Наука: главные новости недели от «Образовача»

Шеф-редактор издания «Образовач» Александр Ершов еженедельно отбирает специально для TJ семь самых важных новостей из мира науки и технологий. В этом выпуске: рисунки предков человека, инфракрасное зрение, молекулы-колеса и мыши с химерным мозгом.

Найден рисунок, сделанный Homo erectus

Все известные до сих пор рисунки — даже самые древние — сделаны людьми, которые с биологической точки зрения от нас ничем не отличаются, то есть принадлежат к тому же виду Homo sapience. Недавно в пещере Горхама на Гибралтаре были обнаружены рисунки, которые, возможно (многие учёные с этим не согласны), принадлежали другому виду человека — неандертальцам.

И вот буквально на этой неделе удалось найти рисунки, которые не только впятеро старше всех известных аналогов (их возраст составляет фантастические полмиллиона лет), но и сделаны кем-то из представителей другого, предкового вида человека, Homo erectus.

Рисунок представляет собой серию ломаных линий, выполненных на внешней стороне раковины пресноводного двустворчатого моллюска. Глубина линий очень небольшая, поэтому их можно изучить только с помощью контрастного освещения. Этим объясняется тот факт, что рисунок удалось рассмотреть только сейчас, хотя сама раковина хранится в Музее Лейдена в Голландии уже более ста лет.

Для чего предназначались эти линии, пока совершенно не ясно. Однако то, что они были нацарапаны именно Homo erectus, не вызывает никаких сомнений — ведь ни неандертальцев, ни сапиенсов как отдельных видов полмиллиона лет назад еще не существовало. Тем более на острове Ява, где обнаружили удивительную находку.

Человек оказался способен видеть инфракрасный свет

Группа учёных из Медицинской школы Университета Дж. Вашингтона в Сент-Луисе обнаружила, что при определённых условиях человек способен непосредственно видеть инфракрасное излучение.

Произошло это случайно: во время работы с лазерами учёные, которые занимались совершенно не связанной со зрением темой, стали замечать редкие, но повторяющиеся вспышки зелёного света. Их причина была совершенно не понятна, так как исследователи работали с инфракрасным лазером, а инфракрасное излучение человек видеть не способен — по крайней мере, так считалось до сих пор.

Дальнейшие эксперименты показали, что если длительность лазерного импульса становится меньше некоего порогового значения, то человек действительно становится способен время от времени — регулярно, но непредсказуемо — видеть вспышки. Причина этого оказалась в том, что два фотона инфракрасного излучения с длиной волны, к примеру, 1000 нанометров (что лежит далеко за пределами видимого спектра), могут перевести зрительный пигмент глаза в такое же энергетическое состояние, как и один фотон излучения с длиной волны в 500 нанометров. А эта длина как раз соответствует наблюдаемому зеленому цвету.

Авторы надеются, что обнаруженное явление может оказаться полезным при разработке новых методик диагностики состояния глаз, а также для более глубокого понимания механизмов зрения как такового.

Химики синтезировали молекулу-колесо

Молекула вещества, которое получили химики из Института Кекуле, подобно обыкновенному велосипедному колесу состоит из трёх основных частей: «втулки», «спиц» и «обода». Во время синтеза сначала происходит сборка «спиц» из бензольных колец, затем они прикрепляются к фрагментам будущего «обода» и в таком виде закрепляются на «втулке». На последней стадии происходит объединение «обода» в огромный цикл, состоящий из более чем 250 сегментов.

Диаметр всей конструкции составляет 11,9 нанометра, расстояние между противоположными фрагментами «обода» — 8,8 нанометра. По размеру такая молекула сравнима с некоторыми вирусами. Учёные собираются использовать их в качестве строительных блоков для различных наноразмерных конструкций.

Впервые создана поверхность, которая отталкивает любые жидкости

Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе создали первую в мире поверхность, которая не смачивается ни одним из существующих видов обычной жидкости. При этом на ней нет никакого химического напыления.

