Текст книги "Журнал "Компьютерра" №757"
Автор книги: Компьютерра Журнал
сообщить о нарушении
Текущая страница: 2 (всего у книги 9 страниц)
Самое черное кино
Любопытные результаты получили астрономы, впервые наблюдавшие две двойные системы (черная дыра + обычная звезда) одновременно в рентгеновском и видимом диапазонах. Оказывается, черная дыра поглощает вещество звезды-соседки столь замысловатым образом, что астрофизикам придется перекроить свои прежние теории.
Для наблюдений ученые использовали орбитальный рентгеновский телескоп Rossi X-ray Timing Explorer и расположенный в Чили Very Large Telescope, объединяющий четыре телескопа с зеркалами диаметром 8,2 метра. Там была установлена система ULTRACAM, позволяющая записывать до двадцати изображений в секунду. Это чуть медленнее, чем меняются кадры в обычном фильме, но наблюдать черные дыры с такой скоростью, используя "кинокамеру" подобных размеров, еще никому не доводилось.
В каждой из двойных систем Swift J1753.5-0127 и GX 339-4 обычная звезда располагается всего в нескольких миллионах километров от черной дыры с массой около десяти солнечных. Столь близкое соседство приводит к тому, что черная дыра буквально высасывает вещество из звезды, которое закручивается в тонкий диск, ускоряется, сильно разогревается и ионизируется, превращаясь в плазму и начиная излучать в видимом и рентгеновском диапазонах. Часть вещества при этом выбрасывается из полюсов черной дыры в виде быстрых тонких струй, разогнанных почти до скорости света. Здесь конкурируют мощные силы гравитации, магнитное поле объектов, вращающихся вокруг своих осей и друг друга, а также высокое давление горячей плазмы и ударных волн.
1
Все эти запутанные процессы приводят к тому, что свет от исследованных пар, подобно свету отсыревшей свечи на ветру, вспыхивает, искрит и брызжет замысловатым и порой хаотичным образом. Причем, несмотря на сходство двух систем, период вращения пары Swift J1753.5-0127 всего 3,2 часа – наименьший среди известных двойных систем с черной дырой. Для сравнения вторая пара оборачивается за 1,7 дня.
К удивлению астрономов, вариации видимого света оказались даже быстрее, чем в рентгеновском диапазоне. Кроме того, изменения яркости в двух диапазонах происходят не одновременно, хотя и следуют определенным повторяющимся закономерностям. Перед рентгеновской вспышкой видимый свет обычно гаснет, потом вспыхивает на доли секунды и вновь быстро затухает. Свет и рентгеновское излучение приходят не из самой черной дыры, а только из ее окрестности.
Результаты наблюдений заставили отказаться от доминирующей сегодня точки зрения, что видимое излучение в системе вторично и возникает в результате разогрева плазмы рентгеном. По-видимому, важную роль в системе играют мощные магнитные поля черной дыры, которые постоянно перестраиваются и участвуют в формировании и изменении яркости источников рентгена и света вблизи черной дыры. Теперь теоретикам предстоит найти объяснение полученным данным. ГА
Искусство забывать
Механизмы работы человеческой памяти пока остаются загадкой. Но ученым удалось сделать очередной шаг на пути к контролю над уникальным хранилищем информации, спроектированным природой. Группа исследователей из США и Китая опубликовала результаты эксперимента, демонстрирующего возможность выборочного удаления воспоминаний – правда, пока только у мышей.
Главным "инструментом" в работе, выполненной под руководством Джо Циня (Joe Tsien), стал белок альфа-CaMKII. Этот фермент, иногда называемый "молекулой памяти", играет важную роль в работе головного мозга. Прибегнув к методам генной инженерии, группа Циня вывела мышей, мозг которых усиленно вырабатывает этот энзим. Сначала генетически модифицированным грызунам искусственно снижали концентрацию фермента до нормальной. Воспоминание, которое предстояло забыть, сформировали просто: особь помещали в специальную камеру, после чего лапы животного подвергались легкому удару током. Обработанная таким образом мышь, снова попав в "пыточную", замирала в ожидании болевого шока.
Затем исследователи временно прекращали давать подопытным грызунам ингибитор, подавляющий выработку альфа-CaMKII, из-за чего концентрация фермента в мозге особи поднималась выше нормы. Если после этого мышь вновь помещали в камеру, случалась удивительная метаморфоза: животное вело себя как ни в чем не бывало. Судя по тому, что и спустя две недели поведение мышей не менялось, память о неприятном событии стиралась безвозвратно, а не просто ослаблялась. Важно, что прочие воспоминания при этом оставались незатронутыми.
