Не так давно я узнал, что в раннесредневековом Китае и позднесредневековой Европе предпринимались попытки конструировать «поворотные шкафы» и «книжные колёса» — агрегаты для параллельного чтения нескольких текстов. Эти механизмы удивительным образом предвосхитили некоторые свойства GUI, переоткрытые только в XXI веке.

Ранее в этом блоге я затрагивал тему реконфигурируемых роботов (статья «Сложить и расправить»). С разработкой модульных роботов мне довелось познакомиться ещё около четырёх лет назад, до прихода на Хабр — в тот период, когда я работал в бывшем СПИИРАН в лаборатории автономных робототехнических систем под руководством Антона Савельева и под непосредственным началом Никиты Павлюка. Именно тогда, под большим впечатлением от наших исследований (я помогал ребятам разбираться в англоязычных источниках, сокращать, формулировать, переводить) я пересмотрел и переосмыслил франшизу о «Чужих», впервые задумавшись, в какой степени ксеноморфы из этой истории подобны бионическим роботам. Предположу, что в финале второй части и особенно в битве Рипли с маткой режиссёр вполне осознанно сравнивал степени свободы и технические возможности традиционного робота-погрузчика и гибкого бионического робота. Из месяца в месяц откладывая эту тему, теперь я, наконец, хочу разобрать физические возможности и тонкости производства гибких мягких роботов. Такие конструкции уже начинают называть «флекзоскелетами».

Как знают мои постоянные читатели, ранее в этом блоге я уже обращался к малоизвестным аспектам периодического закона и рассказывал, к каким заблуждениям он приводил самого Менделеева. Но на практике сила периодического закона заключается в возможности предсказуемо экстраполировать даже самые экзотические свойства веществ и материалов. Если соединение получено с одним химическим элементом – то стоит попытаться получить схожие соединения и с другими элементами, расположенными ниже и/или выше данного элемента в таблице Менделеева. Так, на сходстве алканов и силанов основаны поиски кремниевой биохимии, а изучение периодических свойств щелочных металлов привело к созданию целой индустрии литий-ионных аккумуляторов.

В этой статье речь пойдёт о плоских аллотропных модификациях некоторых элементов IV группы (в частности, о графене). Как известно, именно в этой группе заключена почти вся современная электроника и индустрия полупроводников. Особое внимание будет уделено силицену – плоскому графеноподобному материалу, открывающему новую страницу в производстве гибкой электроники и полевых транзисторов.

Тема варьирования или замедления времени в космических масштабах кажется настолько фантастической, что даже на Хабре пока разобрана преимущественно в специфическом «релятивистском» ключе – например, применительно к фильму «Интерстеллар». Но соотнесение представлений о пространстве-времени в различных точках постепенно перетекает не только в научную, но и в практическую реальность. Известно, что GPS-навигация – первая широко распространённая технология, в которой принципиальную роль играют релятивистские эффекты (кстати, вот ещё отличный пост из ЖЖ). Поэтому сегодня я хотел бы разобрать, как в настоящее время видится прокладка Интернета на Луну и Марс, и как предполагается координировать GPS-навигацию и передачу данных хотя бы в рамках внутренней части Солнечной системы.    

В этом блоге я неоднократно обращался к теме астроинженерных сооружений, чрезвычайно интересующей Хабр. Навскидку вспоминаются материалы о сфере Дайсона (91 комментарий), космическом лифте (124 комментария) и обустройстве космической станции внутри астероида (212 комментариев). Все подобные идеи кажутся осуществимыми в обозримом будущем, так как мы привыкли экстраполировать успехи, уже достигнутые при сборке космических станций. Эпоха обитаемых космических орбитальных станций начинается в 1971 году и хронологически выглядит так:

Давным‑давно, ещё, когда я жил в Минске, одним из моих старших друзей был удивительный инженер Павел Горбунов, интеллектуал, романтик и автор множества афористичных мыслей, из которых мне наиболее запомнилась «Кто пребывает в нирване, часто ходит в рванине». Он работал в машиностроительном КБ и также говорил, что «у меня большинство друзей — программисты, а я люблю, что плоды моей работы можно пощупать руками». Сейчас, приближаясь к тому возрасту Горбунова, я также хочу рассказать о той части моей работы, которую можно потрогать руками — то есть, о книгах.

