Журнал «Компьютерра» № 21 от 05 июня 2007 года - Компьютерра Журнал 619 3 стр.

Современная генетика уже продвинулась достаточно далеко для того, чтобы решать не только биологические, но и исторические задачи. Скажем, сравнивая генотипы разных народов, можно судить об их родственности. Звездная астрономия сегодня может взять на вооружение этот неоценимый опыт, чтобы разыскать на небе братьев и сестер нашего дневного светила.

В общих чертах астрономы представляют прошлое Солнца. Оно – звезда не первого поколения. Газовое облако, в котором появилось Солнце, возникло после взрыва одной (а скорее – нескольких) сверхновой, то есть наше светило – продукт переработки космического вторсырья. Скорее всего, Солнце родилось не одно, и по соседству с ним располагались другие звезды, вобравшие в себя вещество из того же облака. Какие-то из них за прошедшие с тех пор пять миллиардов лет уже породили другие сверхновые, и из их останков родились новые звезды. Другие же «сестры» Солнца светят до сих пор, вот только выделить их среди множества звезд Галактики не так-то просто. Пути звезд, некогда появившихся недалеко друг от друга, за миллиарды лет изрядно перепутались, а по яркости и цвету они могут заметно отличаться. Но один способ разыскать солнечную родню все-таки нашелся.

Астрономы давно предполагали, что звезды одного и того же рассеянного скопления, возникшего из единого облака, должны нести на себе общий отпечаток в виде химического состава первоначального вещества. Гаянди Де Сильва (Gayandhi De Silva) вместе с другими астрономами из Европейской Южной Обсерватории с помощью телескопа VLT провели исследования двух рассеянных скоплений, после чего для каждого из них удалось выявить своеобразные генотипы. Неповторимые соотношения между долями разных химических элементов в веществе вполне могут служить критерием принадлежности звезды тому или иному скоплению, поэтому, по мнению ученых, ничто не мешает астрономам после тщательного исследования спектров множества светил Млечного Пути отыскать среди них и родственников Солнца.

У звезд вряд ли есть дружеская или родственная привязанность, и от того, что земляне отыщут Солнцу сестричку, ему теплее не станет. А вот астрономам это поможет проникнуть в тайны происхождения не только Солнца, но и звездной системы в целом. Возможно, поиск будет начат среди ближайших звезд, однако не исключено, что со временем блудные соседи обнаружат себя и в совсем другой части Галактики: за пять миллиардов лет много утекло звездного света. АБ

Грибы едят почти все – от картона до асбеста и от пластика до керосина. Но еще никому не приходило в голову, что универсальные едоки способны питаться даже некоторыми видами радиации. И, тем не менее, это именно так, как утверждает Екатерина Дадахова (Ekaterina Dadachova) со своими коллегами из Медицинского колледжа имени Альберта Эйнштейна в Нью-Йорке.

Исследователи установили, что некоторые грибы, содержащие молекулы пигмента меланина (он также присутствует в человеческой коже), способны усваивать энергию радиации и использовать ее для ускорения своего роста. На открытие натолкнул удивительно бурный рост богатых меланином «черных грибов» на руинах Чернобыльской атомной станции. Ученые проверили, как влияет на рост некоторых грибов бета-излучение изотопа цезия-137, который образуется при распаде урана и плутония. Было установлено, что все три исследуемых вида Cladosporium sphaerospermum, Cryptococcus neoformans и Wangiella dermatitidis в присутствии изотопа растут быстрее. Причем за это ускорение отвечает именно меланин, поскольку при его удалении скорость роста при облучении уже не менялась. C помощью технологии электронно-спинового резонанса ученые наблюдали изменения в электронных свойствах меланина в ответ на радиационное облучение. Екатерина Дадахова считает, что меланин преобразует радиоактивное излучение в химическую энергию подобно тому, как хлорофилл преобразует энергию света при фотосинтезе.