Экспериментаторы пока затрудняются объяснить, как именно очищается нужный участок памяти. Предположительно фермент ослабляет ряд нейронных связей при попытке вызвать ассоциированное с ними воспоминание. Исследователи честно предупреждают, что механизм "чистки" в том виде, в каком его испытывали на мышах, к человеку неприменим, поскольку требует вторжения в генетический код, а также из-за более сложного устройства головного мозга человека. Тем не менее полученный результат безусловно ценен для науки, так как проливает свет на принципы функционирования памяти у живых существ. И не исключено, что в один прекрасный день в аптеках появятся пилюли, помогающие навсегда избавиться от неприятных воспоминаний. Например, жертвам катастроф, пережившим сильнейшее потрясение, такое лекарство могло бы заметно облегчить жизнь. ЕЗ
Летающие линзы
Оригинальную технологию, обещающую продлить жизнь традиционной фотолитографии, предложили ученые из Калифорнийского университета в Беркли. Помимо изготовления чипов, ее можно использовать для записи информации с плотностью на порядок большей, чем у современных винчестеров.
Как известно, главным препятствием на пути дальнейшей миниатюризации компьютерных чипов является дифракционный предел, мешающий сфокусировать свет в пятнышко меньше половины длины волны. Он и определяет возможности технологического процесса, ограниченные сегодня 35 нанометрами. Ученые давно научились обходить дифракционный предел, используя так называемые нераспространяющиеся электромагнитные волны, быстро затухающие на расстоянии меньше длины волны от конца световода, плазмонного аналога оптической линзы или другого устройства, позволяющего их сфокусировать. Таким устройством может служить даже несколько щелей специальной формы в тонком слое хорошего проводника.
Но как поместить маску для нераспространяющихся волн всего в нескольких нанометрах от кремниевой пластины с фоторезистом, диаметр которой 20–30 см? Разумеется, это практически невозможно. Зато в современных винчестерах хорошо отработана технология головок, парящих на высоте нескольких десятков нанометров над быстро крутящимся диском. Ученые из Беркли решили объединить и усовершенствовать два этих подхода.
В качестве линз для нераспространяющихся волн были выбраны плазмонные линзы из нескольких концентрических кругов на тонком слое серебра с отверстием посередине. Массив из шестнадцати таких линз закрепили на конце устройства, напоминающего коромысло винчестера, и фокусировали на них луч ультрафиолета. В первых экспериментах скорость поверхности диска под головкой достигала 12 м/с, а сама головка парила на высоте 20 нм над его поверхностью и рисовала штрихи толщиной 80 нм. Это делает метод эффективнее альтернативных технологий вроде литографии электронным или ионным пучком. К тому же ничто не мешает, уверены изобретатели, достигнуть разрешения 5–10 нм, довести число параллельно работающих линз до нескольких тысяч и повысить скорость вращения диска.
Разумеется, придется подождать, пока такой "фотовинчестер" распишет поверхность вращающейся кремниевой пластины рисунком для травления очередного слоя чипа. Засветить все сразу гораздо быстрее. Но и цена оборудования на базе новой технологии, из-за сравнительно скромных требований к оптике, обещает быть гораздо меньше, чем у современной машины для фотолитографии. А удовольствие это не из дешевых: примерно 20 млн. долларов за технику и еще около миллиона за комплект масок для каждого нового чипа. ГА
Музыка идей
Оригинальный метод измерения спин-поляризованного тока предложили французские физики из Университета Луи Пастера в Страсбурге. Сравнительно простой и удобный способ, основанный на эффекте Доплера, будет полезен не только в спинтронике, но и при разработке разнообразных магнитных устройств.
Несмотря на бурный расцвет спинтроники, в этой области еще много белых пятен. Даже измерение спин-поляризованного тока, в котором электроны имеют ту или иную преимущественную ориентацию спина, представляет серьезную проблему. Сегодня это делается весьма неудобными и дорогостоящими способами.
Идея нового метода сродни принципу работы ручных доплеровских радаров, с помощью которых измеряется скорость автотранспорта. Этот эффект можно наблюдать по нарастающей высоте гула движущейся навстречу машины. По мере ее приближения каждый следующий гребень звуковой волны достигает наших ушей быстрее, что эквивалентно повышению частоты звука. Тот же механизм, но в радиодиапазоне использует и радар, регистрирующий изменение частоты отраженных автомобилем радиоволн.
