По крайней мере с момента появления последнего общего предка всего живого на Земле примерно 3,5 млрд лет назад генетическая информация хранится в четырёхбуквенном алфавите, который распространяется и считывается в виде двух базовых пар. Это четыре азотно-углеродно-водородные основания: аденин (А), тимин (Т), цитозин (С) и гуанин (G). В силу своего химического состава они связываются в базовые пары в строгом порядке, не допускающем вариантов: только A-T и С-G. В такой четверичной системе закодирована вся жизнь на Земле.

Главная цель синтетической биологии как науки — создание новых жизненных форм и новых функций у существующих организмов. Логичный путь к достижению этой цели — разработка полусинтетических организмов с расширенным набором базовых пар. Кроме четырёх оснований живой природы они могут содержать пару синтетических оснований, образующих третью искусственную базовую пару: X-Y.

Предыдущие попытки создать такой полусинтетический организм достигли апогея в 2016 году. Тогда генетикам удалось вывести штамм Escherichia coli, которая извлекала необходимые синтетические трифосфаты из окружающей среды и использовала их для репликации плазмид с синтетическим основанием. Это был первый случай репликации полусинтетической ДНК, но всё-таки такой полусинтетический организм был не совсем полноценным. Просто хранения и передачи синтетической базовой пары недостаточно. Чтобы нести какую-то пользу, она должна быть полностью функциональной, то есть способной в конечном итоге через РНК на экспрессию белков. И это будут белки, создать которые не способна ни одна естественная форма жизни в четверичной системе.

Всем привет! Наконец-то к нам пришла из типографии книга Френка Вильчека, в прошлый раз мы здесь делали обзор. Сейчас делимся отрывком «Симметрия: отличия без различий».

Основной идеей квантовой хромодинамики является симметрия. «Симметрия» — это общеупотребительное слово, и его смысл, как и смысл других подобных слов, является не вполне однозначным. Симметрия может означать баланс, приятные пропорции, регулярность. В математике и физике значение этого слова согласуется со всеми этими идеями, но является более четким.

Мне нравится определение, согласно которому симметрия означает, что у вас есть отличие без различия. Юристы тоже используют фразу «отличие без различия». В этом контексте она обычно означает выражение того же самого, но другими словами. Вот пример от комика Алана Кинга: «Мой адвокат предупредил меня, что если я умру, не выразив свою последнюю волю, то я умру, не оставив завещания».

Для понимания математической концепции симметрии рассмотрим пример. Мы можем построить симпатичную маленькую башню примеров, содержащую наиболее важные идеи в легко усваиваемой форме, в мире треугольников (рис. 7.1).

“Чем чудовищнее ложь, тем охотнее толпа в неё верит!”
П.Й. Геббельс

Как и у большинства моих постов — у этого есть причина. Сравнительно недавно один из моих случайных собеседников решил впечатлить меня знанием истории музыки и поведал много “интересного” о эталоне настройки ноты “ля” первой октавы. К слову, по первому впечатлению человеком он был неглупым (пока не начал рассказывать про частоту 432 Гц) и, по его словам, являлся выпускником Санкт-Петербургской государственной консерватории им. Римского-Корсакова. Рассказ собеседника изобиловал массой псевдоисторических “отступлений” и апелляцией к исследованиям математика Фибоначчи и наследию Джузеппе Верди.


С верующими спорить бессмысленно, поэтому я решил узнать о частотном мифе побольше у гугла и столкнулся чудовищной картиной. Оказалось, что рунет изобилует антинаучными и эзотерическими рассуждениями относительно эталонных частот для музыкального строя. Количество желтого конспирологического контента просто поражает. Разумных и адекватных публикаций на эту тему сравнительно немного, а их посещаемость значительно ниже чем у откровенной чуши.

Уровень аргументации большинства оккультно-мракобесных источников едва ли может впечатлить мало-мальски грамотного школьника. Несмотря на это я решил добавить ещё одну ложку правдивого дегтя в море приторно сладкой и ядовитой для здравого смысла эзотерической медовухи.

В принципе, абсурдность утверждений моего собеседника вряд ли требует подробного анализа и доказательства — бред очевиден. Миф основательно развенчан, но для тех, кто случайно повёлся и не утратил при этом трезвость мысли я приведу несколько наиболее веских аргументов под катом. Мне интереснее другое, по какой причине такого рода чушь приобретает популярность, чему будет посвящен отдельный раздел сего опуса.

Очень часто в ряде наук встречается ситуация, когда модель рассматриваемого процесса сводится к дифференциальному уравнению. Причём, в большинстве реальных задач это уравнение довольно сложно решить, или совсем невозможно. И вот тут в полный голос звучит извечный вопрос: как быть?

