Короче говоря, появление легкодоступных инструментов типа Вики-сканера позволяет отслеживать роль конкретных фирм и организаций в распространении дезинформации или, выражаясь мягче, в попытках навязывания публике необъективной картины. Глава проекта Wikipedia Джим Уэлс высоко оценил достоинства нового инструмента, назвав его "очень умной идеей", и сообщил, что в энциклопедии намерены учесть особенности этой технологии. В ближайшем будущем, возможно, когда всякий желающий захочет внести правку в статью Википедии с компьютера на рабочем месте, в ответ будет получено предупреждение типа "Привет, спасибо за редактуру. Мы видим, что вы (к примеру) из Pepsi, имейте в виду – это общедоступная информация".
НАУКА: Жизнь комет
Автор: Дмитрий Шабанов
Помните бомбардировку кометы Tempel в 2005 году? За последние годы мы узнали много нового о составе комет. Следствием этого стало предположение о происхождении жизни на кометах, высказанное коллективом под руководством Чандры Викрамасингха (Chandra Wickramasinghe). Речь идет об известном астрономе и астробиологе, ученике и соавторе Фреда Хойла [Сэр Хойл, Фред – выдающийся английский астроном, космолог и писатель, сторонник теории вечной Вселенной и автор термина «Большой взрыв»], родившемся в Шри-Ланке. Сейчас он заведует астробиологическим центром в университете Кардиффа в Англии. Викрамасингх не чурается «скользких» тем, находящихся на крае официальной науки, изучая так называемые нанобактерии [Малоизученная форма жизни, само существование которой оспаривается многими авторитетами], феномен красного дождя в Керале [Получивший широкую огласку случай выпадения с дождем каких-то частиц, якобы напоминающих внеземные организмы, имевший место в индийском штате Керала в 2001 году] или распространение вирусов кометами.
Итак, Викрамасингх опирается на данные о наличии в кометах водяного льда, разнообразной органики, а также глиноподобных слоистых силикатов, которые могут быть катализаторами и источниками нужных жизни элементов. Викрамасингх считает, что благодаря радиоактивному разогреву внутри комет вода могла существовать в жидком состоянии многие миллионы лет. Общая масса глиноподобных минералов в составе комет в нашей галактике выше, чем масса глин на Земле [Не хочется тратить много слов, но обратите внимание: кометы всей галактики сравниваются не с планетами той же галактики, а почему-то только с одной!], и, значит, возникновение жизни на кометах вероятнее, чем на Земле…
Для оценки новой гипотезы полезны слова самого Викрамасингха, вынесенные в эпиграф. 25 лет назад этот ученый был противником случайного возникновения жизни. Нет оснований сомневаться в невероятности примитивнейшей версии гипотезы абиогенеза: предположении, что органические молекулы сами собой случайно сложились в живую клетку. В качестве альтернативы чуду создания жизни благим Творцом предлагать создание жизни чудом слепого случая? Такое решение устроит лишь того, кто поистине религиозно верит в отсутствие Бога.
А возможно ли иное происхождение жизни на основе случайности? Естественный отбор – механизм, который позволяет накапливать последствия случайных (и закономерных) благоприятных изменений самовоспроизводящихся систем. Представьте себе мяч (например, футбольный), который подпрыгивает на месте благодаря энергии из какого-то источника. Может ли он в результате небольших прыжков в случайном направлении оказаться на крыше многоэтажного дома? Ответ «нет» не верен. Если на крышу ведет лестница из множества маленьких ступенек, такой подъем становится возможным. Но, заскочив в подъезд или поднявшись на первую ступеньку, мяч тут же может вернуться обратно! Значит, нужен механизм, «фильтрующий» изменения, ведущие в определенном направлении. Такой фильтрующий механизм – естественный отбор.
Итак, при определенных условиях малые ненаправленные изменения могут обеспечить кардинальную трансформацию всей системы. В соответствии с рассмотренной аналогией для возникновения жизни необходимы три условия:
• возможность полного спектра переходов между неживыми и живыми системами;
• возможность переходить из одних состояний в другие, близкие, в силу случайных или закономерных причин;
• действие естественного отбора, преимущественно сохраняющего и воспроизводящего "более живые" системы.
Насколько можно судить на основании современных данных, все эти три условия выполнялись на молодой Земле и выполняются на многих других планетах.