В редакции Хабра я работаю с конца 2020 года, а с февраля 2021 вернулся к издательской деятельности и с большим удовольствием тружусь в издательстве «БХВ» из Санкт‑Петербурга. Такое название сохранилось с середины 90-х, когда компания была совместным российско‑немецким предприятием и называлась на латинице «BHV», что по‑немецки расшифровывается как «BuchHandel und Verlag» — «Книготорговля и издательство». Естественно, в начале 2021 года я воспринял новообретённую аудиторию Хабра как потенциальный пул авторов. Внимательно смотрел профили моих читателей, ко многим обращался в личку, если видел в их (хабро)блогах или на гитхабе потенциальную основу для технической книги. Теперь, поскольку этот поиск принёс ощутимые плоды, я хотел бы рассказать о наиболее интересных переводных и авторских книгах, которые мне удалось выпустить за прошлый год и начало текущего года — а также поблагодарить тех, кто решился со мной работать и, надеюсь, не разочаровался в этом.

UPDATE: нам важно ваше мнение, поэтому

Промокод ФИДБЭК на все книги издательства будет действовать с 00:00 10.03.2023 по 00:00 01.04.2023.

В конце февраля 2023 года уважаемый @SLY_G опубликовал очень интересную статью, в которой обобщил некоторые нестыковки в современной фундаментальной модели Вселенной. В особенности меня заинтересовало, что, по приведённым в статье данным, не удаётся согласовать те значения скорости расширения Вселенной, которые получаются при измерениях с учётом космологической постоянной и с учётом объективного расстояния до стандартных свеч. Я обратил внимание на следующую аномалию: данные, полученные в 2001 году от космического телескопа WMAP (телескоп составлял подробную карту реликтового излучения) свидетельствовали, что реликтовый микроволновый фон не полностью изотропен, то есть, что Вселенная в инфляционную эпоху расширялась не вполне равномерно. Некоторые участки Вселенной явно «теплее» других на несколько милликельвинов – эту знаменитую тепловую карту я поставил под катом. Со временем факты в пользу такой аномалии продолжали накапливаться, пока не были в 2013 году убедительно подтверждены по наблюдениям космического телескопа «Планк», запущенного Европейским космическим агентством в 2009 году. В 2018 году группа учёных под руководством Джозефа Силка из Манчестерского университета закончила многолетний анализ данных «Планка», и по результатам этой работы было с 99%-й вероятностью установлено, что Вселенная не плоская, а обладает кривизной. Давайте рассмотрим, какие изменения в картине мира возникнут, если Вселенная не просто немного изогнута, а обладает седловидной, шарообразной или более экзотической формой.

Интеграл по траекториям, предложенный Ричардом Фейнманом – это одновременно и мощный прогностический аппарат, и философское обоснование того, каков на самом деле мир. Но физики до сих пор затрудняются пользоваться этим инструментом, а также силятся понять, какой в нём смысл.

В весьма впечатлившей меня книге «Информация. История. Теория. Поток» Джеймса Глика, о которой я уже упоминал ранее, страннейшим образом обойдён вопрос о том, как возник феномен «Big Data». В той же книге упоминается первый авторский словарь английского языка, составленный в начале XVII века неким Кодри, а далее развивается идея о том, что феномен концептуализируется в языке после того, как попадает в словарь – в английской культуре таким словарём является оксфордский.

Тогда я попробовал проверить, когда же в английском и русском языке закрепилось понятие «BigData» и, соответственно, «большие данные». Распространено мнение, что выражение «BigData» впервые было употреблено в 2008 году в статье Клиффорда Линча  «Big data: how do your data grow?», опубликованной в журнале «Nature», но даже это небольшое исследование подсказывает, что всё гораздо сложнее.