Коллаборация LIGO-Virgo вместе с астрономами из 70 обсерваторий объявила сегодня о наблюдении слияния двух нейтронных звезд в гравитационном и электромагнитном диапазонах: увидели гамма-всплеск, а также рентгеновское, ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное и радио излучение.


Иллюстрация столкновения нейтронных звезд. Узкий выброс по диагонали — поток гамма-лучей. Светящееся облако вокруг звезд — источник видимого света, который наблюдали телескопы после слияния. Credit: NSF/LIGO/Sonoma State University/Aurore Simonnet

Нейтронные звезды, самые маленькие и плотные из всех звезд, образуются при взрыве сверхновой. Когда две нейтронные звезды образуются в паре, они вращаются друг вокруг друга, и постепенно теряют энергию, сближаясь и излучая гравитационные волны, пока наконец не сталкиваются. Такое столкновение и наблюдали телескопы LIGO, а через две секунды после — гамма-вслеск достиг космического телескопа Ферми, и в последующие дни и недели астрономы могли наблюдать событие в других электромагнитных диапазонах.

Впервые гравитационные волны были зарегистрированы два года назад — от слияния черных дыр. С тех пор еще три сигнала от черных дыр были приняты детекторами, последний — всего за три дня до этого события.

Под катом — о сигнале и открытиях, с ним связанных: точной оценке на скорость гравитационных волн, независимой оценке на постоянную Хаббла и новых данных по физике нейтронных звезд.

UPD Краткое изложение главной статьи о детектировании ГВ на русском — здесь.

В прошлый понедельник РЕН ТВ отличилось, показав передачу про адептов плоской Земли. Не хочется сотрясать впустую воздух возмущением, но вот на некоторые мысли о популяризации и лженауке в 21 веке эта история меня навела. В канун запуска первого спутника, праздника научного познания и технического прогресса, эти размышления, надеюсь, еще более к месту.


С котиком даже плоская Земля становится лучше

40 лет назад ученые Земли отправили в далекий полет две межпланетные станции, которые получили названия «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Эти станции идентичны, различает их лишь название и время запуска.

Станцию «Вояджер-2» запустили 20 августа 1977 года, её близнеца — 5 сентября того же года. До сорокалетия «Вояджера-1» осталось подождать еще пару недель. Путаницы с нумерацией зондов нет, поскольку специалисты изначально запланировали, что «Вояджер-1» должен обогнать своего собрата. Так и получилось: зонд с номером один смог вырваться вперед между орбитой Марса и поясом астероидов.

Обе станции направились по разным маршрутам, что позволило им войти в историю. «Вояджер-1» на данный момент — самый удаленный от нашей планеты объект, созданный человеком. А «Вояджер-2» — первый и единственный пока зонд, который смог нанести визит сразу четырем планетам-газовым гигантам Солнечной системы: Юпитеру, Сатурну, Урану и Нептуну.

23 августа исполняется 130 лет со дня рождения Фридриха Цандера. Больших торжеств не будет — Фридрих Артурович умер в 1933 году, он успел принять участие только в самом начале советской ракетно-космической отрасли. Увы, не все пионеры и энтузиасты смогли увидеть реализацию своих мечтаний. Но помнить их труд полезно и правильно.

Было время, когда я за один присест выливал на голову стакан жидкости для линз, чтобы поэкспериментировать с Emotiv`ом. Затем был тюбик геля из шприца в лаборатории МГУ. Сейчас я обладатель «сухого» одноэлектродного нейроинтерфейса NeuroSky MindWave. (Кстати, это отличная игрушка для летнего лагеря, я сделал на инженерной олимпиаде задание по поиску мозговых слизней имплантов, для этого надо было поставить рекорд по «удержанию шарика в воздухе мыслью» — базовая бесплатная игруха к NeuroSky)

Как показывает опрос, нейроинтерфейсы неизбежны.



По моему пришло время написать какие были и какие будут в ближайшее время потребительские нейроинтерфейсы. А так же коротко о том, как можно собрать свой девайс самому. (И быстренько натренироваться управлять мозгом, чтобы побеждать во всяких конкурсах или пивка налить.)

Под катом обзор устройств, которые были доступны в потребительском сегменте и open-source проекты для самостоятельного изготовления и создания софта.

Наш цикл о самых больших звуковых сооружениях был бы не полон без исполинских музыкальных инструментов. Сейчас речь пойдёт о «Великом сталактитовом органе». В соответствии с книгой рекордов Гиннеса, инструмент, который мы опишем, считается самым большим из когда-либо создававшихся. Этот пост о том, каким образом программист и математик Лиланд Спринкл заставил петь сталактиты пещер Лурей в Вирджинии (Virginia's Luray Caverns).



