Наука | Научпоп

В 1942 году Джулиан Хаксли опубликовал работу под названием Эволюция современный синтез. Именно в ней впервые появилось выражение затмение дарвинизма. Так он описал период с конца XIX до начала XX века, когда естественный отбор оказался фактически вытеснен с научной сцены и уступил место альтернативным концепциям. Дарвин при жизни сталкивался с растущей оппозицией, и со временем интерес к его идеям снижался настолько, что к концу века многие учёные были уверены, что теория естественного отбора не восстановится.

Сегодня часто говорят о создании синтетической теории эволюции как о простом добавлении генетики к уже существующим идеям Дарвина. Будто бы Дарвин заложил основы, а последующие открытия лишь дополнили картину. На самом деле между публикацией Происхождения видов и формированием новой теории эволюции прошло около восьмидесяти лет, и именно в этот промежуток происходил глубокий теоретический кризис. Научное сообщество разделилось на три крупные школы. Это были неоламаркисты, неодарвинисты и менделисты. Первое поколение генетиков не было союзником дарвинистов. Напротив, они считали, что теория естественного отбора не объясняет ключевые механизмы эволюции. Поэтому привычное представление о том, что синтез возник как простая комбинация генетики и дарвинизма, сильно упрощает реальную историю науки.

Почему к концу XIX века теория Дарвина вызывала всё больше сомнений и какое место занимали ламаркизм и ранняя генетика в этом дискуссионном поле, я подробно разбираю в видео. Это вторая часть большого цикла об истории эволюционной биологии. Если вам интересно понять, как появлялись конкурирующие теории, почему учёные по-разному представляли происхождение новых признаков и каким образом формировались ранние модели наследственности, вы можете посмотреть выпуск полностью. Первая часть, посвящённая взглядам Дарвина и восприятию его идей в XIX веке, также доступна на канале Straight Biology.

В этой части рассматривается возвращение идеи наследования приобретённых признаков, которое стало основой неоламаркизма. Многие натуралисты конца XIX века считали, что организм способен сам направлять своё развитие через реакцию на внешние условия. Рассматриваются взгляды Герберта Спенсера, который видел в ламарковских механизмах способ объяснить эволюцию как закономерный, а не случайный процесс. Приводятся примеры работ Хенслоу и Паккарда, а также идеи палеонтологов Эдварда Дринкера Коупа и Алфеуса Хайятта, которые пытались увидеть в окаменелостях подтверждение направленного развития через добавление новых стадий роста в разные эпохи.

Отдельно анализируется кризис наследственности в дарвинизме и появление неодарвинизма Вейсмана. Его теория зародышевой плазмы исключала возможность передачи приобретённых признаков и тем самым формировала жёсткую линию разделения между телом и наследственным материалом. Эта модель стала одной из первых попыток создать непротиворечивый механизм наследования, однако сама по себе не разрешила всех вопросов.

Важную роль сыграла и школа биометристов, куда входили Гальтон, Пирсон и Уэлдон. Они пытались математически описать распределение признаков в популяции и действие отбора на эти признаки. Их исследования привели к обсуждению того, как устроены изменения в популяциях и может ли отбор смещать среднее состояние признака. Биометристы стали ключевыми защитниками отбора в тот период, когда сама идея естественного отбора подвергалась сильной критике.

Но самым серьёзным вызовом дарвинизму стали работы первых генетиков. Хуго де Фриз, Уильям Бэтсон и последующие исследователи опирались на переоткрытые законы Менделя и утверждали, что новые признаки возникают не постепенно, а скачками. Они полагали, что мутации создают новые формы сразу и что именно такие крупные изменения являются основным механизмом эволюции. Эта позиция вступала в прямой конфликт с дарвиновской концепцией плавных вариаций.

Расхождение между лагерями сохранялось вплоть до начала работ Иогансена и Моргана. Иогансен показал, что непрерывные признаки формируются как сумма множества дискретных факторов и что отбор не создаёт новых признаков, а лишь действует в пределах уже существующей изменчивости. Морган и его ученики связали наследование с поведением хромосом и тем самым заложили фундамент хромосомной теории. Именно эти исследования постепенно ликвидировали противоречия между дарвинизмом и генетикой и стали основой для будущего синтеза.

