Здравствуйте, друзья. Это не новость и не перевод — это моя личная история о том, как за последние полгода мне пришлось стать экспертом в теме эндопротезирования суставов, пережить эту операцию и пребывание в госпитале.

Так как мне нравится делиться своим опытом и выводами из пережитого, а подробных материалов подобного рода я в рамках подготовки к операции не встретил, я решил написать лонгрид на эту тему сам. DIY — наше всё.

Будет немного медицины, личного опыта, и всякое интересное инженерное.

Tl;dr: сустав заменили успешно, операцию делал в Смоленске, восстанавливаюсь, хожу на костылях, оптимистическим взором смотрю в светлое будущее.

Сверхмассивные чёрные дыры (СМЧД) могут быть чрезвычайно неряшливыми «пожирателями». Когда звезда подходит слишком близко, огромная приливная сила СМЧД может не только втянуть звезду внутрь, но и растянуть её, разорвав на части, прежде чем поглотить. И это полезно для астрофизиков, поскольку так СМЧД легче обнаружить. 

Когда СМЧД разрывает звезду на части, это называется событием приливного разрушения (СПР). Оторванный от звезды звёздный материал собирается в аккреционное кольцо вокруг чёрной дыры, нагревается и становится чрезвычайно ярким, иногда на несколько недель затмевая по яркости всю галактику, в которой находится СМЧД. Такое вспыхивание сигнализирует астрономам о наличии СМЧД и позволяет обнаружить чёрную дыру, которая в противном случае осталась бы невидимой. 

И это не просто развлечение. Учёным, стремящимся понять, как СМЧД достигают таких огромных масс, нужны данные — и притом в огромных объёмах. Причём не только о СМЧД в локальной Вселенной, но и на протяжении всего космического времени. В новой статье, опубликованной в журнале «The Astrophysical Journal», даны прогнозы относительно того, сколько СПР удастся обнаружить некоторым из наших самых мощных телескопов. 

В начале 1980-х годов рынок персональных компьютеров представлял собой шумный базар, изобилующий разнообразием. У каждого отдельного типа персонального компьютера — от Atari, Radio Shack, Apple, Commodore, Texas Instruments и многих других — была своя собственная субкультура, состоящая из клубов и журналов, наполненных сторонниками, готовыми воспевать превосходство выбранных ими машин. [1]

Хотя значительная клика мелких производителей, таких как North Star и Vector Graphic, поддерживала стандарт аппаратного обеспечения, совместимый с Altair (процессор, совместимый с 8080, и шина S-100), а также операционную систему CP/M Гэри Килдалла, их доля рынка была далека от монопольной. Стандарты в области графики, звука и подключения периферийных устройств различались ещё сильнее. Большинство микрокомпьютеров использовали процессоры, совместимые с Intel 8080 или MOS Technology 6502, но язык программирования BASIC был единственным практически универсальным «лингва франка», часто предустановленным в микросхемах постоянной памяти (ПЗУ) компьютера и обычно поставляемым компанией Microsoft.

Миссия НАСА «Юнона» предоставила первые измерения температуры под поверхностью спутника Юпитера Ио, выявив значительный нагрев в неглубоких слоях поверхности самого вулканически активного мира в Солнечной системе. Данные, собранные во время двух близких пролётов, также показывают, что большая часть поверхности Ио удивительно гладкая и состоит из материала очень низкой плотности.

Эти результаты, опубликованные в среду в журнале «Journal of Geophysical Research: Planets», открывают новые горизонты в области наблюдений как за огненными, так и за ледяными мирами за пределами нашей планеты.

Причиной экстремального вулканизма на Ио является приливной нагрев. Спутник постоянно растягивается и сжимается под действием огромной гравитации Юпитера, двигаясь по своей слегка эллиптической орбите, что приводит к выделению внутреннего тепла, в разы превышающего тепловыделение Земли. До сих пор практически всё, что было известно об этом тепле, основывалось на инфракрасных наблюдениях, которые фиксируют только температуру верхнего слоя поверхности. Последние данные получены с помощью прибора «Микроволновый радиометр» (МВР), установленного на космическом аппарате.