Оказывается, схожим методом можно измерять и величину тока. Ученые разместили две антенны по обе стороны тонкой (2 мкм) ленты пермаллоя (магнитного сплава железа и никеля). Высокочастотный радиосигнал, подаваемый на одну из антенн, возбуждал в пермаллое спиновые волны длиной 800 нм, которые принимались второй антенной. Если по образцу пропустить спин-поляризованный ток, он увлекает спиновые волны с собой и повышает частоту принимаемого сигнала. А уже по зарегистрированному сдвигу частоты можно без труда вычислить величину тока.
Специалисты высоко оценили перспективы и простоту нового метода. Помимо измерения тока он может помочь в решении многих важных проблем. Например, увеличивая частоту сигнала и уменьшая длину спиновой волны, можно "прощупать" квантовые эффекты взаимодействия спинов электронов с локальными изменениями намагниченности образцов. А без детального понимания магнитных свойств материалов сегодня уже невозможно ни совершенствование винчестеров, ни развитие новых магнитных запоминающих устройств, сулящих повышение емкости и скорости работы с данными. ГА
Не надо усложнять
К неожиданным выводам пришла команда британских и американских астрофизиков, координируемая из Кардиффского университета. Оказывается, галактики устроены гораздо проще, чем считалось, и все их свойства определяются одним-единственным параметром, например массой. Эти выводы противоречат доминирующей сегодня иерархической теории формирования галактик и ставят под сомнение факт существования темной материи.
Холодная темная материя, которая не участвует в электромагнитном взаимодействии, а проявляет себя лишь в гравитации, нужна астрофизикам не только для того, чтобы объяснить вращение звезд в галактиках и вращение самих галактик в их кластерах. Без нее сегодня не может обойтись ни одна теория образования галактик. По расчетам, электромагнитное излучение после Большого взрыва было так велико, что просто растолкало бы обычную, участвующую в электромагнитном взаимодействии материю в разные стороны, и та не успела бы собраться в облака и галактики. Только не подверженная давлению излучения темная материя могла сначала спонтанно образовать сгустки за счет гравитационного притяжения, которые потом притянули обычное вещество, постепенно сформировав звезды в видимой нам части Вселенной.
Но в столь сложном многоэтапном процессе галактики рожлдаллись бы самые разные, и их параметры, такие как масса, ярлкость и скорость вращения должны были принимать непредсказуемые значения. Однако астрономы давно заметили, что, несмотря на огромное разнообразие галактик, эти параметры взаимосвязаны и, зная, например, массу галактики нетрудно предсказать ее яркость.
В новом исследовании ученые с помощью австралийского радиотелескопа Parkes и расположенного в горах штата Нью-Мексико оптического телескопа Sloan Digital Sky Survey изучили две сотни галактик. Для них были независимо измерены шесть свойств: размеры по 50 и 90 процентам светимости, яркость, цвет по четырем длинам волн, масса нейтрального водорода в галактике и динамическая масса с учетом темной материи. После статистического анализа этих данных выяснилось, что все свойства взаимосвязаны друг с другом, то есть определяются лишь одним независимым параметром, в качестве которого можно выбрать любой из шести, например массу. А значит, и процесс формирования разных галактик должен быть примерно одинаковым и довольно простым.
Эти выводы плохо вписываются в сложную иерархическую теорию образования галактик, в их замысловатую динамику с центральной массивной черной дырой и гало из темной материи, запутанную эволюцию звезд, взрывы сверхновых и непростое взаимодействие галактик со своим окружением. Все это, по идее, должно заметно влиять на жизнь галактик и вносить в их свойства разнообразие. А его-то, оказывается, и нет.
Авторы работы предвидят острую критику коллег. Только дальнейшие тщательные наблюдения и построенная на их основе теория, способная заменить существующие, заставит ученых пересмотреть свои взгляды. ГА
Новости подготовили
Галактион Андреев
Александр Бумагин
Татьяна Василькова
Владимир Головинов
Евгений Золотов
Денис Коновальчик
Игорь Куксов
Павел Протасов
Жанна Сандаевская
Дмитрий Шабанов
Организация самоорганизации
Автор: Илья Щуров
В конце октября в Москве на вторую русскоязычную Вики-конференцию собрались участники Википедии и других вики-проектов, чтобы обсудить актуальные вопросы и наметить пути дальнейшего развития русскоязычного сообщества, создающего уникальные свободные образовательные ресурсы.