Если вам интересно разобраться, как формировались различные школы эволюционной мысли и как учёные пытались объяснить механизмы наследования до того, как были известны ДНК и гены, вы можете посмотреть видеоматериал, к которому относится этот пост. Я старался изложить историю максимально ясно и опираться только на работы исследователей той эпохи.

Видео находится в моём профиле. Если тема окажется для вас интересной, буду рад обратной связи.

Особенно глумливы заявления с придыханием, типа: "некоторые "учёные" выделяют четвёртое измерение - время". Твою ж мать...

Путешествия во времени невозможны.

"Время" - скорость процессов в сравнении с выбранным эталоном.

Посредством "времени" задают скорость движения в рамках визуальной модели. И получается...

War Thunder — компьютерная многопользовательская онлайн-игра с элементами симулятора, посвящённая авиации, бронетехнике и флоту довоенного периода, а также Второй мировой войны и послевоенного периода.

Вот их "мистическое" "четырёхмерное пространство" - обычная компьютерная 3D-игра, псевдообъёмные картинки в динамике.

В компьютерных играх "3D" тоже касается только визуальной составляющей! Так-то там есть и звук.

Изображение с псевдообъёмом - "3D". Это не настоящий объём, а его визуальная имитация. Время нужно для имитации движения в рамках модели, чтобы она не схлопывалась за долю секунды с наслоениями, а разворачивалась с заданной скоростью.

Настоящая чашка с чаем имеет столько "мерностей", что не сразу и перечислишь. 3D-моделью можно описать лишь её упрощённую визуальную составляющую, подобную взгляду среднестатистического человека.

В отличии от визуальной модели, реальная чашка имеет сложную внутреннюю структуру и взаимодействия с окружающим пространством.

Зачем подменяют понятия и втирают людям дичь про "3D-мир"? Любые предположения, сколько угодно обоснованные, неизбежно будут заклеймены "конспирологией", тем самым изолируя массовую ложь от причин и следствий.

Предлагаю вам подумать над этим самостоятельно, как и над тем, почему обычные двоичные программы, называемые "нейросетями", ни на что не способные без управления человеком, навязчиво изображают "искусственным интеллектом".

Сбор на еду котам: https://pay.cloudtips.ru/p/4c9b63bf

…а изрядно поломать голову.

Подробное исследование простой бронзовой чернильницы в одном из римских городов на территории современной Португалии привело к, пожалуй, самому значимому прорыву последних лет в изучении древней письменности. Казалось бы, достаточно обыденная вещица, предмет для рутинной работы. Однако внутри неё обнаружили микроскопические следы очень сложных по составу чернил из многих ингредиентов. Знаете, мы не очень-то любим расхожее выражение “перевернуло представления учёных”. Но данное открытие, подкреплённое естественнонаучными методами, действительно существенно расширило наши знания о том, как римляне производили чернила, и о том как знание этого технологического процесса распространялось по всей империи.

Чернильница, оказавшаяся в центре внимания, была найдена при раскопках Конимбриги ー наиболее хорошо сохранившегося древнеримского города в Португалии. Объединив усилия археологи и химики установили, что внутри артефакта содержится осадок сложной чернильной смеси, включавшей угольную сажу, жжённую кость, воск и ещё ряд компонентов как животного, так и растительного происхождения. Для удалённой провинции, расположенной на самом западе римского мира, такой высокий технический уровень производства ー это, как минимум, неожиданно. Выходит, что самые разные новшества (в том числе в области повседневной жизни и делопроизводства) не были прерогативой лишь крупных центров в сердце империи, но распространялись и на периферию тоже. Причём скорее быстро, чем медленно.

Находка была сделана в слое, относящемся к постройке поздней римской оборонительной стены, а точнее в отложениях, связанных со сносом городского амфитеатра. Вес её менее 100 граммов, а материалом послужила бронза с довольно высоким содержанием свинца. Вероятно, предмет был утерян (может, выпал из сумки) во время строительства неким чиновником, писцом или иным ответственным лицом. Вот только типология говорит в пользу более ранней датировки: по своим внешним характеристикам чернильница относится к т.н. типу Бибрих, который был распространён в I веке н.э преимущественно в северной Италии и на Рейне. Там они часто фигурируют в контексте военного управления и инженерного дела.