Жизнь на Земле практически не встречает преград, которые она не могла бы преодолеть. Хотя большая часть биологического разнообразия сосредоточена в пышных и богатых средах обитания, таких как тропические леса и коралловые рифы, даже самые суровые уголки нашей планеты заселены. Организмы, процветающие в экстремальных условиях — при обжигающих температурах, сокрушительном давлении и воздействии едких кислот, — мы называем «экстремофилами».

Большинство этих выносливых микроорганизмов — это бактерии или археи. Некоторые из них эволюционировали так, что могут жить в ядовитом рассоле, который для почти всех остальных организмов стал бы смертельной средой. Некоторые способны без проблем расти при минусовых температурах, используя специальные ферменты, которые продолжают работать там, где другие останавливаются. Другие же не обращают внимания на тяжёлые металлы, ионизирующее излучение или даже космический вакуум и при этом процветают.

Эти организмы — не просто диковинки. Понимание их удивительной биологии открывает множество возможностей для практического применения. Открытие биохимических веществ, способных функционировать при экстремальных температурах, уровнях pH или давлении, может стать настоящим прорывом для широкого спектра промышленных процессов. Эти организмы также могут способствовать очистке окружающей среды от токсичных загрязнителей. Они растут, процветают и перерабатывают вещества там, где ничто другое не способно выжить. Экстремофилы и их ферменты даже стали основой современной генетики и молекулярной биологии.

Квантовые материалы могут революционизировать целый ряд технологий — от мощных компьютеров и сверхбезопасной связи до передовых энергетических систем. Однако всегда существовало одно серьёзное препятствие. 

Практически все известные квантовые материалы проявляют свои удивительные свойства только при охлаждении до температур, близких к абсолютному нулю. При комнатной температуре тепло вызывает постоянные колебания атомов, которые подавляют тонкие квантовые явления, на которые рассчитывают учёные. Для подавления этих колебаний требуются громоздкие криогенные холодильные системы, что делает квантовые материалы мощными инструментами в лаборатории, но затрудняет их внедрение на практике. 

В исследовании, опубликованном в журнале Nature, физики из Университета штата Луизиана (LSU) разработали первый квантовый материал, работающий при комнатной температуре и способный различать и передавать различные квантовые состояния света, преодолев тем самым одну из самых серьёзных проблем в области исследований квантовых материалов. Работа, возглавляемая доцентом кафедры физики Омаром С. Маганья-Лоайса, устанавливает общий принцип проектирования для создания совершенно нового класса квантовых материалов, открывая новые возможности для квантовых вычислений, безопасной связи, сенсорных технологий и передовых энергетических систем. 

Для Чэнлуна Ю, бывшего постдокторанта, а ныне профессора Китайского университета электронных наук и технологий, одним из самых воодушевляющих моментов стало то, что нестандартный подход команды сработал именно так, как и предсказывала теория. 

В прохладе лондонской весенней ночи, под пасмурным небом, вокруг меня раскрывается знаменитая Трафальгарская площадь. Адмирал Нельсон возвышается на своём пьедестале, за его спиной — Национальная галерея, а неподалёку — церковь Св. Мартина-ин-зе-Филдс. С XIII века это место служило королевскими конюшнями для соколов, а затем — для лошадей. К 1844 году оно стало общественным пространством в самом сердце одного из крупнейших городов мира. 

Несмотря на то что эта площадь была свидетельницей столь грандиозных исторических событий, я здесь не ради этого. Меня интересует гораздо более конкретный вопрос: я хочу выяснить, что происходит с подобными местами, когда в них проникает искусственное освещение, в частности, от светодиодов (LED). Сегодня вечером моим спутником является Саймон Торп, местный дизайнер по освещению, который, держа в руке экспонометр, притаился в тени у шпиля памятника Нельсону. «Два люкса, — сообщает он, — и здесь очень уютно». Два люкса — это в 10–20 раз больше освещённости, чем при полной луне. Мы хорошо видим друг друга, а расположенная поблизости табличка уверяет нас, что в целях безопасности здесь работает система видеонаблюдения (CCTV). 

Starlink, подвинься. Новая группировка ярких спутников-рефлекторов вскоре может составить конкуренцию звёздам на ночном небе. 

