Журнал «Компьютерра» N8 от 27 фераля 2007 года

Журнал Компьютерра

Есть, правда, один нюанс. Все члены активной группы так или иначе связаны с NASA. Поэтому можно ожидать, что Америка, конечно, посоветуется с остальными, но сделать все захочет в рамках всем известной линии. Дело в том, что упомянутые спутники-наблюдатели вполне могут осуществлять и слежение за поверхностью земли, а избирательного оружия, которое представляет опасность только для астероидов, еще не изобрели. Более того, одобрение ООН может стать ширмой, за которой будут разрабатываться элементы, способные в равной степени послужить и составляющими новой американской ПРО, и щитом против Апофиса и ему подобных.

Возможно, это лишь фантазия автора, но трудно представить, что США согласятся участвовать в создании глобальной системы защиты от астероидов, которой будут управлять, скажем, из Пекина. В заключение хотелось бы задаться риторическим вопросом:

нет ли на Земле еще какой проблемы поважнее, ради которой стоило бы сплотить усилия? АБ

Янтарное бессмертие

Несколько лет назад шахтер из мексиканского штата Чьяпас нашел кусок янтаря с вмурованной в него лягушкой. Находка попала к коллекционеру, а тот через какое-то время дал согласие на ее научное исследование. Теперь мексиканские биологи установили, что возраст лягушки - 25 млн. лет. Ориентировочно она жила в эпоху перехода от олигоцена к миоцену. В это время мир был совсем иным. Северная Америка еще не встретилась с Южной, Африка только начинала «наезжать» на Евразию, образуя Альпы, а результатом столкновения Индии и Азии стало возникновение Гималаев. Землю населяли невероятные носороги индрикотерии (самые крупные наземные млекопитающие) и мелкие лошади, обитавшие в лесах. В Африке в это время появились древнейшие человекообразные обезьяны, некрупные древесные жители с коротким хвостом, наподобие египтопитеков. А лягушки, по крайней мере внешне, с тех пор практически не изменились!

Проблема неравномерности темпов эволюции до сих пор не нашла окончательного решения. Характерные для классического дарвинизма представления о медленных и практически непрерывных изменениях значимых признаков ушли в прошлое. Как выразился один из биологов, жизнь видов, как и жизнь солдат, состоит из длительных промежутков скуки (относительной стабильности) и коротких периодов страха (быстрых изменений). Кроме того, сами изменения отличаются по своей сути. Те, что связаны с возникновением новых планов строения (конструктивных решений), как ни странно, протекают относительно быстро, тогда как устойчивые и удачные варианты шлифуются (то быстрее, то медленнее) в течение длительного времени. Эволюционный «возраст» любого существа один и тот же - от возникновения жизни на Земле до наших дней. Но разные ветви древа жизни проходили через горнило эволюционных изменений в разное время. Лягушки вот «перековались» достаточно давно…

В естественных экосистемах, особенно лесных, у погибающих организмов почти нет шансов попасть в геологическую летопись. Погибшее живое существо вернет материал, из которого создано, в экосистемный круговорот. Избежать общей участи могут лишь «счастливчики», попавшие в экстраординарный переплет (например, влипшие в древесную смолу). Находки позвоночных в янтаре чрезвычайно редки и, вероятно, могут дать много ценной информации. Как было бы хорошо, если бы хозяин янтаря разрешил высверлить в нем дырочку и взять пробу ДНК древней лягушки! Генетическая индивидуальность, сохранившаяся в течение 25 млн. лет, могла бы рассказать очень многое - если она сохранилась. Увы, даже действия радиационного фона в течение такого срока может быть достаточно, чтобы стереть молекулярную «память».

На протяжении огромных промежутков времени все существа исчезали бесследно или оставляли после себя скудные останки (зубы, кости, следы на влажной почве). Где-то глубоко под слоем осадочных пород спрятаны бесценные находки будущего, которые (если все будет хорошо) могут продвинуть наше понимание вперед. Увы, это фрагментарный и ограниченный ресурс. Значительная часть прошлого исчезла без следа… ДШ

Счастливый случай

Новый класс сверхтонких кремниевых мембран удалось получить в Университете Рочестера (штат Нью-Йорк). Мембрана толщиной всего 15 нм способна отфильтровывать даже отдельные молекулы на порядок быстрее, чем ее лучшие аналоги.