Само по себе обнаружение остатков чернил римского времени ー огромная удача. В большинстве случаев чернила на водной основе быстро разлагаются из-за влажности. Группа исследователей применила целый ряд высокоточных методов, среди которых спектроскопия, рентгеновские снимки и хроматографический анализ, для выяснения молекулярной структуры чернил. Результаты были весьма неожиданны…

Основным пигментом был древесный уголь, полученный при сжигании хвойной древесины при высокой температуре. Химические следы указали на использование смолистых пород, таких как сосна или пихта. Но дальше больше: в составе также были обнаружены следы фосфата кальция, что говорит о добавлении жжённой кости животных. Также учёные выявили присутствие железосодержащих соединений, типичных для т.н. чернильных орешков. Дополнительно в состав смеси добавили органические связующие вещества: пчелиный воск, который служил загустителем и способствовал сцеплению чернил; производные животного жира или клея повышали вязкость и способствовали лучшему сцеплению с папирусом или пергаменом.

Использование подобных чернильных смесей упоминается в некоторых источниках, но вот археологических подтверждений её использования ранее не было известно. Крайне интересно, что состав смеси не был случайным, а каждый ингредиент выполнял свою функцию. Угольная сажа обеспечивала насыщенный чёрный цвет, костяная сажа ー более глубокий и плотный оттенок; чернильные орешки повышали устойчивость к влаге и истиранию, а пчелиный воск и животные жиры создавали защитный слой, покрывавший каждую букву практически лаком. Крайне удачный набор признаков для военных походов или дальних торговых путешествий!

Приветствую, читатели! Это Santry’s Singularity blog — нерегулярные заметки о жизни на пороге сингулярности. Меня зовут Игорь Santry, я техноредактор. Я завел эту колонку, чтобы собрать лучшие лонгриды и видео, которые зацепили меня за последнее время.

Гаджеты снова становятся интересными

Как бывший гаджет-журналист (может кто-то из вас даже помнит мои обзоры на trashbox и 4pda) я по старой памяти поглядываю на рынок смартфонов. И, если честно, то последние лет пять там царит тоска — мегапиксели, которых не видно, и гигагерцы, которые не чувствуются. И вот наконец-то оно зашевелилось.

Китайские вендоры вдруг начали выкатывать устройства, которые живут полтора дня без подзарядки. И это не на кирпичи с прорезиненным корпусом и встроенной рацией, а вполне симпатичные тонкие гаджеты. Случилась тихая революция литий-кремниевых (Li-Si) аккумуляторов. Или еще не случилась?

Без химии тут не разберешься, но я обещаю, это будет быстро.

Может быть с виду не скажешь, но внутри батареи вашего смартфона работает графит. Чтобы удержать один ион лития, ему нужно шесть атомов углерода. А вот один атом кремния может захватить аж четыре иона лития. Немного дополнительных расчетов и получается, что теоретическая емкость Li-Si батареи в 10 раз больше Li-ion. Причем ученые в курсе с середины прошлого века. Только не спешите ругать энергетическое лобби, которое все скрывает, это виноват сам кремний. Насыщаясь литием он раздувается на 300–400%.

Ранние прототипы таких батарей работали потрясающе... но ровно один цикл. После зарядки анод буквально рассыпался в пыль. Инженеры годами смотрели на Li-Si аккумуляторы голодными глазами, но ничего не могли с этим поделать.

Прорыв случился на рубеже 2010-х, когда обнаружили критический размер частиц: если кремний измельчить до ~150 нм, он перестает разрушаться при расширении. Тут же из химической проблема стала инженерной — как изготовить такие частицы, и упаковать в батарею.

И Цуй из Стэнфорда подсмотрел решение у природы. В 2014 году его компания Enovix создала структуру, похожую на гранат. Статья так и называется Pomegranate-inspired nanoscale design for large-volume-change lithium battery anodes.

Исследователи взяли наночастицы кремния, обернули каждую в «скорлупу», оставив внутри пустоту — люфт для расширения, и собрали их в гроздья. Когда батарея заряжается, кремний раздувается внутри своей капсулы, не нарушая общую структуру. В результате получились чуть ли не самые плотные батареи в мире (до 500 Вт·ч/кг).