Федеральная комиссия по связи США (FCC) недавно одобрила первый демонстрационный запуск спутника «Эарендил-1» [Eärendil-1] компании Reflect Orbital. Спутник, оснащённый зеркалом размером 18 на 18 метров в развернутом состоянии, проверит способность отражать солнечный свет на Землю по запросу. Компания планирует, что к 2035 году более 50 000 отражателей будут опоясывать Землю на низкой околоземной орбите, в то время как многие представители астрономического сообщества выразили обеспокоенность по поводу последствий этого проекта.

Жизнь за счёт света — опасная игра. Солнечные лучи не только несут ультрафиолетовые волны, способные разрывать цепи ДНК и разрушать молекулы, но и резко меняют свою интенсивность. Растениям приходится выживать и процветать как в мягком утреннем свете, так и в палящем летнем солнце, то находясь в тени, то под прямыми лучами. Солнечная энергия поступает к ним то тонкой струйкой, то мощным потоком.

«Представьте себе, что облако закрывает солнце, а потом вдруг уходит, и солнечный луч попадает на лист, — говорит Нико Шрамма, биофизик из Медицинского центра Амстердамского университета. — Что-то должно произойти, потому что интенсивность может измениться в сто раз».

Растения не пассивны. Они реагируют на окружение соответственно. Они могут переориентироваться, поворачивая листья и стебли в поисках солнечных лучей или тени, но этот механизм работает в масштабе минут или часов. Для более тонких реакций необходимо, чтобы их клетки также мобилизовались. Внутри каждой растительной клетки находятся хлоропласты — органеллы в форме дисков, которые преобразуют солнечный свет в сахара. И хотя растения вынуждены оставаться в основном неподвижными, хлоропласты — нет.

Когда в январе компания Hyundai Motor представила своего нового гуманоидного робота-рабочего по имени «Атлас», десятки тысяч корейских авторабочих с изумлением наблюдали за тем, как этот робот ростом 188 см вышагивал по сцене выставки, поворачивая суставы на 360 градусов. Реакция профсоюза была категоричной: «Атлас» никогда не появится на производственной линии без предварительного согласия рабочих.

На этой неделе авторабочие Hyundai в Южной Корее объявили частичную забастовку. Это первая в автомобильной промышленности остановка работы завода, связанная с использованием гуманоидных роботов.

Улицы главного автомобильного производственного центра Hyundai в городе Ульсан украшены плакатами с требованием «превентивных мер» в ответ на эту угрозу. По окончании частичной забастовки в среду участники переговоров примут решение о дальнейших шагах по выходу из продолжающегося уже несколько месяцев тупика, связанного с заработной платой, искусственным интеллектом и технологиями, которые могут коренным образом изменить будущее автомобилестроения.

Тот факт, что у Atlas нет точной даты внедрения в Южной Корее, не имеет большого значения для Бюн Чжун-хвана, одного из ведущих переговорщиков со стороны профсоюза. «Мы должны подготовиться, чтобы обеспечить наличие необходимых мер защиты», — сказал Бюн, генеральный секретарь профсоюза.

Было девять утра четверга, и Мартин Пикард наблюдал, как его кровь утекает по шлангу капельницы из руки в отверстие в стене. Он сидел на односпальной кровати в тесной комнатке, расположенной на расстоянии меньше ширины плеча от раковины из нержавеющей стали и фарфорового унитаза. Каждый час в течение 24 часов, в том числе во время сна, медсестра отводила кровь из его руки исследовательской группе, работавшей в соседней комнате; в каждый момент времени, если он не спал, он также сдавал образец слюны и заполнял анкету о своём настроении.

Комната напоминала камеру или, возможно, очень тесный гостиничный номер, но на самом деле это была камера для исследования метаболизма — одна из всего лишь 50 подобных в мире. Её очевидно небольшой размер не позволял Пикарду тратить лишнюю энергию сверх абсолютного минимума, необходимого для поддержания жизни. Дневной сон был запрещён, как и приём любой пищи, кроме строго расписанных приёмов пищи, рассчитанных с учётом его калорийных потребностей. Ложиться спать нужно было ровно в 23:00. Перед тем как погасить свет, Пикард надевал устройство для мониторинга жизненных показателей и мозговой активности во время сна.