Далеко не все специалисты согласны с интерпретацией авторов. Если они правы и радиация действительно может служить источником энергии для живых организмов, то эта работа по своему значению сопоставима с открытием фотосинтеза и несет массу удивительнейших следствий. Например, описанный механизм дает возможность для жизни существовать в недрах радиоактивных планет, где есть какие-то возможности для перемещения веществ. Или даже вообще позволяет «оторвать» жизнь от звезд. Известная нам жизнь нуждается в свете и как источнике тепла, и как источнике энергии для поддержания подходящих температур. Неужели радиация может дать и то, и другое? Это намек на существование принципиально иной жизни на химической основе, совместимой с основой земной, фотосинтетической жизни. Однако ускоренный рост грибов можно объяснить и простым повышением интенсивности метаболизма или неспецифической активацией подобно тому, как радоновые ванны с бета-излучением увеличивают жизненный тонус. И только дополнительные исследования помогут расставить все точки над i.

Сразу возникает вопрос, способен ли меланин человеческой кожи или кожи других животных использовать радиацию? Пока этому нет никаких подтверждений, и, во всяком случае, выработка такой энергии будет крайне мала. Но если грибы действительно умеют усваивать радиоактивное излучение, то это повышает шансы найти такие же способности и у растений или животных. ГА

Исследователи из университетов Калифорнии (Сан-Диего) и Южной Каролины создали углеродные нанотрубки и нановолокна спиральной формы, напоминающие пружины. Оказалось, что в наномасштабе переход от обычной прямолинейной формы к спиралевидной существенно сказывается на параметрах электропроводности нанотрубок. Манипулируя этими различиями, ученые надеются создать компоненты для наноэлектроники. В частности, спиральные нанотрубки могут стать основой логических элементов и накопителей данных.

Как говорят разработчики, будет ли нанотрубка спиралевидной или прямолинейной, определяется наличием лишь единичных атомов углерода, расположенных в критически важных для этого местах нанотрубки, которые получают методом осаждения из газовой фазы. Форма трубок и их «качество» контролируются с помощью электронной микроскопии. Работа группы калифорнийских ученых увенчалась открытием фундаментальных основ, определяющих форму трубок, и благоприятных условий для получения нелинейной формы. Зная ключевые факторы роста спиралевидных трубок, можно точно контролировать их электрические свойства. Но пока до реализации конкретных практически значимых проектов на основе наноспиралей еще далеко, и исследователи занимаются изучением способов объединения трубок в функциональные устройства.

Ранее эти научные группы уже отличились в манипулировании формами нанообъектов: в 2005 году они получили нанотрубки, по форме напоминающие букву Y, этакие углеродные «штаны» на микроуровне. Оказалось, что такие трубки обладают свойствами обычных транзисторов, используемых в современной микроэлектронике. ЕГ

Для оценки этой новости важно, что она излагает не расхожие анекдоты, а действительные новости оперативной хирургии.

Тело человека – объект с очень сложной топологией. Вспомните, сколь сложно компартментализована (подразделена на множество отсеков) обычная эукариотическая клетка! Клетки непростым образом организованы в ткани, ткани – в органы и системы органов. Важнейшей характеристикой организма в целом является его план строения – архитектоника, общие принципы взаиморасположения частей. Знаете, как мучают детей при изучении зоологии в школе, заставляя зубрить, что у круглых червей полость тела первичная, а у кольчатых – вторичная? А ведь даже сходно организованные организмы могут быть топологически весьма различны.

Известно ли вам, что у мужчин полость тела замкнутая, а у женщин – нет? Яйцеклетки выпадают из яичника в полость тела, а уже потом из нее по фаллопиевым трубам попадают в матку, которая соединена с внешней средой. У наших далеких предков сперматозоиды проходили по подобному маршруту, но потом мужские половые клетки получили самостоятельный туннель, а полость тела замкнулась.

Как разобраться в топологической головоломке, которой является человеческое тело? В чем-то помогает компьютеризация. В канадском университете Калгари создана цифровая 4D-модель человеческого тела, названная Caveman. Четвертое измерение в ней – временное; а сама модель подготовлена в рамках совместного с Sun Microsystems проекта Cave по визуализации трехмерных окружений. Рассмотреть все детали различных «шестеренок» человеческого организма можно в специальном павильоне в 3D-очках, причем размеры установки позволяют демонстрировать любые органы и рассечения куда больше, чем в натуральную величину. Для чего это нужно? Для обучения врачей. Для демонстрации пациентам, что с ними планируют сделать. Для планирования операций – как традиционных, с широким рассечением для доступа к операционному полю, так и современных, щадящих.