Kто в ответе?
Большая часть посвященных Википедии обсуждений касалась внутренних аспектов функционирования проекта, имеющих лишь косвенное влияние на читателя. Особняком здесь стоит введение нового механизма контроля качества статей, призванного сделать Википедию более надежным источником информации. Обсуждался он и ранее (уже несколько лет) на различных встречах и во внутренних форумах, и вызывал довольно горячие споры. Чтобы понять, с чем связан такой накал страстей, необходимо обратиться к истории и философии Википедии.
Призыв, которым сопровождалось появление первых вики-сред, был довольно радикальным: "каждый читатель – редактор". Изменения, вносимые в вики-страницу, становятся доступными всем последующим читателям незамедлительно, без какой-либо предварительной проверки. Это не значит, что проверки нет вообще – просто она частично возложена на самих читателей, которые могут столь же быстро исправить любую найденную ошибку. Этот подход оказывается эффективным, поскольку деструктивных правок совершается сравнительно немного и чаще всего они видны "невооруженным взглядом" – и чем шире доступно изменение, тем быстрее в нем будет исправлена ошибка.
Однако такая политика порождает и свои проблемы. Чудес не бывает, и любая работа должна быть кем-то выполнена – увеличивая редакторскую нагрузку на читателей, мы неизбежно получаем побочные негативные эффекты: часть из пользователей столкнутся с откровенно испорченными статьями, часть получат неверные данные и не смогут их быстро распознать и исправить. Это является причиной восприятия Википедии как заведомо ненадежного источника информации.
В то же время в сообществе активных редакторов Википедии ведется постоянная целенаправленная работа по проверке свежих правок, которая существенно уменьшает "время жизни" деструктивных изменений и снижает вероятность столкновения пользователей с их последствиями. В этой ситуации возникает вопрос: если сообщество уже выполняет эту работу, разумно ли возлагать её на читателей и подвергать их даже тому риску, который есть сейчас?
Техническая реализация этого подхода сравнительно проста: каждая версия статьи может быть отмечена специальным "флажком", свидетельствующим, что один из добросовестных участников (известно, кто именно) просмотрел её и нашел соответствующей некоторым стандартам качества. При этом читатель может выбрать, какую из версий он хочет видеть – более свежую (в которой выше вероятность встретиться с проблемами – но, с другой стороны, и выше вероятность получить более полную и актуальную информацию), или кем-то уже просмотренную (если она есть и отличается от самой свежей). При этом можно ввести несколько типов "флажков", соответствующих разным уровням качества (начиная от самого минимального – отсутствия вопиющих нарушений, и заканчивая полной проверкой текста статьи на соответствие тем авторитетным источникам, на которых она основана – набор этих уровней также обсуждался в ходе конференции). По сути, речь идет о появлении важного механизма персональной ответственности, за отсутствие которого Википедию часто критикуют
Однако, несмотря на ряд плюсов, подобная возможность выглядит довольно радикальной и не всеми участниками сообщества воспринимается положительно – многие видят в ней угрозу принципу свободного редактирования, обеспечивающему приток новых авторов, и ряд других негативных последствий социально-психологического характера – например, ненамеренное введение в заблуждение читателя, который может неправильно понимать смысл тех пометок, которыми сопровождаются различные версии статей. Поэтому соответствующий технический механизм в настоящий момент используют только два раздела Википедии: педантичный немецкий (с мая этого года), и, опровергая известную поговорку – русский (с августа). Впрочем, режимы работы довольно сильно различаются: в немецкой Википедии незарегистрированным читателям демонстрируется последняя "досмотренная" версия (если она есть; иначе самая свежая), а в русской в настоящий момент механизм включен в тестовом режиме: его работа полностью скрыта от читателей и он используется только для координации действий участников внутри сообщества. Принятие решения о включении видимых для читателя отметок о досмотренных статьях в нашем разделе еще только предстоит, но тот факт, что русская Википедия нарушает традицию следования в фарватере других культур (в технологическом плане) и не боится инноваций, не опробированных на крупнейших разделах – меня лично очень радует.