Планеты находятся в потоке энергии, рассеиваемой центральным светилом. Если планеты вращаются, это приводит к циклическим изменениям количества энергии, падающего на их участки. Если они имеют атмосферу и гидросферу, неравномерность нагрева приводит к циркуляции этих оболочек, вовлекающей в себя также поверхность литосферы.
На поверхности таких планет идут химические реакции, в том числе с различными органическими соединениями [Достаточно легко образующимися (и разрушающимися) как в условиях планет, так и в космосе]. В зависимости от циклической смены условий обратимые реакции будут переходить из одного равновесного состояния в другое и обратно. Одни и те же превращения веществ могут обеспечиваться различными конкурирующими реакциями. Среди них с точки зрения происхождения жизни особенно интересны те, для которых характерен автокатализ. В общей форме такие реакции можно представить в виде R + A > 2A, где A – автокатализатор, молекула, способствующая синтезу аналогичных ей молекул, а R – необходимый для этого ресурс (ресурсы).
Одним из самых актуальных примеров автокаталитических реакций является так называемая формозная реакция Бутлерова, которую интенсивно изучают в Институте катализа СО РАН. В ходе этой реакции формальдегид (CH2O) в водном растворе в присутствии извести олигомеризуется, образуя моносахариды: nCH2O > (CH2O)n. Это автокаталитическая реакция: наличие в среде моносахаридов существенно повышает выход конечного продукта. Разные моносахариды обладают разной автокаталитической активностью; в зависимости от условий протекания реакции меняется состав получаемых в ее ходе продуктов. Например, в присутствии апатита (фосфата кальция, распространенного минерала) в ходе формозной реакции возникает в основном рибоза – моносахарид, входящий в состав РНК, ДНК (с небольшой модификацией) и АТФ [А тут и фосфатные группы, нужные для синтеза РНК, ДНК и АТФ, оказываются рядом!].
Важнейшее следствие автокатализа – то, что он позволяет включиться естественному отбору. Самые эффективные и устойчивые из автокаталитических реакций преобразуют бо, льшую часть имеющихся ресурсов и вытеснят свои аналоги.
Итак, до того как естественный отбор запустил эволюцию жизни, он обеспечивал эволюцию «преджизни» – геохимических автокаталитических процессов. Как же могла эволюционировать эта «преджизнь»? Мы пока не знаем конкретики, но о многом уже можем догадываться. Так, вероятно, между уровнями, соответствующими синтезу рибозы и синтезу РНК, есть набор промежуточных ступенек (согласно первому из сформулированных нами условий).
РНК – замечательный полимер. В современных организмах каталитические функции выполняют белки, а носителями информации являются молекулы ДНК. Однако взаимодействие этих соединений почти всегда происходит через посредство РНК. РНК обладает каталитической активностью (РНК-катализаторы называются рибозимами) и способна к матричному самокопированию даже в отсутствие ферментов. Вероятно, что наша биосфера прошла через этап, который называют "Миром РНК". На этом этапе устойчивость и скорость циклических геохимических процессов обеспечивали молекулы РНК. По мере совершенствования предживых систем "Мира РНК" каталитические функции могли переходить к белкам, а функции хранения генетической информации – к ДНК, более устойчивому полимеру.
Но как возникают самовоспроизводящиеся живые существа? То, что мы называем размножением, является следствием процессов репликации, а сами эти процессы ведут родословную от феномена автокатализа [А на другом конце этого ряда, на его наивысшем уровне, находится то, что мы называем любовью].
Не верьте в сказки про "первый организм", случайно возникший в "первичном бульоне" и давший начало остальным живым существам. Такой сценарий термодинамически невозможен. Жизнь возникает не в форме отдельных организмов, а в форме обеспечивающих круговорот веществ экосистем, по мере преобразования геохимической циркуляции веществ в биогеохимическую. Различные «новшества» (способы запасания энергии, матричный синтез полимеров, клеточная организация), возникшие на одном этапе геохимического круговорота, передаются и на другие этапы. Вы думаете, это случайность, что Земля населена двумя группами организмов (автотрофами и гетеротрофами), для каждой из которых ресурсами являются отходы другой группы? Их разделение ролей старше самой жизни и отражает колеблющееся равновесие между синтезом и распадом со сменой дня и ночи, прилива и отлива, лета и зимы…
Еще один аргумент: термодинамически жизнь – диссипативный, рассеивающий энтропию процесс [Как, например, и ячейки Бенара или реакция Жаботинского-Белоусова]. Для его образования нужен устойчивый поток энергии через среду. Может ли он быть обеспечен на кометах, с учетом их небольшого размера и эксцентричных орбит? Вряд ли. Поток радиоактивного тепла направлен из ядра кометы в космос и не совершает колебаний. Нагрев со стороны звезды меняется циклично, но его колебания запредельно сильны. Не исключено, что кометы и метеориты могут переносить жизнь (или "преджизнь") с планеты на планету, но сам абиогенез должен быть связан с планетами – с Землей или с какой-то иной планетой, о которой проще всего судить, сравнивая ее с Землей.