Подход традиционной хирургии прост: взрежем всё, что затрудняет доступ к нужной точке, и с удобством сделаем свое дело. В послеоперационный период раны так или иначе заживут. Эндоскопическая хирургия позволила уменьшить разрезы, благодаря микрохирургическому инструментарию. Следующий шаг – отказ от рассечения покровов тела. Эта парадигма называется транслюминальной эндоскопической хирургией через естественные отверстия. Она использует введение эндоскопических инструментов через имеющиеся входы-выходы тела больного – обычно рот или влагалище. В полость тела попасть при этом можно через небольшой внутренний прокол. В случае женского организма проводить эндоскоп через фаллопиевы трубы тоже было бы неверно – и отверстие невелико, и весом риск повредить уязвимый орган. К счастью, внутренние проколы могут заживать быстрее, чем разрезы кожи. Новая технология уже в ходу. Так, операции по удалению желчного пузыря через влагалище проводятся и в США, и во Франции. А индийские хирурги сообщили о серии операций по удалению аппендикса через рот!

Такие операции хороши коротким послеоперационным периодом, низким уровнем боли, невысокой вероятностью инфицирования раны и последующим отсутствием шрамов. Есть и недостатки. В их числе – возможность неявных внутренних кровотечений, технологическая сложность работы, неприятный вкус во рту пациента… И, конечно, необходимость учить топологию. ДШ

Как известно, деньги в научных исследованиях играют первостатейную роль, поэтому американскую школу многие не без оснований считают самой мощной в мире, тем более что ее позиции постоянно укрепляются за счет притока перспективных специалистов из менее благополучных стран. Однако статистические исследования показывают, что не все так просто. Например, если ограничить рассмотрение химией, то хотя США здесь лидируют и это лидерство вероятно сохранится в ближайшие десять лет, налицо и явные упадочнические тенденции.

Преимущество США наиболее выражено в междисциплинарных областях, таких как биохимия, материаловедение, нанотехнологии, тогда как в «чисто» химических исследованиях Штаты постепенно сдают свои позиции. Например, в 2003 году на долю химии приходилось лишь 8% американских научных статей. В то же время доля химических статей в общей массе работ ученых из Китая и Индии составляло 25% и 27% соответственно. За последние десять лет количество химических публикаций американских ученых оставалось на одном уровне, и государственное финансирование химических исследований также не увеличивалось. В Америке снижается количество желающих получить ученую степень в области химии, что не может не беспокоить в отношении восполнения научных кадров. Правда, в приведенной оценке слабо учитываются исследования, проведенные в стенах коммерческих предприятий, чтобы выделить именно фундаментальные работы (хотя в промышленной сфере иногда делают не менее фундаментальные исследования). Кроме этого возникает проблема отделения химических и смежных с химией исследований.

Как полагают аналитики, лидерство США в химических исследованиях, помимо экономических факторов, обусловлено наличием хорошо организованных связей между учеными разных областей науки, сложившимися научными сообществами и относительной свободой ученых в профессиональном плане от академической иерархии. Снижение доли научных публикаций вообще с 38% в 1988 году до 30% в 2003 году, возможно, вызвано не столько охладевшим отношением американцев к науке, сколько стремительным ростом экономик других стран. Что касается химии, то США обгоняет всех по количеству цитированных американских статей. Но и цитируемость американских авторов снизилась с 54% в 1990–94 гг. до 47% в 2000–06 гг.

Наибольший интерес американские химики проявляют к материаловедению, нанотехнологиям, биохимии, аналитической химии и химии атмосферы. Меньше всего интереса у янки вызывают ядерная, теоретическая и вычислительная химии (оно и понятно – теоретическая химия, конечно, занятие не всегда прибыльное). ЕГ

В этом году Приз Геделя будет вручен российскому математику Александру Разборову и американцу Стивену Рудичу (Steven Rudich) за их совместную статью «Натуральные доказательства» (Natural Proof), опубликованную в 1997 году.