В какой-то степени этот материал можно отнести и к другому нашему циклу «Личность и звук», так как он будет посвящён не только инструменту, но и его создателю.

Однажды, посреди рабочего дня мы внезапно осознали, что мы больше не можем так жить. Душа требовала совершить что-то бессмысленное и беспощадное во имя науки. И мы решили откалибровать кофе-машину. Нормальные люди тыкают в дефолтную кнопку и пьют все, что вытечет из кофеварки. Чуть более продвинутые для этого открывают инструкцию и тщательно ей следуют. Может быть еще читают рекомендации обжарщика, если конечно это не прогорклые noname зерна, которые пару лет лежали на безымянном складе. Нас к нормальным можно отнести с большой натяжкой, поэтому мы решили идти своим путем. Короче говоря, под легкой кофеиновой интоксикацией от седьмой чашки эспрессо мы решили задействовать весь возможный арсенал лаборатории, чтобы получить эталонный напиток.

Добро пожаловать в мир безумия, ультрацентрифуг, спектрофотометрии кофе в специальных планшетах и небольшого количества python, pandas и seaborn, чтобы визуализировать все это безобразие.

Случайно узрел статью с комментариями к ней, и так злость во мне закипела по поводу безграмотности людей в области кислотных (свинцовых в простонародье) аккумуляторов, что не выдержал и решил написать «гикам» (чтобы быть гиком, как оказывается, мало купить дорогой телефон) краткую статью об аккумуляторах. С рассмотрением тех ошибок, которые мне постоянно мусолят глаза и вызывают праведное желание их исправить.

Начнем с названия. Я очень часто вижу что тремя буквами А-К-Б называют все что можно зарядить, абсолютно любой аккумулятор. Особенно тремя буквами люди любят называть аккумуляторы типа Li-ion. На самом-же деле АКБ аббревиатура от Аккумуляторная Кислотная Батарея. Под ними подразумевается лишь один тип аккумулятора — свинцовый кислотный. С современной точки зрения это название вызывает некоторый когнитивный диссонанс т.к. на данный момент значение слова «батарейка» т.е. гальванического элемента который зарядить нельзя перешло на слово «батарея». И получается как будто бы из-за слова «аккумуляторная» это аккумулятор который зарядить можно, а из-за слова «батарея» это как будто батарейка которую зарядить нельзя. В реальности-же батарея — просто цепь гальванических элементов и со словом «батарейка» имеет общий лишь корень.

Далее перейдем к некоторым мифам, а именно главный миф — АКБ для автомобиля имеет некие существенные отличия от АКБ для ИБП. И вот нельзя их применять и там и там.

Андромеда. Не из города, но и без телескопа.

Для того, чтобы фотографировать deep sky объекты нужна и дорогая техника (телескопы с большим зеркалом, маунт с двигателем и т.д.) и выезд за город — там, где нет засветки.

А что делать тем, у кого нет денег на дорогую технику, нет места на хранение 10 дюймовых рефлекторов и нет времени регулярно ездить в пустыню?

Я вот и пытаюсь понять, что делать в таком случае, когда снимать Deep Sky (т.е. туманности, галактики звездные скопления) очень хочется.

Во первых нужны длинные выдержки, для этого я взял Skytracker экваториальный маунт для фотоаппарата (в продаже появилось уже следующее поколение этого маунта).

Skytracker надевается на штатив, а уже на него надевается штативная головка.
Ориентируешь его на полярную звезду, включаешь двигатель и он поворачивает камеру на штативной головке так, как вращается Земля.

Источник

Журнал Science Magazine продолжает радовать отличными материалами. На этот раз мне на глаза попались две замечательные статьи. Одна из них посвящена мифам вокруг вакцинации детей. Другая же с помощью инфографики отлично демонстрирует, как изобретение и внедрение вакцин на протяжении XX века помогло победить самые разные заболевания или существенно снизить смертность от них.

Модель ускорителя, использовавшегося для бомбардировки лития в ключевом эксперименте. Находится на входе в Институт ядерных исследований в Венгерской академии наук.

Стандартная модель физики элементарных частиц – частицы и их взаимодействия, описывающие всё, что мы когда-либо создали или столкнули в лаборатории – удивительно хорошо справляются с предсказанием всего, что видно в наших экспериментах. От материи до антиматерии, от синтеза до расщепления, от безмассовых до самых тяжёлых частиц – эти фундаментальные правила прошли все экспериментальные проверки. Но возможно, в следах радиоактивного распада скрывается неожиданное явление. Наш читатель из Венгрии хочет знать:

Новости по поводу открытия пятого взаимодействия у нас в Венгрии очень широко освещаются. Мне было бы интересно узнать вашу точку зрения по этому поводу. Думаете ли вы, что это правда, или относитесь к этому скептически?