Итак, Викрамасингх изменил свою точку зрения. Его нынешние взгляды соответствуют тому представлению об абиогенезе, которое он сам когда-то высмеивал: о возникновении жизни как результате случайного совокупления молекул. Что же вызвало такой поворот? Можно высказать одно предположение.
Викрамасингх настаивает, что глобальные эпидемии вызываются вирусами, которые приносят на Землю кометы. Так, по его мнению, пришла к нам испанка (грипп 1917—19 гг.), атипичная пневмония и птичий грипп. Собраны некоторые аргументы, подтверждающие такую гипотезу, но есть и одно, как кажется, смертельное для нее обстоятельство. Геномы потенциальных космических визитеров находятся в определенном родстве с другими, явно оседлыми вирусами, и несут следы эволюции в своих хозяевах. Чтобы птичий грипп заражал и птиц, и млекопитающих, ему нужно пройти эволюцию и в тех, и в других. На кометах птиц со зверями нет. Откуда такой вирус? Викрамасингху приходится утверждать, что такие вирусы получаются случайно. Коли так, тогда можно поверить, что и жизнь возникла сама по себе…
Глядя в небо в поисках причин и истоков жизни, не надо терять почву под ногами. Поддерживающая нас Земля не менее достойна нашего внимания.
МЫСЛИ: Невидимая революция Феликса Клейна
Автор: Ваннах Михаил
Тема компьютерного образования сегодня обсуждается всесторонне. Официальная точка зрения такова: надо как можно скорее оснастить школы как можно большим количеством компьютеров, скоростным выходом в Сеть, а также снабдить деньгами для покупки большого количества лицензий на самые дорогие проприетарные программные продукты.
Реже можно встретиться со здравым мнением, что, в общем-то, все нужное для образования имеется и в виде свободного софта. Вторая точка зрения, надо сказать, менее популярна среди деятелей образования. И понятно почему. Дело-то в том, что мотивацией их деятельности является обеспечение СЕБЯ средствами к существованию, а отнюдь не снабжение детишек знаниями. Исключения, конечно, бывают. Но лучше исходить из того, что они нечасты – это убережет от многих разочарований!
Так что успокоимся по поводу судьбы бюджетных средств. Несколько смягчая высказывание одного опытного финансиста, можно сказать: то, что должно быть украдено, украдено и будет. Не на закупке профессиональных пакетов трехмерной графики в сельские малокомплектные школы поживятся, так на ремонте последних или хотя бы на противопожарной обработке. Да и на поставке сборок свободного софта тоже кто-то ведь заработает.
Поэтому попробуем добиться объективности в данном вопросе путем поиска исторических аналогий. Страсти, пылавшие в минувшие годы, давно покрылись золой и остыли, а свет идей остается надолго.
Так когда же впервые была поставлена задача знакомства школьников с вычислительной техникой? Похоже, что произошло это давным-давно, еще в начале прошлого века. И поставил эту задачу выдающийся математик Феликс Клейн.
Феликс Клейн родился в 1849 году, в богатом и культурном Дюссельдорфе, свободном порте Рейнской провинции Королевства Пруссии, в чиновничьей семье. Учился в гимназии родного города, ходил в богатейшую по тем временам библиотеку, насчитывавшую полсотни тысяч томов, любовался богатейшим собранием рисунков и гравюр, гулял по садам – ботаническому, зоологическому и философскому. В последнем философ Якоби принимал Гёте и Виланда, воскрешая нравы платоновского Академа. Обратим внимание – детство Клейна прошло хоть и в семье пунктуального прусского чиновника, но в атмосфере самого посещаемого на Рейне купеческими кораблями порто-франко, по-нынешнему – в свободной экономической зоне, среди интенсивного обращения продуктов, диковинок и идей со всех краев света.