Приз Геделя за выдающиеся статьи в области Theoretical Com-puter Science учрежден и спонсируется Европейской ассоциацией теоретических компьютерных наук (EATCS) и Теоретической группой Международной ассоциации компьютерных вычислений ACM-SIGACT. Одна из самых престижных для компьютерщиков премий вручается ежегодно начиная с 1993 года и включает небольшое денежное вознаграждение в пять тысяч долларов. Российский ученый удостаивается этого приза впервые.

Статья ученых вносит важный вклад в решение одной из центральных проблем современной математики и теории алгоритмов о взаимоотношении P– и NP-классов вычислительных задач. К классу P относятся задачи, решение которых отыскивается на современных компьютерах за разумное время. Время счета теоретики считают разумным, если оно растет не быстрее чем некоторая степень от длины входа. К классу NP принадлежат задачи, правильность предъявленного решения которых можно быстро проверить. Однако для поиска решения задачи из класса NP может потребоваться неприемлемо большое время. К этому классу относится множество практически важных задач, например, задача коммивояжера – как объехать набор городов по кратчайшему маршруту. Она точно решается только алгоритмами, мало отличающимися по эффективности от прямого перебора всех маршрутов. В семидесятых годах прошлого века было показано, что в классе NP есть так называемые NP-полные задачи, к которым сводится решение любой задачи из этого класса. Одна из них это задача коммивояжера.

С тех пор математики пытаются либо найти алгоритм, решающий какую-нибудь из NP-полных задач за степенное время, то есть доказать что P=NP, либо доказать, что таких алгоритмов не существует. А на этой гипотезе зиждется все шифрование данных по алгоритмам с открытым ключом. И только гипотетические квантовые компьютеры способны решать задачи из NP за степенное время.

Но и доказать, что P не равно NP, уже много лет не удается. Не удается и доказать, что это доказать невозможно, а значит, утверждение о неравенстве можно принять в качестве еще одной аксиомы в основаниях математики. Ученые перешли в осаду и время от времени обнаруживают, что те или иные известные методы доказательств не могут решить эту проблему. Свой вклад в этот процесс вносит и статья лауреатов. В ней показано, что целый класс так называемых «натуральных» доказательств тоже не может решить проблему. А это значит, что надо искать какие-то другие пути. Впервые результаты этой статьи были доложены на симпозиуме по теории вычислений еще тринадцать лет тому назад, и этого времени оказалось достаточно, чтобы коллеги по достоинству оценили значение работы. ГА

Как известно, новые вирусы и трояны появляются в Сети с завидной регулярностью и чем дальше, тем гуще. Борцы с этим злом тоже не отстают. «Лаборатория Касперского» перешла с неупорядоченного – как бог на душу положит – на годичный цикл выпуска новых версий своего антивирусного пакета для конечных пользователей. Год назад появилась «шестерка», а теперь состоялся анонс седьмого поколения KAV и KIS [Kaspersky AntiVirus и Kaspersky Internet Security. Второй содержит файрволл и прочие интернет-компоненты.], которые выйдут 07.07.2007 (интересно, не будет ли на дистрибутиве магических пентаграмм или охраняющих рун?).

Первый возникающий по этому поводу вопрос: «Зачем?» – чего такого не хватало в шестой редакции, чтобы оправдать умножение сущностей?

На самом деле даже разработчики признают, что ничего революционного не появилось, это просто эволюция в соответствии с изменившимися требованиями рынка и характером угроз. Конечно, ЛК не могла проигнорировать эпоху Windows Vista – интерфейс программы теперь выполнен в соответствующем стиле. Однако одними «рюшечками» адаптация под новую ОС не ограничивается, есть поддержка и 64-разрядной Vista, и механизма контроля прав пользователя UAC, а все сетевые и файловые драйверы подписаны в сертификационной лаборатории Microsoft. Помимо «солидности» (при инсталляции Windows не высказывает опасений в том, что неизвестный разработчик может украсть серебряные ложки или еще чего похуже сделать), это еще и гарантия определенного уровня стабильности – сертификация сопровождается тщательным тестированием на совместимость.

С угрозами сложнее. Слабо верится, что добавление детектирования расплодившихся за последнее время кейлоггеров и руткитов нельзя было провести без масштабного изменения версии. Тем более что, по словам замдиректора по продуктам Алексея Калгина, в корпоративных антивирусах ЛК все так и сделано – CIO и сисадмины слишком нервно реагируют на частый апгрейд ПО.