Современные мембраны для ультратонкой фильтрации обычно изготавливают из пористых полимеров. Они по крайней мере в тысячу раз толще тех молекул, которые должны быть отделены. Такие мембраны дороги, хрупки и имеют длинные извилистые поры, которые быстро засоряются. Сквозь эти поры нужные молекулы просачиваются крайне

медленно и то под высоким давлением.

Новая кремниевая мембрана была получена случайно. Сотрудник университета Кристофер Стример (Christopher Striemer) занимался совершенно другим делом - старался лучше понять, как кристаллизуется аморфный кремний при нагреве. Ученый изготовил пленки толщиной в пятьдесят атомов, для того чтобы потом разглядеть в электронный микроскоп нанокристаллы, образующиеся при различных вариантах нагрева. Кристофер обнаружил, что иногда кремний кристаллизуется так, что между выросшими кристалликами возникают поры размером 5-25 нм. Этот процесс похож на образование групп беседующих людей, поначалу равномерно распределенных по помещению.

После этого открытия разработать метод изготовления наномембран оказалось уже делом техники. Метод включает несколько стадий, которые вполне вписываются в современную технологию изготовления чипов. Ученые уже научились делать мембраны толщиной до 5 нм и размером до 2х2 мм. Они оказались на удивление прочными. Мембрана толщиной 15 нм и размером 0,2х0,2 мм, которую выбрали для экспериментов, легко выдерживает перепад давлений в одну атмосферу.

Новые мембраны сравнительно дешевы и, как надеются экспериментаторы, быстро найдут массу применений. Их можно использовать не только в научных лабораториях и химическом производстве. С помощью наномембран можно разделять белки и другие биологические субстанции и даже фильтровать воздух в «чистых комнатах» для производства чипов. А уж в грядущих нанотехнологиях такие мембраны для фильтрации всевозможных нанорастворов будут просто незаменимы. ГА

А все-таки они квантовые!

Французские ученые осуществили «в железе» эксперимент, который известный американский физик Джон Уилер (John Wheeler) почти три десятилетия назад придумал в качестве мысленного опыта. Эта работа вновь подтвердила, что никакие ухищрения не помогут обойти законы квантовой механики.

Уилер предложил изменить схему проведения знаменитого интерференционного эксперимента, который впервые поставил английский физик Томас Юнг еще в начале XIX века. В его стандартном варианте свет от точечного источника падает на непрозрачную стену с двумя щелями и рисует на расположенном за нею экране интерференционную картину. Причем интерференция возникает лишь в том случае, если открыты обе щели. В классической физике интерференция рассматривается как свидетельство волновой природы света. Согласно же квантовой механике, свет переносят частицы с волновыми свойствами, поэтому с ее точки зрения природа этого эффекта гораздо глубже. Если бы фотоны были только частицами и ничем иным, освещенность экрана при обеих открытых щелях была бы просто суммой освещенностей, возникающих при открывании каждой из щелей по отдельности. Иначе говоря, в этом случае экран выглядел бы светлее. Однако в действительности на нем появляются светлые и темные участки интерференционной картины.

Но самое интересное в другом. Можно предположить, что такая интерференция возникает только в результате падения на экран множества фотонов, каждый из которых проходит или только через первую щель, или только через вторую. В этом случае фотоны при движении вели бы себя как обычные частицы и только при попадании на экран взаимодействовали друг с другом как волны. Однако эта гипотеза безоговорочно опровергнута экспериментом. Физики давно научились изготовлять источники единичных фотонов, следующих друг за другом через бо,льшие промежутки времени, нежели те, что требуются свету для прохождения дистанции между излучателем и экраном. Тем не менее результат от этого не меняется: при одной открытой щели интерференции нет, при двух - есть. Это и означает, что каждый фотон - не только частица, но и волна, проходящая через обе открытые щели.