В 1865 году Феликс поступает в Боннский университет изучать математику и физику. Экспериментальной физике и математике учил его Юлиус Плюккер (Pluecker 1801—68), равно крупный математик и физик. Плюккер внес весомый вклад в аналитическую геометрию – обобщил понятие координат, ввел однородные и тангенциальные координаты. Получил важные результаты в теории алгебраических кривых. Успешно исследовал электрические разряды в газах. Добился заметных успехов в спектроскопии, впервые получив в 1862 году атомарные и молекулярные спектры водорода и азота. Наставник Клейна был одним из последних ученых-универсалов – дифференциация научного знания стремительно набирала силу.
И работа Клейна по геометрии, начатая под руководством Плюккера в 1866 году, имела целью приложения геометрии к механике.
Степень доктора философии Боннского университета Клейн получил в 1868 году. Он посещает университеты Берлина и Парижа, служит в медицинских частях Прусской армии во время Франко-Прусской войны и с 1872 года начинает преподавать в университете маленького городка Эрлангена в баварской провинции Средняя Франкония.
Городку этому предстояло быть прославленным в истории математики, поскольку именно там начинающий профессор Клейн в своей лекции обнародовал Эрлангенскую программу – единый подход к различным геометриям: евклидовой, аффинной, проективной. Программа эта была опубликована в статье "Сравнительное рассмотрение новых геометрических исследований".
Обратим внимание на интересный факт – в 1875 году Феликс Клейн вступил в брак с Анной Гегель, внучкой великого философа.
С 1875 года Клейн преподает математику в Высшей технической школе Мюнхена, затем с 1880 года в Университете Лейпцига, а с 1886 года и до самой смерти, последовавшей в 1925 году, в Геттингене.
Всю свою жизнь Клейн старался раскрыть внутренние связи между отдельными ветвями математики, а также между математикой, с одной стороны, и физикой и техникой – с другой. Его работы удивительно многообразны. Это и разрешение уравнений 5-й, 6-й и 7-й степени, и интегрирование дифференциальных уравнений, и исследования абелевых функций, и неевклидова геометрия. Каждому, кто хоть немного знаком с математикой, известна бутылка Клейна, блестящий и очень наглядный пример односторонней поверхности. В ней со всей полнотой проявился и талант математика, и дар выдающегося преподавателя.
С техникой работы Клейна связаны не только через преподавание в Высшей технической школе. В сотрудничестве с Арнольдом Зоммерфельдом (Sommerfeld 1868—1951) он написал многотомную "Theorie des Kreisels" ("Теория волчка", 1897—1903). А недооценить роль волчков – сердец различных гироскопических приборов, начиная от компактных гирокоординаторов «Стрел» и «Стингеров» и заканчивая роторами систем ориентации космических аппаратов, – в истории прошлого и нынешнего веков просто невозможно.
Всегда и везде Клейн стремился сводить достижения науки в систему – и в редактируемом им с 1875 года журнале "Mathematische Annalen", и в "Энциклопедии математических наук" ("Enziklopaedie der mathematischen Wissenschaften"), в создание которой он внес огромный вклад.
И вполне понятно, что выдающийся ученый и педагог высшей школы не мог пройти мимо проблем математического образования в целом.
Гимназия старого времени
Германии как единого государства еще не существовало, а немецкие гимназии уже были лучшими в мире. Их питомцами являлись поэты Гёте и Шиллер, философы Фихте, Шеллинг и Гегель, филологи братья Гримм, историки Нибур, Эверс и Момзен. Всех их выпустила в свет классическая гимназия.
Наблюдательный сын Нового Света Марк Твен, описав вольные нравы студентов-буршей, так говорил об основе их образования: "Было бы ошибочно думать, что у беспечного гуляки студента нет никакого ученого багажа. Напротив! Он десять лет корпел в гимназии при системе, которая не давала ему никакой свободы и принуждала работать как колодника. Так что из гимназии он вышел с полным разносторонним образованием; самое большое, что может дать ему университет, – это усовершенствование в избранной им специальности. Говорят, что, кончая здесь гимназию, молодой человек получает не только всестороннее образование, но и настоящие знания; знания эти не расплываются в тумане, они выжжены у него в мозгу навсегда. Так, он не только читает и пишет, но и говорит по-гречески и по-латыни тоже" [Марк Твен, "Пешком по Европе", 1880, пер. Р. Гальпериной].