Хотя занятий в комнате было не так уж много — в основном он сидел в постели, читая или работая за ноутбуком, — в тот июльский день 2021 года Пикард испытывал прежде всего волнение. Дело в том, что он стал первым добровольцем в эксперименте, проводимом Лабораторией митохондриальной психобиологии, которую он возглавляет в Медицинском центре имени Ирвинга при Колумбийском университете в Нью-Йорке. Изучая, сколько энергии требуется для поддержания базовых жизненных функций, его лаборатория стремится исследовать фактор, влияющий на здоровье и болезни, начиная с молекулярного уровня и заканчивая сознанием (который, по его мнению, другие упускают из виду): митохондрии.

Длительные космические полёты вредны для здоровья. Очень вредны. Нахождение в космосе подвергает человека опасно высоким уровням радиации; длительное пребывание в условиях микрогравитации может повредить целый ряд систем органов, включая мышцы, кости и глаза. Проживание в течение месяцев или лет в тесных условиях может иметь серьёзные психологические последствия.

Ключом к решению этих проблем может стать физиологическая стратегия, существующая уже 250 миллионов лет, которая позволяет некоторым млекопитающим, птицам, рыбам и другим животным выживать в условиях крайнего дефицита ресурсов, по сути «отключаясь»: это гибернация. Во время гибернации животные почти полностью отключают свои физиологические функции; они не едят, не пьют и не двигаются, и, что не менее важно, не испытывают голода или жажды и, по-видимому, не страдают от холода. Эта удивительная способность может оказаться решающей для того, чтобы помочь людям добраться до Марса и дальше — а также может помочь спасти жизни на Земле.

Оказывается, гибернация может защитить от многих опасностей, связанных с длительными космическими полётами, включая радиационное облучение и потерю костной и мышечной массы. Более того, перевод путешественников в длительное бессознательное состояние мог бы помочь снизить негативные последствия многомесячного или многолетнего пребывания в замкнутом пространстве. Гибернация также могла бы значительно сократить количество продовольствия и воды, необходимого для полёта, что уменьшило бы полезную нагрузку и позволило бы космонавтам добраться до места назначения — и вернуться обратно — за меньшее время.

Гагары, чайки, тупики и буревестники — вот лишь некоторые из 100 видов птиц, способных и летать, и плавать. Эти ныряющие птицы могут погружаться в воду, чтобы догнать добычу, а затем взмывать в воздух и улетать.

Вдохновившись этими природными «водными летунами», инженеры из Массачусетского технологического института (MIT) и Швейцарской федеральной политехнической школы в Лозанне (EPFL) разработали робота, который может плавать под водой, а затем, взмахивая крыльями, выныривать из воды и продолжать полёт в воздухе, подобно ныряющим птицам.

«Воздушно-водный аппарат с маховыми крыльями» (FAAV) весит менее 300 граммов и предназначен для того, чтобы помочь учёным изучить механизмы, позволяющие ныряющим птицам летать в воздухе и плавать в воде.

Робот состоит из центрального корпуса (фюзеляжа), двух гибких машущих крыльев и управляемого хвоста. Крылья и хвост можно заменять на детали других размеров. В ходе экспериментов, проведённых в водяном резервуаре и на местном озере, инженеры определили комбинации размера крыльев, частоты взмахов и угла наклона хвоста, которые позволяют роботу плавно переходить от плавания в воде к выходу на поверхность и дальнейшему полёту в воздухе.

В 1947 году Пол Эрдёш, венгерский математик-передвижник, представил то, что впоследствии стало одним из самых мощных инструментов математики. Он хотел доказать существование определённого вида объектов — в данном случае сети, состоящей из взаимосвязанных узлов. Но, как ни странно, в его доказательстве не указывалось, как именно её построить. Вместо этого он показал, что если рассмотреть все возможные сети и выбрать одну из них наугад, вероятность того, что вы найдёте сеть с нужным свойством, больше нуля. Это означает, что искомая сеть где-то существует, даже если вы почти ничего о ней не знаете.