Kоординация и кооперация
Подход Википедии к построению сообщества также довольно радикален – изначальное равенство возможностей по правке статей для всех желающих приводит как к положительным, так и к отрицательным последствиям. С одной стороны, оно позволяет вовлечь в процесс работы над энциклопедией множество человек, способных этим заниматься, а также гарантировать стремление к нейтральности изложения, недостижимое для других источников информации. С другой – это приводит к необходимости постоянно быть готовым аргументировать обоснованность любого своего действия, спорить и договариваться с несогласными участниками. Понятно, что это достаточно жесткие условия, которые могут отпугнуть от работы в проекте людей, уже заслуживших своей деятельностью вне Википедии право не участвовать в дискуссиях тогда, когда оппонент заведомо неправ – речь идет, в первую очередь, о системе научных званий и других репутационных механизмов реального мира. И понятно, что именно эти люди весьма ценны для энциклопедического проекта.
Есть и другие проблемы. По своему социальному устройству сообщество Википедии уже сейчас довольно сложно устроено, и со временем эта сложность неизбежно растет. Есть и технические трудности. Несмотря на то, что все правила и принципы работы проекта нацелены на минимизацию "порога вхождения", он объективно существует.
Следует отметить, что участники Википедии отнюдь не склонны считать эту ситуацию оптимальной. На конференции активно обсуждался вопрос о том, как сохраняя принципы свободного редактирования можно сделать участие специалистов в проекте более комфортным, и как можно эффективно организовать взаимодействие между Википедией и другими структурами (в частности, научными обществами и вузами). Были предложены разные подходы: начиная от организации целенаправленной поддержки участников-специалистов внутри Википедии и заканчивая различными формами сотрудничества, не связанными с прямым участием в проекте. К последним относится, например, подготовка списков источников и помощь с выбором структуры статьи – в первую очередь это касается обзорных статей, где необходимо полное представление о тематике, которое невозможно получить, не имея достаточно глубоких знаний и опыта. Вся эта деятельность может производиться внешними экспертами и не требует от них изучения википедических премудростей, равно как и не нарушает открытый характер Википедии. Аналогично обстоит дело с рецензированием и выверкой, к которой также можно привлекать специалистов со стороны – причем с помощью механизма контроля качества, о котором шла речь выше, можно сделать так, что выполненная один раз работа по рецензированию не будет уничтожена следующей же непроверенной правкой, а сохранится для тех читателей, для которых она важна (не тормозя при этом развитие статьи).
Близкую проблематику, но с противоположной стороны, затронули участники другого вики-проекта – "Летописей". Напомню, что "Летописи" (Letopisi.Ru) – это образовательный ресурс, на котором школьники осваивают вики-технологию и принципы совместного написания и редактирования текстов, создавая статьи по близким им темам. Весной этого года в проекте стартовала амбициозная инициатива с говорящим названием "3000 статей для Википедии", в рамках которой ребята пишут статьи не просто "потренироваться", а с конкретной целью – для переноса во "взрослую" Википедию (после обязательного этапа внутреннего рецензирования одним из участников-преподавателей). Этот подход оказался довольно успешным примером взаимодействия – прямое массовое участие школьников в Википедии вряд ли было бы воспринято "на ура" (да и самим ребятам работать во "взрослом" проекте непросто, а иногда и неполезно), в то время как возможность принести реальную пользу людям добавляет энтузиазма и мотивации для молодых энциклопедистов.
Баланс между свободой участия и эффективностью работы сообщества (а значит, и качеством получаемого "продукта") был также важной темой обсуждения еще одного во многом уникального проекта – русского Викисловаря (ru.wiktionary.org). Это, вероятно, первая попытка создания действительно универсального (да еще и свободного!) словаря, содержащего информацию о каждом слове на всех уровнях (начиная от морфологии и синтаксиса и заканчивая этимологией и переводами на другие языки). Сообщество выбрало высокие стандарты качества, которые в перспективе должны поставить его на один уровень с лучшими лексикографическими изданиями. С другой стороны, эта цель требует соблюдения достаточно жесткой структуры словарной статьи и требований к её оформлению, что повышает необходимые навыки участников и может затруднить работу в проекте новичков – а значит, замедляет развитие проекта. На конференции обсуждались возможные способы преодоления этого противоречия – с помощью различных социальных и технических механизмов.
Вики-проекты на русском языке развиваются, их сообщества активно сотрудничают и обмениваются опытом – а значит, впереди много интересной работы и важных для общества результатов1. И это не может не радовать.