Написать эту небольшую заметку меня побудил недавний пост «Плановое омоложение» в отряде космонавтов"

Некоторое время назад я задал себе вопрос — а почему я не достоин быть космонавтом?
Нет, ну правда, почему мы все думаем, что это какие-то небесные божества с нимбом и крыльями?
Да, безусловно, это классные специалисты, но в остальном, это просто отличные ребята, открытые, честные, дружелюбные. Романтики.

Я, например, лично знаю двух настоящих пилотов — один военный, разведчик, второй гражданский, второй пилот. Если бы я их встретил в автобусе — ни за что бы не подумал что это серьезные летчики.

Вот например известный ролик, подтверждающий мои слова:

В среду ночью 120 астрономов из 8 обсерваторий на четырех континентах начали первую попытку сделать фотографию черной дыры. Съёмка началась 5 апреля и продлится до 14 апреля этого года. Объектом наблюдения стали окрестности двух сверхмассивных черных дыры, одна в центре нашего Млечного Пути, другая в соседней галактике Messier 87. Первая близко, но маленькая в диаметре, вторая очень далеко, но громадная. Чью лучше разглядят — пока вопрос. Ближайшая к нам Стрелец A* (Sagittarius A*) находится в центре нашей галактики Млечного Пути на расстояние в 26 тысяч световых лет. Дальняя в 6 миллиардов раз больше массы нашего светила, поэтому горизонт событий вокруг неё больше. Стрелец А* массой в 1,5 тысячи раз меньше и умещается в пространстве, меньшем, чем объем внутри орбиты Меркурия.



В чем важность наблюдения объясняет Гопал Нараянан, профессор-исследователь астрономии в Университете Массачусетса в Амхерсте: «В основе общей теории относительности Эйнштейна лежит представление о том, что квантовая механика и общая теория относительности могут быть объединены, что существует великая, единая теория фундаментальных понятий. Горизонт событий черной дыры — именно то место, где это возможное объединение лучше всего изучать". Результаты мы узнаем только в 2018 году, когда компьютеры обработают полученные данные. В конце поста есть предполагаемое изображение, которое мы должны увидеть, если верна теория Энштейна.

Для наблюдения за горизонтами событий из разрозненных радиотелескопов, рассматривающих каждый свой участок неба, астрономы создали виртуальный радиотелескоп размером с Землю. 8 обсерваторий в 6 территориальных точках ведут съемку.

Если вы пропустили предыдущие выпуски — обязатально почитайте.

Форвакуум в микроскопе оказался сильно мотивирующим фактором для продолжения работы :) Ведь самое интересное — получить высокий вакуум и запускать электронно-лучевую систему!



Для этого потребуется оживить диффузионный (паромасляный) насос. В нём отсутствует одна важная часть — нагреватель, а в остальном он исправен, и в нём даже осталось некоторое количество родного вакуумного масла, называемого рабочей жидкостью.

Шутка NASA о том, что на Юпитере «не бывает Дня сурка» оказалась неудачной. Зонд «Юнона», который должен был провести на промежуточной 53-дневной орбите только два витка, застрял на ней окончательно — на днях в NASA приняли решение не принимать попыток перейти на научную 14-суточную орбиту. Официальный пресс-релиз написан настолько оптимистично, что миссия на 53-дневой орбите выглядит чуть ли не лучше изначально запланированной. Самое время поговорить о том, что произошло, какие варианты действий были у команды управления миссией, и чем заняться нам, простым зрителям.


Южное полушарие Юпитера, фото NASA, обработка C.Harvey

Слева — нейроны и их связи в мозге; справа — компьютерная симуляция крупномасштабных структур Вселенной

Вы уже встречали такие аналогии: как атомы похожи на солнечные системы, как крупномасштабные структуры Вселенной напоминают нейроны в мозгу человека, и про странные совпадения количества звёзд в галактике, галактик во Вселенной, атомов в клетке и клеток в живом организме – все эти числа укладываются в диапазон от 10¹¹ до 10¹⁴. Возникает вопрос, как он возник и у нашего читателя Майка Пола Хьюза:

Можем ли мы быть клетками мозга более крупного существа, в планетарном масштабе, которому ещё только предстоит осознать себя? Как бы мы узнали об этом? Как это можно было бы проверить?

Хотите – верьте, хотите – нет, но идея того, что вся Вселенная на самом деле – это некое разумное существо, существует уже очень долгое время, и во вселенной Марвел даже есть концепция подобного существа: персонаж Вечность.