Подход Эрдёша, известный как вероятностный метод, был простым, но революционным. До его появления «если бы я заявил, что определённые объекты должны существовать, вы бы ответили: „Покажите мне такой объект“, — сказал Бенни Судаков, математик из Швейцарской федеральной политехнической школы в Цюрихе. — Но некоторые объекты настолько необычны, что нам трудно даже представить, что они вообще существуют».

Метод Эрдёша преодолел эту трудность, продемонстрировав, что случайность можно использовать способами, о которых математики и не подозревали. «Тогда было просто поразительно, что случайность можно использовать таким образом, — сказал Джоэл Спенсер из Нью-Йоркского университета. — Теперь это стало базовым подходом».

В Бостоне стояла суровая зима. Поверхность реки Чарльз полностью замёрзла. Но Закари Келсо преодолел пронизывающий холод, чтобы наконец разгадать загадку, преследовавшую нейробиологические лаборатории более полувека.

Для этого Келсо, научному ассистенту в гарвардской лаборатории нейробиолога Сэма Гершмана, нужны были черви. А именно — планарии: плоские черви со стреловидной головой, которые относятся к числу простейших существ, обладающих мозгом и нервной системой с двусторонней симметрией, подобной нашей. Обычно лаборатории заказывают этих широко используемых модельных организмов у компаний, поставляющих биологические материалы. Но черви, присланные по почте, не соответствовали спецификациям. Поэтому Гершман отправил Келсо на ледяные берега реки Чарльз, чтобы тот поймал несколько диких особей. «Я подумал: “Я буду выглядеть как сумасшедший, потому что разбиваю лёд молотком”, — вспоминает Келсо. — Поэтому я оделся в стиле „бизнес-кэжуал“, при этом с упором на „бизнес“».

Это был далеко не последний раз, когда Келсо оказывался в такой ситуации. Как оказалось, планарии из реки Чарльз тоже были не те. Как и черви, которых он добыл, переходя от ручья к ручью в окрестностях Юджина, штат Орегон, в марте 2025 года. И те, которых он выловил в озёрах Мичигана в июне того же года — на этот раз в высоких сапогах — под пристальными взглядами семей с берега, собравшихся на пикник. Келсо усердно переворачивал камни, использовал крючок с кусочками мяса, привязанный к нитке, и даже ориентировался по картам из старинного путеводителя под названием «Пресноводные триклады Мичигана». Но его приключение не дало результатов. Конечно, он поймал множество планарий. Но, вернувшись в лабораторию Гершмана, он выяснил, что ни одна из них не делала того, что от неё ожидалось.

Уже несколько лет я читаю примерно по книге в неделю, и могу сказать, что это вполне реально. Я не всегда читал столько. Когда я только начинал, я читал менее десяти книг в год, но, поставив перед собой эту цель, я переключился на другой режим и достиг того, что раньше казалось мне невозможным. Я хочу рассказать вам здесь о том, что я сделал, чтобы стать заядлым читателем, и чему я научился в процессе, чтобы при небольшом усилии вы тоже смогли этого добиться. Обещаю, это того стоит.

Прежде всего, не нужно специально выделять время на чтение. Нужно просто читать каждый раз, когда вы не заняты чем-то другим. В современном мире большинство людей, как только у них появляется минутка свободного времени, берут в руки телефон. Серьёзные читатели же вместо этого берут книги. Поэтому эффективный способ — заменить время, которое вы проводите перед экранами компьютеров, смартфонов и телевизоров, чтением книг.

Это, пожалуй, самая сложная часть. Мне пришлось удалить со своего iPhone все приложения для социальных сетей и стриминговых сервисов. Я удалил Instagram, YouTube, Facebook и т. д. Когда я только начинал привыкать к этому, я ловил себя на том, что беру телефон в руки и сразу же замечаю, что чего-то не хватает, ведь единственное, что оставалось делать, — это проверять погоду, читать скучные письма или смотреть состояние счёта в банке. Через несколько дней мой мозг начал перестраиваться, и я перестал испытывать острую потребность сразу же хвататься за телефон, как только у меня не оставалось дел. Я также ношу дешёвые аналоговые часы, чтобы смотреть время на запястье и не доставать телефон.