Просто эта поверхность покрыта миллионами специальных штырьков, которые под микроскопом напоминают грибы или гвозди с загнутыми шляпками. Они заставляет жидкость не касаться «дна» поверхности, а как бы «висеть» на себе. Капли любой жидкости скатываются с такой поверхности как вода с лепестков лотоса.

Ранее подобные структурированные поверхности уже создавали неоднократно, но не все жидкости оказывались им «по зубам». На этот раз поверхность действительно отталкивает все: воду, спирт, масло, бензин и даже перфторгексан — вещество с самым маленьким поверхностным натяжением. Единственный способ добиться смачивания такой поверхности — использовать охлажденный почти до абсолютного нуля гелий, который перешел в квантовое состояние сверхтекучести.

Биологи вырастили грызунов с химерным человеко-мышиным мозгом

Биологи из Университета Рочестера смогли имплантировать в мозг новорождённых мышей человеческие клетки и вырастить таким образом животных с химерным мозгом. Нейроны у таких животных остаются мышиными, а вот все вспомогательные клетки нервной ткани — клетки глии — замещают клетки человека.

По результатам многочисленных тестов, особенно тестов памяти, такие мыши становятся гораздо умнее своих собратьев. Исследование такого рода позволяет раскрыть роль глии, на которую учёные раньше почти не обращали внимание. Интересно, что исходно, по словам авторов работы, эксперимент планировалось провести на приматах, но ученые решили отказатся от этой затеи из-за возможных обвинений в нарушении норм биоэтики.

Физики обнаружили защитный «щит» в магнитосфере Земли

Группа ученых из Колорадского университета в Боулдере открыла невидимый «щит» на высоте около 11,5 тысячи километров над поверхностью Земли. Он защищает Землю от электронов, движущихся с околосветовой скоростью, но как именно он это делает, пока не понятно.

«Щит» обнаружен в так называемых поясах Ван Аллена — двух тороидальных кольцах, расположенных вокруг Земли и заполненных высокоэнергетическими заряженными частицами. Суть нынешнего открытия состоит в обнаружении резкой границы на внутреннем крае внешнего кольца. Она блокирует самые скоростные (ультрарелятивистские) электроны и не дает им опускаться во внутреннее кольцо и ниже. Ученые предложили две гипотезы, которые, теоретически, могут объяснить такое поведение магнитосферы, но какая из них ближе к истине, пока не ясно. Открытие очень важно с точки зрения обеспечения безопасности искусственных спутников Земли — скоростные электроны представляют вполне реальную опасность для их аппаратуры.

Бенедикту Камбербетчу не удалось обмануть «Математику»

Создатели вычислительного пакета «Математика» использовали технологию машинного обучения для того, чтобы показать способности программы в анализе самой разной информации. Они взяли знаменитый ролик, в котором Бенедикт Камбербетч имитирует разных актеров, и решили проверить, сможет ли Камбербетч обмануть «Математику».

В ходе мини-исследования сотрудники Wolfram Research собрали более полутысячи коротких звуковых роликов, принадлежащих как актерам, которых Камбербетч имитировал в популярном видео, так и самому Камбербетчу. Ролики (их брали из фильмов) сначала привели к единообразной громкости и длине, а затем отдали программе на классификацию. В конце она должна была оценить звуковые фрагменты из видео с имитацией, расставив им баллы по степени похожести на одного из девяти актеров (включая и самого имитатора).

Программа ошиблась только в двух случаях из восьми: она приняла имитации Шона Коннери и Оуэна Уилсона, сделанные Камбербетчем, за Алана Рикмана. Но имитацию самого Рикмана при этом компьютер все равно определил как Камбербетча.

Как говорит автор исследования Рита Крук, ошибку можно объяснить медленным темпом речи, который характерен для этих актёров и мог сбить с толку программу.

Цель исследователей была в том, чтобы привлечь внимание к своей «Математике» в свете выхода фильма, основанного на биографии одного из самых выдающихся математиков XX века — Алана Тьюринга. Роль учёного в фильме сыграл как раз Бенедикт Камбербетч.