Ранее в этом блоге я уже затрагивал тему неоднородности человеческой крови, сложности её переливания и создания кровезаменителей. Публикация «История крови» набрала рейтинг +102, а также я получил за неё один из самых восхитительных отзывов. Мне довелось узнать, что за чтением этой публикации бывалый хабровчанин пропустил остановку и случайно доехал на маршрутке до конечной.

Так что я давно подумывал о возвращении к этой теме — и сегодня остановлюсь на том, что все группы крови после 0 появились в результате мутаций. То же касается и многочисленных антигенов, которые находятся на поверхности кровяных телец. Но мутации – процесс непрерывный, поэтому в некотором смысле образование новых групп крови не прекращалось никогда. О том, как исследовались эти мутации, и о новейших открытиях, совершённых к концу 2022 года, я расскажу под катом.

Весной 2019 года мне довелось прочитать на Хабре о том, что впервые получен снимок чёрной дыры. Парой лет ранее я перевёл книгу «Большое космическое путешествие» Нила Деграсса Тайсона, Майкла Стросса и Ричарда Готта, и именно тогда заинтересовался классификацией и эволюцией чёрных дыр. Как известно, долгое время чёрная дыра считалась чисто теоретическим конструктом, существование которого прямо проистекает из общей теории относительности. При этом чёрная дыра (физическое тело или участок пространства, окружённые горизонтом событий), может возникать либо в результате коллапса звезды-гиганта, либо в результате скопления вещества в активном ядре галактики (AGN). Теоретически могут существовать и первичные чёрные дыры (PBH), которые пока описаны только на кончике пера, но есть нюансы. Сегодня поговорим о том, как именно может быть связана эволюция сверхмассивных чёрных дыр, сейфертовских галактик и, конечно же, квазаров.

Как знают мои постоянные читатели, кроме основного блога я веду на Хабре ещё один, где публикую переводы с английского, посвящённые строгим IT-темам. 21 января я вывесил там материал об игре «Жизнь» Джона Конвея, рассказывающий о создании минимальной жизнеспособной единицы по правилам этой игры. Активное обсуждение статьи, в котором поучаствовал даже уважаемый Павел Гранковский @Pavgran, коммиттер игры, упоминаемый в посте, вернуло меня к мыслям о сборке минимально жизнеспособного биологического генома. Очевидно, что современные возможности секвенирования ДНК и амплификации генов переводят такую задачу в разряд решаемых. На пути к созданию полностью синтетических организмов следовало бы освоить создание полусинтетических, основой для которых мог бы послужить именно такой минимальный геном. Ниже я расскажу о перепрограммировании геномов, искусственном и естественном редуцировании геномов, а также о перспективах таких исследований.

В материале «На пазорях и матка дурит» я рассказывал о природе и спектре полярных сияний. Сама статья была навеяна впечатлениями от трилогии Филипа Пулмана «Тёмные начала», которую я прочитал в течение 2020-2021 года. При подготовке вышеупомянутой статьи меня особенно заинтересовал факт, что цвет некоторых полярных сияний простирается и в ультрафиолетовую часть спектра. Тогда я задумал как-нибудь написать и о границах зрения (человеческого и не только), а также о возможностях эти границы расширить. Вот и настал час этой публикации.

UPD: 25 января команда «Биореактор» опубликовала в корпоративном блоге компании FirstVDS пост «Кибернетические глаза — реальность? ARGUS-II, или второе зрение». Этот пост рассказывает не столько о расширении видимого спектра, сколько о технологических способах борьбы со слепотой, но наверняка заинтересует и читателей моей сегодняшней статьи.