Тамирес Лима, профессор-исследователь в области химической инженерии в Университете Дрекселя, изучает свойства густых, вязких жидкостей — таких, например, как мёд или патока, хотя в лаборатории чаще можно встретить полипропилен или сырую нефть. Используя экстенсиональную реологию (изучение деформации полимерных систем при вытяжении), Лима растягивает жидкости между металлическими пластинами, чтобы определить условия, при которых они начинают течь.

Несколько лет назад она проводила испытание в рамках проекта, осуществляемого совместно с нефтегазовой компанией Exxon Mobil, и в процессе испытаний услышала короткий, резкий треск. «Я подумала, что это машина», — сказала Лима. Но треск исходил от жидкости, которую растягивала машина: липкой чёрной смеси углеводородов. Вместо того чтобы растягиваться, жидкость сломалась.

Известно, что разрушения происходят в некоторых упругих сложных жидкостях, которые при определённых условиях могут вести себя как твёрдые тела. Но Лима работала с неупругой простой жидкостью. И даже при практически полном отсутствии упругости она разорвалась под воздействием нагрузки.

В ходе беспрецедентного медицинского эксперимента гуманоидные роботы хирургическим путём удалили жёлчные пузыри у живых животных. Но это были не автономные машины, заменяющие врачей-людей. В данном случае опытные хирурги-люди дистанционно управляли движениями роботов.

Телеуправляемые гуманоидные роботы провели две малоинвазивные операции по удалению жёлчных пузырей у живых свиней в ходе доклинического испытания, результаты которого были опубликованы в журнале Nature. Если этот подход в конечном итоге окажется клинически пригодным для лечения людей, хирурги смогут использовать таких гуманоидных роботов для дистанционного проведения роботизированных хирургических вмешательств в небольших больницах и клиниках, не располагающих ресурсами для установки специализированных, но дорогостоящих хирургических роботов.

В один тихий день 2021 года во время пандемии Чжиюань Ван, тогда ещё аспирант Университета Райса, разгонял скуку, работая над странной математической задачей. Найдя для неё экзотическое решение, он начал задумываться, можно ли интерпретировать эти математические выкладки с физической точки зрения. В конце концов, он понял, что они, по-видимому, описывают новый тип частицы: такую, которая не является ни частицей материи, ни частицей, переносящей силу. Похоже, это было нечто совершенно иное.

Ван был полон желания превратить это случайное открытие в полноценную теорию новой, третьей категории частиц. Он поделился этой идеей со своим научным руководителем Каденом Хаззардом.

«Я сказал: „Не уверен, что это может быть правдой“, — вспоминает Хаззард, — „но если ты действительно этим увлечён, тебе следует посвятить этому всё своё время и бросить всё остальное, над чем ты сейчас работаешь“».

В январе этого года Ван, который сейчас является постдокторантом в Институте квантовой оптики имени Макса Планка в Германии, и Хаззард опубликовали уточнённые результаты работы в этой области в журнале Nature. Они утверждают, что третий класс частиц, называемый парачастицами, действительно может существовать, и что эти частицы способны давать нам необычные новые материалы.

Каждый раз, когда я пишу о физике элементарных частиц, я сталкиваюсь с моментом неопределённости относительно величины, которая, на первый взгляд, должна быть ясной. Сколько видов элементарных частиц, по-вашему, существует?

В экспериментах на Большом адронном коллайдере физики сталкивают пучки протонов, разбивая их на все возможные элементарные частицы. При этом у них есть невероятно точный набор математических уравнений, описывающих эти строительные блоки материи и все способы их соединения. Итак, поскольку известные частицы природы можно как эмпирически наблюдать, так и теоретически описать, можно было бы подумать, что их также легко можно сосчитать. Но, увы, нет. Я уже знала, что по причинам, которые мы увидим, подсчёт не так прост, как кажется.

Поэтому недавно я написала нескольким физикам, чтобы спросить, как каждый из них лично подсчитывает фундаментальные составляющие природы. Первый признак того, насколько сложен этот вопрос, проявился в ответе Дэвида Тонга, физика из Кембриджского университета и автора учебников, когда мы назначали видеозвонок: «Думаю, правильный ответ на ваш вопрос — не целое число!»