Три года спустя Джин Бердичевский, один из первых сотрудников Tesla (человек, который соорудил батарею для первого Roadster из ноутбучных аккумуляторов), пошел другим путем и основал стартап Sila. Он потратил 10 лет и провел 55 тысяч автоматизированных экспериментов, чтобы сделать скучный черный порошок. Точнее пористый композит, похожий на губку, где кремний находится внутри жесткого каркаса. Литий залетает внутрь каркаса, кремний расширяется в порах, но сам каркас не меняет размер. А соль в том, что для завода по производству батарей этот порошок выглядит и ведет себя точно так же, как графит, и его можно насыпать в те же станки. А вот в компании Enovix не стали заморачиваться. Там нарезали электроды пластинами, как лазанью, и заковали в жесткий стальной корпус, который работает как тиски. Он физически сдавливает кремний, не давая батарее распухнуть.

Самое занятное, что все эти революции пока еще не добрались до магазинов. Разработки И Цуя стоят космических денег и летают в стратосферных дронах и военной авиации. Amprius достраивает заводы и собирается поставлять свой порошок для батарей электрокаров BMW. Внутри OPPO, Xiaomi и OnePlus вовсе не Sila, не Enovix и не чистый кремний Amprius.

Китайцы используют гибридную технологию — графитовый анод, в который «подмешали» кремний, как правило от Group14 Technologies (конкурент Sila). Например, в батарее OnePlus 15 всего около 15%. И даже такое небольшое количество дает прирост емкости до 7000+ mAh, против 4000-5000 у сопоставимых литий-ионных батарей. Если заменить их на коммерческий 100% кремниевый анод уровня Enovix, прирост емкости будет примерно 10–15%, то есть до ~8000–8400 mAh. Поговаривают что Enovix подписали контракт с топ-5 производителем из Китая. А если раскошелиться и взять технологии Amprius (что пока скорее фантазия) можно получить вплоть до 10 тысяч mAh в тех же габаритах.

Батарея долго была тормозом прогресса, так что это не только телефоны, которые живут два дня. Это нормальная носимая электроника, умные очки, которые не выглядят как шлем сварщика, и еще один буст для рынка роботов, который и так подстегнули нейросети.

Остается один вопрос: куда мы будем девать все эти высокотехнологичные отходы? Но это, как говорится, уже совсем другая история.

Короткое

Художник, теоретик и куратор Дмитрий Булатов рассказывает, как Александр Флеминг рисовал в чашках Петри бактериями.

Физик Михаил Коробко показывает фотографию 6100 атомов цезия в лазерной ловушке.

Футуролог Руслан Юсуфов рассуждает о недостатках системы образования, которая подменяет наставничество администрированием.

Длинное

Электронные отходы в Индии (eng) — отрезвляющий взгляд на то, как выглядит «переработка» на разных концах шкалы доходов. С одной стороны — блестящие заводы с робототехникой, рабочие в защитной экипировке, государственные субсидии на развитие циклической экономики. С другой — 14-летние дети, которые по 16 часов в день вдыхают медную пыль в лачугах, вытаскивая проводку из того, что вы заказали на очередной волне вирусной моды. Теперь этот хлам осел на свалках субконтинента. Читается увлекательно, но предупреждаю: лучше относиться к «переработке» после этого вы не станете.

Миф о пенициллине (eng) — да, снова про Флеминга. Это разбор противоречий в каноничной истории открытия пенициллина. Все знают тот сюжет: рассеянный профессор уехал в отпуск, забыл чашку Петри на столе, вернулся — а там плесень убила стафилококки. Проблема в том, что ученые десятилетиями не могут воспроизвести этот эксперимент. Пенициллин действует только на растущие бактерии, а зрелые колонии ему безразличны. Статья разбирает две конкурирующие теории: бактериолог Рональд Хэйр предложил версию с аномальным похолоданием в августе 1928 года, а физиолог Роберт Рут-Бернштейн считает, что Флеминг на самом деле искал новые источники лизоцима, а не случайно наткнулся на плесень.

Пространственный интеллект: следующий рубеж ИИ (eng) — Фэй-Фэй Ли, одна из ключевых фигур в исследованиях ИИ, опубликовала статью, которой хочу поделиться. Ее главный тезис перекликается с моими предположениями, о том, что будущее искусственного интеллекта — системы, которые работают не только с текстами, а с физическим миром.

