрофутуризм» и даже прочесть эту статью мне довелось уже в бытность активного существования хаброблога, когда под моим последним январским постом развернулась дискуссия об осуществимости и целесообразности воздвижения сферы Дайсона. Немного разочаровавшись реакцией на тот пост, я отложил в долгий ящик обзорную статью о технологии и применении космического лифта, но вот и она дождалась своего часа. Во многом я нашел нужные мысли и слова, готовя материал о фуллеренах и, соответственно, освежив знания об углеродных нанотрубках. Поэтому вас ждет пост, категорически не относящийся к научной фантастике.

Я подумывал написать большую статью об аллотропии, вдохновившись успехом поста об оловянной чуме. Но, все-таки, эта тема слишком обширна и лучше удалась бы профессиональному химику. Поэтому ограничусь рассказом о моей любимой аллотропной модификации углерода – фуллеренах. Фуллерен весьма популяризован, но пишут о нем преимущественно одно и то же. В 2010 году, когда исполнилось 25 лет со дня практического открытия этой молекулы, писали о ней много, а сейчас уже подзабыли – по-моему, совершенно зря.

Зеленая энергетика не сходит с веб-страниц и из всевозможных заголовков. «Зеленый» уже давно понимается как «экологически благоприятный», но здесь напрашивается две важные оговорки:

1. Далеко не все методы «зеленой энергетики» так уж безвредны для окружающей среды. Например, ячейки солнечных панелей и лопасти ветряков необходимо утилизировать уже через пару десятков лет эксплуатации

2.  По-настоящему зеленую энергетику могли бы обеспечить зеленые растения, которые и являются первичными накопителями солнечной энергии.

Однажды сэр Артур Эддингтон, считающийся основателем теоретической астрофизики, заявил, что «ничего нет более простого, чем звезда». Действительно, при всей грандиозности большинство звезд – это почти однородные и очень стабильные объекты. Звезда главной последовательности в течение миллионов, миллиардов или, возможно, даже триллионов лет перерабатывает запасы водорода, постепенно сдвигаясь в красную часть спектра, а в конце пути, как правило, превращаясь в белый карлик. При этом о триллионах лет сейчас можно говорить лишь гипотетически, но красные и оранжевые карлики действительно могут просуществовать так долго, тогда как голубые сверхгиганты выгорают за миллионы лет. Например, возраст Спики (альфа Девы) составляет около 12,5 миллионов лет.

От переводчика: материал переведен под впечатлением оживленной дискуссии, развернувшейся в комментариях к посту о технологиях потенциального продления жизни. Читатели в большей степени заинтересовались переносом сознания на цифровой носитель, нежели продлением жизни биологического тела, поэтому я решил продолжить тему переводом слегка футурологического и не претендующего на объективность материала с портала "Medium". В этом переводе слово "эму" - это сокращение от "эмуляция"; я хотел неудачно пошутить и сделать в названии или даже в самом тексте отсылку к "войне с эму", но, все-таки, термин оставил, а отсылки убрал - это, в конце концов, перевод. Также отмечу, что теория Пенроуза и Хамероффа о квантовой природе сознания, на которую есть отсылка в тексте, в целом пока не подтверждается, но я считаю - хорошо, что она существует и подпитывает развитие квантовых вычислений.