Ещё в июне 2021 года я публиковал пост «Что варится в пекулярных звёздах» — о звёздах с необычным спектром, явно содержащих не только гелий, водород и следы элементов вплоть до железа и никеля, но и более тяжёлые элементы. Именно в тот пост заглянул уважаемый Андрей Курилов @akurilov, написавший замечательный комментарий, который я поставлю прямо под катом к этой статье. Комментарий Курилова подтолкнул меня к долгим размышлениям  о гипотезе «тёмного леса». В дальнейшем я изучил блог этого автора и дозрел до собственного поста об Оумуамуа, в котором словил очередные обвинения в словоблудии и мракобесии от Кьюбертыча. Здорово, что господин Курилов под тем моим постом также высказался. Если вас интересует феномен Оумуамуа — читайте в его блоге, там этому объекту посвящено целых 5 публикаций. Я же сегодня рассмотрю тему техносигнатур — потенциальных маркеров, выдающих существование технологической инопланетной цивилизации. Но сначала — тот самый комментарий.

Привет, Хабр. Новый год в моём блоге начнётся со второго гостевого поста уважаемой Анастасии Новосадской @anastasiamrr — биолога и биоинформатика из Минска. Ранее Анастасия уже готовила для редакции Хабра пост о взломе и обфускации генетического кода на уровне ДНК, а также участвовала в подготовке материала об использовании нейросетей в современной биологии, опубликованного в блоге @SLY_G. На Хабре уже выходили посты о ДНК-оригами, как в авторских, так и в корпоративных блогах. Однако работа госпожи Новосадской даёт значительно более современный и не менее фундаментальный обзор проблемы, поэтому наверняка вас заинтересует.

«Если сияние тысячи солнц вспыхнуло бы в небе, это было бы подобно блеску Всемогущего…-Я стану смертью, Разрушителем Миров».

Эти слова произнёс Роберт Оппенгеймер 16 июля 1945 года, после того, как в 5.29 на полигоне Аламогордо в Нью-Мексико была испытана первая атомная бомба под кодовым названием «Gadget» («Штуковина»). Заряд располагался внутри специально возведённой тридцатиметровой башни, а физики и генералы наблюдали за взрывом из бункера. Само испытание называлось «Тринити».

Именно тогда, в 5.29 утра по местному времени, на Земле впервые образовался новый минерал – стеклопесок, оставшийся на месте взрыва. Кристаллы минерала получились красноватыми и зеленоватыми из-за включений радиоактивных металлов. Новое вещество назвали «тринитит».

Оказывается, тринитит имеет не только научную, но и коллекционную, и даже художественную ценность. Ниже я кратко расскажу о свойствах, изучении и применении этого минерала.

Некоторое время назад, когда «все переквалифицировались в вирусологов» и костерили вакцину «Спутник-V», на Хабре всплыла острая тема «этичности» и «поспешности» клинических исследований в медицине. Тогда же в довольно интересных статьях, например, здесь и здесь, всплывала тень талидомида – одного из самых жутких фармацевтических просчётов XX века. Тем не менее, подробной статьи о талидомиде на Хабре я пока не нашёл (возможно, потому, что статьи на Хабре принято иллюстрировать). Сегодня хотелось бы кратко рассказать об этом препарате, а также – о его трудном и грозном возрождении, случившемся в последние 20 лет.

К середине XX века в развитых странах разразилась настоящая эпидемия злоупотребления барбитуратами. Барбитураты применялись в качестве успокоительных и снотворных, при этом быстро вызывали привыкание. Наиболее известный препарат такого класса, веронал, был назван в честь Вероны (города, в котором разворачивается трагедия Ромео и Джульетты). Веронал не составляло труда приобрести в аптеке. Cреди известных жертв веронала – Акутагава Рюноскэ (1927) и Стефан Цвейг с женой (1942). Широко известна также зависимость от барбитуратов (барбитуризм), приводящая к отмиранию нейронов головного мозга и умственной деградации. К началу 1950-х активные поиски безвредного снотворного и успокоительного привели немецких фармацевтов из компании Хеми-Грюненталь к созданию талидомида, синтезированного в 1954 году. В 1956 году он был лицензирован в ФРГ, а позже в Великобритании в качестве безрецептурного седативного и транквилизатора. Но препарат оказался настолько модным, что его также назначали при пневмонии, простуде и гриппе. Также выяснилось, что талидомид облегчает симптомы токсикоза на ранних сроках беременности.