Как снова пользоваться Интернетом (eng) — автор сравнивает социальные сети и мессенджеры с торговыми центрами. Предсказуемые и комфортные, они предоставляют вам готовый контент, но интернет это город. Он больше и страннее, полон переулков, подвалов и потайных дверей, нужно только приложить усилия, взять карту и выйти на улицу.

Аудиовизуальное

Документальный фильм о команде DeepMind — тех самых исследователях, которые научили нейросеть обыгрывать людей в го и заставили половину интернета переживать за корейского чемпиона. Съемки шли пять лет, а работала над картиной та же команда, что сняла фильм про AlphaGo.

В центре сюжета — путь Демиса Хассабиса: от шахматного вундеркинда (второй рейтинг в мире среди юниоров в 13 лет) до человека, чья команда решила 50-летнюю задачу расчета сворачивания белков. И это не кулинарное достижение, а работа, за которую дают Нобелевку.

Полезное

Системный блок на пальцах объясняет, как пользоваться Perplexity AI — это поисковой системой на основе больших языковых моделей.

Гайд по прикладному использованию LLM (eng) от создателей этого поисковика.

Вадим Стеркин объясняет, как продлить доставку обновлений для Windows 10 еще на год. Если еще не перешли на 11-ю, не поленитесь. Поверьте, немного информационной безопасности никому не помешает.

Статьи сегодняшнего дня (eng) и Все газеты (eng) — обширный архив первых полос газет со всего мира и их сайтов. Когда смотришь на весь мировой медиа ландшафт в перспективе, убеждаешься, что нарративы, вокруг которых кажется вертится все вокруг, (вот так сюрприз!) не интересуют никого за пределами континента.

Открытая культура (eng) — основанная в 2006 году, организация Open Culture занимается поиском и курированием тысяч бесплатных образовательных и культурных ресурсов, разбросанных по всему интернету — от университетских курсов и аудиокниг до классических фильмов и уроков языка.

Артефакт

Реактор молекулярно-лучевой эпитаксии (MBE, Molecular Beam Epitaxy) выглядит так, будто может отодвинуть стеночку и отправить ученых в гости к Ивану Васильевичу Грозному, но на деле это одна из самых точных установок для создания полупроводников. Она позволяет выращивать кристаллы в глубоком вакууме послойно, буквально атом за атомом.

High tech, low life

Киберпанк мертв. Серьезно. Как литературный жанр он растворился в повседневности, потеряв весь свой неоновый лоск. Реальность все чаще напоминает мне посредственный роман в стиле Гибсона, написанный уставшим копирайтером: технологии повсюду, но жизнь от этого не стала похожа на блокбастер. Скорее на глючный скрипт.

В моем случае это ощущение подпитывается ежедневной работой с хакерами. За последний год я плотно сотрудничал Иваном Глинкиным, специалистом по аппаратному хакингу, помогал выпустить исследование безопасности роутеров с российских маркетплейсов и описывал взлом бесполезных биометрических замков, но самая дикая история произошла под конец года. Иван решил провести эксперимент: купить на вторичке пяток подержанных жестких дисков и посмотреть, что на них осталось.

Когда герой покупает с рук жесткий диск и находит там корпоративные секреты — это сюжет технотриллера. Но именно так и вышло. После часов споров с юристами мы все же рискнули опубликовать эту историю.

Надеюсь, жалеть не придется. Впрочем, оно того стоило: всегда хотелось, чтобы мои тексты меняли мир к лучшему. Пусть даже это будет мелочь, то, как люди стирают данные. Спойлер: простого форматирования недостаточно. Почитайте про полную перезапись (Zero-fill). А если на диске были ключи от криптокошелька — дрель ваш лучший друг. Три сквозных отверстия гарантируют покой.

Мы живем в мире, где цифровая гигиена — это не «поставить антивирус». Это понимание, как работают вещи, которыми пользуемся каждый день. Киберпанк умер? Возможно. Но пока люди выбрасывают свои секреты на помойку, у хакеров будет работа.

Бонусные посты из моего ТГ-канала

Почему все теории неполны, но не все одинаково неправы?

Зачем говорить с китами?

30 попыток, 3 дня печати и одна правда о нейросетях