На прошлой неделе довелось поучаствовать в составе мини-сборной Хабра вместе с примкнувшими к нам журналистами в корпоративном турнире «IV интеллектуальная битва» по спортивному «Что? Где? Когда?» — эту дистанцию в 24 вопроса мы довольно уверенно выиграли. Нашей команде дважды потребовалось отвечать устно (в микрофон), и оба раза это делал я, хотя, признаться, письменные ответы всегда давались мне легче устных, поскольку устные ответы ещё требуется обосновывать. И на этот раз, отвечая на простейший вопрос «какая планета Солнечной системы является самой холодной?» я верно ответил «Плутон», держа в уме, что в вопросе есть метка на 2004 год, а Плутон был исключён из числа планет только в 2006 году. Этот небольшой эпизод вернул меня к мыслям о том, как давно и безуспешно мы ищем «девятую планету», расположенную за орбитой Нептуна. Оказалось, что на Хабре эта тема почти не освещена, поэтому ниже я расскажу о том, как наука трактует странные наблюдения, косвенно свидетельствующие о существовании тяжёлого небесного тела за орбитой Нептуна.

В настоящее время разработка искусственного интеллекта и разнообразных нейронных сетей впитывает столько ресурсов и привлекает такое внимание, что невольно обходится вниманием смежная тема: разработка искусственной нервной системы. Существует термин «коннектом» — это карта или схема всех нейронных связей в организме, которая теоретически позволила бы воспроизвести всю низшую и высшую нервную деятельность организма. Первый коннектом, который можно считать «proof-of-concept» данной технологии, построен в 1980 году при помощи электронного микроскопа под руководством нобелевского лауреата Сиднея Бреннера (1927-2019). Это карта нейронных связей, которая полностью описывает нервную систему почвенной нематоды Caenorhabditis elegans (C. Elegans), червя длиной около 1 мм. C. Elegans давно привлекает пристальное внимание учёных, и ещё в 1998 году стал первым организмом, чей геном удалось полностью (приблизительно) секвенировать. У самца C. Elegans всего 385 нейронов, а у гермафродита – 302, тогда как даже у примитивных моллюсков насчитываются десятки тысяч нейронов.  C. Elegans — излюбленный лабораторный организм: вот список задач, которые исследовались на особях этого червя.  

Успех с картированием нервной системы C. Elegans породил коннектомику — новое научное направление, задача которого — (ре)конструировать нейронные сети живых организмов. По-видимому, создание искусственного червя уже не за горами, а о более отдалённых и амбициозных горизонтах коннектомики я расскажу под катом.

В августе 2022 года я публиковал статью «Как и зачем создавать вселенную в лаборатории», в которой рассказал о сути исследований Андрея Дмитриевича Линде и об их связи с многомировой эвереттовской интерпретацией квантовой механики. Там я затрагивал и тему магнитных монополей.  Магнитный монополь – это гипотетическая (предположительно, элементарная) частица, представляющая собой однополюсный магнит – в отличие от всем известного магнита с двумя полюсами.  Существование монополя было предсказано в 1931 году Полем Дираком – тогда же Дирак предсказал существование позитрона (антиэлектрона). Позитрон – это первая известная античастица, уже в 1932 году он был обнаружен в космических лучах и принёс Дираку Нобелевскую премию по физике. Но полноценный элементарный монополь пока остаётся чисто теоретическим конструктом.

Существование монополей прогнозируется в рамках некоторых теорий великого объединения (GUT), но в природе они пока не обнаружены и в ускорителях не получены. Ниже будет рассмотрены гипотезы о том, почему монополи до сих пор не найдены, какие косвенные проявления или аналоги монополей всё-таки существуют, и что всё это может значить.